Elettrofilate nanofibre Ponteggi con gradazioni Organizzazione Fiber

Sommario

Qui, vi presentiamo un protocollo per fabbricare scaffold elettrofilate nanofibre con organizzazione sfumati di fibre e di esplorare le loro applicazioni nella regolazione della morfologia delle cellule / orientamento. Gradienti per quanto riguarda le proprietà fisiche e chimiche dei ponteggi nanofibre offrono un'ampia varietà di applicazioni in campo biomedico.

Abstract

L'obiettivo di questo protocollo è quello di riportare un metodo semplice per generare scaffold di nanofibre con gradazioni nell'organizzazione delle fibre e testare le loro possibili applicazioni nel controllo della morfologia/orientamento cellulare. L'organizzazione delle nanofibre è controllata con un nuovo apparato di fabbricazione che consente la graduale diminuzione dell'organizzazione delle fibre in un'impalcatura. La modifica dell'allineamento delle fibre si ottiene diminuendo il tempo di deposizione di fibre elettrofilate casuali su un tappetino di fibre allineate uniassialmente. Coprendo il collettore con una barriera/maschera mobile, lungo lo stesso asse della deposizione delle fibre, la struttura organizzativa è facilmente controllabile. Per scopi di ingegneria tissutale, le cellule staminali di derivazione adiposa possono essere seminate in questi scaffold. Le cellule staminali subiscono cambiamenti morfologici a causa della loro posizione nella variegata struttura organizzativa e possono potenzialmente differenziarsi in diversi tipi di cellule a seconda della loro posizione. Inoltre, l'organizzazione graduale delle fibre migliora la biomimetica degli scaffold in nanofibra in modo che assomiglino più da vicino agli orientamenti naturali delle nanofibre di collagene nel sito di inserimento tendine-osso rispetto agli scaffold tradizionali. Attraverso la nanoincapsulazione, le fibre graduate offrono anche la possibilità di costruire gradienti chimici negli scaffold delle fibre, e quindi di rafforzare ulteriormente le loro potenziali applicazioni nello screening rapido dell'interazione cellula-materiale e della rigenerazione dei tessuti interfacciali. Questa tecnica consente la produzione di scaffold a gradiente continuo, ma può anche potenzialmente produrre fibre in passaggi discreti controllando il movimento della barriera/maschera in movimento in modo discreto.

Introduzione

Nanofibre sono un'utilità popolare per ingegneria tissutale a causa della loro capacità di mimare la matrice extracellulare nella sua struttura e dimensione relativa ^1. Tuttavia, alcune interfacce tessuto nativo, come il sito tendine-osso, contengono fibre collagene, che presentano una struttura organizzativa variabile che aumenta in allineamento verso il tendine e diminuisce al sito osseo ^2-5. Così, per la rigenerazione tissutale efficace è necessario per fabbricare un ponteggio che potrebbe efficacemente imitare questo gradiente strutturale.

In precedenza, vi è stata una ricerca condotta sui cambiamenti gradual....

Protocollo

1. Preparazione della soluzione

1. Preparare una soluzione di poli (ε-caprolattone) (PCL) (M _w = 80,000 g / mol) ad una concentrazione approssimativa di 100 mg / ml. Sciogliere PCL in una miscela di diclorometano (DCM) e N, N-dimethlyformamide (DMF) con un rapporto di 4: 1 (v / v) con una concentrazione del 10% (w / v).
2. Porre la soluzione in un tubo di vetro da 20 ml per la miscelazione. Mettere tubo di vetro in ultrasuoni per 30 minuti, o fino a quando la soluzione è trasparente.

2. Apparecchiatura Preparazione

1. Aggiungere la soluzione PCL preparata in una siringa da 5 ml con un ago senza punt....

Risultati

Usando questo protocollo, si è formata una stuoia in fibra con pendenza organizzativa. La figura 3 mostra le immagini SEM scattate in varie posizioni sul patibolo nanofibre. Qualitativamente, si può determinare che esiste una progressione da fibre uniaxially allineate a 0 mm (Figura 3A) ad una fibra assortimento casuale a 6 mm (Figura 3D). La FFT dà un valore quantitativo per l'allineamento delle fibre, specifiche sui processi quantitativi sono dettagliate qui ^.......

Discussione

La parte più critica del protocollo è la generazione dello scaffold del gradiente. È imperativo che la maschera che copre il collettore si muova a una velocità costante in modo che vi sia un cambiamento graduale all'interno dell'impalcatura di fibre. Anche la corretta preparazione della soluzione PCL è importante per garantire il successo dell'elettrofilatura. Si consiglia di controllare la morfologia delle fibre prima dell'elettrofilatura, soprattutto dopo l'incapsulamento della cumarina-6, che potrebbe richiedere una t.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Policaprolattone	Sigma-Aldrich	440744
N,N-Dimettaliformammide	Fisher Chemical	D-119-1
Diclorometano	Fisher Chemical	AC61093-1000
Cumarina 6	Sigma-Aldrich	546283
Cellule staminali derivate dal adiposo	Tecnologie di ingegneria cellulare	HMSC. AD-100
Fetale Siero Bovino Tecnologie	Vita	26140-111
Fluoresceina Diacetato	Sigma-Aldrich	F7378
Etanolo	Sigma-Aldrich	E7023
Tripsina-EDTA	Invitrogen	25300-054
&alfa;-Modificato Eagle's	Medium Invitrogen	A10490-01
Acetone	Fisher Scientific	s25120a
Soluzione salina tamponata con fosfato	Invitrogen	10010023
vetrini VWR	international, LLC	101412-842
Pompa a siringa	Fisher Scientific	14-831-200	Siringa singola
Pulitore ad ultrasuoni
	Gamma High Voltage Research	ES30
Microscopio elettronico a scansione	FEI	Nova 2300
Microscopio a fluorescenza	Zeiss	Axio Imager 2

di Alimentatore CC ad alta tensione Branson 1510