Electrospun nanofibras andamios con gradaciones en Organización de fibra

Resumen

A continuación, presentamos un protocolo para fabricar nanofibras andamios electrospun con organización gradated de fibras y explorar sus aplicaciones en la regulación de la morfología celular / orientación. Gradientes con respecto a las propiedades físicas y químicas de las nanofibras andamios ofrecen una amplia variedad de aplicaciones en el campo biomédico.

Resumen

El objetivo de este protocolo es informar sobre un método simple para generar andamios de nanofibras con gradaciones en la organización de las fibras y probar sus posibles aplicaciones en el control de la morfología/orientación celular. La organización de las nanofibras se controla con un nuevo aparato de fabricación que permite la disminución gradual de la organización de las fibras en un andamio. El cambio de la alineación de las fibras se logra mediante la disminución del tiempo de deposición de las fibras electrohiladas aleatorias en una estera de fibra alineada uniaxialmente. Al cubrir el colector con una barrera/máscara móvil, a lo largo del mismo eje que la deposición de fibras, la estructura organizativa se controla fácilmente. Con fines de ingeniería de tejidos, las células madre derivadas del tejido adiposo se pueden sembrar en estos andamios. Las células madre experimentan cambios morfológicos como resultado de su posición en la variada estructura organizacional, y potencialmente pueden diferenciarse en diferentes tipos de células dependiendo de sus ubicaciones. Además, la organización graduada de las fibras mejora la biomímesis de los andamios de nanofibras para que se parezcan más a las orientaciones naturales de las nanofibras de colágeno en el sitio de inserción del tendón al hueso en comparación con los andamios tradicionales. A través de la nanoencapsulación, las fibras graduadas también ofrecen la posibilidad de construir gradientes químicos en andamios de fibra y, por lo tanto, fortalecer aún más sus aplicaciones potenciales en el cribado rápido de la interacción célula-materiales y la regeneración de tejidos interfaciales. Esta técnica permite la producción de andamios de gradiente continuo, pero también puede producir fibras en pasos discretos controlando el movimiento de la barrera/máscara móvil de manera discreta.

Introducción

Las nanofibras son una utilidad popular para la ingeniería de tejidos debido a su capacidad para imitar la matriz extracelular en su estructura y tamaño relativo ^1. Sin embargo, algunas interfaces de tejidos nativos, tales como el sitio de inserción del tendón en el hueso, contienen fibras de colágeno, que exhiben una estructura organizativa variable que aumenta en alineación hacia el tendón y disminuye en el sitio de hueso ^2-5. Por lo tanto, para la regeneración de tejidos eficaz hay una necesidad de fabricar un andamio que podrían imitar eficazmente este gradiente estructural.

Anteriormente, ha habido una investiga....

Protocolo

1. Preparación de la Solución

1. Preparar una solución de poli (ε-caprolactona) (PCL) (M _w = 80.000 g / mol) a una concentración aproximada de 100 mg / ml. Disolver PCL en una mezcla de diclorometano (DCM) y N, N-dimethlyformamide (DMF) en una proporción de 4: 1 (v / v) con una concentración de 10% (w / v).
2. Colocar la solución en un tubo de vidrio de 20 ml para la mezcla. Coloque el tubo de vidrio en limpiador ultrasónico durante 30 minutos, o hasta que la solución es transparente.

2. Aparato Preparación

1. Añadir la solución de PCL preparado en una jeringa de 5 ml con una aguja roma de calibre 2....

Resultados

Usando este protocolo, se formó una estera de fibra con un gradiente de organización. La Figura 3 muestra las imágenes SEM tomadas en varios lugares de la estructura de nanofibras. Cualitativamente, se puede determinar que hay una progresión de las fibras uniaxialmente alineadas en 0 mm (Figura 3A) para una variedad de fibra al azar en 6 mm (Figura 3D). La FFT da un valor cuantitativo a la alineación de la fibra, detalles sobre los procesos cuantitativos se detallan aqu.......

Discusión

La parte más crítica del protocolo es la generación del andamio de gradiente. Es imperativo que la máscara que cubre el colector se mueva a una velocidad constante para que haya un cambio gradual dentro del andamio de fibra. La preparación correcta de la solución PCL también es importante para garantizar el éxito del electrohilado. Es recomendable verificar la morfología de la fibra antes del electrohilado, especialmente después de la encapsulación de Cumarina-6, que puede requerir un voltaje más alto para electrohilar c.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Policaprolactona	Sigma-Aldrich	440744
N,N-dimetliformamida	Fisher Chemical	D-119-1
Diclorometano	Fisher Chemical	AC61093-1000
Cumarina 6	Sigma-Aldrich	546283
Células madre derivadas del tejido adiposo Tecnologías	ingeniería celular	HMSC. AD-100
Suero fetal bovino	Technologies	26140-111
Diacetato de fluoresceína	Sigma-Aldrich	F7378
Etanol	Sigma-Aldrich	E7023
Tripsina-EDTA	Invitrogen	25300-054
α-Medio de águila modificado	Invitrogen	A10490-01
Acetona	Fisher Scientific	s25120a
10010023		solución salina tamponada con fosfato
	VWR international, LLC	101412-842
Bomba de jeringa	Fisher Scientific	14-831-200	jeringa
	única Branson	1510
Fuente	de alimentación de CC de alto voltajeMicroscopio electrónico de barrido Gamma High Voltage Research	ES30
Microscopio de	FEI	Nova 2300
	Zeiss	Axio Imager 2

de Life Deslizamiento de vidrio de Limpiador ultrasónico de fluorescencia