Summary

Direkte og indirekte dyrkningsmetoder til undersøgelse af biologisk nedbrydelige implantatmaterialer in vitro

Published: April 15, 2022
doi:

Summary

Vi introducerer tre metoder til direkte dyrkning, direkte eksponeringskultur og eksponeringskultur til evaluering af in vitro-cytokompatibiliteten af biologisk nedbrydelige implantatmaterialer. Disse in vitro-metoder efterligner forskellige in vivo-celle-implantatinteraktioner og kan anvendes til at studere forskellige biologisk nedbrydelige materialer.

Abstract

I løbet af de sidste årtier er biologisk nedbrydelige materialer blevet grundigt udforsket til biomedicinske anvendelser såsom ortopædiske, dentale og craniomaxillofaciale implantater. For at screene biologisk nedbrydelige materialer til biomedicinske anvendelser er det nødvendigt at evaluere disse materialer med hensyn til in vitro-celleresponser , cytokompatibilitet og cytotoksicitet. International Organization for Standardization (ISO) standarder er blevet udbredt i evalueringen af biomaterialer. Imidlertid blev de fleste ISO-standarder oprindeligt etableret for at vurdere cytotoksiciteten af ikke-nedbrydelige materialer, hvilket gav begrænset værdi til screening af bionedbrydelige materialer.

Denne artikel introducerer og diskuterer tre forskellige dyrkningsmetoder, nemlig direkte dyrkningsmetode, direkte eksponeringskulturmetode og eksponeringskulturmetode til evaluering af in vitro-cytokompatibiliteten af bionedbrydelige implantatmaterialer, herunder bionedbrydelige polymerer, keramik, metaller og deres kompositter, med forskellige celletyper. Forskning har vist, at dyrkningsmetoder påvirker celleresponser på biologisk nedbrydelige materialer, fordi deres dynamiske nedbrydning inducerer spatiotemporale forskelle ved grænsefladen og i det lokale miljø. Specifikt afslører den direkte dyrkningsmetode reaktionerne fra celler, der er podet direkte på implantaterne; metoden med direkte eksponeringskultur belyser reaktionerne fra etablerede værtsceller, der kommer i kontakt med implantaterne og eksponeringskulturmetoden evaluerer de etablerede værtsceller, der ikke er i direkte kontakt med implantaterne, men påvirkes af ændringerne i det lokale miljø som følge af implantatnedbrydning.

Denne artikel giver eksempler på disse tre dyrkningsmetoder til undersøgelse af in vitro-cytokompatibiliteten af bionedbrydelige implantatmaterialer og deres interaktioner med knoglemarvsafledte mesenkymale stamceller (BMSC’er). Det beskriver også, hvordan man høster, passage, kultur, frø, fikserer, pletter, karakteriserer cellerne og analyserer postkulturmedier og materialer. De in vitro-metoder, der er beskrevet i denne artikel, efterligner forskellige scenarier i in vivo-miljøet og udvider anvendeligheden og relevansen af in vitro-cytokompatibilitetstest af forskellige biomaterialer til forskellige biomedicinske anvendelser.

Introduction

I årtier er biologisk nedbrydelige materialer blevet grundigt undersøgt og anvendt i biomedicinske applikationer såsom ortopædiske1,2, dental3,4 og craniomaxillofacial5 applikationer. I modsætning til permanente implantater og materialer nedbrydes biologisk nedbrydelige metaller, keramik, polymerer og deres kompositter gradvist i kroppen over tid via forskellige kemiske reaktioner i det fysiologiske miljø. For eksempel er biologisk nedbrydelige metaller såsom magnesiumlegeringer (Mg) legeringer1,6,7 og zink (Zn) legeringer8,9 lovende materialer til knoglefikseringsanordninger. Deres biologisk nedbrydelighed kan eliminere behovet for sekundære operationer for at fjerne implantaterne efter knogleheling. Bionedbrydelig keramik såsom calciumphosphatcementer (CPC’er) har vist et spændende potentiale til behandling af osteoporotiske vertebrale kompressionsfrakturer i perkutan kyphoplastik10. CPC’erne giver mekanisk støtte til den brækkede hvirvellegeme og nedbrydes gradvist, efter at bruddet er helet.

Bionedbrydelige polymerer, såsom nogle polysaccharider og polyestere, er også blevet bredt undersøgt til biomedicinske anvendelser. For eksempel har chitosanhydrogel som et biologisk nedbrydeligt polysaccharid udvist sine evner til at forhindre infektion og regenerere hudvæv11. Poly-L-mælkesyre (PLLA), poly(glycolsyre) (PGA) og poly(mælkesyre-co-glycolsyre) (PLGA) er bredt undersøgte polyestere til fremstilling af 2D eller 3D porøse stilladser til vævstekniske anvendelser12,13,14. Desuden integrerer kompositmaterialer to eller flere faser af metaller, keramik og polymerer for at levere avancerede funktioner til en bred vifte af biomedicinske applikationer15,16,17. For eksempel kan PLGA- og calciumphosphatkompositter bruges til at fremstille biologisk nedbrydelige stilladser til applikationer såsom reparation af kranieknogledefekter18. Disse biologisk nedbrydelige stilladser og implantater kan understøtte og fremme væksten af celler og væv og derefter gradvist nedbrydes i kroppen over tid.

Som vist i supplerende tabel 1 kan forskellige bionedbrydelige materialer have forskellige nedbrydningsmekanismer, produkter og hastigheder. For eksempel nedbrydes magnesiumlegeringer, såsom Mg-2 vægt % Zn-0,5 vægt % Ca (ZC21)1, Mg-4 vægt% Zn-1 vægt% Sr (ZSr41)19 og Mg-9 vægt% Al-1 vægt% zink (AZ91)20, ved at reagere med vand, og deres nedbrydningsprodukter omfatter hovedsageligt Mg2+ ioner, OH-ioner, H2-gas og mineralaflejringer. Nedbrydningshastigheden for bionedbrydelige metaller varierer afhængigt af deres forskellige sammensætninger, geometrier og nedbrydningsmiljøer. For eksempel rapporterede Cipriano et al.19, at ZSr41-ledninger (Ø1.1 × 15 mm) mistede 85% masse, mens rene Mg-ledninger med samme geometri mistede 40% masse efter at være blevet implanteret i rotteskinnebenet i 47 dage. Bionedbrydelige keramiske materialer såsom hydroxyapatit (HA) og β-tricalciumphosphat (β-TCP) kan nedbrydes via opløsningsdrevet ekstracellulær væskeopløsning eller nedbrydes til små partikler og derefter nedbrydes via både ekstracellulær væskeopløsning og cellemedierede resorptionsprocesser. Nedbrydningsprodukterne fra disse calciumphosphatbaserede keramik kan omfatte Ca2+-ioner, (PO4)3-ioner, OH-ioner og mineralaflejringer21. Nedbrydningshastigheden for calciumphosphatkeramik påvirkes signifikant af deres krystalstrukturer. For eksempel rapporterede Van Blitterswijk et al.22, at HA med 40 vol.% mikroporer ikke mistede nogen masse, mens β-TCP med 40 vol.% mikroporer mistede 30 ± 4% masse efter at være blevet implanteret i tibiae af kaniner i 3 måneder. Polymerer såsom PLGA14,23 kan nedbrydes på grund af hydrolyse af esterbindingerne i nærværelse af vand, og nedbrydningsprodukterne omfatter hovedsageligt mælkesyrer og glykolsyrer. Det kan tage en måned for PLGA 50/50 og flere måneder for PLGA 95/5 at opnå fuldstændig nedbrydning24.

