Name: Électrofilées nanofibres échafaudages avec des gradations dans lorganisation fibre (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-04-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 32 s
Description: Découvrez la fabrication d'échafaudages nanofibres électrofilés avec gradation organisationnelle en polycaprolactone. Cette méthode permet de réguler la morphologie cellulaire pour l'ingénierie tissulaire.

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Ce travail a été soutenu en partie par des fonds de démarrage de l&#39;Université du Nebraska Medical Center et l&#39;Institut national de la santé (numéro de subvention 1R15 AR063901-01).

1. Préparation de la solution <ol><li> Préparer une solution de poly (ε-caprolactone) (PCL) (Mw = 80 000 g / mol) à une concentration approximative de 100 mg / ml. Dissoudre PCL dans un mélange de dichlorométhane (DCM) et de N, N-dimethlyformamide (DMF) dans un rapport de 4: 1 (v / v) à une concentration de 10% (p / v). </li><li> Placer la solution dans un tube en verre de 20 ml pour le mélange. Placez le tube de verre dans nettoyeur à ultrasons pendant 30 minutes, ou jusqu&#39;à ce que la solution est translucide. </li></ol> 2. Appareil Préparation <ol><li> Ajouter la solution PCL préparé dans une seringue de 5 ml avec une aiguille émoussée de calibre 21 fixée. </li><li> Passer pompe de seringue dans une position verticale d&#39;électrofilage, selon la figure 1. </li><li> Utilisez un collecteur en acier inoxydable avec espace un espace ouvert de 2 cm x 5 cm pour le substrat de fibres alignées. Placez le collecteur 12 cm de la pointe de l&#39;aiguille. </li><li> Branchez le courant continu (CC) haute tension alimentation duaiguille et la terre le collecteur. Assurez-vous que le collecteur est relié à la terre individuellement avec aucun contact à l&#39;autre équipement de laboratoire. </li></ol> 3. Électrofilage <ol><li> Set pompe seringue à 1,50 ml / h, jusqu&#39;à ce que les gouttelettes formant à la pointe de l&#39;aiguille sont immédiatement remplacés lorsqu&#39;ils sont retirés. Ensuite, définissez le débit à 0,50 ml / h. </li><li> Tourner l&#39;opérateur de tension à 12 kV. </li><li> Electrospin jusqu&#39;à ce que les fibres uniaxialement alignés couvrir complètement le fossé sur le collecteur. </li><li> Appliquer la colle sur les bords d&#39;une plaquette de verre et transférer les fibres à partir du collecteur de l&#39;écart de la plaque de verre. Placer la plaque de verre sur le dessus d&#39;un morceau de feuille d&#39;aluminium qui a la même taille que la plaque de verre et est mis à la terre. </li><li> Placer le second capteur de seringue selon la figure 3. </li><li> Fixez le masque en plastique à la deuxième pompe de la seringue et le positionner 2 mm au-dessus du collecteur. </li><li> Ajouter Coumarine 6 à 1% (p / p) à la solution PCL-si nanoencapsulation est desired- et mélanger jusqu&#39;à ce que la solution est translucide. </li><li> Chargez le PCL ou PCL / coumarine 6 solution dans une aiguille de 5 ml avec une aiguille de calibre 21 émoussée. Réglez pompe verticale à 0,50 ml / h et horizontale pour tirer à 9 ml / h ou à une vitesse approximative de 1 mm / min. </li><li> Electrospin jusqu&#39;à ce que le masque est déplacé presque complètement hors du collecteur, mais avec la zone de bordure encore sous le masque. </li></ol> 4. Caractérisation de la fibre <ol><li> Placer les échantillons avec du ruban adhésif double-face conductrice à la tige métallique et couche de platine pendant 40 secondes en utilisant une coucheuse par pulvérisation à 40 mA. <ol><li> Examiner les fibres à travers un microscope électronique à balayage (MEB) après nos études antérieures 17,18. </li><li> Recueillir des images à une tension d&#39;accélération de 15 kV. </li></ol></li><li> Effectuer transformée de Fourier (FFT) une analyse rapide sur un échantillon de fibre distincte pour mesurer l&#39;alignement des fibres. Les informations détaillées sur l&#39;alignement des fibres de mesure par FFT peut se référer to études antérieures 19,20. </li></ol> 5. Les cellules souches semis. <ol><li> Stériliser les échantillons de fibres par immersion dans une solution d&#39;éthanol à 70% pendant 2 heures. Puis laver les fibres avec de l&#39;eau distillée pour enlever les contaminants. </li><li> Obtenir ADSCs humaines et des cellules en culture dans un 2 flacon de 25 cm à 37 ° C dans une atmosphère de 95% d&#39;air / 5% de CO 2. Changer le milieu de culture de cellules tous les deux jours 10. </li><li> Trypsiniser les cellules et de compter le nombre de cellules. Plus précisément, enlever tout milieu de culture à partir de la fiole de culture de cellules et laver les cellules avec une solution saline tamponnée phosphate (PBS) deux fois. Ensuite, ajouter 1 m l d&#39;une solution à 0,25% de trypsine-EDTA (pré-chaud dans un bain d&#39;eau à 37 ° C) pour couvrir la monocouche cellulaire et on incube le flacon dans l&#39;incubateur de culture cellulaire pendant 2-3 minutes. Ajouter 4 ml de milieu de culture et laver toutes les cellules de la surface par pipetage du milieu sur toute la surface. E Centrifuger la suspension cellulaire et re-disperséee culot cellulaire dans le milieu de culture. Compter les cellules via hématimètre. Seed environ 1 × 10 4 cellules à l&#39;échafaud de nanofibres placé dans une boîte de -culture 35 mm et incuber pendant 3 et 7 jours. </li><li> cellules tache en utilisant diacétate de fluorescéine (5 mg / ml dans l&#39;acétone) (FDA), puis l&#39;image les échantillons en utilisant un microscope à fluorescence. Plus précisément, ajouter 100 ul de solution de la FDA pour la boîte de culture et incuber pendant 30 min. Laver les cellules avec PBS trois fois avant de l&#39;imagerie de fluorescence. Analyser l&#39;orientation de la cellule par un programme mat-lab personnalisée basée sur nos études précédentes 10. </li></ol>

