Ingénierie tissulaire: Construction d'un échafaudage 3D multicellulaire pour la livraison de stratifiés feuilles cellulaires

Résumé

Pour créer des structures hautement organisées de tissus complexes, il faut assembler plusieurs types de matériaux et de cellules en un composite intégré. Cette conception combinatoire intègre des feuilles de cellules stratifiées spécifiques à un organe avec deux matériaux distincts d’origine biologique contenant une base de matrice fibreuse solide, et des cellules endothéliales pour améliorer la formation de nouveaux vaisseaux.

Résumé

Beaucoup de tissus, comme les adultes cœurs humains, sont incapables de se régénérer correctement après dommages. ^2,3 Stratégies en ingénierie tissulaire proposent des innovations pour aider le corps dans la récupération et la réparation. Par exemple, les approches TE peuvent être en mesure d'atténuer le remodelage cardiaque après un infarctus du myocarde (IM) et peut-être augmenter la fonction cardiaque totale à un niveau MI pré proche de la normale. ⁴ Comme avec n'importe quel tissu fonctionnel, réussite de la régénération du tissu cardiaque implique la bonne exécution de plusieurs types de cellules avec des signaux environnementaux qui favorisent l'intégration et la survie de la greffe de cellules / tissus implantés. Tissus d'ingénierie devraient aborder plusieurs paramètres dont: signaux solubles, les interactions cellule-cellule et matériaux de matrice évalués comme les véhicules de livraison, de leurs effets sur la survie de la cellule, la résistance des matériaux, et la facilitation de l'organisation de cellule à tissu. Des études utilisant l'injection directe de cellules du greffon seulement ignorer ces éléments essentiels. ^2,5,6Une conception de tissu combinant ces ingrédients n'a pas encore été développé. Ici, nous présentons un exemple de superposition à l'aide des dessins intégrés de feuilles de cellules à motifs avec deux types de matières biologiques contenant des dérivés du type cellulaire organes cibles et des cellules endothéliales pour l'amélioration de la formation de nouveaux vaisseaux dans le "tissu". Bien que ces études se concentrent sur la production de tissu cardiaque comme, cette conception de tissu peut être appliquée à de nombreux autres organes que le coeur de la conception et matérielles des changements minimes, et est censé être un produit hors-the-shelf pour les thérapies régénératrices. Le protocole contient cinq étapes détaillées. Une température Poly sensible (N de -isopropylacrylamide) (PNIPAAm) est utilisé pour des boîtes de culture de tissus de la robe. Ensuite, les cellules sont mises en culture tissulaire spécifique sur la surface des plaques revêtues de motif fin / des surfaces pour former des feuilles de cellules avec de fortes adhérences latérales. En troisième lieu, une matrice de base est créé pour le tissu en combinant la matrice poreuse avec Permissi néovasculaireve hydrogels et les cellules endothéliales. Finalement, les feuilles de cellules sont soulevées à partir des boîtes revêtues PNIPAAm et transférées à l'élément de base, ce qui rend l'assemblage complet.

Introduction

L’injection de cellules et/ou de matériaux uniques seuls a montré un succès variable dans d’autres systèmes organiques et un succès limité dans la régénération cardiaque. ^5,7-12 À l’heure actuelle, les cellules dérivées de cellules souches sont administrées aux tissus endommagés à l’aide de diverses méthodes d’administration, notamment l’injection directe de cellules dans les tissus et la perfusion dans l’approvisionnement en sang. ^13-17 D’autres ont implanté des cellules seules, des matériaux seuls et/ou en combinaison avec des supports de matériaux pour aider à régénérer les organes endommagés. ^18-21 Cette conception combine plusieur....

Protocole

1 Création de plaques PNIPAAm revêtues

1. Dissoudre 2,6 g de PNIPAAm dans 2 ml d'une solution / 40% d'hexane à 60% dans le toluène.
2. Chauffer le mélange à 60 ° C pendant 10 min sous agitation, jusqu'à ce que l'on dissout PNIPAAm.
3. Couper le papier filtre dans un cercle de 60 mm de diamètre et placez le papier dans l'entonnoir de Büchner.
4. Filtrer la solution à travers un entonnoir de Büchner dans le bécher pré-pesée verre (ne pas utiliser des matières plastiques, comme l'hexane fera fondre les plastiques).
5. Placer le bécher et contenu dans un vide de cloche (24 psi) O / N (16 h). Note: Jusqu'à ce....

Résultats

Le diagramme de flux (figure 1) illustre le procédé global de fabrication de la plaque à couches multiples. les feuilles de cellules sont détachées de la plaque traitée PNIPAAm en laissant tomber la température en dessous de 32 ° C. Ensuite, la feuille de cellules est placée au-dessus de l'hydrogel réticulé contenant des cellules endothéliales ensemencées sur la matrice fibreuse sous-jacente (figure 1). Les plaques thermo-sensible prétraitées peuvent également être utilisés pour la .......

Discussion

Les étapes critiques du protocole comprennent: le revêtement des surfaces de la plaque avec le polymère thermosensible et la manipulation des feuilles de cellules après refroidissement des plaques. Parce que les cellules présentent différentes propriétés physiques différentes, comme l'adhésivité, le temps de levée doit être optimisée pour chaque type de cellule différent. La seconde, et la plus significative difficile composante de ce protocole, se concentre sur la manipulation de la feuille de cellule, un aspect cr.......

Matériaux

Specific Equipment

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Réactifs
Calcein-AM	Invitrogen	C3099	Cell tracker / colorant vivant
Lysotracker Red	Invitrogen	L7528	Cell tracker
Neutral Red	Sigma	N7005	Visible Cell dye
pNIPAAM	Sigma Aldrich	412780250	Poly(N-isopropylacrylamide)
Toluène	Sigma Aldrich	244511-1L
Hexane	Sigma Aldrich	296090-1L
RAOSMC	Lonza	R-ASM-580	Cellules musculaires lisses de l’aorte du rat
SmGM2	Lonza	CC-4149	Muscle lisse Média
HUVEC	Invitrogen	C-003-5C	Cellules endothéliales veineuses humaines
HyStem	Glycosan/ Biotime
Alcool isopropylique	VWR International	BDH1133-4LP
Trypsin	Corning Cellgro	25-053-C1
PBS	Gibco	14287-072
FBS	Gibco	16140-071<
Papier filtre	Ahlstrom  ;	6310-0900  ;
Entonnoir Buchner  ;	Sigma Aldrich  ;	Z247308  ;
Plaques UpCell  ;	Nunc  ;	2014-11  ;
Lumière UV	Jelight Company  ;	Nettoyeur UVO Modèle n° 42

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