Cellerespons og cytokompatibilitetstest er afgørende for at evaluere og screene disse biologisk nedbrydelige implantatmaterialer til biomedicinske anvendelser. Imidlertid blev de nuværende standarder fra Den Internationale Standardiseringsorganisation (ISO), såsom ISO 10993-5: 2009 “Biologisk evaluering af medicinsk udstyr-Del 5 Tests for in vitro cytotoksicitet”, oprindeligt designet til at vurdere cytotoksiciteten af ikke-nedbrydelige biomaterialer såsom Ti-legeringer og Cr-Co-legeringer in vitro25. Specifikt dækker ISO 10993-5:2009 kun in vitro-cytotoksicitetstest af ekstraktet, direkte kontakt og indirekte kontakttest. I ekstrakttesten fremstilles ekstraktet ved at nedsænke prøver i ekstraktionsvæsker såsom kulturmedier med serum og fysiologiske saltopløsninger under en af standardtids- og temperaturbetingelserne. Det indsamlede ekstrakt eller fortynding tilsættes derefter i cellekulturen for at studere cytotoksicitet. For den direkte kontakttest opnås direkte kontakt mellem prøve og celler ved at placere testprøven på det etablerede (klæbede) cellelag. I den indirekte kontakttest pipetteres kulturmediet indeholdende serum og smeltet agar for at dække de etablerede celler. Prøven anbringes derefter på det størknede agarlag med eller uden filter.

ISO-standarderne har vist nogle begrænsninger, når de anvendes til at evaluere biologisk nedbrydelige materialer in vitro. I modsætning til ikke-nedbrydelige materialer er nedbrydningsadfærden for biologisk nedbrydelige materialer dynamisk og kan ændre sig på et andet tidspunkt eller under forskellige miljøforhold (f.eks. Temperatur, fugtighed, mediesammensætning og celletype). Ekstrakttesten evaluerer kun cytotoksiciteten af materialets nedbrydningsprodukter og afspejler ikke den dynamiske proces med nedbrydning af prøver. Både direkte og indirekte kontakttest af ISO-standarden karakteriserer kun interaktionerne mellem de etablerede celler og prøver. Desuden er materialerne og cellerne i den indirekte kontakttest i forskellige mikromiljøer, der ikke afspejler in vivo-miljøet og ikke fanger den dynamiske nedbrydning af bionedbrydelige materialer.

Formålet med denne artikel er at introducere og diskutere cytokompatibilitetstestmetoderne for forskellige bionedbrydelige implantatmaterialer for at imødegå de ovennævnte begrænsninger af de metoder, der er beskrevet i de nuværende ISO-standarder. De metoder, der præsenteres i denne artikel, overvejer implantatmaterialernes dynamiske nedbrydningsadfærd og de forskellige omstændigheder ved celle-materiale-interaktioner in vivo. Specifikt giver denne artikel tre cytokompatibilitetstestmetoder, nemlig direkte kultur, kultur med direkte eksponering og eksponeringskultur for forskellige bionedbrydelige materialer, herunder bionedbrydelige polymerer, keramik, metaller og deres kompositter til medicinske implantatapplikationer.

I den direkte dyrkningsmetode sås celler, der er suspenderet i dyrkningsmediet, direkte på prøverne, hvormed interaktionerne mellem nyfrøede celler og implantaterne evalueres. I den direkte eksponeringskultur placeres prøverne direkte på det etablerede cellelag for at efterligne interaktionerne mellem implantater og etablerede værtsceller i kroppen. I eksponeringskulturen placeres prøverne i deres respektive brøndindsatser og introduceres derefter til kulturbrøndene med etablerede celler, som karakteriserer de etablerede cellers reaktioner på ændringerne i det lokale miljø induceret af implantatnedbrydning, når de ikke har nogen direkte kontakt med implantater. Metoderne til dyrkning af direkte kultur og direkte eksponering evaluerer cellerne direkte eller indirekte i kontakt med implantatmaterialerne i samme kultur godt. Eksponeringskulturen karakteriserer cellerne indirekte i kontakt med implantatmaterialerne inden for en foreskrevet afstand i samme kulturbrønde.

