כאן נתאר להכנת נתיישב hydrogels להזרקה מבוסס משקם באמצעות הכימיה אימין דינמי. שיטות להתאמת חוזק מכני של הידרוג ויישומה בתרבות תא 3D מוצגים.
Method Article
כאן נתאר להכנת נתיישב hydrogels להזרקה מבוסס משקם באמצעות הכימיה אימין דינמי. שיטות להתאמת חוזק מכני של הידרוג ויישומה בתרבות תא 3D מוצגים.
הפרוטוקול מציג שיטה נתיישב, יעיל, ו תכליתי כדי להכין hydrogels מבוססי משקם באמצעות הכימיה אימין דינמי. הידרוג מוכן על ידי ערבוב פתרונות של גליקול משקם עם gelator פולימר benzaldehyde מסונתז הסתיים, hydrogels מתקבלים ביעילות תוך מספר דקות בטמפרטורת החדר. על ידי יחסי משתנות בין גליקול משקם, פולימר gelator ותוכן מים, מתקבלים hydrogels רב-תכליתי עם gelation שונים פעמים וקשיחות. כאשר פגום, הידרוג יכול לשחזר שלה הופעות, המודולוס, בשל הפיכות מכבלי אימין דינמי כמו crosslinkages. מלון healable עצמית זה מאפשר את הידרוג להיות להזרקה, שכן הוא יכול להיות עצמי נרפא מפיסות סחוט הידרוג בצובר נפרד לאחר תהליך ההזרקה. הידרוג הוא גם רב מגיב לגירויים ביו-אקטיביות רבות בשל מצבים שונים equilibration מכבלי אימין דינמי. הידרוג הזה אושר כמו ביו-תואם, תאי פיברובלסט העכבר L929 היו מוטבעים הבאים הליכים סטנדרטיים, התפשטות תא הוערכה בקלות על ידי תהליך הטיפוח תא תלת-ממד. הידרוג יכולים להציע פלטפורמה מתכווננת למחקר אחר שבו לחקות פיזיולוגיים של סביבה תלת-ממד עבור תאים הוא מרוויח. יחד עם תכונותיו רב מגיב healable עצמית, זריקות, פוטנציאל ניתן להחיל את hydrogels כמו ספקים מרובים עבור תאים יישומים ביו-רפואיים עתידיים וסמים.
Hydrogels הם חומרים פולימריים תפור עם כמויות גדולות של מים רכים תכונות מכניות, הם שימשו. יישומים ביו-רפואיים רבים1,2. Hydrogels יכולים להציע סביבה רך ורטוב, אשר דומה מאוד הסביבה פיזיולוגיים עבור תאים ויוו. לכן, hydrogels הפכו לאחד פיגומים הפופולרי ביותר עבור תא 3D-תרבות-3,-4. בהשוואה ל תרבית תאים 2D פטרי, תרבית תאים 3D התקדמה במהירות להציע שמטריצה חוץ-תאית (ECM) חיקה microenvironment עבור תאים ליצור קשר עם ולהרכיב למטרות של התפשטות ובידול -5. בנוסף, hydrogels המכילה פולימרים טבעיים יכול להציע ביו תואמי וקידום סביבות עבור תאים להתרבות, להבדיל3. Hydrogels נגזר פולימרים סינתטיים עדיפים רכיבי שלהם פשוטה וברורה, אשר לא לכלול השפעות מורכבות כמו חיה-מקור חלבונים או וירוסים. בין כל הידרוג המועמדות תרבית תאים 3D, hydrogels מוכנים בקלות, יש מאפיין עקבי הם תמיד המועדף. המתקן כדי להתאים את המאפיינים של הידרוג כדי להתאים לדרישות מחקר שונים חשוב כמו טוב6.
כאן אנו מציגים נתיישב הכנת גליקול מבוססי משקם הידרוג באמצעות כימיה אימין דינאמי, אשר הופכת פלטפורמה תכליתי הידרוג תרבות תלת התא7. בשיטה זו, משקם גליקול ביו תואמי ידועים משמשים להקים מסגרות של הרשתות של הידרוג. קבוצות אמינו שלה הם הגיבו benzaldehyde הסתיים פוליאתילן גליקול כמו פולימר gelator כדי ליצור חוב אימין דינמי כמו crosslinkages של hydrogels8. אימין דינמית אג ח ניתן ליצור, מתפרקים הפיכה ואת responsively לסביבתם, שהעניקו את hydrogels עם תפור באופן מכני מתכוונן רשתות9,10,11. בשל שלה לתוכן מים גבוהה, חומרים ביו-תואם, חוזק מכני מתכוונן, הידרוג מיושמת בהצלחה בדומה לפיגום עבור תאים L929 תא 3D תרבות12,13. פרוטוקול כאן פרטים ההליכים, לרבות פולימר gelator סינתזה, הכנה הידרוג, תא הטבעה culturing תא תלת-ממד.
הידרוג מציגה גם מספר תכונות אחרות בשל שלה crosslinkages אימין דינמיים, כולל שלה רב מגיב לגירויים שונים ביו-(חומצה/pH, pyridoxal נגזרות ויטמין B6, חלבון פפאין, וכו '), המציין כי הידרוג יכול להיות המושרה מתפרקת תחת התנאים הפיזיולוגיים8. הידרוג הוא גם עצמית healable להזרקה, מה שאומר הידרוג אפשר יהיה לנהל באמצעות שיטת הזרקת פולשני מינימלי ולהשיג יתרון סמים ותא משלוחים14,15. על ידי הוספת תוספים תפקודית או פולימר ספציפיות מוגדרות מראש gelators, הידרוג מתאים להשגת מאפיינים ספציפיים כמו מגנטי, טמפרטורה, pH מגיבים, ועוד16,17, אשר יכול להגשים מגוון רחב של דרישות המחקר. מאפיינים אלה חושפים יכולת פוטנציאלית של הידרוג ניתן בהזרקה ספקים מרובים עבור תאים בתוך חוץ גופית ו ויוו מחקר ביו-רפואי והן יישומים וסמים.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אזהרה: נא היוועץ כל גליונות נתונים גשמי בטיחות (MSDS) לפני השימוש. אנא השתמש נוהלי בטיחות המתאים בעת ביצוע ניסויים בכימיה, כולל השימוש של הוד fume וכן ציוד מגן אישי (בטיחות משקפיים, כפפות מגן, חלוק המעבדה, וכו '). הפרוטוקול מחייב תא רגיל בטיפול טכניקות (לחיטוי, שחזור תא, passaging תא, תא הקפאה, תא מכתים, וכד').
1. הכנה של Hydrogels
2. תא תלת-ממד, בטיפוח Hydrogels
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
מצגת סכמטי של פרוטוקול זה על הידרוג ההכנה והשימוש בה כמו תרבית תאים 3D מוצע באיור1. פרטים של התוכן של הידרוג יחסי המוכנים חוזק מכני שונה מסוכם בטבלה1. הידרוג healable עצמית, rheology מאפיין מציג נוקשות של הידרוג על-ידי אחסון מודולוס לעומת מבחן תדירות באיור2. תמונות קונאפוקלית התא ואת מספרי הטלפון הנייד עם ימים תרבות hydrogels מוצגים באיור 3, המאשרת את התא הכדאיות ואת התפשטות תאים באמצעות תרבית תאים תלת-ממד.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
הידרוג הוצג פרוטוקול זה (איור 1) מכיל שני רכיבים מרכזיים: את משקם גליקול פולימרים טבעיים, benzaldehyde סינתטי הסתיים פולימר gelator פג DF, אשר שניהם חומרים מסתיימים. סינתזה של DF פג מוצג באמצעות תגובת שינוי בשלב אחד. יתד של משקל מולקולרי 4,000 נבחר ב פרוטוקול זה, חששות, המסיסות, שינוי יעילות, וכן הידרוג נוקשות. סדרה של hydrogels עם חוזק מכני שונה הוכנו תוך שימוש שונות לתוכן מוצק יחסי של גליקול משקם, DF פג. Hydrogels הומוגנית נוצרו במהירות תוך דקות על ידי ערבוב gelation פתרונות מתחת לטמפרטורת...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
המחברים אין לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי הלאומי למדע קרן של סין (21474057 ו- 21604076).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| גליקול צ'יטוזן | Wako תעשיות כימיות טהורות | 39280-86-9 | 90% דרגת דה-אצטילציה |
| 4-קרבוקסיבנזלדהיד | שנחאי אלאדין Bio-Chem Technology Co., LTD | 619-66-9 | 99% |
| N, N'-dicyclohexylcarbodiimide | שנחאי Aladdin Bio-Chem טכנולוגיה ושות', בע"מ | 538-75-0 | 99% |
| סידן כלוריד נטול מים | שנחאי Aladdin Bio-Chem טכנולוגיה ושות', בע"מ | 10043-52-4 | 96% |
| 4-dimethylamiopryidine | שנחאי Aladdin Bio-Chem Technology Co., Ltd | 1122-58 | 99% |
| פוליאתילן גליקול | סינו-פארם מגיב כימי | 5254-43-7 | 99% |
| טטרה-הידרופוראן | סינו-פארם מגיב כימי | 109-99 | % |
| טולואן | סינו-פארם מגיב כימי | 108-88-3 | 99% |
| אתיל אתר | סינו-פארם מגיב כימי | 60-29-7 | 99% |
| חומצה אצטית | מגיב כימי סינו-פארם | 64-19-7 | 99% |
| מגיב כימי CaCl2 נטול מים | סינו-פארם | 10043-52-4 | 99% |
| פלואורסצאין דיאצטט | סיגמא | 596-09-8 | 99% |
| פרופידיום יודיד | סיגמא | 25535-16-4 | 94% |
| RPMI-1640 מדיה תרבית | Gibco | ||
| סרום בקר עוברי | Gibco | ||
| Trypsin-EDTA | Gibco | 0.25% | |
| PBS | Solarbio | 0.01 M | |
| תמיסת סטרפטומיצין פניצילין | Hyclone | 10,000 U/mL | |
| ריאומטר | TA מכשיר | מיקרוסקופ קונפוקלי AR-G2 | |
| Zeiss | 710-3channel | ||
| L929 תאים | ATCC | NCTC שיבוט 929; תא L, L929, נגזרת של מאייד מתח L | |
| EYELA | N-1100 | ||
| 48 מחט מחט | שנחאי Zhiyu חומר רפואי ושות', בע"מ | 48-guage | |
| מיקרוסקופ | Leica | DM3000 B | |
| תוכנת מיקרוסקופ | Imaris | ||
| אקדח חום | Confu | KF-5843 | |
| צלחת פטרי | NEST |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission