Name: Producción de colágeno con patrones nanofibrilares para la ingeniería de tejidos (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T13:40:00.000+00:00
Duration: 7 min 34 s
Description: Aprende a fabricar hidrogeles de colágeno con fibrillas nanofibrilares mediante extrusión con cizallamiento para ingeniería de tejidos. Este método controla la organización de fibrillas sin equipo especializado.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<meta charset="utf8"></head><body>Fabricación de colágeno nanofibrilar de ingeniería con patrones dirigidos

<ol><li>Padhi, A., Nain, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ECM+in+differentiation%3A+A+review+of+matrix+structure%2C+composition+and+mechanical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">ECM in differentiation: A review of matrix structure, composition and mechanical properties.</a> Ann Biomed Eng. 48 (3), 1071-1089 (2020).</li>
<li>Schlie-Wolter, S., Ngezahayo, A., Chichkov, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+selective+role+of+ECM+components+on+cell+adhesion%2C+morphology%2C+proliferation+and+communication+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Cell+Res%22%5BJournal%5D)">The selective role of ECM components on cell adhesion, morphology, proliferation and communication in vitro.</a> Exp Cell Res. 319 (10), 1553-1561 (2013).</li>
<li>Ricard-Blum, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+collagen+family%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harb+Perspect+Biol%22%5BJournal%5D)">The collagen family.</a> Cold Spring Harb Perspect Biol. 3 (1), a004978(2011).</li>
<li>Shoulders, M. D., Raines, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen+structure+and+stability%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Biochem%22%5BJournal%5D)">Collagen structure and stability.</a> Annu Rev Biochem. 78, 929-958 (2009).</li>
<li>Gillies, A. R., Lieber, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+and+function+of+the+skeletal+muscle+extracellular+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+Nerve%22%5BJournal%5D)">Structure and function of the skeletal muscle extracellular matrix.</a> Muscle Nerve. 44 (3), 318-331 (2011).</li>
<li>Silver, F. H., Freeman, J. W., Seehra, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen+self-assembly+and+the+development+of+tendon+mechanical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">Collagen self-assembly and the development of tendon mechanical properties.</a> J Biomech. 36 (10), 1529-1553 (2003).</li>
<li>Friess, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen-biomaterial+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Pharm+Biopharm%22%5BJournal%5D)">Collagen-biomaterial for drug delivery.</a> Eur J Pharm Biopharm. 45 (2), 113-136 (1998).</li>
<li>Lee, C. H., Singla, A., Lee, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomedical+applications+of+collagen%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Pharm%22%5BJournal%5D)">Biomedical applications of collagen.</a> Int J Pharm. 221 (1-2), 1-22 (2001).</li>
<li>Liu, X., Zheng, C., Luo, X., Wang, X., Jiang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+of+collagen-based+biomaterials%3A+Multi-hierarchical+structure%2C+modification+and+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Sci+Eng+C%22%5BJournal%5D)">Recent advances of collagen-based biomaterials: Multi-hierarchical structure, modification and biomedical applications.</a> Mater Sci Eng C. 99, 1509-1522 (2019).</li>
<li>Harris, J. R., Reiber, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+saline+and+pH+on+collagen+type+I+fibrillogenesis+in+vitro%3A+Fibril+polymorphism+and+colloidal+gold+labelling%5BTitle%5D)+AND+%22Micron%22%5BJournal%5D)">Influence of saline and pH on collagen type I fibrillogenesis in vitro: Fibril polymorphism and colloidal gold labelling.</a> Micron. 38 (5), 513-521 (2007).</li>
<li>Williams, B. R., Gelman, R. A., Poppke, D. C., Piez, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen+fibril+formation.+Optimal+in+vitro+conditions+and+preliminary+kinetic+results%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">Collagen fibril formation. Optimal in vitro conditions and preliminary kinetic results.</a> J Biol Chem. 253 (18), 6578-6585 (1978).</li>
