Name: porcine collagen for tissue engineering
Uploaded: 2023-04-30T06:32:15.000Z
Duration: 7 min 25 s
Channel: JoVE

<div class="chapter_text" id="script_0">Les Hydrogels de collagène agissent comme un biologiquement compatible structure tridimensionnelle, semblable à celle du tissu natif, ce qui facilite le développement de l’ingénierie tissulaire. Collagène, la principale composante de ces gels, est une protéine de la matrice extracellulaire dans le tissu conjonctif. Et sont utilisées pour fabriquer des hydrogels, qui sont des réseaux de polymères 3D composés principalement d’eau. Cette vidéo présente le rôle physiologique de collagène, une procédure pour l’isolement et le traitement du collagène de peau porcine, la fabrication des hydrogels de la protéine purifiée et enfin quelques applications pour l’utilisation de ces hydrogels de collagène.</div><div class="chapter_text" id="script_1">Au sein de la matrice extracellulaire des tissus conjonctifs, il y a des cellules responsables de la majorité de la fabrication de collagène appelée fibroblastes. Ces chaînes polypeptidiques raide, longue, cellules synthèse. Qui, sont assemblés en individuels triples hélicoïdales ordonnées polymères appelés molécules de collagène. Les molécules de collagène sont alors davantage regroupés dans fibrilles plus épais et plus grands. Encore plus loin, qui, sont regroupés puis dans grandes fibres permettant diverses charges mécaniques il peut-être éprouver l’intégrité structurale de la matrice extracellulaire. Différentes configurations de collagène sont produites selon les besoins mécaniques des tissus spécifiques. Tissu osseux, par exemple, utilise un réseau intense très compact des fibres afin de supporter des charges mécaniques. Toutefois, les autres tissus, comme la paroi intestinale, utilisent une structure plus dispersée. Une fois extraites des tissus conjonctifs le polymère de collagène peut être utilisé pour créer différents matériaux. Parce que le collagène est un polymère hydrophile, il est très absorbant. Ainsi, il peut former un hydrogel, qui est un réseau de polymère qui peut contenir jusqu'à 90 % d’eau. Ces réseaux de polymères est formés par les chaînes de polymère individuels de réticulation en utilisant différentes méthodes. Par exemple, agents réticulants chimiques, la chaleur ou la lumière UV. Le degré de réticulation affecte les propriétés mécaniques de l’hydrogel. Permettant ainsi, ces matériaux à utiliser dans un large éventail d’applications. Maintenant que les principes des hydrogels de collagène ont été expliqués, nous allons regarder comment le collagène est extrait de peau de porcine et utilisée pour créer un hydrogel.</div><div class="chapter_text" id="script_2">Pour commencer le traitement de collagène auprès d’un échantillon par voie cutanée, tout d’abord rincer à l’eau distillée froide glacée et ensuite utiliser crème dépilatoire pour la laine, de fourrure ou épilation. À l’aide d’une lame de rasoir tranchant unique, grattez l’échantillon de tissu conjonctif et de graisse et rincez une fois de plus dans l’eau froide glacée. Puis couper l’échantillon de peau en centimètre carré morceaux. Pour supprimer le matériel solubilisé non collagénique, tout d’abord peser 5 grammes de carrés cutanées par millilitre 50 tube à fond conique et puis ajoutez 30 millilitres glace froid 0,5 molaire d’acétate de sodium à chaque échantillon. Puis mélanger les tubes dans un homogénéisateur de dessus de banc. Après une minute, jeter le surnageant et mélanger les échantillons de plus en plus acétate de sodium froid de glace pour un total de sept cycles de lavage. Après le dernier lavage, rincer l’échantillon dans l’eau glacée froide distillée et mélanger une fois de plus pour retirer de l’acétate de sodium résiduel. Puis compresser l’échantillon contre le tube pour enlever l’excès de liquide et de transférer chaque échantillon cutanée transformés 5 grammes à frais 50 millilitre tubes coniques. Pour extraire le collagène laver l’échantillon deux fois en 2 millilitres de.075 tampon citrate de sodium molaire par gramme d’échantillon. Jeter le surnageant et compresser les échantillons après que chaque lavage a démontré antérieurement. Après le deuxième lavage, ajouter une portion de frais de tampon citrate de sodium et ensuite effectuer six cycles séquentiels agitation sans enlever le tampon entre chaque cycle. Maintenant, les surnageants de transfert pour les tubes de prélèvement individuel et ajouter un un millilitre supplémentaire de.075 tampon citrate de sodium molaire par gramme d’échantillon avant d’effectuer un cycle d’agitation finale. Ensuite, centrifuger le surnageant à nouveau dans un dispositif de filtration centrifuge pour purifier le collagène extrait. Enfin, rangez le collage purifié à 4 degrés Celsius.</div><div class="chapter_text" id="script_3">Maintenant que le collagène a été purifié, un hydrogel de collagène peut être fabriqué et peuplé de cellules pour former une construction ingénierie tissulaire. Pour commencer, mélanger soigneusement le collagène dermique purifiée dans un tube à fond conique. Ensuite, ajoutez les cellules immédiates à la solution de collagène et placez-le sur la glace. Déposer la glace le mélange froid dans un tissu stérile, non cultivé traité, surface pour minimiser la fixation et la croissance des cellules en dehors du gel de collagène. Utiliser un embout de la pipette d’étaler uniformément la solution. Laisser le gel se polymérisent à température ambiante pendant environ 10 à 15 minutes. Ensuite, couvrir les gels et les déplacer dans un incubateur à 37 degrés Celsius pendant 60 minutes à la fin de la polymérisation. Après polymérisation, le gel devient opaque. Une fois polymérisé, ajouter deux ou trois millilitres de médias. L’hydrogel peuplée est alors prêt à être utilisé dans les études de culture de tissus.</div><div class="chapter_text" id="script_4">Maintenant que vous avez appris comment construire un collagène hydrogels, regardons quelques applications pratiques de ces matériaux. Hydrogels de collagène sont souvent utilisés pour imiter les tissus natifs, comme illustré ici. Cependant, changements dans l’organisation de fibre de collagène peuvent se produire dans les tissus naturels. Ce qui entraîne des structures alignées. En conséquence, matrices de collagène ingénierie peuvent être construits dans des configurations au hasard ou alignées. Les hydrogels de collagène sont souvent utilisés comme échafaudages de tissu pour le développement des tissus artificiels. En fournissant une structure tridimensionnelle personnalisée pour les cellules à habiter, la matrice de collagène est ensuite réorganisée pour imiter la structure et la fonction du tissu réel. Par exemple, les échafaudages peuvent être assis avec les ostéoblastes, les cellules responsables de la formation osseuse, de réorganiser la matrice plus étroitement ressemblent à la structure et la fonction du tissu osseux native.</div><div class="chapter_text" id="script_5">Vous avez juste regardé introduction de Jove d’hydrogels de collagène. Vous devez maintenant comprendre la structure de collagène, comment elle est isolée et la fabrication de collagène hydrogels en plus de ses diverses applications dans le domaine de la bio-ingénierie. Merci de regarder !</div>

