Synthèse de cristaux liquides biocompatibles mousses élastomères comme échafaudages cellulaires pour les cultures de cellules spatiales 3D

Marianne E. Prévôt; Senay Ustunel; Leah E. Bergquist; Richard Cukelj; Yunxiang Gao; Taizo Mori; Lindsay Pauline; Robert J. Clements; Elda Hegmann

doi:10.3791/55452

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Article de méthode

Synthèse de cristaux liquides biocompatibles mousses élastomères comme échafaudages cellulaires pour les cultures de cellules spatiales 3D

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DOI :

10.3791/55452

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11 avril 2017

Marianne E. Prévôt¹ , Senay Ustunel¹ , Leah E. Bergquist² , Richard Cukelj³ , Yunxiang Gao¹ , Taizo Mori¹ , Lindsay Pauline³ , Robert J. Clements³ , Elda Hegmann¹

¹Liquid Crystal Institute, Kent State University, ²Chemical Physics Interdisciplinary Program, Liquid Crystal Institute, Kent State University, ³Department of Biological Sciences, Kent State University

Dans cet article

Résumé

Cette étude présente une méthode pour préparer 3D, biodégradables, des échafaudages de cellules en forme de mousse à base d'élastomères à cristaux liquides biocompatibles de la chaîne latérale (LCES). Des expériences de microscopie confocale montrent que LCES comme mousse permettent la fixation des cellules, la prolifération et l'alignement spontané de myoblastes C2C12s.

Résumé

Nous présentons ici une préparation étape par étape d'un échafaudage cellulaire 3D, biodégradable, comme la mousse. Ces échafaudages ont été préparés par co-polymères séquences de réticulation étoile comportant des unités de cholestérol en tant que groupes latéraux de la chaîne latérale, ce qui entraîne smectique A (SmA) des élastomères à cristaux liquides (LCES). Echafauds comme mousse, préparés en utilisant des modèles métalliques, disposent microcanaux interconnectés, ce qui les rend appropriés comme échafauds de culture cellulaire 3D. Les propriétés combinées de la structure régulière de la mousse métallique et du résultat élastomère dans un échafaudage cellulaire 3D qui favorise non seulement la prolifération cellulaire supérieure par rapport aux films templated poreux classiques, mais aussi une meilleure gestion du transport de masse (c. -à- nutriments, gaz, déchets , etc.). La nature du modèle métallique permet la manipulation aisée des formes en mousse ( par exemple, des rouleaux ou des films) et pour la préparation des échafauds de différentes tailles de pores pour les études de cellules différentes , tout en préservant la interconnected nature poreuse du modèle. Le procédé de gravure ne modifie pas la composition chimique des élastomères, en préservant leur nature biocompatible et biodégradable. Nous montrons que ces LCES smectiques, lorsqu'elles sont cultivées pendant des périodes longues, permettent l'étude des constructions de tissus cliniquement pertinentes et complexes, tout en favorisant la croissance et la prolifération des cellules.

Introduction

Il existe plusieurs exemples de matériaux synthétiques et biologiques biocompatibles destinés à être appliqués dans des études cellulaires et pour la régénération des tissus visant à la fixation des cellules et la prolifération ^{^1,} ^{^2,} ^{^3,} ^{^4,} ^5. Il y a eu quelques exemples de matériaux biocompatibles, connus comme des élastomères de cristaux liquides (LCES), qui peut répondre à des stimuli externes avec la commande anisotrope moléculaire ^{^6,} ^7. LCES so....