כאן, אנו מציגים שיטה לבידוד של שלל חוץ תאי (EVs) הנגזר טסיות (PL) ואת השימוש בהם עבור ציפוי משטחי שתל טיטניום (Ti). אנו מתארים את שיטת ציפוי יציקת הטיפות, את פרופיל שחרור ה- EVs מהמשטחים, ואת תאימות ביולוגית במבחנה של משטחי Ti מצופים EVs.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים שיטה לבידוד של שלל חוץ תאי (EVs) הנגזר טסיות (PL) ואת השימוש בהם עבור ציפוי משטחי שתל טיטניום (Ti). אנו מתארים את שיטת ציפוי יציקת הטיפות, את פרופיל שחרור ה- EVs מהמשטחים, ואת תאימות ביולוגית במבחנה של משטחי Ti מצופים EVs.
שלשלות חוץ-תאיות (EVs) הן ננו-ורידים ביולוגיים הממלאים תפקיד מפתח בתקשורת התא. התוכן שלהם כולל ביומולקולים פעילים כגון חלבונים וחומצות גרעין, אשר מציגים פוטנציאל גדול ברפואה רגנרטיבית. לאחרונה, EVs נגזר טסיות ליסאט (PL) הראו יכולת אוסטאוגנית דומה PL. חוץ מזה, ביו-חומרים משמשים לעתים קרובות באורתופדיה או בשיקום שיניים. כאן, אנו מספקים שיטה לפונקציונליזציה משטחי Ti עם PL נגזר EVs על מנת לשפר את המאפיינים האוסטאוגניים שלהם.
EVs מבודדים PL על ידי גודל אי הכללת כרומטוגרפיה, ולאחר מכן משטחי Ti הם פונקציונליים עם PL-EVs על ידי יציקת טיפה. פונקציונליזציה מוכחת על ידי שחרור EVs ואת תאימות ביולוגית שלה על ידי בדיקת שחרור לקטט דהידרוגנאז (LDH).
רכבים EV הם שלל ממברנה (30-200 ננומטר) המופרשים על ידי כל תא וממלאים תפקיד מפתח בתקשורת בין תאים לתא על ידי אספקת המטען שלהם. הם מכילים מגוון של ביומולקולים פעילים שעשויים לכלול חומצות גרעין, גורמי גדילה, או שומנים ביואקטיביים1. מסיבות אלה, EVs הוערכו לשימוש הפוטנציאלי שלהם טיפולית. במונחים של אורתופדיה והתחדשות עצם, נבדקו EVs ממקורות שונים. ביניהם, הוכח כי EVs שמקורם בטסיות דם גורם להשפעת בידול על תאי גזע תוך שמירה על פרופיל ציטוטוקסי נמוך2,3. לכן, דרוש מחקר נוסף כדי לבחון את האפשרות של שילוב EVs עם biomaterials על מנת להשתמש בהם בפועל קליני יומי.
ביו-חומרים מבוססי טיטניום נמצאים בשימוש נרחב כפיגומים להתערבויות קליניות לריפוי עצמות בשל תכונותיהם המכניות, תאימות ביולוגית גבוהה ועמידות ארוכת טווח4. עם זאת, שתלי Ti הם חומר ביו-אינרטי, ולכן הם מציגים יכולת ירודה להתחברות עם רקמת העצם שמסביב5. מסיבה זו, שינויים טיטניום נחקרים על מנת לשפר את הביצועים שלהם על ידי השגת microenvironment פונקציונלי יותר על פני השטח שלה 4,6,7. במובן זה, EVs יכול להיות מעוגן טיטניום על ידי כימי8 או אינטראקציות פיזיות9,10. רכבים חשמליים משותקים המופקים מתאי גזע או מקרופאגים משפרים את הביואקטיביות של Ti על ידי קידום הידבקות והתפשטות תאית ובכך לגרום לאפקט אוסטאוגני8,9,10.
