Name: Synthèse de cristaux liquides biocompatibles mousses élastomères comme échafaudages cellulaires pour les cultures de cellules spatiales 3D (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-04-11T15:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 38 s
Description: Découvrez la préparation d'échafaudages cellulaires 3D en élastomères à cristaux liquides biocompatibles. Cette méthode permet d'étudier les interactions cellulaires spatiales et la prolifération en environnement tridimensionnel.

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Les auteurs tiennent à remercier l&#39;Université Kent State (subvention de collaboration de recherche et de soutien à l&#39;Initiative de médecine régénératrice à Kent State - ReMedIKS) pour le soutien financier de ce projet.

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</ol>

Les auteurs n&#39;ont rien à dévoiler.

élastomères cristaux liquides ont récemment été étudiés comme échafauds de cellules biocompatibles en raison de leur réactivité stimuli. Ils se sont avérés être des plates-formes idéales comme échafauds cellulaires. Cependant, un facteur important de garder à l&#39;esprit lors de la préparation et la conception d&#39;un nouvel échafaudage LCE est la porosité. L&#39;incorporation de solides lessivables 23 ou de gaz ne se traduit pas toujours dans la porosité homogène ou pores totalement interconne...

Il existe plusieurs exemples de matériaux synthétiques et biologiques biocompatibles destinés à être appliqués dans des études cellulaires et pour la régénération des tissus visant à la fixation des cellules et la prolifération 1, 2, 3, 4, 5. Il y a eu quelques exemples de matériaux biocompatibles, connus comme des élastomères de cristaux liquides (LCES), qui peut répondre à des stimuli externes avec la commande anisotrope moléculaire 6, 7. LCES sont des matériaux stimuli sensibles qui combinent les propriétés mécaniques et élastiques des élastomères avec la fonctionnalité optique et la commande moléculaire de cristaux liquides 8, 9. LCES peuvent subir des modifications de forme, la déformation mécanique, un comportement élastique et des propriétés optiques en réponse à stim externesuli (ie., de la chaleur, le stress, la lumière, etc.) 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16. Des études antérieures ont montré que les cristaux liquides (LC) peuvent détecter la croissance et l&#39; orientation des cellules 4, 17. Il est donc possible de supposer que LCES peuvent être appropriés pour des applications pertinentes biologiquement et médicalement, notamment échafaudage de cellules et d&#39;alignement. Nous avons déjà signalé la préparation de smectiques LCES biocompatibles, biodégradables, coulé moulés et des films minces , avec une morphologie poreuse « type suisse de fromage » 6, 18. Nous avons également préparé LCES biocompatibles nématiques avec la morphologie globulaire comme Echafaudages pour la croissance des cellules 19 &lt;sup&gt;, 20. Notre travail vise à affiner les propriétés mécaniques des matériaux pour correspondre à celles du tissu d&#39;intérêt 21. En outre, ces études mettent l&#39;accent sur la compréhension des interactions cellule-élastomère, ainsi que la réponse cellulaire lorsque les élastomères sont soumis à des stimuli externes. Les principaux défis étaient en partie pour adapter la porosité des LCES pour permettre la fixation des cellules et la pénétration à travers la matrice élastomère et pour un meilleur transport de masse. La porosité de ces couches minces 6 a permis de permeation cellulaire à travers la masse de la matrice, mais pas tous les pores sont entièrement interconnectés ou avaient une taille de pores plus régulière (homogène). Nous avons rapporté ensuite les élastomères LCE nématiques biocompatibles avec morphologies globulaires. Ces élastomères nématiques autorisés pour la fixation et la prolifération des cellules, mais la taille des pores ne variaient de 10 à 30 um, ce qui a empêché ou limité l&#39;utilisation de cesles élastomères ayant une plus grande variété de lignées de cellules 19, 20. Les travaux antérieurs de Kung et al. relative à la formation de mousses de graphène à l&#39; aide d&#39; un gabarit métallique « sacrificielle » a montré que la mousse de graphène obtenu avait une morphologie poreuse très régulier imposé par le gabarit métallique choisi 22. Cette méthode offre un contrôle total de la taille de la porosité et pores. En même temps, la malléabilité et la flexibilité du modèle métallique permettent la formation de différentes formes modèle avant la préparation de la mousse. D&#39; autres techniques, telles que le lessivage matériau 23, le gaz texturation 24, ou des fibres électro-filage 25, 26 offrent également le potentiel pour la préparation de matériaux poreux, mais ils sont plus longues et, dans certains cas, la taille des pores est limitée à seulement quelques micromètres. Mousse-comme LCES 3D préparés en utilisant des gabarits métalliques permettent une charge de cellule plus élevée; un taux de prolifération améliorée; co-culture; et, last but not least, une meilleure gestion des transports de masse (c. -à- nutriments, les gaz et les déchets) afin d&#39; assurer le plein développement des tissus 27. Mousseuse LCES 3D apparaissent également pour améliorer l&#39;alignement des cellules; cela est probablement en relation avec les pendentifs LC détection de la croissance cellulaire et l&#39;orientation des cellules. La présence de fragments de LC au sein du LCE semble améliorer l&#39;alignement des cellules par rapport à l&#39;emplacement de la cellule à l&#39;intérieur de l&#39;échafaudage pour LCE. Les cellules alignées dans les entretoises du LCE, alors qu&#39;aucune orientation claire est observée lorsque les entretoises se rejoignent (jonctions) 27. Dans l&#39;ensemble, notre plate-forme d&#39;échafaudage de cellules LCE comme milieu de support cellulaire offre la possibilité de régler la morphologie des élastomères et des propriétés élastiques et pour diriger spécifiquement l&#39;alignement des types de cellules (individuels) pour créer un arrangements spatiaux ordonnés, of cellules semblables à des systèmes vivants. En plus de fournir un échafaudage capable de soutenir et de diriger la croissance cellulaire à long terme et la prolifération, LCES permettent également des expériences dynamiques, où l&#39;orientation des cellules et les interactions peuvent être modifiées à la volée.

