마우스 배아 줄기 세포에서 신경 조직 공학을위한 폴리의 전기 방사 섬유 발판 (글리세롤 dodecanedioate)
Summary
폴리 (글리세롤 도데)라는 이름의 새로운 생분해 성 고분자에서 새로운 디자인의 컬렉터를 통해 더 큰 예금 영역에 걸쳐 전기 방사 장 섬유 (PGD)의 합성 및 제조가보고되었다. 마우스 섬유는 다 능성 줄기 세포로부터 유도 된 세포의 성장을지지 할 수 있었다.
Abstract
조직 공학 응용 프로그램의 경우, 생분해 성 및 생체 적합성 지지체의 제조가 가장 바람직하지만, 어려운 작업입니다. 다양한 제조 방법 중에서, 전기 방사는 단순함과 기능성으로 인해 가장 큰 매력입니다. 또한, 전기 방사 나노 섬유는 세포의 생존 및 성장에 대한 추가적인 지원을 보장 천연 세포 외 매트릭스의 크기를 모방. 이 연구는 전기 방사를위한 새로 디자인 컬렉터를 사용하여 폴리 (글리세롤 도데)라는 이름의 새로운 생분해 성 및 생체 적합성 고분자에 대한보다 큰 예금 영역 (PGD) 1 걸친 긴 섬유의 제조의 가능성을 보여 주었다. PGD는 따라서 신경 조직 공학 응용 프로그램에 적합합니다, 신경 조직과 유사한 기계적 성질을 가진 독특한 탄성 특성을 나타낸다. 섬유상 비계 재료를 만들기위한 합성 및 제조 셋업이 간단하고 재현성이 높은, 저렴이었다. 생체 적합성의테스트, 마우스 배아 줄기 세포에서 파생 된 세포에 부착하고 전기 방사 PGD 섬유에 성장 수 있습니다. 요약하면,이 프로토콜은 마우스 배아 줄기 세포 유래의 신경 계통 세포의 성장을 지원하기 위해 PGD의 전기 방사 섬유를 제조하기위한 다양한 제조 방법을 제공 하였다.
Introduction
전기 방사는 마이크로 – 투 – 나노 사이즈 섬유 지지체를 생산하는 효과적인 가공 방법의 하나이다. 전기 방사의 기본 원리는, 바늘의 팁과 컬렉터 접지 사이의 높은 전압을인가함으로써, 바늘의 구멍에 유지되어 용액의 테일러 콘을 포함한다. 용액의 정전 반발이 표면 장력을 극복 할 때, 충전 된 유체 제트는 니들 팁 밖으로 배출되고, 용매 증발과 공기를 통해 이동하고, 마지막으로 접지 콜렉터 상에 증착된다. 주사기 펌프은 방적 돌기로부터 나오는 용액의 연속적인 흐름을 제공하고, 전기 방사 섬유 이렇게 여러 사본은 단시간 내에 제조 될 수있다. 집 전체에 도착하는 방사 구금을 떠나는 과정에서 청구 제트는 고분자 용액의 점도 및 표면 장력을 포함 파라미터 electrostati의 개수에 따라 스트레칭 및 채찍 겪을 것이다C의 용액에서 시행하고, 외부 전계의 상호 작용 등이.
전기 방사 공정에서, 콜렉터는 마이크로에 나노 섬유가 증착 될 수있는 전도성 기판으로서 역할을한다. 본 연구에서는 섬유 컬렉터의 새로운 유형을 원하는 크기 (길이 x 폭)와 섬유 매트를 얻을 수 있도록 설계되었습니다. 전통적으로, 알루미늄 박을 집 전체로서 사용하지만, 다른 기판에 평면에서 섬유를 전송하는 것은 곤란하다. 전통적인 집에서 그대로 섬유 매트 수확의 어려움으로 인해 전기 방사 섬유가 콜렉터의 표면에 강하게 부착 사실을 주로했다. 따라서 직사각형 스트립으로 알루미늄 호일 조각을 접는 편평한 금속판에 수직하게 연결하여 집 전체를 변경됨. 전기 방사 섬유 스트립의 끝과 쉽게 다른 substrat로 전송할 수 금속판 사이의 영역에 걸쳐 확장된다전자.
열 가교 탄성 중합체에 대한 관심이 급격히 폴리 (글리세롤 세바 케이트) (PGS) 2002 년 3 가황 고무와 유사하다. PGS 유사 폴리 에스테르를 도입 로버트 랭거의 그룹의 선구적인 작업의 성장, 우리가 성공적으로 개발된다 폴리 (글리세롤 도데) (PGD) 글리세롤과 도데 산의 열 축합하고 독특한 형상 기억 특성 1을 보여 주었다. 딱딱한 합성 물질 폴리 (히드 부티레이트) 또는 폴리 (L-락 타이드) (각각 250 MPA는 660 MPA는,의 영률)와 달리, PGD는 온도가 37 ° 이상 1.08 MPa의 영률과, 고무와 같은 탄성 특성을 나타내고 원위치 말초 신경 (0.45 MPA는)에 가까운 일치 C,. 또, PGD는 생분해 성이며, 분해 시간은 글리세롤 및 도데 칸 이산의 비율을 변화시킴으로써 미세하게 조정될 수있다. 도데 칸 이산이 열두 카본 서브입니다두 터미널 카르 복실 그룹, HOOC (CH 2) 10 COOH와 자세. 세바 신산 및 도데 칸 이산 같은 짝수 디카 르 복실 산 아실-CoA는 아세틸 및 트리 카르 복실 산 (TCA) / (구연산)주기를 입력 대사 될 수있다. 디카 르 복실 산의 대사 생성물, 숙시 닐-CoA를는 gluconeogenetic 전구체와 TCA 사이클 (4)의 중간이다. 따라서, 일부 연구들은 특히 병적 상태에서 장내 및 비경 구 영양에 대한 대체 연료 기질로서 이용 될 수 있다고 제안했다. 유리 전이 온도가 31 ° C이므로, PGD, 따라서 실온에서 체온에서 별개의 기계적 특성을 나타낸다, 독특한 형상 기억 성을 나타낸다. 요컨대, PGD는 신경 조직과 유사한 기계적 성질을 가진 독특한 탄성 특성을 나타내는, 생분해 성 생체 적합성; 따라서 신경 조직 공학 응용 프로그램에 적합한 소재입니다. 이 프로토콜에서, 전기 방사큰 예금 영역에 걸친 긴 섬유는 PGD에서 새로 디자인 된 컬렉터를 통해 제작되었다. 섬유 지지체는 마우스 pluripotent 줄기 세포의 성장과 분화를 지원할 수 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
간단한 수집 또는 현재 일부 응용 프로그램에 대해 원하는 길이와 섬유 매트의 크기를 획득하는 제한을 증가 전기 방사에 사용되는 수집 회전의 복잡성의 제한. 또한, 배양 접시 또는 다른 기판에 접지 집에서 섬유를 전송하는 것은 도전이다 5. 이 보고서에서, 접지 된 집에 알루미늄 호일 스트립을 부착하여 간단하게 만든 새로운 디자인의 집은, 한 번에 20cm에서 10cm로 대형 섬유 매트를 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 플로리다 국제 대학의 생명 공학 부서의 기능을 사용하여 실시 하였다.
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 |
References
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