מאמר זה יתמקד באסטרטגיית יציקת טיפה לציפוי משטחי Ti עם EVs שמקורם ב- PL בפירוט. בנוסף, אנו נעריך פרופיל שחרור EVs מהמשטח המצולף לאורך זמן ונאשר את תאימות הביולוגית התאית שלה במבחנה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
טסיות דם Lysate (PL) מתקבל כפי שתואר בעבר בהתאם להנחיות המוסדיות3 באמצעות מעילי באפי טריים המסופקים על ידי הבנק הביולוגי IdISBa כחומר התחלתי. השימוש בפרויקט הנוכחי אושר על ידי ועדת האתיקה שלה (IB 1995/12 BIO).
1. בידוד EVs מ PL

איור 1: דיאגרמה סכמטית של בידוד צעיות דם (PL) חוץ-תאיות(EVs). PL הוא צנטריפוגה תחילה ב 1,500 x g, ולאחר מכן ב 10,000 x g כדי להסיר גופים גדולים יותר. סופר-נט מסונן דרך מסנני 0.8 ו-0.2 מיקרומטר. PL מעובד נטען על העמודה, ו- EVs מופרדים על-ידי כרומטוגרפיה של אי-הכללת גודל. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
2. אפיון EVs
הערה: אפיון EVs יש צורך לבצע מחקרים פונקציונליים12. מיקרוסקופיית אלקטרונים או אפיון כתם מערבי דווחו בעבר13. דו"ח זה יתמקד בטכניקות האפיון החיוניות לפונקציונליזציה של משטח Ti.
3. פונקציונליזציה משטח טיטניום
הערה: בשיטה זו, דיסקים טיטניום במכונה, c.p. כיתה IV, קוטר 6.2 מ"מ, וגובה 2 מ"מ, משמשים. הדיסקים עשויים להיות מניפולציה עם פינצטה Ti, אבל חשוב לא לגרד את פני השטח. יתר על כן, הצד המכונה חייב לפנות כלפי מעלה במהלך כל התהליך.

איור 2: תרשים סכמטי של פונקציונליות של Ti passivation ו- EVs על-ידי יציקת טיפה. שתלים Ti הם פסיביים תחילה על ידי דגירה במשך 30 דקות בתמיסת 30% HNO3 בטמפרטורת החדר. לאחר מספר שטיפות עם מים DI, pH מגיע נייטרלי. לאחר מכן, שתלי Ti הם דגירה לילה בטמפרטורת החדר במי DI. לאחר מכן, השתלים מיובשים בתנאי ואקום ב 40 °C (50 °F). עבור immobilization EVs, 40 μL של פתרון רכבים רישיות הופקדו על שתלים Ti. לאחר מכן, שתלים הם דגירה בוואקום במשך 2 שעות עד EVs קשורים פיזית לפני השטח. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
4. אפיון משטח Ti
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השיטה המוצגת במאמר זה מאפשרת קבלת תקליטורי טיטניום פונקציונליים של EVs. EVs נקשרים פיזית לפני השטח, המאפשר שחרור מתמשך לאורך זמן. כמות ה-EVs ששוחררו יכולה להימדד על ידי NTA ביום 2, 6, 10 ו-14. המדידות הראשונות, ביום 2, מראות כי סביב 109 EVs שוחררו, ואחריו שחרור מתמשך ביום 6 (~ 108 EVs); יום 10 (~ 107 EVs), ויום 14 (~ 107 EVs). פעולה זו מאשרת שחרור מתמשך, למרות מראה ירידה בכמות ה- EVs שפורסמו לאורך זמן.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה נועד לספק הוראות ברורות לפונקציונליזציה של EVs על משטחי Ti. השיטה המוצגת מבוססת על אסטרטגיית יציקת טיפה, שהיא סוג של פונקציונליזציה. ביבליוגרפיה גרועה קיימת לגבי פונקציונליזציה של רכבים אלקטרוניים על משטחי Ti, אם כי ישנם מחקרים מעטים המראים יתרונות שונים על ידי שתק רכבים אלקטרוניים ב- Ti10. בכל מקרה, חלק מהאסטרטגיות שנבדקו כוללות כריכה ביוכימית8, מלכוד פולימרי9 או יציקת טיפה10. למרות שהשימוש בציפויים כימיים באמצעות...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