<table><tbody><tr><td>1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilane</td><td>Alfa Aesar</td><td>L16606</td><td>Agent silanisant</td></tr><tr><td>2-bis(4-hydroxy-cyclohexyl)propane</td><td>TCI</td><td><a href="http://www.tcichemicals.com/eshop/en/us/commodity/B0928/">B0928</a></td><td>Réactif</td></tr><tr><td>2-chlorohexanone&nbsp ;</td><td>Alfa Aesar</td><td>A18613</td><td>Réactif</td></tr><tr><td>2-heptanone&nbsp ;</td><td>Sigma Aldrich</td><td>W254401</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>2-propanol&nbsp ;</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>278475 Solvant</td></tr><tr><td>acide 3-chloroperbenzoïque, m-CPBA</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td>273031 Réactif</td></tr><tr><td>4-diméthylaminopyridine</td><td>Alfa Aesar A13016</td><td></td><td>Réactif</td></tr><tr><td>4',6-diamidino-2-phénylindole, DAPI&nbsp ;</td><td>Invitrogen</td><td>D1306</td><td>Teinture nucléaire</td></tr><tr><td>Acide 5-hexynoïque&nbsp ;</td><td>Alfa Aesar</td><td>B25132-06</td><td>Réactif</td></tr><tr><td>Acide acétique</td><td>VWR</td><td>36289</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>Acétone</td><td>Sigma Aldrich</td><td>34850</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>Alcool 200 proof ACS Grade&nbsp ;</td><td>VWR</td><td>71001-866</td><td>Réactif</td></tr><tr><td>Benzène</td><td>Alfa Aesar</td><td>AA33290</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>&epsilon ;-caprolactone&nbsp ;</td><td>Alfa Aesar</td><td>A10299-0E</td><td>Réactif</td></tr><tr><td>Chloroforme</td><td>VWR</td><td>BDH1109</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>Cholestérol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C8503</td><td></td></tr><tr><td>Réactif Oxyde de chrome(VI)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>232653</td><td>Réactif</td></tr><tr><td>Iodure de cuivre(I)</td><td>Strem Chemicals</td><td>100211-060</td><td>Réactif</td></tr><tr><td>D,L-Lactide&nbsp ;</td><td>Alfa Aesar</td><td>L09026</td><td>Réactif</td></tr><tr><td>Dichlorométhane</td><td>Sigma Aldrich</td><td>320269</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>Éther diéthylique&nbsp ;</td><td>Emd Millipore</td><td>EX0190</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>N,N-diméthylformamide</td><td>Sigma Aldrich</td><td>270547</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>Dulbecco' s milieu Eagle modifié, DEME&nbsp ;</td><td>CORNING Cellgo</td><td>10-013</td><td>Cell</td></tr><tr><td>Media Éthanol</td><td>Alfa Aesar</td><td>33361</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>Formaldéhyde&nbsp ;</td><td>SIGMA Life Science</td><td>F8775</td><td>Sérum bovin</td></tr><tr><td>fœtal fixateur, FBS&nbsp ;</td><td>HyClone</td><td>SH30071.01</td><td>Media Component</td></tr><tr><td>Papier filtre, grade 415, qualitatif, crêpe</td><td>VWR</td><td>28320</td><td></td></tr><tr><td>Filtration Glycérol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G5516</td><td>Nœud central (3 bras)</td></tr><tr><td>Diisocyanate d’hexaméthylène, HDI</td><td>Sigma Aldrich</td><td>52649</td><td>Réticulant</td></tr><tr><td>Chlorure de fer(III)&nbsp ;</td><td>Alfa Aesar</td><td>12357</td><td>Agent de gravure</td></tr><tr><td>Alcool isopropylique</td><td>VWR</td><td>BDH1133</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>Méthanol</td><td>Alfa Aesar</td><td>L13255</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>N,N'-dicyclohexylcarbodiimide</td><td>Aldrich</td><td>D80002</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>N,N-diméthylformamide</td><td>Sigma Aldrich</td><td>270547</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>Gabarit en métal nickel</td><td>American Elements</td><td>Ni-860</td><td>Gabarit en mousse</td></tr><tr><td>Cellules de neuroblastomes (SH-SY5Y)</td><td>ATCC</td><td>CRL-2266</td><td>Lignée cellulaire</td></tr><tr><td>Pénicilline streptomycine&nbsp ;</td><td>Thermo SCIENTIFIC</td><td>15140122</td><td>Antibiotiques</td></tr><tr><td>Polyéthylène glycol 2000, PEG</td><td>Alfa Aesar</td><td>B22181</td><td>Réactif</td></tr><tr><td>Azoture de sodium&nbsp ;</td><td>VWR</td><td>97064-646</td><td>Réactif</td></tr><tr><td>Bicarbonate de sodium</td><td>AMRESCO</td><td>865</td><td>Sel de séchage</td></tr><tr><td>Chlorure de sodium</td><td>BDH</td><td>BDH9286</td><td>Sel de séchage</td></tr><tr><td>Phosphate de sodium dibasique heptahydraté</td><td>Fisher Scientific</td><td>S-374</td><td>Sel de séchage</td></tr><tr><td>Phosphate de sodium monobasique monohydraté</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S9638</td><td>Sel de séchage</td></tr><tr><td>Sulfate de sodium</td><td>Sigma Aldrich</td><td>239313</td><td>Sel de séchage</td></tr><tr><td>Tétrahydrofurane</td><td>Alfa Aesar</td><td>41819</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>Thiosulfate de sodium</td><td>AMRESCO</td><td>393</td><td>Sel de séchage</td></tr><tr><td>Tin(II) 2-éthylhexanoate</td><td>Aldrich</td><td>S3252</td><td>Réactif</td></tr><tr><td>Toluène</td><td>Alfa Aesar</td><td>22903</td><td>Solvant</td></tr><tr><td>Triéthylamine</td><td>Sigma Aldrich</td><td>471283</td><td>Réactif</td></tr><tr><td>Trypsine</td><td>HyClone</td><td>SH30042.01</td><td>Détachement de cellules</td></tr><tr><td>Olympus FV1000</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

synthèse de cristaux liquides biocompatibles mousses élastomères comme échafaudages cellulaires pour les cultures de cellules spatiales 3d

Synthesis of Biocompatible Liquid Crystal Elastomer Foams as Cell Scaffolds for 3D Spatial Cell Cultures

Nous présentons ici une préparation étape par étape d&#39;un échafaudage cellulaire 3D, biodégradable, comme la mousse. Ces échafaudages ont été préparés par co-polymères séquences de réticulation étoile comportant des unités de cholestérol en tant que groupes latéraux de la chaîne latérale, ce qui entraîne smectique A (SmA) des élastomères à cristaux liquides (LCES). Echafauds comme mousse, préparés en utilisant des modèles métalliques, disposent microcanaux interconnectés, ce qui les rend appropriés comme échafauds de culture cellulaire 3D. Les propriétés combinées de la structure régulière de la mousse métallique et du résultat élastomère dans un échafaudage cellulaire 3D qui favorise non seulement la prolifération cellulaire supérieure par rapport aux films templated poreux classiques, mais aussi une meilleure gestion du transport de masse (c. -à- nutriments, gaz, déchets , etc.). La nature du modèle métallique permet la manipulation aisée des formes en mousse ( par exemple, des rouleaux ou des films) et pour la préparation des échafauds de différentes tailles de pores pour les études de cellules différentes , tout en préservant la interconnected nature poreuse du modèle. Le procédé de gravure ne modifie pas la composition chimique des élastomères, en préservant leur nature biocompatible et biodégradable. Nous montrons que ces LCES smectiques, lorsqu&#39;elles sont cultivées pendant des périodes longues, permettent l&#39;étude des constructions de tissus cliniquement pertinentes et complexes, tout en favorisant la croissance et la prolifération des cellules.

Ce rapport indique le procédé de préparation d&#39;un LCE 3D poreux comme un échafaudage pour la culture cellulaire en utilisant une matrice de métal de nickel. Le 3D obtenu LCE démontre un réseau de canaux interconnectés complexe qui permet l&#39; infiltration de cellules facile, ainsi que le transport de masse plus appropriée 27. Il a été constaté que les cellules sont capables de pénétrer entièrement le réseau de canaux interconnectés et sont également en mesur...

Cette étude présente une méthode pour préparer 3D, biodégradables, des échafaudages de cellules en forme de mousse à base d&#39;élastomères à cristaux liquides biocompatibles de la chaîne latérale (LCES). Des expériences de microscopie confocale montrent que LCES comme mousse permettent la fixation des cellules, la prolifération et l&#39;alignement spontané de myoblastes C2C12s.

Synthèse de cristaux liquides biocompatibles mousses élastomères comme échafaudages cellulaires pour les cultures de cellules spatiales 3D

Here, we present a step-by-step preparation of a 3D, biodegradable, foam-like cell scaffold. These scaffolds were prepared by cross-linking star block ...

L'objectif de cette procédure est de préparer des échafaudages cellulaires biodégradables, tridimensionnels et de type mousse, basés sur des élastomères liquides cristallins biocompatibles à chaîne latérale. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans les domaines des cristaux liquides et de la biomédecine, telles que les effets des propriétés des élastomères liquides cristallins sur la prolifération et l'alignement cellulaire. Le principal avantage de cette méthode par rapport aux échafaudages cellulaires bidimensionnels est qu'elle permet l'étude des interactions spatiales entre cellules, ce qui est rarement possible dans des environnements macroscopiques en 2D.En général, les personnes novices dans cette méthode éprouveront des difficultés avec les tests de compression tactile. Nous avons eu l'idée de cette méthode après avoir dû changer le milieu dans des centaines de boîtes de Pétri. Nous nous sommes demandé si des élastomères à cristaux liquides pourraient supporter des cellules musculaires sur un réseau tridimensionnel, éliminant ainsi l'utilisation d'un si grand nombre de boîtes de Pétri.La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle, car certa

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Cet ouvrage détaille la préparation de la 3D de fibrine échafaudages pour la culture et la différenciation des cellules souches plutipotent. Ces échafaudages peuvent être utilisés pour cribler les effets de divers composés biologiques sur le comportement des cellules souches ainsi que modifié pour contenir des systèmes de délivrance de médicaments.

