Elektrospinnen Faserige Polymer Gerüste für Tissue Engineering und Cell Culture
Summary
Der Prozess der Elektrospinnen Polymere für Tissue Engineering und Zellkulturen ist in diesem Artikel behandelt. Insbesondere wird das Elektrospinnen von photoreaktiven Makromere mit zusätzlichen Verarbeitungsmöglichkeiten Photostrukturierungsverfahren und Multi-Polymer-Elektrospinnen beschrieben.
Abstract
Da der Bereich des Tissue Engineering entwickelt, gibt es eine enorme Nachfrage nach mehr geeigneten Materialien und Verarbeitungstechniken zu produzieren, um die Anforderungen (zB Mechanik und Vaskularität) von mehr komplizierte Organe und Gewebe-Adresse. Elektrospinnen ist eine populäre Technik, um faserige Gerüst, dass die Architektur und die Größe zu skalieren der einheimischen extrazellulären Matrix imitieren zu schaffen. Diese faserigen Gerüste sind auch geeignet als Zellkultursubstraten da die Fasern können verwendet werden, um zelluläre Verhalten direkte, einschließlich Stammzell-Differenzierung (siehe ausführliche Bewertungen von Mauck werden<em> Et al.</em> Und Sill<em> Et al.</em> Für weitere Informationen). In diesem Artikel beschreiben wir die allgemeinen Prozess der Elektrospinnen Polymere und als ein Beispiel, electrospin eine reaktive Hyaluronsäure in der Lage Vernetzung mit Belichtung (siehe Ifkovits<em> Et al.</em> Für eine Überprüfung auf photovernetzbaren Materialien). Außerdem stellen wir weitere Verarbeitungsmöglichkeiten wie Photostrukturierungsverfahren und Multi-Polymer-Gerüst Bildung. Photostrukturierungsverfahren kann verwendet werden, um Gerüste mit Kanälen und Multi-Skalen Porosität zu schaffen, um zelluläre Infiltration und Verteilung im Gewebe zu erhöhen. Multi-Polymer-Gerüste sind nützlich, um eine bessere Melodie die Eigenschaften (Mechanik und Abbau) von einem Gerüst, einschließlich maßgeschneiderter Porosität für zelluläre Infiltration. Darüber hinaus können diese Techniken erweitert, um eine breite Palette von Polymeren und reaktiven Makromeren, um komplexe Gerüste, dass die Signale, die für die Entwicklung erfolgreicher Gewebezüchtung Konstrukte bieten schaffen erweitert werden.
Protocol
Discussion
Elektrospinnen wurde verwendet, um faserige Gerüst aus Polymeren herzustellen. Photovernetzbaren Gerüste basieren auf Hyaluronsäure wurden als ein anschauliches Beispiel, wo Belichtung zur Vernetzung benötigt wird. Mit dem Einsatz von reaktiven Makromeren, wie Meha, wurden Kanäle, die zuvor verbesserte zelluläre Verteilung haben gezeigt, in die Gerüste mit der Verwendung einer Maske während Photovernetzung zu Makro-und Mikro-poröse Gerüste Form eingearbeitet. Darüber hinaus wurden zwei verschiedene Polymere g…
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von einem American Heart Association Promotionsstipendium an JLI und National Institutes of Heath gewähren R01AR056624 unterstützt.
Materials
| Material Name | Type | 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 |
References
- 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).
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- 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).
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