<ol><li>Xie, J., Li, X., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Putting+electrospun+nanofibers+to+work+for+biomedical+research%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Rapid+Commun%22%5BJournal%5D)">Putting electrospun nanofibers to work for biomedical research.</a> Macromol. Rapid Commun. 29 (22), 1775-1792 (2008).</li>
<li>Genin, G. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+grading+of+mineral+and+collagen+in+the+attachment+of+tendon+to+bone%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Functional grading of mineral and collagen in the attachment of tendon to bone.</a> Biophys. J. 97 (4), 976-985 (2009).</li>
<li>Thomopoulos, S., Marquez, J. P., Weinberger, B., Birman, V., Genin, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen+fiber+orientation+at+the+tendon+to+bone+insertion+and+its+influence+on+stress+concentrations%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomech%22%5BJournal%5D)">Collagen fiber orientation at the tendon to bone insertion and its influence on stress concentrations.</a> J. Biomech. 39 (10), 1842-1851 (2006).</li>
<li>Thomopoulos, S., Williams, G. R., Gimbel, J. A., Favata, M., Soslowsky, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variation+of+biomechanical%2C+structural%2C+and+compositional+properties+along+the+tendon+to+bone+insertion+site%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Orthop.+Res%22%5BJournal%5D)">Variation of biomechanical, structural, and compositional properties along the tendon to bone insertion site.</a> J. Orthop. Res. 21 (3), 413-419 (2003).</li>
<li>Thomopoulos, S., Genin, G. M., Galatz, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+development+and+morphogenesis+of+the+tendon-to-bone+insertion+-+What+development+can+teach+us+about+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Musculoskelet+Neuronal+Interact%22%5BJournal%5D)">The development and morphogenesis of the tendon-to-bone insertion - What development can teach us about healing.</a> Musculoskelet Neuronal Interact. 10 (1), 35-45 (2010).</li>
<li>Li, X., Xie, J., Lipner, J., Yuan, X., Thomopoulos, S., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanofiber+scaffolds+with+gradations+in+mineral+content+for+mimicking+the+tendon-to-bone+insertion+site%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Nanofiber scaffolds with gradations in mineral content for mimicking the tendon-to-bone insertion site.</a> Nano Lett. 9 (7), 2763-2768 (2009).</li>
<li>Kunzler, T. P., Huwiler, C., Drobek, T., Vörös, J., Spencer, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+study+of+osteoblast+response+to+nanotopography+by+means+of+nanoparticle-density+gradients%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Systematic study of osteoblast response to nanotopography by means of nanoparticle-density gradients.</a> Biomaterials. 28 (33), 5000-5006 (2007).</li>
<li>Huwiler, C., Kunzler, T. P., Textor, M., Vörös, J., Spencer, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functionalizable+nanomorphology+gradients+via+colloidal+self-assembly%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Functionalizable nanomorphology gradients via colloidal self-assembly.</a> Langmuir. 23 (11), 5929-5935 (2007).</li>
<li>Xie, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%27Aligned-to-random%27+nanofiber+scaffolds+for+mimicking+the+structure+of+the+tendon-to-bone+insertion+site%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">'Aligned-to-random' nanofiber scaffolds for mimicking the structure of the tendon-to-bone insertion site.</a> Nanoscale. 2 (6), 923-926 (2010).</li>
<li>Xie, J., Ma, B., Michael, P. L., Shuler, F. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+nanofiber+scaffolds+with+gradations+in+fiber+organization+and+their+potential+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Biosci%22%5BJournal%5D)">Fabrication of nanofiber scaffolds with gradations in fiber organization and their potential applications.</a> Macromol. Biosci. 12 (10), 1336-1341 (2012).</li>