<li>Zhong, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+aligned+nanofibrous+collagen+scaffold+by+electrospinning+and+its+effects+on+in+vitro+fibroblast+culture%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+A%22%5BJournal%5D)">An aligned nanofibrous collagen scaffold by electrospinning and its effects on in vitro fibroblast culture.</a> J Biomed Mater Res A. 79A (3), 456-463 (2006).</li>
<li>Malladi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+formation+of+ultrathin%2C+strong+collagen+sheets+with+tunable+anisotropy+and+compaction%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomater+Sci+Eng%22%5BJournal%5D)">Continuous formation of ultrathin, strong collagen sheets with tunable anisotropy and compaction.</a> ACS Biomater Sci Eng. 6 (7), 4236-4246 (2020).</li>
<li>Lowe, C. J., Reucroft, I. M., Grota, M. C., Shreiber, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+highly+aligned+collagen+scaffolds+by+freeze-drying+of+self-assembled%2C+fibrillar+collagen+gels%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomater+Sci+Eng%22%5BJournal%5D)">Production of highly aligned collagen scaffolds by freeze-drying of self-assembled, fibrillar collagen gels.</a> ACS Biomater Sci Eng. 2 (4), 643-651 (2016).</li>
<li>Torbet, J., Ronzière, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+alignment+of+collagen+during+self-assembly%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem+J%22%5BJournal%5D)">Magnetic alignment of collagen during self-assembly.</a> Biochem J. 219 (3), 1057-1059 (1984).</li>
<li>Provenzano, P. P., Eliceiri, K. W., Inman, D. R., Keely, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+three-dimensional+collagen+matrices+to+provide+contact+guidance+during+3d+cell+migration%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Engineering three-dimensional collagen matrices to provide contact guidance during 3d cell migration.</a> Curr Protoc Cell Biol. Chpater 10 (Unit 10.17), (2010).</li>
<li>Saeidi, N., Sander, E. A., Zareian, R., Ruberti, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+highly+aligned+collagen+lamellae+by+combining+shear+force+and+thin+film+confinement%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Production of highly aligned collagen lamellae by combining shear force and thin film confinement.</a> Acta Biomater. 7 (6), 2437-2447 (2011).</li>
<li>Paten, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow-induced+crystallization+of+collagen%3A+A+potentially+critical+mechanism+in+early+tissue+formation%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Flow-induced crystallization of collagen: A potentially critical mechanism in early tissue formation.</a> ACS Nano. 10 (5), 5027-5040 (2016).</li>
<li>Yunoki, S., Hatayama, H., Ebisawa, M., Kondo, E., Yasuda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+method+for+continuous+formation+of+cord-like+collagen+gels+to+fabricate+durable+fibers+in+which+collagen+fibrils+are+longitudinally+aligned%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+B+Appl+Biomater%22%5BJournal%5D)">A novel method for continuous formation of cord-like collagen gels to fabricate durable fibers in which collagen fibrils are longitudinally aligned.</a> J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 107 (4), 1011-1023 (2019).</li>
<li>Vader, D., Kabla, A., Weitz, D., Mahadevan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strain-induced+alignment+in+collagen+gels%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Strain-induced alignment in collagen gels.</a> PLoS One. 4 (6), e5902(2009).</li>
<li>Ahmed, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+extensional+flows+promote+long-range+fiber+alignment+in+3d+collagen+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">Local extensional flows promote long-range fiber alignment in 3d collagen hydrogels.</a> Biofabrication. 14 (3), (2022).</li>
<li>Su, C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+a+3D+collective+cancer+invasion+model+with+control+over+collagen+fiber+alignment%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Engineering a 3D collective cancer invasion model with control over collagen fiber alignment.</a> Biomaterials. 275, 120922(2021).</li>
<li>Nakayama, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bilayered+vascular+graft+derived+from+human+induced+pluripotent+stem+cells+with+biomimetic+structure+and+function%5BTitle%5D)+AND+%22Regen+Med%22%5BJournal%5D)">Bilayered vascular graft derived from human induced pluripotent stem cells with biomimetic structure and function.</a> Regen Med. 10 (6), 745-755 (2015).</li>
<li>Nakayama, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+patterning+of+extracellular+matrix+alters+endothelial+function+under+shear+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Nanoscale patterning of extracellular matrix alters endothelial function under shear stress.</a> Nano Lett. 16 (1), 410-419 (2016).</li>
<li>Nakayama, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rehabilitative+exercise+and+spatially+patterned+nanofibrillar+scaffolds+enhance+vascularization+and+innervation+following+volumetric+muscle+loss%5BTitle%5D)+AND+%22NPJ+Regen+Med%22%5BJournal%5D)">Rehabilitative exercise and spatially patterned nanofibrillar scaffolds enhance vascularization and innervation following volumetric muscle loss.</a> NPJ Regen Med. 3, 16(2018).</li>
<li>Nakayama, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+volumetric+muscle+loss+in+mice+using+nanofibrillar+scaffolds+enhances+vascular+organization+and+integration%5BTitle%5D)+AND+%22Commun+Biol%22%5BJournal%5D)">Treatment of volumetric muscle loss in mice using nanofibrillar scaffolds enhances vascular organization and integration.</a> Commun Biol. 2 (1), 170(2019).</li>
<li>Alcazar, C. A., Hu, C., Rando, T. A., Huang, N. F., Nakayama, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transplantation+of+insulin-like+growth+factor-1+laden+scaffolds+combined+with+exercise+promotes+neuroregeneration+and+angiogenesis+in+a+preclinical+muscle+injury+model%5BTitle%5D)+AND+%22Biomater+Sci%22%5BJournal%5D)">Transplantation of insulin-like growth factor-1 laden scaffolds combined with exercise promotes neuroregeneration and angiogenesis in a preclinical muscle injury model.</a> Biomater Sci. 8 (19), 5376-5389 (2020).</li>
<li>Lai, E. S., Huang, N. F., Cooke, J. P., Fuller, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aligned+nanofibrillar+collagen+regulates+endothelial+organization+and+migration%5BTitle%5D)+AND+%22Regen+Med%22%5BJournal%5D)">Aligned nanofibrillar collagen regulates endothelial organization and migration.</a> Regen Med. 7 (5), 649-661 (2012).</li>
<li>Huang, N. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+patterning+of+endothelium+modulates+cell+morphology%2C+adhesiveness+and+transcriptional+signature%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Spatial patterning of endothelium modulates cell morphology, adhesiveness and transcriptional signature.</a> Biomaterials. 34 (12), 2928-2937 (2013).</li>
<li>Weadock, K. S., Miller, E. J., Bellincampi, L. D., Zawadsky, J. P., Dunn, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+crosslinking+of+collagen+fibers%3A+Comparison+of+ultraviolet+irradiation+and+dehydrothermal+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res%22%5BJournal%5D)">Physical crosslinking of collagen fibers: Comparison of ultraviolet irradiation and dehydrothermal treatment.</a> J Biomed Mater Res. 29 (11), 1373-1379 (1995).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Microscopio de colágeno I, alta concentración, cola</td> de <td>rata Corning</td><td>CB354249</td><td></td></tr><tr><td>Eclipse TE-2000-U</td><td>Nikon</td><td>TE-2000-U&nbsp;</td><td>Microscopio invertido</td></tr><tr><td>Portaobjetos de microscopio extra gruesos</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-267-005</td><td>Funciona bien para la superficie de extrusión de colágeno</td></tr><tr><td>FEI Helios G3 NanoLab DualBeam</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>N/A</td><td>Microscopio electrónico de barrido</td></tr><tr><td>Juego de herramientas de corte de vidrio 2 mm-20 mm Punta de carburo de alimentación de aceite estilo lápiz</td><td>Amazon/MOARMOR</td><td>B07Y1D243H</td><td>opción para un cortador de vidrio</td></tr><tr><td>Agujas de punta roma Hamilton Kel-F Hub (Luer Lock, 22 G)</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-815-574</td><td>Agujas para extrusión de colágeno</td></tr><tr><td>Nexterion Slide H 3-D</td><td>Schott</td><td>NC0782819</td><td>Portaobjetos hidrofóbicos</td></tr><tr><td>PBS Tabletas</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>18912014</td><td></td></tr><tr><td>Polietilenglicol 8000</td><td>Fisher BioReagents</td><td>BP233-1</td><td></td></tr><tr><td>Tubos de diálisis de celulosa sin costura&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>S25645G</td><td></td></tr><tr><td>SnakeSkin Clips de diálisis</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>PI68011</td><td></td></tr><tr><td>Synthware Cortador de vidrio</td><td>Synthware</td><td>31-501-927</td><td>Opción para un cortador de vidrio</td></tr></tbody></table>

producción de colágeno con patrones nanofibrilares para la ingeniería de tejidos

Production of Nanofibrillar Patterned Collagen for Tissue Engineering

Este protocolo describe una técnica sencilla de extrusión basada en cizallamiento para la fabricación de hidrogeles de colágeno compuestos por nanofibrillas alineadas (Figura 2) o aleatorias (Figura 3). El patrón de nanofibrillas se basa en el control preciso de las fuerzas de cizallamiento, que se logra a través de la modulación combinada de la velocidad de la jeringa y la tasa de extrusión de colágeno. Los valores óptimos para inducir la alineación de las fibrillas se han determinado previamente como una velocidad de jeringa de 340 mm/s y una tasa de extrusión de colágeno de 3,2 mL/min 28,29. Este equilibrio es crítico no solo para la formación de nanofibrillas alineadas, sino también para garantizar la funcionalidad de los hidrogeles a macroescala. Si esta relación está desalineada, existe el riesgo de fabricar hidrogeles que no tienen el patrón esperado, así como hidrogeles que contienen tiras de colágeno que son demasiado delgadas (&lt;0,5 mm de diámetro), gruesas (&gt;1,5 mm de diámetro) u onduladas para su uso. Por ejemplo, un movimiento demasiado rápido de una jeringa, junto con una velocidad de extrusión demasiado lenta, da como resultado tiras delgadas, mientras que la proporción opuesta produce tiras gruesas u onduladas (Figura 4A-D), dependiendo del grado de desequilibrio en la proporción. Estas diferencias en las propiedades macroscópicas pueden crear suficiente variabilidad de tira a tira para influir en la deposición celular y la adhesión local.
Después de la extrusión y el ensamblaje del colágeno, la fabricación de hidrogel pasa por una fase de secado inicial, a menudo de 1 a 3 horas, antes de someterse a un paso de lavado en 1x PBS (Figura 2 y Figura 3). Lograr resultados topográficos óptimos depende de un delicado equilibrio entre el momento y la intensidad de la etapa de lavado. El lavado insuficiente o retrasado da como resultado una topografía de fibra interrumpida, denotada por las huellas de cristales de sal de PBS en las fibrillas. Por el contrario, el lavado excesivo o prematuro del colágeno después de la fabricación da como resultado una capa disuelta de colágeno que cubre las características topográficas (Figura 4E, F).
La microscopía electrónica de barrido (SEM) confirma la presencia de una orientación de nanofibrillas alineada o aleatoria dentro de los hidrogeles de colágeno. Tanto en los hidrogeles alineados como en los aleatorios, las nanofibrillas exhiben diámetros de fibrilla entre 30-50 nm29. Cualitativamente, es evidente que los hidrogeles alineados contienen nanofibrillas alineadas uniaxialmente (Figura 5). Esta alineación se ha cuantificado previamente utilizando un análisis de transformada rápida de Fourier en 2D, en el que el gráfico de alineación muestra dos picos distintos espaciados 180° para los hidrogeles alineados, en contraste con los hidrogeles orientados aleatoriamente que solo exhiben picos de baja frecuencia28.
Las imágenes de campo claro de los mioblastos primarios del músculo esquelético del ratón ilustran que la guía nanotopográfica anisotrópica de las fibrillas de colágeno promueve la alineación celular (Figura 6). Se ha demostrado que estos hidrogeles de colágeno con nanopatrones inducen la alineación celular no solo en los mioblastos26, sino también en otros tipos de células, como las células endoteliales 23,24.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67165/67165fig01.jpg"> 
Figura 1: Ilustración esquemática de la preparación de portaobjetos de colágeno de ultra alta densidad y vidrio cortado. (A-F) Proceso de diálisis de colágeno: (A) preparación del tubo de diálisis en tiras de 3 pulgadas y fijación del primer clip, (B) carga de colágeno de alta densidad en el tubo y fijación del segundo clip, (C) revestimiento del tubo de diálisis cargado con escamas de polietilenglicol (PEG), (D) eliminación de escamas de PEG saturadas, (E) enjuague de las escamas de PEG con agua y (F) almacenamiento de colágeno de ultra alta densidad en tubos de microcentrífuga. (G-L) Proceso de corte de portaobjetos de vidrio: (G) adquisición de portaobjetos de vidrio para su estudio, (H,I) marcado del portaobjetos de vidrio con un cortador de vidrio con punta de diamante, (J) rotura del portaobjetos de vidrio desde el lado no rayado, (K) enjuague del vidrio cortado con agua y (L) secado del portaobjetos de vidrio. Hecho con BioRender. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67165/67165fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67165/67165fig02.jpg"> 
Figura 2: Proceso de fabricación de hidrogel de colágeno alineado. Paso 1: Extrusión de colágeno bajo cizallamiento en el tampón calentado 10x PBS e inducción de fibrillogénesis; Paso 2: Montaje de colágeno extruido en portaobjetos de vidrio cortado; Paso 3: Montaje de colágeno extruido adicional para aumentar el tamaño del hidrogel; y Paso 4: Secado de hidrogeles de colágeno. Hecho con BioRender. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67165/67165fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67165/67165fig03.jpg"> 
Figura 3: Proceso aleatorio de fabricación de hidrogel de colágeno. Paso 1: Extrusión de colágeno en portaobjetos de vidrio cortado (tira única); Paso 2: La extrusión continua de colágeno aumenta el tamaño (tiras múltiples); Paso 3: Inmersión del colágeno extruido en un tampón PBS 10X para iniciar la fibrilogénesis; y Paso 4: Secado de hidrogeles. Hecho con BioRender. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67165/67165fig03large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67165/67165fig04.jpg"> 
Figura 4: Posibles pasos de error en el proceso de fabricación de hidrogel de colágeno. (A-F) Ejemplos de (A) tiras de colágeno óptimamente gruesas, (B) tiras de colágeno excesivamente gruesas, (C) tiras de colágeno insuficientemente gruesas, (D) tiras de colágeno onduladas y (E,F) superficies de colágeno demasiado lavadas mostradas mediante microscopía electrónica de barrido. Barra de escala = 1 μm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67165/67165fig04large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67165/67165fig05.jpg"> 
Figura 5: Imágenes de microscopía electrónica de barrido de hidrogeles de colágeno alineados y aleatorios. Las imágenes se tomaron con un microscopio electrónico. Las condiciones del haz se establecieron en 2 keV, con un rango de corriente de 25-100 pA y una distancia de trabajo de 4-5 mm. Las imágenes se guardaron sistemáticamente con una resolución de 6144 x 4096 píxeles con un tiempo de permanencia de 1 μs. Barra de escala = 1 μm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67165/67165fig05large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67165/67165fig06.jpg"> 
Figura 6: Mioblastos primarios de ratón cultivados en hidrogeles de colágeno alineados y aleatorios. Los mioblastos se cultivaron en los hidrogeles durante 3 días antes de la toma de imágenes. Las imágenes de campo claro se tomaron con un aumento de 10x utilizando un microscopio invertido. La flecha denota la orientación alineada de las nanofibrillas. Barra de escala = 100 μm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67165/67165fig06large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

Producción de colágeno con patrones nanofibrilares para la ingeniería de tejidos

Regenerative biomaterials are designed to facilitate cell-material interactions to guide the repair of damaged tissues and organs. These materials are ...

production-of-nanofibrillar-patterned-collagen-for-tissue-engineering

Research

Investigación

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingeniería

Creación de micro-tejidos, utilizando geles de colágeno cilíndricos, llamados módulos, que contienen células incluidas y que la superficie está recubierta de células endoteliales.

Fabricación de micro-tejidos, utilizando los módulos de gel de colágeno las células que contienen

Este sistema modelo se inicia a partir de un gel de fibrina-miofibroblastos poblado que se puede utilizar para estudiar colágeno endógeno (re) organización en tiempo real de una manera no destructiva. El modelo de sistema es muy sintonizable, ya que se puede utilizar con diferentes fuentes de células, aditivos de medio, y se puede adaptar fácilmente a las necesidades específicas.

Ingeniería fibrina basado en construcciones de tejido de miofibroblastos y de aplicación de las restricciones y la tensión para inducir la organización de células y colágeno (Re)

Los procedimientos tradicionales para el aislamiento de tipo soluble 1 colágeno (COL1) requieren unos 10 días a partir de principio a fin, a causa de largas incubaciones de amortiguación y resuspensiones laboriosas de fibrillas. A continuación, describimos un medio para purificar COL1 de pequeñas biopsias dérmicas en menos de 3 horas.

Un método mejorado para la preparación de colágeno tipo I De Piel

Un método para obtener nanofibras y nanoestructuras complejas de proteínas de la matriz extracelular individuales o múltiples se describe. Este método utiliza las interacciones proteína-superficie para la creación de materiales a base de proteínas exentas con la composición sintonizable y la arquitectura para el uso en una variedad de aplicaciones de ingeniería de tejidos y de biotecnología.

Las nanofibras ECM proteínas y Uso Asamblea Superficie iniciadas Nanoestructuras Engineered

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

En este trabajo, presentamos una técnica para la fabricación rápida de tejidos vasculares vivos mediante el cultivo directo de colágeno, células musculares lisas y células endoteliales. Además, se describe un nuevo protocolo para la caracterización mecánica de tejidos vasculares artificiales.

Ingeniería 3D Cellularized colágeno Geles para Vascular Regeneración Tisular

La creación de microtejidos funcionales dentro de dispositivos microfluídicos requiere la estabilización de los fenotipos celulares mediante la adaptación de las técnicas tradicionales de cultivo celular a las limitadas dimensiones espaciales de los microdispositivos. La modificación del colágeno permite la deposición capa por capa de ensamblajes de colágeno ultrafinos que pueden estabilizar las células primarias, como los hepatocitos, como modelos de tejido microfluídico.

Capa por capa deposición de colágeno en dispositivos de microfluidos para microtejidos Estabilización

Se desarrolló una innovadora técnica de biofabricación para diseñar construcciones tridimensionales que se asemejan a las características arquitectónicas, componentes y propiedades mecánicas del tejido in vivo. Esta técnica presenta un material de sacrificio recientemente desarrollado, el caucho BSA, que transfiere características espaciales detalladas, reproduciendo las arquitecturas in vivo de una amplia variedad de tejidos.

Tridimensional Tecnología Biomimética: Novel biorubber Crea Definido micro y macro escala Arquitecturas de colágeno hidrogeles

Aquí se presenta un protocolo para generar tejidos conectivos diseñados para un cultivo paralelo de 48 tejidos en una placa de múltiples pocillos con polos dobles, adecuado para estudios mecanicistas, modelado de enfermedades y aplicaciones de detección. El protocolo es compatible con fibroblastos de diferentes órganos y especies y se ejemplifica aquí con fibroblastos cardíacos primarios humanos.

Tejido conectivo de ingeniería humana derivado de fibroblastos para aplicaciones de detección

Este protocolo demuestra el uso de un canal microfluídico con geometría cambiante a lo largo de la dirección del flujo de fluido para generar tensión extensional (estiramiento) para alinear fibras en un hidrogel de colágeno 3D (&lt;250 μm de espesor). La alineación resultante se extiende a lo largo de varios milímetros y está influenciada por la velocidad de deformación extensional.

Microingeniería de hidrogeles de colágeno 3D con alineación de fibras de largo alcance

Los insertos de cultivo de tejidos con membranas de plástico son el estándar de oro en los laboratorios de cultivo celular como soportes permeables para establecer capas celulares y modelos de tejidos de barrera. En este artículo, presentamos un método simple para reemplazar la membrana de plástico con una membrana biológicamente más relevante hecha de una proteína de seda de araña funcionalizada recombinante.

Membrana basal nanofibrilar imitadora hecha de seda de araña funcionalizada recombinante en insertos de cultivo de tejidos hechos a medida

Aprende a fabricar hidrogeles de colágeno con fibrillas nanofibrilares mediante extrusión con cizallamiento para ingeniería de tejidos. Este método controla la organización de fibrillas sin equipo especializado.

Producción de colágeno con patrones nanofibrilares para la ingeniería de tejidos

Explorar más videos