hydrogels de collagène

Collagen Hydrogels

Le collagène est un autre biomatériau utilisé qui a trouvé la popularité dans des applications commerciales, comme la photographie. Collagène a plus récemment été utilisé dans les applications, en créant des hydrogels qui fournissent la structure d’ingénierie tissulaire en génie tissulaire.
Cette vidéo présente le collagène comme un biomatériau, montre comment il est récolté à partir de peau de porcine et montre comment la matière est utilisée pour créer un hydrogel pour applications d’ingénierie tissulaire. Enfin, plusieurs applications de ces techniques et le matériel sont indiquées.

Hydrogels de collagène

Collagen is another widely used biomaterial that has found popularity in commercial applications, such as photography. Collagen has more recently been ...

Les hydrogels de collagène agissent comme une structure tridimensionnelle biologiquement compatible, similaire à celle des tissus natifs, ce qui facilite le développement des tissus modifiés. Le collagène, le composant principal de ces gels, est une protéine de la matrice extracellulaire présente dans le tissu conjonctif. Et est utilisé pour fabriquer des hydrogels qui sont des réseaux de polymères 3D composés principalement d’eau. Cette vidéo présentera le rôle physiologique du collagène, une procédure d’isolement et de traitement du collagène à partir de la peau porcine, la fabrication d’hydrogels à partir de la protéine purifiée, et enfin quelques applications pour l’utilisation de ces hydrogels de collagène. Dans la matrice extracellulaire des tissus conjonctifs, il existe des cellules spécifiques responsables de la majorité de la fabrication du collagène, appelées fibroblastes. Ces cellules synthétisent de longues chaînes polypeptidiques rigides. Qui sont assemblés en polymères ordonnés en triple hélice individuelle appelés molécules de collagène. Les molécules de collagène sont ensuite regroupées en fibrilles plus épaisses et plus grosses, qui sont ensuite encore plus regroupées en fibres plus grandes pour fournir une intégrité structurelle à la matrice extracellulaire pour les diverses charges mécaniques qu’elle peut subir. Différentes configurations de collagène sont produites en fonction des besoins mécaniques de tissus spécifiques. Le tissu osseux, par exemple, utilise un réseau intense de fibres très compact afin de résister aux charges mécaniques. Cependant, d’autres tissus, comme la paroi intestinale, utilisent une structure plus dispersée. Une fois extrait du tissu conjonctif, le polymère de collagène peut être utilisé pour créer divers matériaux. Parce que le collagène est un polymère hydrophile, il est très absorbant. Ainsi, il peut former un hydrogel, qui est un réseau de polymères qui retient jusqu’à 90 % d’eau. Ces réseaux de polymères sont formés en réticulant des chaînes de polymères individuelles à l’aide de diverses méthodes, telles que les réticulants chimiques, la chaleur ou la lumière UV. Le degré de réticulation affecte les propriétés mécaniques de l’hydrogel. Ainsi, ces matériaux peuvent être utilisés dans un large éventail d’applications. Maintenant que les principes des hydrogels de collagène ont été expliqués, voyons comment le collagène est extrait de la peau porcine et utilisé pour créer un hydrogel. Pour commencer le traitement du collagène à partir d’un échantillon dermique, rincez-le d’abord à l’eau distillée glacée, puis utilisez une crème dépilatoire pour laine, fourrure ou épilation. À l’aide d’une lame de rasoir à un seul tranchant, grattez l’échantillon pour le débarrasser du tissu conjonctif et de la graisse, puis rincez-le à nouveau à l’eau glacée. Ensuite, coupez l’échantillon de peau en morceaux d’un centimètre carré. Pour éliminer le matériau solubilisé non collagène, pesez d’abord 5 grammes de carrés dermiques par tube conique de 50 millilitres, puis ajoutez 30 