<li>James, R., Kumbar, S. G., Laurencin, C. T., Balian, G., Chhabra, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tendon+tissue+engineering%3A+adipose-derived+stem+cell+and+GDF-5+mediated+regeneration+using+electrospun+matrix+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Biomed.+Mater%22%5BJournal%5D)">Tendon tissue engineering: adipose-derived stem cell and GDF-5 mediated regeneration using electrospun matrix systems.</a> Biomed. Mater. 6 (2), 025011(2011).</li>
<li>Bodle, J. C., Hanson, A. D., Loboa, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adipose-derived+stem+cells+in+functional+bone+tissue+engineering%3A+lessons+from+bone+mechanobiology%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+B+Rev%22%5BJournal%5D)">Adipose-derived stem cells in functional bone tissue engineering: lessons from bone mechanobiology.</a> Tissue Eng. Part B Rev. 17 (3), 195-211 (2011).</li>
<li>Lee, J. H., Rhie, J. W., Oh, D. Y., Ahn, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteogenic+differentiation+of+human+adipose+tissue-derived+stromal+cells+%28hASCs%29+in+a+porous+three-dimensional+scaffold%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+Biophys.+Res.+Commun%22%5BJournal%5D)">Osteogenic differentiation of human adipose tissue-derived stromal cells (hASCs) in a porous three-dimensional scaffold.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 370 (3), 456-460 (2008).</li>
<li>Tapp, H., Hanley, E. N., Patt, J. C., Gruber, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adipose-derived+stem+cells%3A+characterization+and+current+application+in+orthopaedic+tissue+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Biol.+Med%22%5BJournal%5D)">Adipose-derived stem cells: characterization and current application in orthopaedic tissue repair.</a> Exp. Biol. Med. 234 (1), 1-9 (2009).</li>
<li>Gimble, J. M., Guilak, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adipose-derived+adult+stem+cells%3A+isolation%2C+characterization%2C+and+differentiation+potential%5BTitle%5D)+AND+%22Cytotherapy%22%5BJournal%5D)">Adipose-derived adult stem cells: isolation, characterization, and differentiation potential.</a> Cytotherapy. 5 (5), 362-369 (2003).</li>
<li>Zuk, P. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multilineage+cells+from+human+adipose+tissue%3A+implications+for+cell-based+therapies%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Multilineage cells from human adipose tissue: implications for cell-based therapies.</a> Tissue Eng. 7 (2), 211-228 (2001).</li>
<li>Xie, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+differentiation+of+embryonic+stem+cells+seeded+on+electrospun+nanofibers+into+neural+lineages%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The differentiation of embryonic stem cells seeded on electrospun nanofibers into neural lineages.</a> Biomaterials. 30 (3), 354-362 (2009).</li>
<li>Xie, J., MacEwan, M. R., Li, X., Sakiyama-Elbert, S. E., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurite+outgrowth+on+nanofiber+scaffolds+with+different+orders%2C+structures%2C+and+surface+properties%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Neurite outgrowth on nanofiber scaffolds with different orders, structures, and surface properties.</a> ACS Nano. 3 (5), 1151-1159 (2009).</li>
<li>Ayres, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+anisotropy+in+electrospun+tissue+engineering+scaffolds%3A+analysis+of+fiber+alignment+by+the+fast+Fourier+transform%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Modulation of anisotropy in electrospun tissue engineering scaffolds: analysis of fiber alignment by the fast Fourier transform.</a> Biomaterials. 27 (32), 5524-5534 (2006).</li>
<li>Ayres, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+fiber+alignment+in+electrospun+scaffolds%3A+a+user%E2%80%99s+guide+to+the+2D+fast+Fourier+transform+approach%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomater.+Sci.+Poly.+Ed%22%5BJournal%5D)">Measuring fiber alignment in electrospun scaffolds: a user’s guide to the 2D fast Fourier transform approach.</a> J. Biomater. Sci. Poly. Ed. 19 (5), 603-621 (2008).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

La partie la plus critique du protocole est la génération de l’échafaudage de gradient. Il est impératif que le masque recouvrant le collecteur se déplace à une vitesse constante afin qu’il y ait un changement progressif à l’intérieur de l’échafaudage de fibres. La préparation correcte de la solution PCL est également importante pour assurer le succès de l’électrofilage. Il est recommandé de vérifier la morphologie de la fibre avant l’électrofilage, en particulier après l’encapsulation de la coumarine-6, qui peut nécessi...

Les nanofibres sont un utilitaire populaire pour l&#39;ingénierie tissulaire en raison de leur capacité à imiter la matrice extracellulaire dans sa structure et une taille relative. Cependant, certaines interfaces tissulaires natives, telles que le site d&#39;insertion du tendon-os, contiennent des fibres de collagène, qui présentent une structure organisationnelle variable qui augmente en direction de l&#39;alignement des tendons et diminue au niveau du site de l&#39;os 2-5. Ainsi, pour la régénération tissulaire effective, il est nécessaire de fabriquer un échafaudage qui pourrait effectivement mimer la structure de ce gradient. Auparavant, il a été effectué des recherches sur des changements graduels dans la composition des fibres, en particulier, la teneur en minéraux 6. Cependant, recréant la composante structurelle des tissus conjonctifs reste largement inexploré. Une étude antérieure a examiné gradients morphologiques en étudiant l&#39;effet de la densité des particules de silice de surface sur la prolifération des ostéoblastes de la voûte crânienne du rat et ont trouvé une inverSE relation entre la densité de particules de silice et la prolifération des cellules 7. Mais les changements morphologiques médiation prolifération cellulaire dans des travaux antérieurs étaient principalement liés à la rugosité de surface manque la capacité en imitant fibres changements organisationnels 7,8. Une étude récente a tenté de fabriquer un échafaudage qui imitait les orientations uniques de fibres de collagène en utilisant un roman collecteur pour électrofilage neuf. Bien que cette étude a réussi à produire un échafaudage avec des fibres à la fois alignés et aléatoires, il n&#39;a pas réussi à imiter les changements graduels exposées dans les tissus natifs. Aussi, dans la production de composants séparés, avec un changement immédiat de alignée sur l&#39;orientation aléatoire, les propriétés biomécaniques de cette échafaudage diminué de manière significative. Aucun travail précédente a été en mesure de produire des échafaudages de nanofibres applicables avec des gradations continus dans des orientations de fibres de alignés et aléatoire. Notre étude récente a montré loisirs succès des échafaudages de nanofibresavec des gradations dans l&#39;organisation de fibres qui peuvent potentiellement imiter l&#39;organisation de collagène natif au tendon-os insertion 10. Ce travail vise à présenter les protocoles utilisés pour la production d&#39;échafaudages de nanofibres avec une structure qui ressemble étroitement à celui de l&#39;organisation de la fibre dans l&#39;interface native tendon-os tissus. Structures de nanofibres gradient ont potentiellement des applications dans une variété de domaines de grande envergure. Nous nous sommes concentrés sur les applications à l&#39;ingénierie tissulaire du site d&#39;insertion du tendon-os en combinant nos échafaudages avec des cellules souches du tissu adipeux (ADSCs) qui sont déjà utilisés pour la régénération tissulaire sur divers substrats 11-14. En outre, ADSCs sont très similaires dans la nature à des cellules souches de moelle osseuse en termes de ressources et de leur multipotence est abondante qui peut être récolté en utilisant un simple 15,16 procédure de liposuccion. Ensemencement ces cellules aux échafaudages de nanofibres dégradés améliore encore leur tispoursuivre applications d&#39;ingénierie en permettant la distribution contrôlée des cellules qui peuvent potentiellement se différencier en divers tissus. En plus de l&#39;ensemencement des cellules souches, des nanofibres peuvent être encapsulés avec des molécules de signalisation pour la régulation de la réponse cellulaire. Couplage nanoencapsulation avec le gradient d&#39;organisation de ces échafaudages permet l&#39;étude du comportement cellulaire ou dessins et revêtements implants possibles. L&#39;encapsulation des molécules fonctionnelles telles que la protéine morphogénétique osseuse 2 (BMP2), qui a été montré pour induire la différenciation ostéoblastique 15,16, permettrait d&#39;améliorer encore les applications d&#39;ingénierie tissulaire de ces échafaudages 10.

<table><tbody><tr><td>Polycaprolactone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>440744</td><td></td></tr><tr><td>N,N-Diméthlyformamide</td><td>Fisher Chemical</td><td>D-119-1</td><td></td></tr><tr><td>Dichlorométhane</td><td>Fisher Chemical</td><td>AC61093-1000</td><td></td></tr><tr><td>Coumarine 6</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>546283</td><td></td></tr><tr><td>Cellules souches dérivées du tissu adipeux</td><td>Technologies d’ingénierie cellulaire</td><td>HMSC. AD-100</td><td></td></tr><tr><td>Fetal Bovine</td><td>Serum Life Technologies</td><td>26140-111</td><td></td></tr><tr><td>Diacétate de fluorescéine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F7378</td><td></td></tr><tr><td>Éthanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E7023</td><td></td></tr><tr><td>Trypsine-EDTA</td><td>Invitrogen</td><td>25300-054</td><td></td></tr><tr><td>&alpha ;-Medium modifié Eagle’s Medium</td><td>Invitrogen</td><td>A10490-01</td><td></td></tr><tr><td>Acétone</td><td>Fisher Scientific</td><td>s25120a</td><td></td></tr><tr><td>Tamponné au phosphate Saline</td><td>Invitrogen</td><td>10010023</td><td></td></tr><tr><td>Lames de verre</td><td>VWR international, LLC</td><td>101412-842</td><td></td></tr><tr><td>Pousse-seringue</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-831-200</td><td>Seringue unique</td></tr><tr><td>Nettoyeur à ultrasons</td><td>Branson</td><td>1510</td><td></td></tr><tr><td>Alimentation</td> <td>CC haute tensionGamma High Voltage Research</td><td>Microscope électronique à balayage ES30</td><td></td></tr> Microscope à fluorescence <tr><td></td><td>FEI</td><td>Nova 2300</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Zeiss</td><td>Axio Imager 2</td><td></td></tr></tbody></table>

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

Electrospun Nanofiber Scaffolds with Gradations in Fiber Organization

L’objectif de ce protocole est de rapporter une méthode simple pour générer des échafaudages de nanofibres avec des gradations dans l’organisation des fibres et de tester leurs applications possibles dans le contrôle de la morphologie/orientation cellulaire. L’organisation des nanofibres est contrôlée à l’aide d’un nouvel appareil de fabrication qui permet de diminuer progressivement l’organisation des fibres dans un échafaudage. La modification de l’alignement des fibres est obtenue en diminuant le temps de dépôt de fibres électrofilées aléatoires sur un tapis de fibres aligné unilatéralement. En recouvrant le collecteur d’une barrière/masque mobile, le long du même axe que le dépôt de fibres, la structure organisationnelle est facilement contrôlée. À des fins d’ingénierie tissulaire, des cellules souches dérivées du tissu adipeux peuvent être ensemencées dans ces échafaudages. Les cellules souches subissent des changements morphologiques en raison de leur position sur la structure organisationnelle variée et peuvent potentiellement se différencier en différents types de cellules en fonction de leur emplacement. De plus, l’organisation graduée des fibres améliore le biomimétisme des échafaudages en nanofibres afin qu’ils ressemblent davantage aux orientations naturelles des nanofibres de collagène au site d’insertion tendon-os par rapport aux échafaudages traditionnels. Grâce à la nanoencapsulation, les fibres graduées offrent également la possibilité de construire des gradients chimiques dans des échafaudages de fibres, et renforcent ainsi davantage leurs applications potentielles dans le criblage rapide de l’interaction cellule-matériaux et la régénération des tissus interfaciaux. Cette technique permet de produire des échafaudages à gradient continu, mais elle peut également potentiellement produire des fibres en étapes discrètes en contrôlant le mouvement de la barrière/du masque en mouvement de manière discrète.

