المعالجة بعد الإنتاج من الألياف Electrospun للهندسة الأنسجة
Summary
يمكن معالجة السقالات Electrospun مرحلة ما بعد الانتاج لتطبيقات هندسة الأنسجة. نحن هنا وصف أساليب الغزل السقالات المعقدة (من خلال الدوران على التوالي)، لجعل سمكا السقالات (بواسطة متعددة الطبقات باستخدام الحرارة أو الصلب بخار)، لتحقيق عقم (الإنتاج العقيم أو التعقيم مرحلة ما بعد الإنتاج)، وخصائص النشاط الحيوي لتحقيق مناسب.
Abstract
Electrospinning هو وسيلة شائعة الاستخدام وتنوعا لإنتاج السقالات (القابلة للتحلل في كثير من الأحيان) لهندسة الأنسجة 3D. 1، 2، 3 العديد من الأنسجة في الجسم الحي الخضوع لانتفاخ ذو محورين بدرجات متفاوتة مثل الجلد، الكلمة، والمثانة والحوض حتى الحنك الصلب والأطفال تنمو. في إنتاج السقالات لهذه الأغراض هناك حاجة لتطوير السقالات من خصائص النشاط الحيوي المناسب (سواء كانت تتحقق من دون أو مع الخلايا) والتي تكون معقمة للاستعمال السريري. التركيز في هذه الورقة ليست هي الطريقة لوضع معايير electrospinning الأساسية (كما أن هناك دراسات واسعة النطاق في electrospinning)، ولكن حول كيفية تعديل نسج مرحلة ما بعد الإنتاج السقالات لجعلها صالحة للأغراض هندسة الأنسجة – هنا سماكة، الخواص الميكانيكية والتعقيم (مطلوب ل الاستخدام السريري) وتعتبر ونحن وصف أيضا كيف يمكن زرعها الخلايا على السقالات وتعرض للسلالة ذو محورين إلى حالة منهم لتطبيقات محددة.
Electrospinning يميل الى انتاج صفائح رقيقة، وجامع electrospinning يصبح المغلفة مع عزل الألياف يصبح موصل الفقراء من هذا القبيل أن الألياف لم تعد الودائع على ذلك. وبالتالي نحن تصف النهج لإنتاج الهياكل سمكا بواسطة الحرارة أو البخار الصلب زيادة قوة السقالات ولكن ليس بالضرورة مرونة. يوصف أيضا الغزل متتابعة من السقالات من البوليمرات المختلفة لتحقيق السقالات المعقدة. يمكن أن يؤثر سلبا على منهجيات تعقيم قوة ومرونة من السقالات. قارنا ثلاث طرق لآثارها على خصائص النشاط الحيوي على السقالات electrospun من حامض اللبنيك، شارك في الجليكوليك بولي (PLGA).
يوصف التصوير من الخلايا في السقالات وتقييم إنتاج البروتينات خارج الخلية (ECM) مصفوفة من الخلايا في السقالات. ويمكن زراعة الخلايا في المختبر على السقالات سقالة تحسين قوة ومرونة ولكن النسيج literatu الهندسةإعادة يدل على أن الخلايا غالبا ما تفشل لانتاج ECM المناسبة عند تربيتها في ظروف ثابتة. هناك بعض النظم التجارية المتاحة التي تسمح واحد لخلايا الثقافة على السقالات في ظل أنظمة تكييف ديناميكي – مثال واحد هو Electroforce بوس 3100 والتي يمكن استخدامها لممارسة برنامج تكييف على الخلايا في السقالات التي عقدت باستخدام قبضة الميكانيكية داخل وسائل الإعلام غرفة مليئة 4 يوصف هذا النهج إلى ثقافة مفاعل حيوي ميزانية خلية لتشويه للرقابة في 2 الأبعاد. نظهر أن يمكن تحريض الخلايا لإنتاج الإيلاستين في ظل هذه الظروف. أخيرا وصفت تقييم خصائص النشاط الحيوي من السقالات المجهزة تربيتها مع أو من دون الخلايا.
Protocol
Discussion
Electrospinning هو تقنية شعبية جدا لإنتاج السقالات لهندسة الأنسجة. 14، 15، 16 في حين أنه من السهل نسبيا لإنتاج السقالات electrospun الأساسية لاستخدام هذه التقنية التجريبية هي أيضا معقدة ومتعددة الأوجه مع العديد من المتغيرات. 6 هناك العديد من الدراسات التي تصف كيف يمكن لل…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نشكر BBSRC لتمويل على درجة الدكتوراه عن اللقاء السيد فريزر.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Poly lactic-co-glycolic acid | Sigma Aldrich | ||
| Poly lactic acid | Sigma Aldrich | 81273 | Inherent viscosity ~2.0dl/g |
| Poly ε-caprolactone | Sigma Aldrich | ||
| Poly hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate 12:1 | Goodfellow | 578-446-59 | PHB88/PHV12 |
| Dichloromethane | Sigma Aldrich or Fisher | 270997 or D/1850/17 | >99.8% contains 50-150ppm amylene stabiliser |
| 50 multi coloured balloons | Wilkinson’s Hardware Stores Ltd. | 0105790 | |
| Goat anti-rabbit IgG (FC):FITC | AbDserotec | STAR121F | |
| Rabbit anti-human alpha elastin | AbDserotec | 4060-1060 | |
| Screw Cap GL45 PP 2 Port, pk/2 | SLS | 1129750 | |
| 4′,6-Diamidino-2-phenylindole dihydrochloride | Sigma Aldrich | 32670 | |
| CellTracker green CMFDA | Invitrogen | C7025 | |
| CellTracker red CMTX | Invitrogen | C34552 |
References
- Canton, I., McKean, R., Charnley, M., Blackwood, K., Fiorica, C., Ryan, A., MacNeil, S. Development of an Ibuprofen-releasing biodegradable PLA/PGA electrospun scaffold for tissue regeneration. Biotechnology and bioengineering. 105, 396-408 (2010).
- Blackwood, K., McKean, R., Canton, I., Freeman, C., Franklin, K., Cole, A., Brook, I., Farthing, P., Rimmer, S., Haycock, J., Ryan, A., MacNeil, S. Development of biodegradable electrospun scaffolds for dermal replacement. Biomaterials. 29, 3091-3104 (2008).
- Yang, F., Maurugan, R., Wang, S., Ramakrishna, S. Electrospinning of nano/micro scale poly(L-lactic acid) aligned fibers and their potential in neural tissue engineering. Biomaterials. 26, 2603-2610 (2005).
- Sittichokechaiwut, A., Edwards, J. H., Scutt, A. M., Reilly, G. C. Short bouts of mechanical loading are as effective as dexamethasone at inducing matrix production by human bone marrow mesenchymal stem cell. Eur. Cell Mater. 20, 45-57 (2010).
- Sill, T. J., von Recum, H. A. Electrospinning: applications in drug delivery and tissue engineering. Biomaterials. 29 (13), 1989-2006 (2008).
- Deitzel, J., Kleinmeyer, J., Harris, D., Beck Tan, N. C. The effect of processing variables on the morphology of electrospun nanofibers and textiles. Polymer. 42, 261-272 (2001).
- Fridrikh, S., Yu, J., Brenner, M., Rutledge, G. Controlling the fiber diameter during electrospinning. Physical review letters. 90, 1-4 (2003).
- Fong, H., Chun, I., Reneker, D. Beaded nanofibers formed during electrospinning. Polymer. 40 (16), 4585-4592 (1999).
- Selim, M., Bullock, A. J., Blackwood, K. A., Chapple, C. R., MacNeil, S. Developing biodegradable scaffolds for tissue engineering of the urethra. BJU Int. 107 (2), 296-302 (2010).
- Tong, H. -. W., Wang, M. An investigation into the influence of electrospinning parameters on the diameter and alignment of poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) fibers. Journal of Applied Polymer Science. 120 (3), 1694-1706 (2011).
- Tong, H. -. W., Wang, M. Electrospinning of poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) fibrous tissue engineering scaffolds in two different electric fields. Polymer Engineering & Science. 51 (7), 1325-1338 (2011).
- Retzepi, M., Donos, N. Guided Bone Regeneration: biological principle and therapeutic applications. Clinical oral implants research. 21, 567-576 (2010).
- Moreau, J., Caccamese, J., Coletti, D., Sauk, J., Fisher, J. Tissue engineering solutions for cleft palates. Journal of oral maxillofacial. 65, 2503-2511 (2007).
- Yang, F., Both, S., Yang, X., Walboomers, X., Jansen, J. Development of an electrospun nano-apatite/PCL composite membrane for GTR/GBR application. Acta biomaterialia. 5, 3295-3304 (2009).
- Yoshimoto, H., Shin, Y., Terai, H., Vacanti, J. A biodegradable nanofiber scaffold by electrospinning and its potential for bone tissue engineering. Biomaterials. 24, 2077-2082 (2003).
- Telemeco, T., Ayres, C., Bowlin, G., Wnek, G., Boland, E., Cohen, N., Baumgarten, C., Mathews, J., Simpson, D. Regulation of cellular infiltration into tissue engineering scaffolds composed of submicron diameter fibrils produced by electrospinning. Acta biomaterialia. 1, 377-385 (2005).
