Eletrofiação Andaimes Polymer fibrosos para Engenharia de Tecidos e Cultura de Células
Summary
O processo de eletrofiação polímeros para engenharia de tecidos e de cultura de células é abordada neste artigo. Especificamente, o electrospinning de macromers fotorreativas com capacidades de processamento adicional de photopatterning e multi-polímero eletrofiação é descrito.
Abstract
Como o campo da engenharia de tecidos evolui, há uma enorme demanda para a produção de materiais mais adequados e técnicas de processamento, a fim de atender aos requisitos (por exemplo, mecânica e vascularização) de órgãos e tecidos mais intrincados. Eletrofiação é uma técnica popular para criar andaimes fibroso que imitam a arquitetura ea escala de tamanho da matriz extracelular nativa. Estes andaimes fibroso também são úteis como substratos de cultura de células já que as fibras podem ser usadas para orientar o comportamento celular, incluindo a diferenciação de células-tronco (ver extensas revisões por Mauck<em> Et al.</em> E Sill<em> Et al.</em> Para mais informações). Neste artigo, descrevemos o processo geral de eletrofiação polímeros e como um exemplo, um ácido hialurônico electrospin reativos capazes de reticulação com exposição à luz (ver Ifkovits<em> Et al.</em> Para uma revisão sobre os materiais photocrosslinkable). Também introduzimos capacidades de processamento, tais como: photopatterning e multi-polímero de formação de andaime. Photopatterning pode ser usado para criar andaimes com canais e multi-escala de porosidade para aumentar a infiltração celular e distribuição do tecido. Multi-polímero de andaimes são úteis para ajustar melhor as propriedades (mecânica e degradação) de um andaime, incluindo a porosidade sob medida para infiltração celular. Além disso, estas técnicas podem ser estendidas para incluir uma grande variedade de polímeros e macromers reativa para criar andaimes complexos que fornecem as pistas necessárias para o desenvolvimento de construções de tecido bem sucedida de engenharia.
Protocol
Discussion
Eletrofiação foi usado para preparar andaimes fibroso a partir de polímeros. Photocrosslinkable andaimes à base de ácido hialurônico foram usadas como um exemplo ilustrativo, onde a exposição à luz é necessário para a reticulação. Com o uso de macromers reativa, como MEHA, canais que já demonstrou melhor distribuição celular foram incorporados ao andaimes com o uso de uma máscara durante photocrosslinking andaimes para formar macro e micro-porosa. Além disso, dois polímeros distintos foram simultaneam…
Acknowledgements
Este trabalho foi financiado por um americano Fellowship Heart Association Predoctoral para JLI e National Institutes of Heath conceder R01AR056624.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| DAPI | Reagent | Invitrogen | D1306 | |
| I2959 | Reagent | Ciba Specialty Chemicals | ||
| PEO 200 kDa | Polysciences | 17503 | ||
| PEO 900 kDa | Reagent | Sigma | 189456 | |
| Methacryloxethyl thiocarbamoyl rhodamine B | Reagent | Polysciences | 23591-100 | Prepare stock solution in DMSO |
| Live/Dead Stain Kit | Reagent | Invitrogen | L3224 | Contains Calcein (stains live cells green) and ethidium homodime (stains red dead cells) |
| Syringe Pump | Equipment | KD Scientific | KDS100 | Two are needed for dual polymer spinning |
| Power Source | Equipment | Gamma High Voltage | ES30P-5W | Two are needed for dual polymer spinning |
| Motor | Equipment | Triem Electric Motors, Inc | 0132022-15 | Must attach to a custom built mandrel |
| Tachometer | Equipment | Network Tool Warehouse | ESI-330 | Use to monitor mandrel speed |
| Omnicure UV Spot Cure System with collimating adapter | Equipment | Exfo Life Sciences Division | S1000 | |
| Silicone Tubing | Equipment | McMaster-Carr | 51135K151 | |
| Luer Lock Female Adapter | Equipment | McMaster-Carr | 51525K293 | |
| Luer Lock Male Adapter | Equipment | McMaster-Carr | 51525K143 | |
| Needles | Equipment | Fisher Scientific | 14-825-16H | |
| Coverslips | Equipment | Corning | 2875-22 |
Referências
- Burdick, J. A., Chung, C., Jia, X., Randolf, M. A., Langer, R. Controlled degradation and mechanical behavior of photopolymerized hyaluronic acid networks. Biomacromolecules. 6, 386-391 (2005).
- Baker, B. M., Gee, A. O., Metter, R. B., Nathan, A. S., Marklein, R. A., Burdick, J. A., Mauck, L. R. The potential to improve cell infiltration in composite fiber-aligned electrospun scaffolds by the selective removal of sacrificial fibers. Biomaterials. 29, 2348-2358 (2008).
- Ifkovits, J. L., Burdick, J. A. Review: Photopolymerizable and degradable biomaterials for tissue engineering applications. Tissue Engineering. 13, 2369-2385 (2007).
- Khademhosseini, A., Eng, G., Yeh, J., Fukuda, J., Blumling, J., Langer, R., Burdick, J. A. Micromolding of photocrosslinkable hyaluronic acid for cell encapsulation and entrapment. J. Biomed Mater Res A. 79A, 522-532 (2006).
- Mauck, R. L., Baker, B. M., Nerurkar, N. L., Burdick, J. A., Li, W. J., Tuan, R. S., Elliott, D. M., M, D. Engineering on the Straight and Narrow: The Mechanics of Nanofibrous Assemblies for Fiber-Reinforced Tissue Regeneration. Tissue Engineering B. 15, 171-193 (2009).
- Sill, T. J., Von Recum, H. a. v. o. n. Electrospinning: applications in drug delivery and tissue engineering. Biomaterials. 29, 1989-2006 (2008).
- Sundararaghavan, H. G., Metter, R. B., Burdick, J. A. Electrospun fibrous scaffolds with multi-scale and photopatterned porosity. , (2009).