En utilisant ce protocole, un tapis de fibre à gradient d&#39;organisation a été formé. La figure 3 montre les images MEB prises à divers endroits sur l&#39;échafaud de nanofibres. Sur le plan qualitatif, on peut déterminer qu&#39;il existe une progression des fibres alignées de manière uniaxiale à 0 mm (figure 3A) à un assortiment aléatoire des fibres à 6 mm (figure 3D). La FFT donne une valeur quantitative à l&#39;alignement des fibres, des détails sur les processus q...

Ici, nous présentons un protocole pour fabriquer des échafaudages électrofilé de nanofibres avec l&#39;organisation graduée de fibres et d&#39;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&#39;applications dans le domaine biomédical.

The goal of this protocol is to report a simple method for generating nanofiber scaffolds with gradations in fiber organization and test their possible ...

Cette technique de fabrication permet la production de supports en nanofibres présentant un gradient dans l'organisation des fibres. Une organisation graduée offre une utilité accrue des supports en nanofibres dans le domaine biomédical. L'électrofilage permet de produire des supports en fibres à l'échelle nanométrique dotés de grandes surfaces spécifiques.La fabrication s'effectue en combinant un polymère avec un solvant volatil, puis en déplaçant cette solution à vitesse constante à travers une seringue. Une haute tension appliquée charge la solution et étire le polymère lorsqu'il est expulsé de l'extrémité de l'aiguille. Le résultat est une fibre polymère sèche à l'échelle nanométrique, qui peut être collectée de diverses manières pour différentes applications. Dans ce protocole, nous avons filé un polymère de polycaprolactone sur un collecteur à écartement pour former un substrat de fibres alignées parallèlement.Ensuite, nous avons utilisé un masque mobile progressif pour recouvrir ce substrat pendant que des fibres aléatoires de PCL étaient déposées. Bonjour, je m'appelle Carl Kalala. Du laboratoire du Dr Xing.Nous sommes au Département des sciences pharmaceutiques et au progr

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Traitement post-production des fibres électrofilées de génie tissulaire

PH biocompatibles adaptés nanocapteurs sol-gel peuvent être incorporés dans le poly (acide lactique-co-glycolique) (PLGA) échafaudages électrofilées. Les échafaudages d'auto-déclaration produits peuvent être utilisés pour la surveillance in situ des conditions micro-environnementales dans tout la culture de cellules sur l'échafaud. Cela est bénéfique que la construction cellulaire 3D peut être contrôlé en temps réel sans perturber l'expérience.

Les échafaudages auto-déclaration pour les 3-Dimensional Culture cellulaire

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

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

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

Cet article illustre la technique d’élargir une natte de nanofibres électrofilées (2D) traditionnel, de deux-dimension en échafaudage tridimensionnels (3D) par le biais de la dépressurisation du sous-critique CO2 fluide. Ces échafaudages augmentés sont en 3D, indices étroitement mimiques nanotopographic cellulaires et préserver les fonctions des molécules biologiques encapsulés dans les nanofibres.

Expansion de nanofibres Électrofilées dimension deux nattes en trois dimensions les échafaudages

Découvrez la fabrication d'échafaudages nanofibres électrofilés avec gradation organisationnelle en polycaprolactone. Cette méthode permet de réguler la morphologie cellulaire pour l'ingénierie tissulaire.

Électrofilées nanofibres échafaudages avec des gradations dans l'organisation fibre

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