Préparation de la 3D pour les applications de fibrine Échafaudages CULTURE DE CELLULES SOUCHES

Cette vidéo décrit la méthode de synthèse de mousses pures dérivées de l’ECM sans avoir besoin de réticulation chimique. Ces mousses dérivées de l’ECM trouvent des applications en tant que modèles de culture cellulaire in vitro 3D avancés ou en tant que bioéchafaudages pro-régénératifs.

Fabrication de mousse dérivée d’une matrice extracellulaire par lyophilisation : une procédure pour générer des échafaudages biologiques à partir de la MEC de tissus décellularisés

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 manuscrit présente un protocole détaillé pour la fabrication d’une plate-forme émergente de culture d’hépatocytes tridimensionnels, l’échafaudage à cristaux colloïdaux inversés et les techniques concomitantes pour évaluer le comportement des hépatocytes. Les pores contrôlables en taille contrôlée, l’interconnectivité et la capacité à conjuguer les protéines de la matrice extracellulaire à l’échafaudage du poly(éthylène glycol) (PEG) améliorent les performances des cellules Huh-7.5.

Fabrication de Inverted colloïdal cristal Poly (éthylène glycol) Échafaudages: Une cellule plate-forme en trois dimensions de la culture pour l&#39;ingénierie tissulaire du foie

La matrice extracellulaire tissu-spécifique (ECM) est un médiateur clé de la fonction cellulaire. Cet article décrit les méthodes de synthèse pures mousses dérivées ECM et microporteurs qui sont stables dans la culture sans la nécessité d' une réticulation chimique pour des applications en 3D avancées in vitro des modèles de culture cellulaire ou bioscaffolds pro-régénération.

Fabrication de Mousses et microsupports dérivés Matrice extracellulaires culture cellulaire spécifique de tissu et plates-formes de livraison

Nous décrivons ici une préparation facile des hydrogels injectables axée sur le chitosan aide chimie dynamique imine. Méthodes pour ajuster la résistance mécanique de l’hydrogel et son application en culture cellulaire 3D sont présentés.

Préparation des Hydrogels injectables axée sur le Chitosan et son Application en Culture cellulaire 3D

Nous présentons ici un protocole afin d’obtenir des systèmes 3D-culture en auto-assemblage peptide échafaudages pour promouvoir la différenciation des chondrocytes articulaires humains dédifférenciées en tissu cartilagineux.

Culture de cellules mammifères dans les échafaudages de Peptide en trois dimensions

Un protocole pour le procédé de fabrication de structures composites polymères minces possédant soit Young différent modules ou épaisseurs est présenté. Films sont produits, études sur la culture cellulaire avancé ou comme adhésifs de la peau.

Mince Film silicium composites élastomères pour les Applications de la peau et de Culture cellulaire : fabrication et caractérisation

Les tiges de microgel avec des groupes réactifs complémentaires sont produites via la microfluidique avec la capacité de s’interconnecter en solution aqueuse. Les microgels anisométriques se coincent et s’interconnectent en constructions stables avec des pores plus grands par rapport aux systèmes sphériques. Les microgels modifiés avec GRGDS-PC forment des constructions 3D macroporeuses qui peuvent être utilisées pour la culture cellulaire.

Échafaudages 3D macroporeux interconnectés à partir de tiges de microgel

Bien que la rigidité de la matrice extracellulaire (MEC) soit un régulateur clé du comportement cellulaire, les mécanismes sous-jacents de détection et de transduction restent flous. Pour y remédier, nous proposons des protocoles permettant de créer des substrats à base de polyacrylamide et de silicone avec une rigidité réglable afin de faire progresser notre compréhension de la diaphonie cellulaire-ECM.

Génération de substrats de matrice extracellulaire en polyacrylamide et silicone avec rigidité définie pour des applications en biologie cellulaire

Découvrez la préparation d'échafaudages cellulaires 3D en élastomères à cristaux liquides biocompatibles. Cette méthode permet d'étudier les interactions cellulaires spatiales et la prolifération en environnement tridimensionnel.

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Synthèse de cristaux liquides biocompatibles mousses élastomères comme échafaudages cellulaires pour les cultures de cellules spatiales 3D

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