Name: Postproducción de procesamiento de las Fibras electrospun de Ingeniería de Tejidos (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-08-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 52 s
Description: Aprende a producir andamios electrohilados biodegradables para ingeniería de tejidos mediante polímeros esterilizables y capas múltiples. Este método permite evaluar el rendimiento celular bajo condiciones dinámicas de tensión.

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Damos las gracias a BBSRC para la financiación de un doctorado para el Sr. Bye Frazer.

<ol><li>Canton, I., McKean, R., Charnley, M., Blackwood, K., Fiorica, C., Ryan, A., MacNeil, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+Ibuprofen-releasing+biodegradable+PLA%2FPGA+electrospun+scaffold+for+tissue+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+and+bioengineering%22%5BJournal%5D)">Development of an Ibuprofen-releasing biodegradable PLA/PGA electrospun scaffold for tissue regeneration.</a> Biotechnology and bioengineering. 105, 396-408 (2010).</li>
<li>Blackwood, K., McKean, R., Canton, I., Freeman, C., Franklin, K., Cole, A., Brook, I., Farthing, P., Rimmer, S., Haycock, J., Ryan, A., MacNeil, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+biodegradable+electrospun+scaffolds+for+dermal+replacement%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Development of biodegradable electrospun scaffolds for dermal replacement.</a> Biomaterials. 29, 3091-3104 (2008).</li>
<li>Yang, F., Maurugan, R., Wang, S., Ramakrishna, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning+of+nano%2Fmicro+scale+poly%28L-lactic+acid%29+aligned+fibers+and+their+potential+in+neural+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Electrospinning of nano/micro scale poly(L-lactic acid) aligned fibers and their potential in neural tissue engineering.</a> Biomaterials. 26, 2603-2610 (2005).</li>
<li>Sittichokechaiwut, A., Edwards, J. H., Scutt, A. M., Reilly, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short+bouts+of+mechanical+loading+are+as+effective+as+dexamethasone+at+inducing+matrix+production+by+human+bone+marrow+mesenchymal+stem+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Cell+Mater%22%5BJournal%5D)">Short bouts of mechanical loading are as effective as dexamethasone at inducing matrix production by human bone marrow mesenchymal stem cell.</a> Eur. Cell Mater. 20, 45-57 (2010).</li>
<li>Sill, T. J., von Recum, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning%3A+applications+in+drug+delivery+and+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Electrospinning: applications in drug delivery and tissue engineering.</a> Biomaterials. 29 (13), 1989-2006 (2008).</li>
<li>Deitzel, J., Kleinmeyer, J., Harris, D., Beck Tan, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+processing+variables+on+the+morphology+of+electrospun+nanofibers+and+textiles%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">The effect of processing variables on the morphology of electrospun nanofibers and textiles.</a> Polymer. 42, 261-272 (2001).</li>
<li>Fridrikh, S., Yu, J., Brenner, M., Rutledge, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+fiber+diameter+during+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+review+letters%22%5BJournal%5D)">Controlling the fiber diameter during electrospinning.</a> Physical review letters. 90, 1-4 (2003).</li>
<li>Fong, H., Chun, I., Reneker, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beaded+nanofibers+formed+during+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Beaded nanofibers formed during electrospinning.</a> Polymer. 40 (16), 4585-4592 (1999).</li>
<li>Selim, M., Bullock, A. J., Blackwood, K. A., Chapple, C. R., MacNeil, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developing+biodegradable+scaffolds+for+tissue+engineering+of+the+urethra%5BTitle%5D)+AND+%22BJU+Int%22%5BJournal%5D)">Developing biodegradable scaffolds for tissue engineering of the urethra.</a> BJU Int. 107 (2), 296-302 (2010).</li>
<li>Tong, H. -W., Wang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+into+the+influence+of+electrospinning+parameters+on+the+diameter+and+alignment+of+poly%28hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate%29+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">An investigation into the influence of electrospinning parameters on the diameter and alignment of poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) fibers.</a> Journal of Applied Polymer Science. 120 (3), 1694-1706 (2011).</li>
<li>Tong, H. -W., Wang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning+of+poly%28hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate%29+fibrous+tissue+engineering+scaffolds+in+two+different+electric+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Engineering+%26+Science%22%5BJournal%5D)">Electrospinning of poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) fibrous tissue engineering scaffolds in two different electric fields.</a> Polymer Engineering & Science. 51 (7), 1325-1338 (2011).</li>
<li>Retzepi, M., Donos, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guided+Bone+Regeneration%3A+biological+principle+and+therapeutic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+oral+implants+research%22%5BJournal%5D)">Guided Bone Regeneration: biological principle and therapeutic applications.</a> Clinical oral implants research. 21, 567-576 (2010).</li>
<li>Moreau, J., Caccamese, J., Coletti, D., Sauk, J., Fisher, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+engineering+solutions+for+cleft+palates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+oral+maxillofacial%22%5BJournal%5D)">Tissue engineering solutions for cleft palates.</a> Journal of oral maxillofacial. 65, 2503-2511 (2007).</li>
<li>Yang, F., Both, S., Yang, X., Walboomers, X., Jansen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+electrospun+nano-apatite%2FPCL+composite+membrane+for+GTR%2FGBR+application%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Development of an electrospun nano-apatite/PCL composite membrane for GTR/GBR application.</a> Acta biomaterialia. 5, 3295-3304 (2009).</li>
<li>Yoshimoto, H., Shin, Y., Terai, H., Vacanti, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+biodegradable+nanofiber+scaffold+by+electrospinning+and+its+potential+for+bone+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">A biodegradable nanofiber scaffold by electrospinning and its potential for bone tissue engineering.</a> Biomaterials. 24, 2077-2082 (2003).</li>
<li>Telemeco, T., Ayres, C., Bowlin, G., Wnek, G., Boland, E., Cohen, N., Baumgarten, C., Mathews, J., Simpson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+cellular+infiltration+into+tissue+engineering+scaffolds+composed+of+submicron+diameter+fibrils+produced+by+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Regulation of cellular infiltration into tissue engineering scaffolds composed of submicron diameter fibrils produced by electrospinning.</a> Acta biomaterialia. 1, 377-385 (2005).</li>
</ol>