Denne artikel præsenterer en detaljeret beskrivelse af cytokompatibilitetstesten for forskellige biologisk nedbrydelige materialer og deres interaktioner med modelceller, det vil sige knoglemarvsafledte mesenkymale stamceller (BMSC’er). Protokollerne omfatter høst, dyrkning, såning, fastgørelse, farvning og billeddannelse af cellerne sammen med analyser af postkulturmaterialer og medier, der gælder for en række biologisk nedbrydelige implantatmaterialer og en bred vifte af celletyper. Disse metoder er nyttige til screening af biologisk nedbrydelige materialer til forskellige biomedicinske anvendelser med hensyn til cellerespons og cytokompatibilitet in vitro.

Protocol

Denne protokol blev godkendt af Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) ved University of California at Riverside (UCR) til celle- og vævshøst. En 12 uger gammel kvindelig Sprague-Dawley (SD) rotte vises som et eksempel i videoen. Yngre hun- og hanrotter foretrækkes. 1. Forberedelse af cellekultur BEMÆRK: De tre dyrkningsmetoder, der er beskrevet i denne artikel, er generelt anvendelige for forskellige celletyper, der er tilhængere. H…

Representative Results

Figur 4 viser de repræsentative fluorescensbilleder af BMSC’er under direkte og indirekte kontaktbetingelser ved hjælp af forskellige dyrkningsmetoder. Figur 4A,B viser BMSC’erne under direkte og indirekte kontaktbetingelser efter den samme 24 timers direkte dyrkning med ZC21-magnesiumlegeringer1. ZC21-legeringerne består af 97,5 vægt% magnesium, 2 vægt% zink og 0,5 vægt% calcium. De celler, der ikke har nogen direk…

Discussion

Forskellige cellekulturmetoder kan anvendes til at evaluere in vitro-cytokompatibiliteten af biomaterialer af interesse for forskellige aspekter af applikationer in vivo. Denne artikel demonstrerer tre in vitro-dyrkningsmetoder, dvs. direkte kultur, kultur med direkte eksponering og eksponeringskultur, for at efterligne forskellige in vivo-scenarier, hvor bionedbrydelige implantatmaterialer anvendes inde i menneskekroppen. Den direkte dyrkningsmetode bruges hovedsageligt til at evaluer…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne sætter pris på den økonomiske støtte fra US National Science Foundation (NSF CBET-prisen 1512764 og NSF PIRE 1545852), National Institutes of Health (NIH NIDCR 1R03DE028631), University of California (UC) Regents Faculty Development Fellowship og Committee on Research Seed Grant (Huinan Liu) og UC-Riverside Dissertation Research Grant (Jiajia Lin). Forfatterne sætter pris på Central Facility for Advanced Microscopy and Microanalysis (CFAMM) ved UC-Riverside til brug af SEM / EDS og Dr. Perry Cheung til brug af XRD-instrumenter. Forfatterne sætter også pris på Thanh Vy Nguyen og Queenie Xu for delvis redigering. Forfatterne vil også gerne takke Cindy Lee for at optage fortællingen til videoen. Eventuelle meninger, resultater og konklusioner eller anbefalinger, der udtrykkes i denne artikel, er forfatternes og afspejler ikke nødvendigvis synspunkterne fra National Science Foundation eller National Institutes of Health.

