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Matrices de fibra electrospun fabricados a partir de biopolímeros se utilizan regularmente para apoyar la unión de células y la proliferación para aplicaciones de biomateriales y / o de ingeniería de tejidos 11,12. En estos casos, las matrices son a menudo finas láminas de fibras que cubren fácilmente toda la base de una placa de cultivo celular y por lo tanto están en contacto completo con las células sembradas que mejora la unión celular. Sin embargo, si el andamio biomaterial no cubre completamente la base de la placa así, hay una alta probabilidad de que una gran proporción de las células sembradas no se quedará en contacto con el andamio y en última instancia, no podrá adjuntar. Este estudio investigó varios métodos diferentes para la siembra de células sobre andamios que no cubren la base de la placa, así, con el fin de determinar una técnica optimizada que podrían recomendarse para futuros experimentos basados en células.
Cinco diferentes montajes fueron investigados (Figura 1): Scaffolds (hilo electrospun) realizó utilizando insertos de cultivo celular en placas bajas así vinculante y sea mantenido bajo condiciones estáticas o sacudido a 30 rpm; andamios colocados dentro de depresiones PTFE estrechas y celebradas estática o sacudido a 30 rpm; y andamios alojados dentro de los vasos de biorreactor que giran a 9 rpm. Determinación del número de células que se habían adherido a los hilos electrospun por ensayo de ADN demostró un bajo porcentaje de unión para todos los montajes de siembra (Figura 2); y esto fue confirmado más lejos de micrografías electrónicas de exploración (SEM) (Figura 3). Greatest unión de las células - 30% o ~ 18.060 células -era observaron para los hilos que se celebraron en insertos de cultivo celular y sometidos a un movimiento continuo. Curiosamente, la unión de células más bajo (15%) se logró para hilos en poder de los insertos de cultivo celular, pero mantenido en condiciones estáticas, lo que sugeriría que la inclusión del movimiento radial tiene un efecto positivo en mantener las células en contacto con el andamio. No Obstante,cabe señalar que en circuito continuo de flujo de los medios podría ser responsable de los aglomerados de células observadas de las imágenes de SEM. El agitador de placas se encuentra en su posición más baja - 30 rpm - lo que podría ser una limitación a esta configuración. Con un movimiento radial más lenta puede ayudar a prevenir o reducir la aglomeración de células y también podría mejorar la unión celular como células experimentarán menos fuerza. Experimentos futuros deberían centrarse en la optimización de la velocidad de vibración ideal para mejorar la fijación de las células. La incorporación de movimiento para hilos celebradas dentro de los canales no dio lugar a una tendencia similar, con ambos escenarios rendimiento 18% apego (~ 10.836 células); aunque esto puede ser debido a la flotación parcial de los andamios dentro de las artesas (observado para artesas colocados en el agitador de placas) ya que no estaban ancladas a la base. Flotante parcial del andamio evitará cualquier células que han hundido hasta el fondo de la cubeta entre en contacto con el material y adherente. Para tsu especial configuración, la artesa se encuentra dentro de una placa de Petri y un volumen total de 10 ml de medio añadió. Las pequeñas dimensiones de la cuba significa que la mayoría de los medios de comunicación está presente dentro de la placa de Petri y si hay cualquier movimiento, las células se puede alejar de la cubeta en el plato petri y permanecer completamente fuera del alcance del andamio. Para superar estas limitaciones, experimentos adicionales deben incluir un paso adicional en el protocolo, por lo que los extremos de los andamios se fijan a la base de las cubetas utilizando finas agujas estériles, ya que esto debería evitar su flotación y movimiento (en particular para los andamios expuestos a movimiento radial), que en última instancia deberían conducir a un mayor número de células que unen al cadalso. 16% de las células se había unido a los hilos presentes dentro de los vasos rotativos. A pesar de ser una técnica bien establecida para la cultura en 3D, los problemas surgieron con la retirada de los andamios del principal puerto de los buques, lo que puede haber dado lugar a ATTAC vagamentecélulas hed están perdiendo. Los buques que se pueden abrir totalmente eliminaría este problema; estos están disponibles para la compra, pero son considerablemente más caros que los vasos desechables utilizados en este estudio.
Este estudio demuestra los problemas actuales con la siembra de los andamios que no cubren toda la base de placas estándar y de cultivo celular. Siembra un número de células conocida resultó en menos de un tercio de fijación al cadalso, a pesar de la superficie del andamio que permite que todas las células se adhieran. Esto podría tener consecuencias perjudiciales en otros ensayos basados en células que pueden evaluar la biocompatibilidad y célula-material de / célula-célula comportamiento y las interacciones con el andamio como un futuro dispositivo médico potencial. Otras limitaciones del estudio pueden incluir el punto de tiempo de 4 h - a pesar de ser lo suficientemente largo para garantizar la siembra de células inicial (células se ha demostrado que adherirse firmemente a sustratos en treinta minutos 13,14,15), puede ser razonable envestigate puntos de tiempo posteriores proporcionar células no proliferan durante un plazo de tiempo más largo, ya que de lo contrario sesgar el número de células de partida. Reducir el volumen de los medios de comunicación, en este caso 10 ml, podría también mejorar el contacto entre las células y andamio y en última instancia, aumentar la unión celular. Los estudios futuros también deben considerar la viabilidad celular como el proceso de la siembra de células puede causar daño celular y / o muerte celular 16. Análisis de ADN de la célula no diferencian entre células viables y no viables, como un ensayo en vivo / muerto como, por ejemplo, pondría de relieve el nivel de viabilidad.
Esta investigación plantea la conciencia con el número real de las células que se adhieren al cadalso a pesar de sembrar una cantidad conocida. Para los estudios que se basan en el número de partida de las células, es muy importante que los investigadores saben exactamente cuántos de esa cifra, de hecho, adherirse al sustrato de interés.