Name: Traitement post-production des fibres électrofilées de génie tissulaire (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-08-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 52 s
Description: Découvrez les modifications post-électrofilage pour créer des échafaudages épais, stérilisables et mécaniquement robustes en ingénierie tissulaire. Cette méthode améliore la performance cellulaire et la production de matrice extracellulaire.

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Nous remercions le BBSRC pour le financement d&#39;un doctorat de M. Frazer Bye.

<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>

Pas de conflits d&#39;intérêt déclarés.

Électrofilage est une technique très populaire pour la production d&#39;échafaudages pour l&#39;ingénierie tissulaire. 14, 15, 16 Bien qu&#39;il soit relativement simple à réaliser échafaudages électrofilées de base pour l&#39;utilisation expérimentale de la technique est aussi complexe et multiforme avec de nombreuses variables. 6 Il existe de nombreuses études décrivant la façon dont le électrofilage paramètres déterminent l&#39;échafaud produit. Dans cette étude l&#39;accent est mis sur la post-...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom du réactif </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires </td></tr><tr><td> Polylactique-co-acide glycolique </td><td> Sigma-Aldrich </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Acide polylactique </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 81273 </td><td> La viscosité inhérente ~ 2.0dl / g </td></tr><tr><td> Poly ε-caprolactone </td><td> Sigma-Aldrich </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Poly-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalérate 12:01 </td><td> Goodfellow </td><td> 578-446-59 </td><td> PHB88/PHV12 </td></tr><tr><td> Dichlorométhane </td><td> Sigma-Aldrich ou de Fisher </td><td> 270997 ou D/1850/17 </td><td> &gt; 99,8% contient un stabilisant 50-150ppm amylène </td></tr><tr><td> 50 multi-ballons colorés </td><td> Wilkinson Hardware Stores Ltd </td><td> 0105790 </td><td></td></tr><tr><td> De chèvre anti-IgG de lapin (FC): FITC </td><td> AbDserotec </td><td> STAR121F </td><td></td></tr><tr><td> De lapin anti-alpha humain élastine </td><td> AbDserotec </td><td> 4060-1060 </td><td></td></tr><tr><td> Vis GL45 PP 2 Port, pk / 2 </td><td> SLS </td><td> 1129750 </td><td></td></tr><tr><td> 4 &#39;,6-diamidino-2-phénylindole dichlorhydrate </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 32670 </td><td></td></tr><tr><td> CellTracker vert CMFDA </td><td> Invitrogen </td><td> C7025 </td><td></td></tr><tr><td> CellTracker rouge CMTX </td><td> Invitrogen </td><td> C34552 </td><td></td></tr></tbody></table>

traitement post-production des fibres électrofilées de génie tissulaire

Postproduction Processing of Electrospun Fibres for Tissue Engineering

Électrofilage est un procédé couramment utilisé et polyvalent pour produire des échafaudages, souvent biodégradables) pour l&#39;ingénierie tissulaire en 3D. 1, 2, 3 De nombreux tissus in vivo l&#39;objet d&#39;une distension biaxiale à des degrés divers tels que la peau, la vessie, du plancher pelvien et même le palais dur que les enfants croître. En produisant des échafaudages à ces fins, il est nécessaire de développer des échafaudages de appropriées propriétés biomécaniques (si réalisée sans ou avec des cellules) et qui sont stériles à usage clinique. L&#39;objectif de ce papier n&#39;est pas la façon d&#39;établir les paramètres de base (électrofilage comme il existe une littérature abondante sur électrofilage), mais sur la façon de modifier filé la post-production échafaudages pour les adapter à des fins d&#39;ingénierie tissulaire - ici l&#39;épaisseur, les propriétés mécaniques et la stérilisation (obligatoire pour les utilisation clinique) sont considérés et nous décrivons aussi comment les cellules peuvent être cultivées sur des échafaudages et soumis à une contrainte biaxiale à les conditionner pour des applications spécifiques. Électrofilage tend à produire des feuilles minces, comme le collecteur électrofilage est recouverte d &#39;isolation des fibres, il devient un mauvais conducteur de telle sorte que les fibres ne sont plus sur ce dépôt. Par conséquent, nous décrivons les approches pour produire structures plus épaisses par la chaleur ou la vapeur de recuit en augmentant la résistance des échafaudages, mais pas nécessairement l&#39;élasticité. Filage séquentiels d&#39;échafaudages de polymères différents pour parvenir à des échafaudages complexes est également décrite. Méthodologies de stérilisation peuvent affecter la force et l&#39;élasticité des échafaudages. Nous comparons trois méthodes pour leurs effets sur les propriétés biomécaniques sur des échafaudages électrofilées du poly lactique-co-acide glycolique (PLGA). L&#39;imagerie de cellules sur des échafaudages et d&#39;évaluation de la production de la matrice extracellulaire (ECM) des protéines par les cellules sur des échafaudages est décrite. La culture de cellules in vitro sur des échafaudages peut améliorer la force et l&#39;élasticité échafaud, mais le génie tissulaire literature montre que les cellules ne parviennent souvent pas à produire ECM appropriée lorsqu&#39;il est cultivé dans des conditions statiques. Il ya peu de systèmes commerciaux disponibles qui permettent de cellules en culture sur des échafaudages en vertu de régimes de conditionnement dynamiques -. Un exemple est le ElectroForce Bose 3100 qui peut être utilisée pour exercer un programme de conditionnement sur ​​les cellules dans des échafaudages tenue l&#39;aide des poignées mécaniques au sein des médias chambre rempli 4 Une approche à un bioréacteur de culture cellulaire pour le budget distorsion contrôlée en 2 dimensions est décrite. Nous montrons que les cellules peuvent être induites à produire élastine dans ces conditions. Enfin l&#39;évaluation des propriétés biomécaniques des échafaudages transformés cultivées avec ou sans cellules est décrite.

Échafaudages électrofilées peuvent être traitées de post-production pour les applications d&#39;ingénierie tissulaire. Nous décrivons ici les méthodes de filature échafaudages complexes (par filage consécutives), pour faire plus épais échafaudages (par le multi-couches en utilisant la chaleur ou de vapeur recuit), pour atteindre la stérilité (production aseptique ou la stérilisation post-production) et pour la réalisation appropriées des propriétés biomécaniques.

Traitement post-production des fibres électrofilées de génie tissulaire

L'électrofilage est une méthode polyvalente et couramment utilisée pour produire des supports (souvent biodégradables) destinés à l'ingénierie tissulaire 3D.1, 2, 3 De nombreux tissus in vivo ...

L'objectif de cette procédure est de produire des échafaudages biodégradables obtenus par électrofilage, pouvant être stérilisés et suffisamment épais, avec une résistance mécanique appropriée pour l'ingénierie tissulaire clinique. Cela est réalisé en premier lieu par l'électrofilage de polymères biodégradables en architectures primaires, soit aléatoires, soit alignées et orientées ou superposées séquentiellement. La deuxième étape consiste à appliquer des modifications post-électrofilage aux échafaudages en assemblant plusieurs couches et en les stérilisant.Ensuite, les cellules sont introduites dans les échafaudages et leur comportement pendant et après la culture est évalué. La dernière étape consiste à soumettre les cellules à un régime d'exercice afin de simuler le stress physiologique qu'elles rencontreront dans l'organisme, et ainsi les préparer à la transplantation. En fin de compte, on peut évaluer la réponse des cellules à l'exercice en mesurant la matrice extracellulaire qu'elles produisent en réponse à une tension dynamique.Cette technique est polyvalente et souple, permettant de fabriquer une grande variété de supports dont les propriétés sont spécifiquement modifiées

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Le processus de électrofilage de polymères pour l'ingénierie tissulaire et de culture cellulaire est abordée dans cet article. Plus précisément, l'électrofilage des macromères photoréactif avec des capacités de traitement supplémentaires de photopatterning et multi-polymère électrofilage est décrite.

Électrofilage treillis polymères fibreux pour l&#39;ingénierie tissulaire et de la culture cellulaire

L'objectif de cette étude était d'imiter le natif architecture à trois couches de la paroi artérielle. Pour ce faire, électrofilage a été employé avec l'utilisation d'un 3-1 (entrées-sorties) des buses et des mélanges de polycaprolactone, l'élastine et du collagène.

Tri-couches électrofilage pour imiter l&#39;architecture native artérielle à l&#39;aide polycaprolactone, l&#39;élastine et du collagène: une étude préliminaire

Électrofilage techniques peuvent créer une variété d'échafaudages nanofibrous pour l'ingénierie tissulaire ou d'autres applications. Nous décrivons ici une procédure d'optimiser les paramètres de la solution électrofilage et appareils pour obtenir des fibres à la morphologie et l'alignement désiré. Les problèmes courants et les techniques de dépannage sont également présentés.

Fondements Électrofilage: Solution Optimisation et paramètres Appareillage

Ce protocole combine l’électrofilage et les microsphères pour développer des échafaudages issus de l’ingénierie tissulaire afin de diriger les neurones. Le facteur de croissance nerveuse a été encapsulé dans des microsphères PLGA et électrofilé dans des échafaudages fibreux d’acide hyaluronique (AH).  La bioactivité des protéines a été testée en ensemencant les échafaudages avec des ganglions de la racine dorsale primaires du poussin et en cultivant pendant 4 à 6 jours.

Électrofilage facteur de croissance libération de microsphères en fibre échafaudages

Synthèse et la fabrication de fibres longues électrofilé couvrant une zone de plus grand dépôt par un collecteur nouvellement conçu à partir d'un polymère biodégradable roman nommé poly (glycérol-dodécanoate) (PGD) a été signalé. Les fibres sont capables de soutenir la croissance de cellules dérivées de cellules souches pluripotentes de souris.

Électrofilé Fort échafaudages de poly (glycérol-dodécanedioate) pour l&#39;ingénierie des tissus neuronaux De Souris cellules souches embryonnaires

Ici, nous présentons un protocole pour fabriquer des échafaudages électrofilé de nanofibres avec l'organisation graduée de fibres et d'explorer leurs applications dans la régulation de la morphologie des cellules / orientation. Dégradés en ce qui concerne les propriétés physiques et chimiques des échafaudages de nanofibres offrent une grande variété d'applications dans le domaine biomédical.

Électrofilées nanofibres échafaudages avec des gradations dans l&#39;organisation fibre

Les progrès des technologies des biomatériaux permettent le développement de constructions tridimensionnelles de type multicellulaire. Nous avons développé des protocoles d’électrofilage pour produire trois échafaudages individuels afin de cultiver les principales cellules structurelles des voies respiratoires afin de fournir un modèle 3D in vitro de la paroi bronchiole des voies respiratoires.

Adapter le processus Électrofilage de fournir trois environnements uniques pour un Tri-couches<em&gt; In Vitro</em&gt; Modèle du mur Airway

Les matériaux polymères superhydrophobes bidimensionnels et tridimensionnels sont préparés par électrofilage ou électropulvérisation de polymères biodégradables mélangés à un polymère à énergie de surface inférieure de composition similaire.

Superhydrophobes fabrication de matériaux polymères pour des applications biomédicales

Ce protocole sert de guide complet pour fabriquer par électrofilage avec polymère se fond dans un mode d’écriture directe. Systématiquement, nous décrire le processus et définir les paramètres appropriés pour la réalisation d’architectures ciblées échafaudage.

Faire fondre électrofilage écrit d’échafaudages Poly(ε-caprolactone) en trois dimensions avec des Morphologies contrôlables pour les Applications de génie tissulaire

Méthodes de préparation d'une matrice de gel injectable à partir de tissus décellularisé et l'injecter dans le rat...

La fabrication des matériaux injectables d&#39;origine biologique pour l&#39;ingénierie tissulaire du myocarde

Découvrez les modifications post-électrofilage pour créer des échafaudages épais, stérilisables et mécaniquement robustes en ingénierie tissulaire. Cette méthode améliore la performance cellulaire et la production de matrice extracellulaire.

Traitement post-production des fibres électrofilées de génie tissulaire

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