Materials

10 mL serological pipette VWR 490019-704
12-well tissue-culture-treated plates Thermo Fisher Scientific 353043
15 mL conical tube (Polypropylene) VWR 89039-666
18 G needle BD 305196
25½ G needle BD 305122
4′,6-diamidino-2- phenylindole dilactate (DAPI) Invitrogen D3571
50 mL conical tube (Polypropylene) VWR 89039-658
70 μm nylon strainer Fisher Scientific 50-105-0135
Alexa Flour 488-phalloidin Life technologies A12379
Biological safety cabinet LABCONCO Class II, Type A2
Centrifuge Eppendorf Rotor F-35-6-30, Centrifuge5430
Clear Fused Quartz Round Dish AdValue Technology FQ-4085
CO2 incubator SANYO MCO-19AIC
CoolCell Freezer Container Corning 432000 foam container designed to regulate temperature decrease
Cryovial Thermo Fisher Scientific 5000-1020
Dimethyl Sulfoxide (DMSO) Sigma-Aldrich 472301
Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) Sigma-Aldrich D5648
EDX analysis software Oxford Instruments AztecSynergy
Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) FEI 50mm2 X-Max50 SDD
Fetal bovine serum (FBS) Thermo Fisher Scientific Inc. SH30910
Fluorescence microscope Nikon Eclipse Ti
Formaldehyde VWR 100496-496
Hemacytometer Hausser Scientific 3520
ImageJ software National Institutes of Health and the Laboratory for Optical and Computational Instrumentation (LOCI, University of Wisconsin)
Inductively coupled plasma
optical emission spectrometry (ICP-OES)
PerkinElmer Optima 8000
Optical microscope VWR VistaVision
Penicillin/streptomycin (P/S) Thermo Fisher Scientific, Inc., 15070063
pH meter VWR model SB70P
Phosphate Buffered Saline (PBS) VWR 97062-730
Scanning electronic microscope (SEM) FEI Nova NanoSEM 450
surgical blade VWR 76353-728
Tissue Culture Flasks VWR T-75, MSPP-90076
Transwell inserts Corning 3460
Trypsin-ethylenediaminetetraacetic acid solution (Trypsin-EDTA) Sigma-Aldrich T4049
X-ray diffraction instrument (XRD) PANalytical Empyrean Series 2

References

  1. Zhang, C., et al. Antimicrobial bioresorbable Mg-Zn-Ca alloy for bone repair in a comparison study with Mg-Zn-Sr Alloy and pure Mg. ACS Biomaterials Science & Engineering. 6 (1), 517-538 (2019).
  2. Xu, C., et al. A green biocompatible fabrication of highly porous functional ceramics with high strength and controllable pore structures. Journal of Materials Science & Technology. 32 (8), 729-732 (2016).
  3. Asgari, M., et al. Biodegradable metallic wires in dental and orthopedic applications: a review. Metals. 8 (4), 212 (2018).
  4. Shi, Y., Liu, J., Yu, L., Zhong, L. Z., Jiang, H. B. β-TCP scaffold coated with PCL as biodegradable materials for dental applications. Ceramics International. 44 (13), 15086-15091 (2018).
  5. Wu, C. -. C., et al. A self-reinforcing biodegradable implant made of poly (ɛ-caprolactone)/calcium phosphate ceramic composite for craniomaxillofacial fracture fixation. Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 44 (9), 1333-1341 (2016).
  6. Jiang, W., et al. In vitro evaluation of MgSr and MgCaSr alloys via direct culture with bone marrow derived mesenchymal stem cells. Acta Biomaterialia. 72, 407-423 (2018).
  7. Zhang, C., et al. Magnesium-based biodegradable microelectrodes for neural recording. Materials Science and Engineering: C. 110, 110614 (2020).
  8. Jia, B., et al. In vitro and in vivo studies of Zn-Mn biodegradable metals designed for orthopedic applications. Acta Biomaterialia. 108, 358-372 (2020).
  9. Yang, H., et al. Alloying design of biodegradable zinc as promising bone implants for load-bearing applications. Nature Communications. 11 (1), 1-16 (2020).
  10. Liu, H., et al. Injectable, biomechanically robust, biodegradable and osseointegrative bone cement for percutaneous kyphoplasty and vertebroplasty. International Orthopaedics. 42 (1), 125-132 (2018).
  11. Anjum, S., Arora, A., Alam, M., Gupta, B. Development of antimicrobial and scar preventive chitosan hydrogel wound dressings. International Journal of Pharmaceutics. 508 (1-2), 92-101 (2016).
  12. Barroca, N., et al. Electrically polarized PLLA nanofibers as neural tissue engineering scaffolds with improved neuritogenesis. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 167, 93-103 (2018).
  13. Liu, Y., et al. Polydopamine-modified poly (l-lactic acid) nanofiber scaffolds immobilized with an osteogenic growth peptide for bone tissue regeneration. RSC Advances. 9 (21), 11722-11736 (2019).
  14. Liu, H., Webster, T. J. Enhanced biological and mechanical properties of well-dispersed nanophase ceramics in polymer composites: from 2D to 3D printed structures. Materials Science and Engineering: C. 31 (2), 77-89 (2011).
  15. Xu, C., et al. Bioinspired mechano-sensitive macroporous ceramic sponge for logical drug and cell delivery. Advanced Science. 4 (6), 1600410 (2017).
  16. Xu, C., Bai, Y., Yang, H., Yang, L. Mechanically modulated, ultra-high precision logic delivery of molecules by bio-inspired macroporous ceramic sponge. MRS Advances. 2 (19-20), 1125-1130 (2017).
  17. Zhang, N., Xu, C., Azer, A., Liu, H. Dispersibility and characterization of polyvinyl alcohol-coated magnetic nanoparticles in poly (glycerol sebacate) for biomedical applications. Journal of Nanoparticle Research. 21 (12), 1-11 (2019).
  18. Kim, S. S., et al. A poly (lactide-co-glycolide)/hydroxyapatite composite scaffold with enhanced osteoconductivity. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 80 (1), 206-215 (2007).
  19. Cipriano, A. F., et al. Degradation of bioresorbable Mg-4Zn-1Sr intramedullary pins and associated biological responses in vitro and in vivo. ACS Applied Materials & Interfaces. 9 (51), 44332-44355 (2017).
  20. Surmeneva, M. A., et al. Bone marrow derived mesenchymal stem cell response to the RF magnetron sputter deposited hydroxyapatite coating on AZ91 magnesium alloy. Materials Chemistry and Physics. 221, 89-98 (2019).
  21. Sheikh, Z., et al. Mechanisms of in vivo degradation and resorption of calcium phosphate based biomaterials. Materials. 8 (11), 7913-7925 (2015).
  22. Klein, C., Driessen, A., De Groot, K., Van den Hooff, A. Biodegradation behavior of various calcium phosphate materials in bone tissue. Journal of Biomedical Materials Research. 17 (5), 769-784 (1983).
  23. Lanao, R. P. F., Leeuwenburgh, S. C., Wolke, J. G., Jansen, J. A. Bone response to fast-degrading, injectable calcium phosphate cements containing PLGA microparticles. Biomaterials. 32 (34), 8839-8847 (2011).
  24. Vey, E., et al. Degradation kinetics of poly (lactic-co-glycolic) acid block copolymer cast films in phosphate buffer solution as revealed by infrared and Raman spectroscopies. Polymer Degradation and Stability. 96 (10), 1882-1889 (2011).
  25. Standard, I. Biological evaluation of medical devices-Part 5: Tests for in vitro cytotoxicity. Geneve, Switzerland: International Organization for Standardization. , (2009).
  26. Liu, X., Zhou, W., Wu, Y., Cheng, Y., Zheng, Y. Effect of sterilization process on surface characteristics and biocompatibility of pure Mg and MgCa alloys. Materials Science and Engineering: C. 33 (7), 4144-4154 (2013).
  27. Liu, H., Yazici, H., Ergun, C., Webster, T. J., Bermek, H. An in vitro evaluation of the Ca/P ratio for the cytocompatibility of nano-to-micron particulate calcium phosphates for bone regeneration. Acta Biomaterialia. 4 (5), 1472-1479 (2008).
  28. Liu, H., et al. Enhancing effects of radiopaque agent BaSO4 on mechanical and biocompatibility properties of injectable calcium phosphate composite cement. Materials Science and Engineering: C. 116, 110904 (2020).
  29. Xu, C., et al. A versatile three-dimensional foam fabrication strategy for soft and hard tissue engineering. Biomedical Materials. 13 (2), 025018 (2018).
  30. Speranza, V., Sorrentino, A., De Santis, F., Pantani, R. Characterization of the polycaprolactone melt crystallization: complementary optical microscopy, DSC, and AFM studies. The Scientific World Journal. , 720157 (2014).
  31. Cipriano, A. F., et al. Anodization of magnesium for biomedical applications-Processing, characterization, degradation and cytocompatibility. Acta Biomaterialia. 62, 397-417 (2017).
  32. Li, H., Chang, J. pH-compensation effect of bioactive inorganic fillers on the degradation of PLGA. Composites science and technology. 65 (14), 2226-2232 (2005).
  33. Xu, C., Hung, C., Cao, Y., Liu, H. H. Tunable crosslinking, reversible phase transition, and 3D printing of hyaluronic acid hydrogels via dynamic coordination of innate carboxyl groups and metallic ions. ACS Applied Bio Materials. 4 (3), 2408-2428 (2021).
  34. Cortez Alcaraz, M. C., et al. Electrophoretic deposition of magnesium oxide nanoparticles on magnesium: processing parameters, microstructures, degradation, and cytocompatibility. ACS Applied Bio Materials. 2 (12), 5634-5652 (2019).
  35. Rutherford, D., et al. Synthesis, characterization, and cytocompatibility of yttria stabilized zirconia nanopowders for creating a window to the brain. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 108 (3), 925-938 (2020).
  36. Tian, Q., Deo, M., Rivera-Castaneda, L., Liu, H. Cytocompatibility of magnesium alloys with human urothelial cells: a comparison of three culture methodologies. ACS Biomaterials Science & Engineering. 2 (9), 1559-1571 (2016).
  37. Nguyen, T., Cipriano, A., Guan, R. G., Zhao, Z. Y., Liu, H. In vitro interactions of blood, platelet, and fibroblast with biodegradable magnesium-zinc-strontium alloys. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 103 (9), 2974-2986 (2015).
  38. Jiang, W., Lin, J., Chen, A. H., Pan, J., Liu, H. A portable device for studying the effects of fluid flow on degradation properties of biomaterials inside cell incubators. Regenerative Biomaterials. 6 (1), 39-48 (2019).
  39. Tian, Q., et al. Responses of human urothelial cells to magnesium-zinc-strontium alloys and associated insoluble degradation products for urological stent applications. Materials Science and Engineering: C. 96, 248-262 (2019).
  40. Wetteland, C. L., Liu, H. Optical and biological properties of polymer-based nanocomposites with improved dispersion of ceramic nanoparticles. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 106 (10), 2692-2707 (2018).
  41. Wetteland, C. L., Nguyen, N. -. Y. T., Liu, H. Concentration-dependent behaviors of bone marrow derived mesenchymal stem cells and infectious bacteria toward magnesium oxide nanoparticles. Acta Biomaterialia. 35, 341-356 (2016).
  42. Aoi, W., Marunaka, Y. The importance of regulation of body fluid pH in the development and progression of metabolic diseases. Advances in Medicine and Biology. 77, 177-189 (2014).
  43. Wang, H. . Hydroxyapatite degradation and biocompatibility. , (2004).

Play Video

Citer Cet Article
Xu, C., Chen, Y., Lin, J., Liu, H. H. Direct and Indirect Culture Methods for Studying Biodegradable Implant Materials In Vitro. J. Vis. Exp. (182), e63065, doi:10.3791/63065 (2022).

View Video