Postproduction עיבוד Fibres Electrospun עבור הנדסת רקמות
Summary
פיגומים Electrospun יכול להיות מעובד הייצור עבור יישומים הנדסת רקמות. כאן אנו מתארים שיטות ספינינג פיגומים מורכבים (על ידי ספינינג רצופים), להכנת פיגומים עבים יותר (על ידי שכבות רב באמצעות אדי חום או חישול), להשגת עקרות (ייצור מזוהם או פירסום הייצור עיקור) ו להשגת תכונות ביומכניים המתאימים.
Abstract
Electrospinning היא שיטה הנפוצה צדדי לייצר פיגומים מתכלה (לעיתים קרובות) על הנדסת רקמות 3D. 1, 2, 3 רקמות in vivo רבים עוברים distension biaxial כדי ובמידות שונות כגון, קומה העור, שלפוחית השתן באגן ואפילו החיך הקשה כילדים לגדול. בייצור פיגומים למטרות אלו יש צורך לפתח פיגומים של מאפיינים ביומכניים המתאימים (אם מושגת ללא או עם תאים) ואילו סטרילי לשימוש קליני. הפוקוס של מאמר זה היא לא איך להקים פרמטרים electrospinning בסיסיים (כמו שיש ספרות ענפה על electrospinning) אלא על אופן השינוי ייצור פיגומים סובב הודעה כדי להתאים אותם לצרכים הנדסת רקמות – כאן, עובי תכונות מכאניות עיקור (נדרש לשימוש קליני) נחשבים ויש לנו גם לתאר כיצד תאים יכול להיות מתורבת על פיגומים ו נתון זן biaxial למצב אותם עבור יישומים ספציפיים.
Electrospinning נוטה לייצר יריעות דקות, כמו אספן electrospinning הופך מצופה בידוד סיבים הוא הופך להיות המנצח עניים כך סיבים כבר לא פיקדון על זה. מכאן אנו מתארים גישות לייצר מבנים עבה על ידי חום או אדי חישול להגדיל את כוחו של פיגומים, אך לא בהכרח גמישות. ספינינג רציפה של פיגומים של פולימרים שונים כדי להשיג פיגומים מורכבים מתואר גם. שיטות העיקור יכולה להשפיע לרעה על חוזק ואלסטיות של פיגומים. נשווה שלוש שיטות השפעתם על תכונות ביומכניים על פיגומים electrospun של חומצה לקטית-Co-גליקולית פולי (PLGA).
הדמיה של תאים על פיגומים והערכת ייצור של תאיים מטריקס (ECM) חלבונים על ידי תאים על פיגומים מתואר. תאים culturing על פיגומים במבחנה יכול לשפר את הכוח פיגום ואלסטיות אך הנדסת רקמות literatuRe מראה כי תאים לעיתים קרובות אינם מצליחים לייצר ECM מתאים כאשר בתרבית בתנאים סטטיים. ישנן כמה מערכות מסחריות זמינות המאפשרות 1 לתאים תרבות על פיגומים תחת משטרים מיזוג דינמיים -. דוגמה אחת היא Electroforce בוס 3100 אשר ניתן להשתמש בהם כדי להפעיל את תוכנית מיזוג על תאים פיגומים שנערך באמצעות להתמודד מכניים בתוך המדיה חדר מלא 4 גישה אל התא bioreactor התרבות תקציב עיוות מבוקרת ב 2 מימדים מתואר. אנו מראים כי תאי יכול להיגרם לייצר האלסטין בתנאים אלה. לבסוף הערכה של תכונות ביומכניים של פיגומים מעובדים בתרבית עם או בלי תאים מתואר.
Protocol
Discussion
Electrospinning היא טכניקה פופולרית מאוד לייצור פיגומים להנדסת רקמות. 14, 15, 16 אמנם זה פשוט יחסית לייצר פיגומים electrospun בסיסיים לשימוש ניסיוני הטכניקה היא גם מורכבת ורבת פנים עם משתנים רבים. 6 ישנם מחקרים רבים המתארים כיצד electrospinning פרמטרים לקבוע פיגום המיוצר. במחקר ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים BBSRC למימון PhD עבור ביי פרייזר מר.
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).
