JoVE Journal > Bioengineering
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Bioengineering

Syntese af termogelerende Poly (N-isopropylacrylamid) X-graft-chondroitinsulfat Composites med alginatmikropartikler for Tissue Engineering

Published: October 26, 2016
doi:
10.3791/53704
, , , , , , , ,
1Department of Chemical Engineering,Rowan University, 2Department of Biological Sciences,Rowan University, 3Department of Biomedical Engineering,Drexel University

Summary

En injicerbar vævsmanipulering stillads bestående af poly (N-isopropylacrylamid) X-graft-chondroitinsulfat (PNIPAAm-g-CS) holdige alginatmikropartikler blev fremstillet. Klæbestyrken, hævelse egenskaber og in vitro biokompatibilitet analyseres i denne undersøgelse. De karakteriseringsteknikker udviklet her, kan være gældende for andre termogelerende systemer.

Abstract

Injicerbare biomaterialer er defineret som implanterbare materialer, som kan føres ind i kroppen som en væske og størkner in situ. Sådanne materialer tilbyde de kliniske fordele ved at blive implanteret minimalt invasivt og nemt danne rum-påfyldning faste stoffer i uregelmæssigt formede defekter. Injicerbare biomaterialer er blevet bredt undersøgt som stilladser til vævsopbygning. Men til reparation af visse belastningsbærende områder i kroppen, såsom intervertebral disc, stilladser bør besidde adhæsive egenskaber. Dette vil minimere risikoen for dislokation under bevægelse og sikrer intim kontakt med det omgivende væv, hvilket giver tilstrækkelig overførsel af kræfter. Her beskriver vi fremstilling og karakterisering af et stillads bestående af termisk følsomme poly (N-isopropylacrylamid) X-graft-chondroitinsulfat (PNIPAAM-g-CS) og alginatmikropartikler. Den PNIPAAm-g-CS copolymer danner en viskos opløsning i vand ved stuetemperatur, i hvilket Alginate partikler er suspenderet kan forbedre vedhæftningen. Over den nedre kritiske opløsningstemperatur (LCST), omkring 30 ° C, copolymeren danner en fast gel omkring mikropartiklerne. Vi har tilpasset standard biomaterialer karakterisering procedurer for at tage hensyn til den reversible faseovergangen for PNIPAAm-g-CS. Resultaterne viser, at inkorporering af 50 eller 75 mg / ml alginat partikler til 5% (vægt / volumen) PNIPAAm-g-CS løsninger firdobler klæbende trækstyrke på PNIPAAm-GCS alene (p <0,05). Inkorporeringen af ​​alginatmikropartikler også øger hævelse kapacitet PNIPAAm-g-CS (p <0,05), medvirker til at opretholde et rum-påfyldning gel inden vævsdefekter. Endelig Resultaterne af in vitro toksikologi assaykit, 2,3-bis- (2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl) -2H-tetrazolium-5-carboxanilid (XTT) og live / dead levedygtighedsassay indikerer, at lim er i stand til at understøtte overlevelse og spredning af indkapslet humane embryonale nyre (HEK) 293 calen over 5 dage.

Introduction

Injicerbare biomaterialer er dem, der bekvemt kan afgives til legemet som en væske og størkner in situ. Sådanne materialer er blevet anvendt i udstrakt grad i regenerativ medicin, hvor de anvendes til at levere indkapslede celler til det angrebne sted 1-4 og fungere som en tredimensional midlertidig ekstracellulær matrix for cellerne 5. For patienten injicerbare biomaterialer er fordelagtige, fordi de kirurgiske procedurer for implantation er minimalt invasiv og den faste fase kan udfylde uregelmæssigt formet vævsdefekter, hvilket eliminerer behovet for specialfremstillede størrelse implantater.

Injicerbarhed kan opnås gennem en række forskellige mekanismer. Eksterne faktorer, ligesom pH, er blevet undersøgt som en udløsende faktor for dannelsen af geler, der indkapsler celler og bioaktive molekyler 6-8. Dog kan pH ikke være den mest bekvemme trigger til brug i alle fysiologiske miljøer. En anden traditionel alternative til at opnå injicerbarhed bruger in situ kemisk polymerisation eller tværbinding. En gruppe udviklede en vandopløselig redoxsystem bestående af ammoniumpersulfat og N, N, N ', N' tetramethylethylendiamin og brugt det til omsætning af makromere sammensat af polyethylenglycol og poly (propylen) glycol 9,10. Zan et al. 11 udviklede injicerbare chitosan polyvinylalkohol netværk tværbundet med glutaraldehyd. I sådanne systemer skal cytotoksicitet af reaktive komponenter overvejes, især for applikationer, der involverer celle indkapsling. Også kunne exoterm polymerisation producere høje nok temperaturer at kompromittere omgivende væv, som er blevet rapporteret for polymert knoglecement 12,13.

Endnu andre injicerbare polymere systemer er blevet udviklet som udviser en ændring fra væske til fast tilstand med temperaturen som aftrækkeren. Kendt som termogelerende systemer, disse er aqueoos polymeropløsninger, der ikke kræver kemisk stimulus, monomerer eller tværbindere at opnå in situ-dannelse 14. Snarere en faseovergang normalt forekommende nær fysiologisk temperatur inducerer dannelsen af ​​en fysisk tværbundet tredimensionalt netværk. Poloxamerer såsom Pluronic F127 er blandt de mest undersøgte polymerer til termogelerende lægemiddeladministration 15-17 og celleindkapsling 18,19. Det er imidlertid godt accepteret, at disse geler mangler stabilitet ved fysiologiske betingelser. Undersøgelser har vist øget stabilitet ved hjælp kædeforlængere 20 eller kemiske tværbindingsmidler 21,22. Ikke desto mindre kan anvendelsen af ​​disse reagenser begrænse muligheden af ​​materialerne til celleindkapsling.

Poly (N-isopropylacrylamid) er en syntetisk termogelerende polymer, der har fået stor opmærksomhed i tissue engineering og drug delivery 14. Vandige opløsninger af poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) udviser en lavere kritisk opløsningstemperatur (LCST), typisk forekommende omkring 32-34 ° C 23,24. Under LCST, vand hydrater PNIPAAm kæder. Over overgangstemperaturen, bliver polymeren hydrofob, hvilket resulterer i en dramatisk faseadskillelse 25-27 og dannelse af en fast gel uden anvendelse af giftige monomerer eller tværbindere. Men PNIPAAm homopolymerer udviser dårlige elastiske egenskaber og holde lidt vand ved fysiologisk temperatur grundet hydrofobicitet 28. I dette arbejde, vælger vi at indarbejde chondroitin sulfat kovalent til PNIPAAm netværk, som giver mulighed for enzymatisk nedbrydelighed 29, anti-inflammatorisk aktivitet 30,31, og øget vand og næringsstoffer 32. PNIPAAm copolymerer med CS blev fremstillet i vores laboratorium ved at polymerisere monomeren NIPAAm i nærvær af methacrylat-funktionaliserede CS til dannelse podet copolymer (PNIPAAm-g-CS). BecABrug af den lave tværbindingsdensitet af copolymeren, PNIPAAm-g-CS danner en viskos opløsning i vand ved stuetemperatur og en elastisk gel ved fysiologisk temperatur på grund af LCST 29. Polymeropløsningerne bliver flydbare igen ved afkøling under LCST grund af reversibiliteten af ​​overgangen.

Vi har vist, at PNIPAAm-g-CS har potentiale til at fungere som en vævsmanipulering stillads, på grund af mekaniske egenskaber, der kan være skræddersyet, nedbrydelighed og cytocompatibility med human embryonisk nyre (HEK) 293-celler 29. I visse bærende områder, såsom intervertebral disk, skulle tissue engineering scaffolds har evnen til at danne en væsentlig grænseflade med omgivende skive væv for at eliminere risikoen for dislokation 33. Denne grænseflade er også nødvendigt for en tilstrækkelig transmission af kraft i hele grænsefladen mellem implantatet og vævet 33. I vores arbejde har vi suspenderet enlginate mikropartikler i vandige opløsninger af PNIPAAm-g-CS og fandt, at gelering lokaliserer de mikropartikler, som giver vedhæftning med omgivende væv 34. I dette papir, vi skitsere de skridt til forberedelse af termogelerende, klæbende polymer. Standardteknikker for biomaterialer karakterisering, cell imaging, og assays for levedygtighed blev tilpasset for at tage højde for temperaturfølsomhed af polymeren og reversibiliteten af ​​faseovergangen. Den injicerbare polymer er beskrevet i dette papir har bred potentiale for drug delivery og vævsdyrkningsapplikationer uden for dem, der beskrives i dette dokument. Endvidere kan karakteriseringsmetoder beskrevet her anvendes i andre termogelerende systemer.

Protocol

1. Poly (N-isopropylacrylamid) -g-chondroitin sulfat Synthesis Forud for syntese af det bioadhæsive hydrogel, oprense N-isopropylacrylamid (NIPAAm) monomer og methacrylat chondroitinsulfat (CS). Afvej mindst 10 g NIPAAm og opløse monomeren i 400 ml n-hexan ved 60 ° C. Omrør beholderen periodisk indtil fuldstændig opløsning. Omkrystalliseres opløsning i en -20 ° C fryser i 24 timer. Fjern det krystalliserede monomer fra beholderen og vakuumfilter n-hexan under anvendelse af en Buchne…

Representative Results

En termisk reagerende podet copolymer blev med held syntetiseret og karakteriseret for sin bioadhæsiv styrke, kvældningsegenskaber, og in vitro cytocompatibility. Vi valgte at undersøge alginat grund af sine veletablerede mucoadhæsive egenskaber. Alginatmikropartikler, med en gennemsnitlig diameter på 59,7 ± 14,9 um, blev blandet med 5% (vægt / volumen) PNIPAAm-g-CS i koncentrationer på 25, 50 og 75 mg / ml. Disse koncentrationer var baseret på en halv, er lig med, og t…

Discussion

Der er flere kritiske trin i syntese af hydrogel-mikropartiklen komposit og vurdere dens klæbestyrke, hævelse evne, og cellulære biokompatibilitet. Fri radikal polymerisation af PNIPAAm-g-CS kræver en vellykket methacrylation af chondroitinsulfat, fuldstændig opløsning af monomere bestanddele, og oxygenfrie reaktionsbetingelser. Forholdet mellem NIPAAm monomer til methacryleret chondroitinsulfat i reaktionsblandingen blev valgt, fordi det er blevet påvist, i vores tidligere arbejde, at generere copolymerer med me…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne vil gerne takker bistand fra Dr. Jennifer Kadlowec i udviklingen af ​​klæbemidlet trækprøvning protokol.

Forskning rapporteret i denne publikation blev støttet af National Institute of Arthritis og bevægeapparatet og hudsygdomme og National Institute of Biomedical Imaging og Bioengineering af National Institutes of Health under Award nummer 1R15 AR 063.920-01. Indholdet er alene forfatternes ansvar og repræsenterer ikke nødvendigvis de officielle synspunkter National Institutes of Health.

Materials

N-isopropylacrylamide, 99%, pure, stabilized Acros Organics 2210-25-5 Refrigerate and remove stabilier with hexane
Chondroitin sulfate A sodium salt (from bovine trachea) Sigma-Aldrich 39455-18-0 Refrigerate
Hexanes Fisher Scientific H302-4 Store in a flammable cabinet
50% (w/w) sodium hydroxide Fisher Scientific SS254-1 Caustic in nature
Methacrylic anhydride Sigma-Aldrich 276685 Strong fumes; use in a fume hood
Acetone Fisher Scientific A18-4 Chill in a refrigerator prior to use
Nitrogen Gas Praxair 7727-37-9 Part Number: NI 4.8, cylinder style T, 99.998% pure nitrogen (Argon may be used as an alternative inert gas)
Tetramethylethylenediamine, 99% extra pure Acros Organics 110-18-9
Ammonium persulfate Sigma Aldrich A3678 Hygroscopic and degrades in the presence of water
Phosphate buffered saline tablets Fisher Scientific BP2944 Keep dry
Alginic acid, sodium salt Acros Organics 177775000 Use heat to aid in dissolving
Calcium chloride dihydrate Fisher Scientific C79
Canola oil Local store Obtain from a local store
Tween 20 Sigma-Aldrich 93773
70% (v/v) Isopropoanol Fisher Scientific A416-4
Porcine ears Haine's Pork Shop Obtain from a local butcher
Sodium Chloride Fisher Scientific S271-3
Human embryonic kidney 293 cells ATCC ATCC CRL-1573 Store in liquid nitrogen for long-term use
DMEM: 1X, high glucose, no pyruvate Life Technologies 11965126 Refrigerate
Fetal bovine serum Life Technologies 10082-147 Refrigerate
Penn Strep: 10,000 U/ml Life Technologies 15140-122 Refrigerate
Trypsin-EDTA: 0.5%, 10X Life Technologies 15400-054 Refrigerate
Methanol VWR AAA44571-K7
Live/Dead Cell viability kit Life Technologies L3224 Light sensitive, keep frozen
XTT cell viability kit Sigma Aldrich TOX2-1KT Light sensitive, keep frozen
Clear DMEM: 1X, high glucose, no phenol Life Technologies 21063-029 Refrigerate
Dulbecco's PBS: 1X Life Technologies 14190136 Refrigerate
Sodium citrate EMD SX0445-1
Positive displacement pipette BrandTech Scientific, INC 2702904 Dispenses 100 – 500 µL and comes with attachable tips
No 3. Stainless Steel scalpel handle Sigma Aldrich S2896
Miltex sterile surgical blades Fisher Scientific 12-460-440 Size 10
Power gem homogenizer Fisher Scientific 08-451-660 Model # 125
Porcelain mortar and pestle Sigma Aldrich Z247464 Holds 50 mL
FreeZone 1 L benchtop freeze dry system Labconco 7740020 Freeze samples prior to use
Oil sealed rotary vane pump Edwards A65301906 Model # RV5
Incubating orbital shaker VWR 12620-946 Model # 980153
Benchtop refrigerated centrifuge Forma Scientific, INC Model # 5682
Heated ovens VWR Model # 1235PC
2 N force gauge Shimpo FGV-0.5XY Model # FGV-0.5XY
E-force test stand Shimpo FGS-200PV Model # FGS-200PV
Tissue culture swinging bucket centrifuge Beckman Coulter 366830 Model #6S-6KR
Tissue culture microcentrifuge Eppendorf Model #5415C
Hemacytometer set Hausser Scientific 3720 Requires replacement cover glass slips
Slide warmer Lab Scientific XH-2022 Model # XH-2002
Portable heating lamp Underwriters Laboratories Helps to maintain polymer temperature at 37°C
Inverted fluorescent microscope Zeiss Model Axiovert 25 CFL
Heated water bath VWR Model # 1235PC
Rocking platform VWR Series 100
Multiskan FC microtiter plate reader Thermo Scientific Type 357
Cell culture incubator VWR Model # 2350T
Purifier class II biosafety cabinet Labconco Delta Series
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bidarra, S. J., Barrias, C. C., Granja, P. L. Injectable alginate hydrogels for cell delivery in tissue engineering. Acta Biomater. 10, 1646-1662 (2014).
  2. Choi, J., et al. Human extracellular matrix (ECM) powders for injectable cell delivery and adipose tissue engineering. J. Control. Release. 139, 2-7 (2009).
  3. Selvam, S., Pithapuram, M. V., Victor, S. P., Muthu, J. Injectable in situ. forming xylitol-PEG-based hydrogels for cell encapsulation and delivery. Colloid Surface B. 126, 35-43 (2015).
  4. Park, K. M., Lee, S. Y., Joung, Y. K., Na, J. S., Lee, M. C., Park, K. D. Thermosensitive chitosan-pluronic hydrogel as an injectable cell delivery carrier for cartilage regeneration. Acta Biomater. 5, 1956-1965 (2009).
  5. Ren, K., He, C., Xiao, C., Li, G., Chen, X. Injectable glycopolypeptide hydrogels as biomimetic scaffolds for cartilage tissue engineering. Biomaterials. 51, 238-249 (2015).
  6. Chiu, Y. L., et al. pH-triggered injectable hydrogels prepared from aqueous N-palmitoyl chitosan: In vitro characteristics and in vivo biocompatibility. Biomaterials. 30, 4877-4888 (2009).
  7. Shim, W. S., et al. pH- and temperature-sensitive, injectable, biodegradable block copolymer hydrogels as carriers for paclitaxel. Int. J. Pharm. 331, 11-18 (2007).
  8. Singh, N. K., Insitu Lee, D. S. gelling pH- and temperature-sensitive biodegradable block copolymer hydrogels for drug delivery. J. Control. Release. 193, 214-227 (2014).
  9. Wang, B., Zhu, W., Zhang, Y., Yang, Z., Ding, J. Synthesis of a chemically-crosslinked thermo-sensitive hydrogel film and in situ of model protein drugs. React. Funct. Polym. 66, 509-518 (2006).
  10. Zhu, W., Ding, J. Synthesis and characterization of a redox-initiated, injectable, biodegradable hydrogel. J. Appl. Polym. Sci. 99, 2375-2383 (2006).
  11. Zan, J., Chen, H., Jiang, G., Lin, Y., Ding, F. Preparation and properties of crosslinked chitosan thermosensitive hydrogel for injectable drug delivery systems. J. Appl. Polym. Sci. 101, 1892-1898 (2006).
  12. Togawa, D., Bauer, T. W., Lieberman, I. H., Takikawa, S. Histologic evaluation of human vertebral bodies after vertebral augmentation with polymethyl methacrylate. Spine. 28, 1521-1527 (2003).
  13. Berman, A. T., Reid, J. S., Yanicko, D. R., Sih, G. C., Zimmerman, M. R. Thermally induced bone necrosis in rabbits: relation to implant failure in humans. Clin. Orthop. Relat. R. 186, 284-292 (1984).
  14. Kretlow, J. D., Klouda, L., Mikos, A. G. Injectable matrices and scaffolds for drug delivery in tissue engineering. Adv Drug. Deliver. Rev. 59, 263-273 (2007).
  15. Ye, F., Yaghmur, A., Jensen, H., Larsen, S. W., Larsen, C., Ostergaard, J. Real-time UV imaging of drug diffusion and release from Pluronic F127 hydrogels. Eur. J. Pharm. Sci. 43, 236-243 (2011).
  16. Akash, M. S., Rehman, K. Recent progress in biomedical applications of pluronic (PF127): Pharmaceutical perspectives. J. Control Release. 209, 120-138 (2015).
  17. Sellers, D. L., Kim, T. H., Mount, C. W., Pun, S. H., Horner, P. J. Poly(lactic-co-glycolic) acid microspheres encapsulated in Pluronic F-127 prolong hirudin delivery and improve functional recovery from a demyelination lesion. Biomaterials. 35, 8895-8902 (2014).
  18. Jung, H., Park, K., Han, D. K. Preparation of TGF-β1-conjugated biodegradable pluronic F127 hydrogel and its application with adipose-derived stem cells. J. Control. Release. 147, 84-91 (2010).
  19. Lee, S. Y., Tae, G. Formulation and in vitro of an in situ photo-polymerizable pluronic hydrogel suitable for injection. J. Control. Release. 119, 313-319 (2007).
  20. Chen, Y. Y., Wu, H. C., Sun, J. S., Dong, G. C., Wang, T. W. Injectable and thermoresponsive self-assembled nanocomposite hydrogel for long-term anticancer drug delivery. Langmuir. 19, 3721-3729 (2013).
  21. Cellesi, F., Tirelli, N., Hubbell, J. A. Materials for cell encapsulation via a new tandem approach combining reverse thermal gelation and covalent crosslinking. Macromol. Chem. Physic. 203, 1466-1472 (2002).
  22. Cellesi, F., Tirelli, N., Hubbell, J. A. Towards a fully-synthetic substitute of alginate: development of a new process using thermal gelation and chemical cross-linking. Biomaterials. 25, 5115-5124 (2004).
  23. Hirokawa, Y., Tanaka, T. Volume phase transition in a nonionic gel. J. Chem. Phys. 81, 6379-6380 (1984).
  24. Freitas, R., Cussler, E. L. Temperature sensitive gels as extraction solvents. Chem. Eng. Sci. 42, 97-103 (1987).
  25. Schild, H., Tirrel, D. A. Microcalorimetric detection of lower critical solution temperatures in aqueous polymer solutions. J. Chem. Phys. 94, 4352-4356 (1990).
  26. Yagi, Y., Inomata, H., Saito, S. Solubility parameter of an N-isopropylacrylamide gel. Macromol. 25, 2997-2998 (1992).
  27. Illmain, F., Tanaka, T., Kokufuta, E. Volume transition in a gel driven by hydrogen bonding. Nature. 349, 400-401 (1990).
  28. Vernengo, J., Fussell, G. W., Smith, N. G., Lowman, A. M. Evaluation of novel injectable hydrogels for nucleus pulposus replacement. J. Biomed. Mater. Res. B. 84, 64-69 (2008).
  29. Wiltsey, C., et al. Characterization of injectable hydrogels based on poly(N-isopropylacrylamide)-g-chondroitin sulfate with adhesive properties for nucleus pulposus tissue engineering. J. Mater. Sci-Mater. M. 24, 837-847 (2013).
  30. Ronca, F., Palmieri, L., Panicucci, P., Ronca, G. Anti-inflammatory activity of chondroitin sulfate. Osteoarthr. Cart. 6, 14-21 (1998).
  31. Pipitone, V. Chondroprotection with chondroitin sulfate. Drug. Exp. Clin. Res. 17, 3-7 (1991).
  32. Moss, M., Kruger, G. O., Reynolds, D. C. The effect of chondroitin sulfate on bone healing. Oral Surg. Oral Med. O. 20, 795-801 (1965).
  33. Nerurkar, N., Elliott, D. M., Mauck, R. L. Mechanical design criteria fo intervertebral disc tissue engineering. J. Biomech. 43, 1017-1030 (2010).
  34. Wiltsey, C., et al. Thermogelling bioadhesive scaffolds for intervertebral disk tissue engineering: Preliminary in vitro of aldehyde-based versus alginate microparticle-mediated adhesion. Acta Biomater. 16, 71-80 (2015).
  35. Xia, Y., Yin, X., Burke, N., Stover, H. Thermal response of narrow-disperse poly(N-isopropylacrylamide) prepared by atom transfer radical polymerization. Macromol. 38, 5937-5943 (2005).
  36. Liu, Q., Zhang, P., Qing, A., Lan, Y., Lu, M. Poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels with improved shrinking kinetics by RAFT polymerization. Polymer. 47, 2330-2336 (2006).
  37. Lemoine, D., Wauters, F., Bouchend’homme, S., Preat, V. Preparation and characterization of alginate microspheres containing a model antigen. Int. J. Pharm. 176, 9-19 (1998).
  38. Dang, T. D., Joo, S. W. Preparation of tadpole-shaped calcium alginate microparticles with sphericity control. Colloid. Surface. B. 102, 766-771 (2013).
  39. Moebus, K., Siepmann, J., Bodmeier, R. Novel preparation techniques for alginate-polaxamer microparticles controlling protein release on mucosal surfaces. Eur. J. Pharm. Sci. 45, 358-366 (2012).
  40. Lih, E., Lee, J. S., Park, K. M., Park, K., D, Rapidly curable chitosan-PEG hydrogels as tissue adhesives for hemostasis and wound healing. Acta Biomater. 8, 3261-3269 (2012).
  41. Urban, J., Maroudas, A. Swelling of the intervertebral disc in vitro. Connect. Tissue Res. 9, 1-10 (1981).
  42. Ma, H. L., Hung, S. C., Lin, S. Y., Chen, Y. L., Lo, W. H. Chondrogenesis of human mesenchymal stem cells encapsulated in alginate beads. J. Biomed. Mater. Res. A. 64, 273-281 (2003).
  43. Leslie, S. K., et al. Controlled release of rat adipose-derived stem cells from alginate microbeads. Biomaterials. 34, 8172-8184 (2013).
  44. Peroglio, M., Eglin, D., Benneker, L. M., Alini, M., Grad, S. Thermoreversible hyaluronan-based hydrogel supports in vitro. and ex vivo. disc-like differentiation of human mesenchymal stem cells. Spine J. 13, 1627-1639 (2013).
  45. Chen, J. P., Cheng, T. H. Thermo-responsive chitosan-graft-poly(N-isopropylacrylamide) injectable hydrogel for cultivation of chondrocytes and meniscus cells. Macromol. Biosci. 6, 1026-1039 (2006).
  46. Schoichet, M. S., Li, R. H., White, M. L., Winn, S. R. Stability of hydrogels used in cell encapsulation: an in vitro comparison of alginate and agarose. Biotechnol. Bioeng. 50, 374-381 (1996).
  47. Dai, J., Wang, H., Liu, G., Xu, Z., Li, F., Fang, H. Dynamic compression and co-culture with nucleus pulposus cells promotes proliferation and differentiation of adipose-derived mesenchymal stem cells. J. Biomech. 47, 966-972 (2014).
  48. Feng, G., et al. Effects of hypoxias and scaffold architecture on rabbit mesenchymal stem cell differentiation towards a nucleus pulposus-like phenotype. Biomaterials. 32, 8182-8189 (2011).
  49. Feng, G., et al. Hypoxia differentially regulates human nucleus pulposus and annulus fibrosus cell extracellular matrix production in 3D scaffolds. Osteoarth. Cartilage. 21, 582-588 (2013).

Tags

ThermogellingPoly(N-isopropylacrylamide)Chondroitin SulfateAlginate MicroparticlesHydrogel CompositeBioadhesiveNucleus PulposusTensile Mechanical TestsCellular ViabilityBiocompatibilityNIPAAMMCSTEMEDAmmonium PersulfateEmulsionCalcium Chloride

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Christiani, T. R., Toomer, K., Sheehan, J., Nitzl, A., Branda, A., England, E., Graney, P., Iftode, C., Vernengo, A. J. Synthesis of Thermogelling Poly(N-isopropylacrylamide)-graft-chondroitin Sulfate Composites with Alginate Microparticles for Tissue Engineering. J. Vis. Exp. (116), e53704, doi:10.3791/53704 (2016).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image