מחקר זה מומן על ידי המכון לסאלוד קרלוס השלישי, שר הכלכלה y Competitividad, במימון משותף של הקרן החברתית האירופית ESF והקרן לפיתוח אזורי אירופי ERDF (MS16/00124; CP16/00124; PI17/01605), דירצ'יו ג'נרל ד'חקירות, קונסלריה ד'חקירות, שלטון באלאר (FPI/2046/2017) ו- PROGRAMA JUNIOR del projecte TALENT PLUS, לפרש את סאלוד, ג'נראנדו ואלור (JUNIOR01/18), הממומן על ידי מס התיירות בת קיימא של האיים הבלאריים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 0,8 ומיקרו; m מסנן מזרק | Sartorius | 16592K | |
| 1.5 מ"ל צינור צנטריפוגה | SPL מדעי החיים | PLC60015 | |
| מזרק 1 מ"ל | BD | 303174 | |
| צלחת תרבית 96 בארות | SPL מדעי החיים | PLC30096 | |
| אתנול אבסולוט | Scharlau | ET0006005P | משמש להכנת 20% אתנול עם Milli-Q® מים |
| AKTA מערכת מטהר | GE Healthcare | 8149-30-0014 | |
| Allegra X-15R צנטריפוגה | בקמן קוטלר | 392934 | SX4750A צנטריפוגה רוטור מתנדנד |
| 5430 R | Eppendorf | 5428000210 | F-45-48-11 |
| רוטור צינור חרוט, תחתית חרוטית, 50 מ"ל | SPL מדעי החיים | PLC50050 | |
| ערכת זיהוי ציטוטוקסיות (LDH) | Roche | 11644793001 | |
| מזרקים חד פעמיים 10 מ"ל | בקטון דיקינסון | BDH307736 | |
| DMEM גלוקוז נמוך גלוטמקס | GIBCO | 21885025 | |
| Dulbecco's PBS (1x) | Capricorn Scientific | PBS-1A | |
| סרום בקר עוברי (FBS) מאושר אמבריוני | GIBCO | 16000044 | |
| פילטרופור S 0.2 ומיקרו; מסנן מזרק m | Sarstedt | 83.1826.001 | |
| HiPrep 16/60 ספקריל S-400 HR | GE Healthcare | 28-9356-04 | עמודות טרומיות |
| תאי גזע מזנכימליים שמקורם בחבל הטבור האנושי (hUC-MSC) | IdISBa Biobank | ||
| Nanodrop 2000 ספקטרופוטומטר | ThermoFisher | ND-2000 | |
| NanoSight NS300 ניתוח מעקב אחר ננו-חלקיקים | Malvern | NS300 | מכשיר עם לייזר משובץ ב λ= 532 ננומטר ומצלמה sCMOS |
| מחט | Terumo | 946077135 | |
| חומצה חנקתית 69,5% | Scharlau | AC16071000 | |
| Optima L-100 XP Ultracentrifuge | בקמן קולטר | 8043-30-1124 | SW-32Ti רוטור |
| תמיסת פניצילין-סטרפטומיצין 100X | Biowest | L0022 | |
| רצועות בדיקת pH 4.5-10.0 | Sigma | P-4536 | |
| טסיות דם ליזאט (PL) | IdISBa Biobank | מתקבל מ מעילי באפי שהושלכו לאחר תרומת דם | |
| אמבטיות צנטריפוגות פוליפרופילן | בקמן קוטלר | 326823 | |
| Power wave HT | BioTek | 10340763 | |
| צינור מכסה בורג, 15 מ"ל, (LxØ): 120 x 17 מ"מ, PP, עם הדפס | Sarstedt | 62554502 | |
| נתרן הידרוקסיד | Sharlau | SO04251000 | |
| שתלי טיטניום משכפלים את | Implantmedia, SA | NA | טיטניום דרגה IV. קוטר: 6,2 מ"מ. גובה: 1,95 מ"מ |
| Trypsin-EDTA 1 x | Biowest | L0930 | |
| Tryton X100 | Sigma | T8787 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה