Electrospun fibrosa Andaimes de Poli (glicerol-dodecanedioate) para Engenharia Neural tecidos de rato as células estaminais embrionárias
Summary
Síntese e fabricação de fibras longas electrospun abrangendo uma área maior depósito através de um coletor recém-concebido a partir de um polímero biodegradável romance chamado poli (glicerol-dodecanoato) (PGD) foi relatado. As fibras eram capazes de suportar o crescimento de células derivadas de células-tronco pluripotentes.
Abstract
Para aplicações de engenharia de tecidos, a preparação de scaffolds biodegradáveis e biocompatíveis é a tarefa mais desejável, mas desafiador. Entre os vários métodos de fabricação, electrospinning é o mais atractivo, devido à sua simplicidade e versatilidade. Além disso, nanofibras electrospun imitar o tamanho da matriz extracelular natural, assegurando um apoio adicional para a sobrevivência e crescimento das células. Este estudo mostrou a viabilidade da fabricação de fibras longas, abrangendo uma área maior depósito de um polímero biodegradável e biocompatível romance chamado poli (glicerol-dodecanoato) (PGD) 1, usando um coletor recém-projetado para electrospinning. PGD exibe propriedades elásticas originais com propriedades mecânicas semelhantes às dos tecidos nervosos, assim, ele é adequado para aplicações de engenharia de tecidos neurais. A síntese e fabricação set-up para fazer materiais fibrosos andaimes era simples, altamente reprodutível e barato. Em biocompatibilidadeteste, as células derivadas de células estaminais embrionárias de ratinho podia aderir e crescer nas fibras PGD electrospun. Em resumo, este protocolo fornecido um método de fabricação versátil para fabricação de fibras PGD electrospun para suportar o crescimento de células da linhagem neurais derivadas do rato de células-tronco embrionárias.
Introduction
Eletrofiação é um dos métodos de processamento eficazes para produzir suportes de fibra de tamanho micro-a-nanómetro. O princípio básico de electrospinning envolve um cone de Taylor de uma solução que é realizada ao nível do orifício de uma agulha através da aplicação de alta tensão entre a ponta da agulha e de um colector ligado à terra. Quando a repulsão electrostática na solução vence a tensão superficial, um jacto de fluido carregado é ejectado para fora da ponta da agulha, se desloca através do ar com a evaporação do solvente, e é, finalmente depositada sobre o colector ligado à terra. A bomba de seringa fornece um fluxo contínuo de uma solução que emerge da fieira e, portanto, múltiplas cópias das fibras electrospun pode ser fabricado dentro de um curto período de tempo. Durante o curso de deixar a fieira de chegar ao colector, o jacto carregada sofrer estiramento e batimento de acordo com uma série de parâmetros, que incluem a viscosidade e tensão superficial da solução polimérica, os electrostatic força na solução, ea interação do campo elétrico externo, etc 2.
No processo de electrospinning, um colector serve como um substrato condutor em que as fibras de micro-a-nanométrica pode ser depositado. Neste estudo, um novo tipo de colector de fibras foi concebido para obter mantas de fibra com a dimensão desejada (comprimento x largura). Tradicionalmente, a folha de alumínio é usado como um colector, mas é difícil de transferir as fibras a partir da superfície plana a um outro substrato. A dificuldade de colher um tapete de fibra intacta de um colecionador tradicional deveu-se principalmente ao fato de que as fibras electrospun anexar fortemente à superfície do coletor. Portanto, nós modificamos o coletor dobrando um pedaço de papel alumínio em uma tira retangular e anexá-lo perpendicular a uma placa de metal plana. As fibras são electrospun esticado em toda a área entre a ponta da tira e a placa de metal, que pode ser facilmente transferida para outro substrate.
Interesse em polímeros elastoméricos termicamente reticuladas está crescendo rapidamente por causa do trabalho pioneiro do grupo de Robert Langer, que introduziu poli (sebaçato glicerol) (PGS), um poliéster que é análoga à borracha vulcanizada, em 2002 3. Semelhante ao PGS, temos desenvolvido com sucesso poli (glicerol-dodecanoato) (PGD) por condensação térmica do glicerol e ácido dodecanodioíco e demonstrou a sua propriedade única memória de forma 1. Ao contrário rígida poli materiais sintéticos (hidroxil-butirato) ou poli (L-lactido) (módulos de Young de 250 MPa e 660 MPa, respectivamente), o PGD exibe propriedade elastomérica como a borracha, com um módulo de Young de 1,08 MPa, quando a temperatura estiver acima de 37 ° C, que é um jogo perto do nervo periférico in-situ (0,45 MPa). Além disso, o PGD é biodegradável e o tempo de degradação, podem ser afinadas variando a proporção de glicerol e ácido dodecanóico. Ácido dodecanodioíco é um sub de doze carbonoposição com dois grupos carboxílicos terminais, HOOC (CH2) 10 COOH. Ácidos dicarboxílicos pares numeradas como ácido sebácico e o ácido dodecanodióico pode ser metabolizado a acetil-CoA e introduzir o ácido tricarboxílico (TCA) / ciclo (ácido cítrico). O produto metabólico de ácidos dicarboxílicos, succinil-CoA, é um precursor gluconeogenetic e intermédia do ciclo de TCA 4. Assim, alguns estudos sugerem que poderiam ser utilizados como um substrato de combustível alternativo para nutrição entérica e parentérica, especialmente nas condições patológicas. Além disso, o PGD exibe memória de forma única por causa da sua temperatura de transição de vidro é de 31 ° C, portanto, apresenta propriedades mecânicas diferentes, à temperatura ambiente e à temperatura do corpo. Em suma, a PGD é biodegradável, biocompatível, exibindo propriedades elásticas únicas com propriedades mecânicas semelhantes aos tecidos nervosos; por conseguinte, é um material adequado para aplicações de engenharia de tecidos nervosos. Neste protocolo, o electrospunfibras longas que abrangem uma grande área de depósito foram fabricados através do coletor recém-projetado do PGD. Os andaimes de fibras pode suportar o crescimento e diferenciação de células-tronco pluripotentes.
Protocol
Representative Results
Discussion
As limitações de coletores simples ou as complexidades de colecionadores que são usados atualmente para eletrofiação aumentar a restrição de se obter o comprimento desejado e tamanho do tapete de fibra para algumas aplicações rotativas. Além disso, a transferência de fibras do coletor de terra para o prato de cultura ou outros substratos é um desafio 5. Neste relatório, um coletor recém-concebido, feito, simplesmente anexando uma tira de folha de alumínio para o coletor de castigo, foi ca…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi realizado utilizando as instalações do Departamento de Engenharia Biomédica da Universidade Internacional da Flórida.
Materials
| Glycerol | Sigma-Aldrich | G7757 | |
| Dodecanedioic acid | Sigma-Aldrich | D1009 | |
| Gelatin | Sigma-Aldrich | D1890 | |
| Poly (ehtylene oxide) (PEO) | Sigma-Aldrich | 182028 | |
| Riboflavin | Sigma-Aldrich | 132350250 | 0.10% |
| Mouse embryonic stem cells | GlobalStem | GSC-5002 | |
| Matrigel | Becton Dickinson | 356234 | |
| DMEM/F12 | Thermo Scientific | SH30272.02 | |
| N2 supplement | Invitrogen | 17502048 | 1% |
| FGF2 | Stemgent | 03-0002 | 10ng/ml |
| Accutase | Invitrogen | A11105-01 | |
| Phosphate buffered saline (PBS) | Invitrogen | 10010-031 | |
| Resazurin fluorescence dye | Sigma-Aldrich | 62758-13-8 | |
| SV Total RNA Isolation System | Promega | Z3100 | |
| GoScript Reverse Transcription System | Promega | A5000 | |
| GoTaq qPCR Master Mix | Promega | A6001 | |
| Syringe pump | Fisher scientific | 14-831-200 | |
| High voltage power source | Spellman High Voltage Electronics Corporation | SL30 | |
| UV light | Philips | 308643 | 15W/G15T8 |
| Synergy HT Multi-Mode Microplate Reader | BioTek | ||
| Perkin Elmer GeneAmp PCR System 9600 | Perkin Elmer | 8488 | |
| StepOne Real-time PCR System | Applied Biosystems | 4376357 |
Riferimenti
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