millilitres d’acétate de sodium froid à 0,5 molaire à chaque échantillon. Mélangez ensuite les tubes dans un homogénéisateur de paillasse. Au bout d’une minute, jetez le surnageant et mélangez à nouveau les échantillons dans de l’acétate de sodium glacé pour un total de sept cycles de lavage. Après le dernier lavage, rincez l’échantillon dans de l’eau distillée glacée et mélangez-le une fois de plus pour éliminer l’acétate de sodium résiduel. Ensuite, compressez l’échantillon contre le tube pour éliminer l’excès de liquide et transférez chaque échantillon dermique de 5 grammes traité dans des tubes coniques frais de 50 millilitres. Pour extraire le collagène, lavez l’échantillon deux fois dans 2 millilitres de tampon de citrate de sodium de 0,075 molaire par gramme d’échantillon. Jetez les surnageants et comprimez les échantillons après chaque lavage préalablement démontré. Après le deuxième lavage, ajoutez une nouvelle aliquote de tampon de citrate de sodium, puis effectuez six cycles d’agitation séquentiels sans retirer le tampon entre chaque cycle. Maintenant, transférez les surnageants dans des tubes de collecte individuels et ajoutez un millilitre supplémentaire de tampon de citrate de sodium de 0,075 molaire par gramme d’échantillon avant d’effectuer un dernier cycle d’agitation. Ensuite, centrifugez à nouveau le surnageant dans un dispositif de filtration centrifuge pour purifier le collagène extrait. Enfin, conservez le collage purifié à 4 degrés Celsius. Maintenant que le collagène a été purifié, un hydrogel de collagène peut être fabriqué et peuplé de cellules pour former une construction tissulaire modifiée. Pour commencer, mélangez soigneusement le collagène dermique purifié dans un tube conique. Ensuite, ajoutez les cellules immédiatement à la solution de collagène et placez-la sur de la glace. Pipetez le mélange glacé dans une surface stérile, non cultivée en tissus, afin de minimiser l’attachement et la croissance des cellules à l’extérieur du gel de collagène. Utilisez une pointe de pipette pour répartir uniformément la solution. Laisser le gel polymériser à température ambiante pendant environ 10 à 15 minutes. Ensuite, couvrez les gels et déplacez-les dans un incubateur à 37 degrés Celsius pendant 60 minutes supplémentaires pour terminer la polymérisation. Lors de la polymérisation, le gel deviendra opaque. Une fois polymérisé, ajoutez deux à trois millilitres de support. Ensuite, l’hydrogel peuplé est prêt à être utilisé dans les études de culture tissulaire. Maintenant que vous avez appris à construire des hydrogels de collagène, examinons quelques applications pratiques de ces matériaux. Les hydrogels de collagène sont souvent utilisés pour imiter les tissus natifs, comme illustré ici. Cependant, des changements dans l’organisation des fibres de collagène peuvent se produire dans les tissus naturels. Il en résulte des structures alignées. Par conséquent, les matrices de collagène modifiées peuvent être construites dans des configurations aléatoires ou alignées. Les hydrogels de collagène sont souvent utilisés comme échafaudages tissulaires pour le développement de tissus artificiels. En fournissant une structure tridimensionnelle personnalisée pour les cellules, la matrice de collagène est ensuite réorganisée pour imiter la structure et la fonction du tissu réel. Par exemple, les échafaudages peuvent être assis avec des ostéoblastes, les cellules responsables de la formation osseuse, pour réorganiser la matrice afin de ressembler plus étroitement à la structure et à la fonction du tissu osseux natif. Vous venez de regarder l’introduction de Jupiter aux hydrogels de collagène. Vous devriez maintenant comprendre la structure du collagène, comment il est isolé et la fabrication des hydrogels de collagène en plus de ses diverses applications dans le domaine de la bio-ingénierie. Merci d’avoir regardé !

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porcine collagen for tissue engineering

Collagen is a useful biomaterial with uses that go beyond the lab. It has also found commercial use in photography. In tissue engineering, collagen can be turned into hydrogels that give engineered tissue support and structure.

This page follows the path from porcine skin to a collagen hydrogel. Porcine skin is used as the source of collagen. The material is then prepared for use in tissue engineering applications.

The video also shows several applications of collagen and the methods used to make these hydrogels. It highlights how a natural material can be processed into a scaffold-like form for building tissue models.

Porcine Collagen for Tissue Engineering

overview of biomaterials

Biomaterials in Medicine and Engineering

Biomaterials are materials designed to interact well with biological organisms or molecules. They may come from an organism, be produced by an organism, or be made as a synthetic polymer. Because of these properties, engineers use biomaterials in medicine and other biological applications. These materials are used in tissue engineering, biosensing, and drug delivery. Tissue engineering uses materials to support the growth or repair of tissues. Biosensing uses materials to detect biological...

collagen hydrogels

Collagen is a useful biomaterial with uses that go beyond the lab. It has also found commercial use in photography. In tissue engineering, collagen can be turned into hydrogels that give engineered tissue support and structure. This page follows the path from porcine skin to a collagen hydrogel. Porcine skin is used as the source of collagen. The material is then prepared for use in tissue engineering applications. The video also shows several applications of collagen and the methods used to...

electrospinning of silk biomaterials

Silk Cocoon Processing for Fiber Mats

Silk cocoons can be processed into a soluble material that is useful for making biomaterials. Silk fibers have been used for fabrics and threads for centuries, but turning them into a versatile pre-polymer solution is a newer technique. That solution can then be shaped into materials with controllable mechanical properties. The process begins with silk worm cocoons. The silk is solubilized, or dissolved, so it can be handled as a liquid-like solution. The video then shows how that silk...

overview of biomem devices

BioMEMs in Diagnostics and Miniaturization

Bio-microelectromechanical systems, or BioMEMs, are microscale devices used in diagnostic settings. They work with very small sample and reagent volumes in vivo and in vitro, which means inside a living body or outside it in a lab. These compact systems support bioengineering research and help make diagnostic tools more efficient. BioMEMs can carry out functions such as filtration, sensing, and synthesis on a tiny scale. Using less material can lower costs and improve sensitivity. The...

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Photolithography for Silicon Wafer Patterning

Photolithography is a common microfabrication method used to pattern a silicon wafer. It uses light to transfer a design onto the wafer surface. This process helps form the basis for many BioMEM devices. The page also shows how photolithography is carried out in a cleanroom. Cleanroom steps are important because they support careful fabrication of small, detailed features. The video ends by introducing applications of this process in BioMEM device production.

soft lithography

Photolithography for Microfluidic Device Making

Photolithography and soft lithography are used to make BioMEM devices such as microfluidic channels. A microscale pattern is copied by curing an elastomeric polymer over a 3D structure. The result is a polymer piece that can serve as part of a biological device. These polymer structures are then used to build a range of tools. Some are microfluidic channels for biosensing applications. Others are microscale bioreactors that let scientists visualize micro-colonies. The process also shows how...

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Engineering Cells to Produce Proteins

Synthetic biology is a bioengineering method for programming cells to make useful products. In many cases, the goal is to genetically modify an organism so it can produce large amounts of a protein. That protein may already be made by the cell, or it may come from a newly inserted DNA sequence. The process depends on changing an organism’s genetic material. This is done with transformation or transfection, two common ways to introduce DNA into cells. The video also shows how this work is...

batch and continuous bioreactors

Growing Cells in Bioreactors

Bioreactors are used to grow organisms in large volumes. This makes it possible to produce large amounts of a target product. In laboratory and bioengineering settings, they provide a controlled place for cell growth and product formation. The two main reactor types are batch reactors and continuous reactors. A batch reactor contains all of the materials needed for cell growth at the start. A continuous reactor has inlet and outlet ports, so fresh growth media can be added while cell waste is...

overview of biosensing

How Biosensors Detect Molecules

Biosensors detect biological molecules and chemical contaminants by combining biology with physical measurement. They can identify targets such as proteins or cells, as well as non-biological molecules like chemicals or contaminants. This makes biosensing a useful field for studying and monitoring many kinds of samples. These devices rely on different signal types to find the target molecule. Some biosensors use electrical signals, while others depend on optical, electrochemical, or mechanical...

electrochemical biosensing

Glucose Sensors and Cancer Detection

Electrochemical biosensors detect target molecules by measuring an oxidation-reduction event. That signal changes when a molecule binds to the sensor surface. These sensors helped shape modern biosensing after the first glucose biosensor was invented. The glucose biosensor is a key example of this technology. It shows how electrochemical sensing can track a biological target through a measurable electrical change. The same basic idea also helps explain how electrochemical biosensors can be...

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Detecting Molecules with Light

Optical biosensors detect target molecules with light. They monitor binding by reading an optical signal from the sample. This makes them useful for seeing when a target molecule is present. Some optical biosensors use a label molecule. The label creates a measurable signal, such as fluorescence. Other optical biosensors are label-free and track changes in optical properties, such as refractive index, as binding occurs. This page introduces both label and label-free optical biosensors. It...

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Building Artificial Tissue with Biomaterials

Tissue engineering uses biomaterials, specific cells, and growth factors to build artificial tissue. These engineered tissue constructs are designed for tissue repair and, in some cases, organ replacement. The field focuses on how to make tissue work like natural tissue. It begins with a scaffold, which is a structure that supports cell growth. Cells are then added to the scaffold, and growth factors help encourage proliferation, or cell multiplication. The video also outlines common methods...

histotypic tissue culture

3D Cell Growth on Engineered Matrices

Histotypic tissue culture uses an engineered three-dimensional matrix to grow and propagate cells. Compared with common two-dimensional tissue culture, cells in a 3D setting behave more realistically and better mimic native tissue. The method is useful when high cell density is needed. The process begins by harvesting cells from donor tissue. Those cells are then placed onto an engineered construct for culture. This setup supports growth in a three-dimensional space instead of a flat surface.

whole organ tissue culture

Lung Decellularization and Recellularization

Whole organs can be cultured ex vivo using specialized bioreactors to support repair or replacement of entire organs. In this approach, a donor organ is first stripped of all cells. What remains is the three-dimensional structure of the organ, which can then be repopulated with new cells. The lung is the example shown here. The method uses a dynamic culture system that provides mechanical stimulation, similar to what the organ experiences in the body. This type of culture helps induce native...

bioengineering

Cette collection couvre les concepts fondamentaux de la bio-ingénierie, comprenant la production de biomatériaux, la culture en 3 dimensions et la culture d'organes, les techniques de biotraitement et les domaines des systèmes complexes que sont les bioMEM et la biodétection.

Explore how collagen from porcine skin is prepared into hydrogels for tissue engineering, with examples of its uses and commercial background in photography.

Porcine Collagen for Tissue Engineering

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