No hay conflictos de interés declarado.

Electrospinning es una técnica muy popular para la producción de andamios para la ingeniería de tejidos. 14, 15, 16 Si bien es relativamente fácil de producir andamios básicos electrospun para uso experimental de la técnica también es complejo y multifacético, con muchas variables. 6 Hay muchos estudios que describen cómo el electrospinning parámetros determinan el andamiaje producido. En este estudio se centra en la post-producción desafíos considerables para que los andamios de las arquitecturas ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del reactivo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> Poli láctico-co-ácido glicólico </td><td> Sigma Aldrich </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Ácido láctico poli </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 81273 </td><td> La viscosidad inherente ~ 2.0dl / g </td></tr><tr><td> Poli ε-caprolactona </td><td> Sigma Aldrich </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Poly hidroxibutirato-co-hidroxivalerato 12:01 </td><td> Goodfellow </td><td> 578-446-59 </td><td> PHB88/PHV12 </td></tr><tr><td> Diclorometano </td><td> Sigma Aldrich o Fisher </td><td> 270997 o D/1850/17 </td><td> &gt; 99,8% contiene 50-150ppm amileno estabilizador de </td></tr><tr><td> 50 globos de colores múltiples </td><td> Wilkinson Hardware Stores Ltd. </td><td> 0105790 </td><td></td></tr><tr><td> De cabra anti-conejo IgG (FC): FITC </td><td> AbDserotec </td><td> STAR121F </td><td></td></tr><tr><td> Conejo anti-humano alfa elastina </td><td> AbDserotec </td><td> 4060-1060 </td><td></td></tr><tr><td> Tapón de rosca GL45 PP 2 puertos, pk / 2 </td><td> SLS </td><td> 1129750 </td><td></td></tr><tr><td> 4 &#39;,6-diamino-2-phenylindole dihidrocloruro </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 32670 </td><td></td></tr><tr><td> CellTracker verde CMFDA </td><td> Invitrogen </td><td> C7025 </td><td></td></tr><tr><td> CellTracker roja CMTX </td><td> Invitrogen </td><td> C34552 </td><td></td></tr></tbody></table>

postproducción de procesamiento de las fibras electrospun de ingeniería de tejidos

Postproduction Processing of Electrospun Fibres for Tissue Engineering

Electrospinning es un método de uso común y versátil para producir andamios biodegradables (a menudo) para la ingeniería de tejidos en 3D. 1, 2, 3 Muchos tejidos in vivo someterse a la distensión biaxial de mayor o menor medida, como la piel, vejiga, pelvis y hasta el paladar duro, como los niños crecer. En la producción de andamios para estos fines hay una necesidad de desarrollar andamios de adecuadas propiedades biomecánicas (si lograrse sin o con las células) y que son estériles para uso clínico. El objetivo de este trabajo no es la forma de establecer los parámetros básicos electrospinning (ya que hay una amplia literatura sobre electrospinning), sino sobre cómo modificar la producción de hilado después de andamios para que sean aptas para usos de ingeniería de tejidos - aquí espesor, propiedades mecánicas y la esterilización (necesario para la uso clínico) se consideran y también se describe cómo las células pueden ser cultivadas en los andamios y se somete a tensión biaxial a condición ellos para aplicaciones específicas. Electrospinning tiende a producir láminas finas, como el colector de electrospinning se cubre de fibras aislantes se convierte en un conductor tan pobre que las fibras no se depositan en él. Por lo tanto se describen métodos para producir estructuras más gruesas por el calor o vapor de recocido aumentar la resistencia de los andamios, pero no necesariamente la elasticidad. Hilado secuenciales de los andamios de diferentes polímeros para lograr andamios complejos también se describe. Metodologías de esterilización pueden afectar negativamente a la fuerza y ​​la elasticidad de los andamios. Se comparan tres métodos para determinar sus efectos sobre las propiedades biomecánicas de los andamios electrospun de poli láctico-co-glicólico (PLGA). Imagen de las células en los andamios y la evaluación de la producción de la matriz extracelular (ECM) de proteínas por las células en los andamios se describe. El cultivo de células in vitro en los andamios pueden mejorar la fuerza y la elasticidad de andamio, pero la ingeniería de tejidos literatuRe muestra que las células a menudo no producen ECM apropiado cuando se cultivan bajo condiciones estáticas. Hay muy pocos sistemas comerciales disponibles que permiten a las células un cultivo en los andamios bajo regímenes de acondicionamiento dinámicos -. Un ejemplo es el ElectroForce Bose 3100 que puede ser utilizada para ejercer un programa de acondicionamiento en las células en los andamios a cabo usando mordazas mecánicas dentro de unos medios de cámara de llenado 4 Una aproximación a un biorreactor presupuesto cultivo de células para la distorsión controlada en 2 dimensiones se describe. Se demuestra que las células pueden ser inducidas a producir elastina en estas condiciones. Por último la evaluación de las propiedades biomecánicas de los andamios procesados ​​cultivadas con o sin células se describe.

Andamios electrospun puede ser procesado post-producción para aplicaciones de ingeniería de tejidos. Aquí se describen los métodos para hacer girar los andamios complejos (por hilado consecutivos), para la fabricación de andamios más gruesas (por el multi-capas usando calor o recocido de vapor), para lograr la esterilidad (la producción aséptica o esterilización de la post-producción) y para la consecución de adecuadas propiedades biomecánicas.

Postproducción de procesamiento de las Fibras electrospun de Ingeniería de Tejidos

El electrohilado es un método versátil y de uso común para producir andamios (a menudo biodegradables) destinados a la ingeniería de tejidos en 3D.1, 2, 3 Muchos tejidos in vivo ...

El objetivo de este procedimiento es producir andamios biodegradables electrohilados que puedan esterilizarse y tener un espesor suficiente, así como una resistencia mecánica adecuada para la ingeniería tisular clínica. Esto se logra primero mediante la electrospunización de polímeros biodegradables en arquitecturas primarias, ya sea aleatorias o alineadas y orientadas, o estratificadas secuencialmente. El segundo paso consiste en aplicar modificaciones posteriores al hilado a los andamios, uniendo varias capas y esterilizándolos.A continuación, se introducen células en los andamios y se evalúa su desempeño durante y después del cultivo. El paso final consiste en someter a las células a un régimen de ejercicio para imitar el estrés fisiológico que experimentarán en el organismo, con el fin de prepararlas para el trasplante. En última instancia, podemos evaluar la respuesta de las células al ejercicio mediante la medición de la matriz extracelular que producen en respuesta a la tensión dinámica.Esta técnica es versátil y flexible, lo que permite fabricar una gran variedad de andamios con propiedades modificadas específicamente para la aplicación requerida. Por ejemplo, se pueden dis

postproduction-processing-of-electrospun-fibres-for-tissue-engineering

Research

Investigación

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingeniería

El proceso de electrospinning polímeros de ingeniería de tejidos y cultivos celulares se trata en este artículo. En concreto, el electrospinning de macrómeros fotorreactivos con capacidades de procesamiento adicional de photopatterning y electrospinning multi-polímero se describe.

Electrospinning andamios fibroso polímero para ingeniería de tejidos y cultivos celulares

El objetivo de este estudio fue simular el nativo de tres arquitectura en capas de la pared arterial. Para lograr esto, electrospinning se empleó con el uso de un 3-1 (input-output) de la boquilla y mezclas de policaprolactona, elastina y colágeno.

Tri-capa electrospinning que imita la arquitectura nativa arterial con policaprolactona, elastina, colágeno y: un estudio preliminar

Electrospinning técnicas pueden crear una variedad de andamios nanofibras para ingeniería de tejidos u otras aplicaciones. Se describe aquí un procedimiento para optimizar los parámetros de la solución de electrospinning y aparatos para la producción de fibras con la morfología y la alineación que desee. Problemas comunes y las técnicas de resolución de problemas también se presentan.

Fundamentos electrospinning: Solución de Optimización de los parámetros y aparatos

Este protocolo combina electrospinning y microesferas para desarrollar andamios de ingeniería tisular para dirigir neuronas. El factor de crecimiento nervioso se encapsuló dentro de microesferas de PLGA y se electrohiló en andamios fibrosos de ácido hialurónico (HA).  La bioactividad proteica se probó sembrando los andamios con ganglios primarios de la raíz dorsal del pollito y cultivando durante 4-6 días.

Factor de Crecimiento de electrospinning Liberar microesferas en Fibrosa andamios

Se informó de síntesis y fabricación de fibras electrohiladas largos que abarcan un área de depósito más grande a través de un colector de nuevo diseño de un nuevo polímero biodegradable llamado poli (glicerol-dodecanoato) (PGD). Las fibras fueron capaces de apoyar el crecimiento de células derivadas de células madre pluripotentes de ratón.

Electrospun fibroso Andamios de poli (glicerol-dodecanodioato) de Ingeniería Neural Los tejidos de las células madre embrionarias de ratón

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.

Electrospun nanofibras andamios con gradaciones en Organización de fibra

Los avances en las tecnologías de biomateriales permiten el desarrollo de construcciones tridimensionales de tipo multicélula. Hemos desarrollado protocolos de electrospinning para producir tres andamios individuales para cultivar las principales células estructurales de la vía aérea y proporcionar un modelo 3D in vitro de la pared del bronquiolo de la vía aérea.

Adaptación del Proceso Electrohilado para proporcionar tres ambientes únicos para un Tri-capa<em&gt; In Vitro</em&gt; Modelo de la pared de la vía aérea

Los materiales poliméricos superhidrofóbicos bidimensionales y tridimensionales se preparan mediante electrohilado o electropulverización de polímeros biodegradables mezclados con un polímero de menor energía superficial de composición similar.

Fabricación superhidrófobas materiales poliméricos para aplicaciones biomédicas

Este protocolo sirve como una guía completa para la fabricación de andamios mediante electrospinning con polímero se funde en un modo de escritura directa. Sistemáticamente el proceso del esquema y definir la configuración de los parámetros apropiados para lograr arquitecturas específicas andamio.

Escritura de Electrospinning de andamios Poly(ε-caprolactone) tridimensional con morfologías controlables para aplicaciones de ingeniería de tejidos del derretimiento

Los métodos para preparar una matriz de gel inyectable de tejidos descelularizada e inyectarlo en ratas...

Fabricación de materiales de origen biológico inyectable para ingeniería de tejidos del miocardio

Aprende a producir andamios electrohilados biodegradables para ingeniería de tejidos mediante polímeros esterilizables y capas múltiples. Este método permite evaluar el rendimiento celular bajo condiciones dinámicas de tensión.

Postproducción de procesamiento de las Fibras electrospun de Ingeniería de Tejidos

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