Name: Progettazione di un Hydrogel doppo strato di controllo differenziazione ASC (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-05-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 48 s
Description: Scopri come creare un idrogel bilaminato con collageno, fibrina e chitosan per indirizzare la differenziazione delle cellule staminali derivate dal tessuto adiposo (ASC) verso fenotipi distinti. Questo metodo supporta la rigenerazione tissutale e la rivascolarizzazione nella guarigione delle ferite cutanee.

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SN è stato sostenuto da una borsa post-dottorato dal Initiative Tissue Engineering Pittsburgh. DOZ è supportata da una sovvenzione concessa dalla Fondazione di Ginevra.

<ol><li>Natesan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+bilayer+construct+controls+adipose-derived+stem+cell+differentiation+into+endothelial+cells+and+pericytes+without+growth+factor+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">A bilayer construct controls adipose-derived stem cell differentiation into endothelial cells and pericytes without growth factor stimulation.</a> Tissue Eng. Part A. 17, 941-953 (2011).</li>
<li>Nuttelman, C. R., Tripodi, M. C., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+hydrogel+niches+that+promote+hMSC+viability%5BTitle%5D)+AND+%22Matrix+Biol%22%5BJournal%5D)">Synthetic hydrogel niches that promote hMSC viability.</a> Matrix Biol. 24, 208-218 (2005).</li>
<li>Benoit, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrin-linked+kinase+production+prevents+anoikis+in+human+mesenchymal+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+A%22%5BJournal%5D)">Integrin-linked kinase production prevents anoikis in human mesenchymal stem cells.</a> J Biomed Mater Res A. 81, 259-268 (2007).</li>
<li>Willerth, S. M., Sakiyama-Elbert, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+stem+cells+and+biomaterial+scaffolds+for+constructing+tissues+and+cell+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Combining stem cells and biomaterial scaffolds for constructing tissues and cell delivery.</a> , (2008).</li>
<li>Natesan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adipose-derived+stem+cell+delivery+into+collagen+gels+using+chitosan+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Adipose-derived stem cell delivery into collagen gels using chitosan microspheres.</a> Tissue Eng. Part A. 16, 1369-1384 (2010).</li>
<li>Bubnis, W. A., Ofner, M. C. 3rd <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+determination+of+epsilon-amino+groups+in+soluble+and+poorly+soluble+proteinaceous+materials+by+a+spectrophotometric+method+using+trinitrobenzenesulfonic+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Biochem%22%5BJournal%5D)">The determination of epsilon-amino groups in soluble and poorly soluble proteinaceous materials by a spectrophotometric method using trinitrobenzenesulfonic acid.</a> Anal. Biochem. 207, 129-133 (1992).</li>
<li>Zhang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+PEGylated+fibrin+patch+for+mesenchymal+stem+cell+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">A PEGylated fibrin patch for mesenchymal stem cell delivery.</a> Tissue Eng. 12, 9-19 (2006).</li>
<li>Bornstein, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstituted+rattail+collagen+used+as+substrate+for+tissue+cultures+on+coverslips+in+Maximow+slides+and+roller+tubes%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Invest%22%5BJournal%5D)">Reconstituted rattail collagen used as substrate for tissue cultures on coverslips in Maximow slides and roller tubes.</a> Lab Invest. 7, 134-137 (1958).</li>
<li>Zhang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vascular+differentiation+of+bone+marrow+stem+cells+is+directed+by+a+tunable+three-dimensional+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Vascular differentiation of bone marrow stem cells is directed by a tunable three-dimensional matrix.</a> Acta Biomater. 6, 3395-3403 (2010).</li>
<li>Rochon, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normal+human+epithelial+cells+regulate+the+size+and+morphology+of+tissue-engineered+capillaries%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Normal human epithelial cells regulate the size and morphology of tissue-engineered capillaries.</a> Tissue Eng. Part A. 16, 1457-1468 (2010).</li>
<li>Liu, H., Collins, S. F., Suggs, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+culture+for+expansion+and+differentiation+of+mouse+embryonic+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional culture for expansion and differentiation of mouse embryonic stem cells.</a> Biomaterials. 27, 6004-6014 (2006).</li>
</ol>

Nessun conflitto di interessi finanziari esistono. Disclaimers I pareri o le affermazioni contenute nel presente documento sono le opinioni personali degli autori e non devono essere interpretate come ufficiale o che riflette le opinioni del Dipartimento della Difesa o il Governo degli Stati Uniti. Gli autori sono dipendenti del governo degli Stati Uniti, e questo lavoro è stato preparato come parte delle loro funzioni ufficiali. Tutto il lavoro è stato sostenuto dalla US Army Medical Research e Materiel Command. Questo studio è stato condotto nell&#39;ambito di un protocollo esaminato e approvato dalla US Army Medical Research e Materiel Command Institutional Review Board e in conformità con il protocollo approvato.

ASC sono ben noti per la loro facilità di isolamento e la capacità di differenziare verso vari tipi di cellule. Con le tecniche descritte in questa manoscritto, siamo in grado di sfruttare la plasticità del ASCs esponendo le cellule a biomatrices contemporaneamente. Come le cellule migrano lontano dalla loro base CSM e inserire il proprio ambiente circostante extracellulare, le cellule prendono spunto dal patibolo e può mantenere &quot;staminalità&quot; (collagene) o essere indotte a differenziarsi verso tipi di cellule...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente / apparecchiatura </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Comments </td></tr><tr><td> Hanks soluzione salina bilanciata (HBSS) </td><td> Gibco </td><td> 14175 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Siero fetale bovino </td><td> Hyclone </td><td> SH30071.03 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Collagenasi di tipo II </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> C6685 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> 70-micron Nylon Mesh Filter </td><td> BD Biosciences </td><td> 352350 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> 100-um Nylon Mesh Filter </td><td> BD Biosciences </td><td> 352360 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> MesenPRO crescita media del sistema </td><td> Invitrogen </td><td> 12746-012 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> L-Glutammina </td&gt; <td> Gibco </td><td> 25030 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> CaCl 2 .2 H 2 O </td><td> Sigma </td><td> C8106 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> T75 Tissue Culture Flask </td><td> BD Biosciences </td><td> 137787 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Chitosan </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 448869 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Acido acetico </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 320099 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> N-ottanolo </td><td> Acros Organics </td><td> 150630025 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Sorbitan-mono-oleato </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S6760 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Idrossido di potassio </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> P1767 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Acetone </td><td> Fisher Scientific </td><td> L-4859 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Etanolo </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 270741 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Trinitro benzensolfonico Acid </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> P2297 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Acido cloridrico </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 320331 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Etere etilico </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 472-484 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> 8-micron di tessuto coltura in piastra Inserti </td><td> BD Biosciences </td><td> 353097 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Microcentrifuga da 1,5 ml Tubes </td><td> Pescatore </td><td> 05-408-129 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> MTT reagente </td><td> Invitrogen </td><td> M6494 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Dimetilsolfossido </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> D8779 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Qtracker cellulare Labeling Kit (QTracker 655) </td><td> Sonde molecolari </td><td> Q2502PMP </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Collagene di tipo 1 </td><td> Travigen </td><td> 3447-020-01 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Di sodio idrossido </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S8045 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> 12-Well piastre di coltura dei tessuti </td><td> BD Biosciences </td><td> 353043 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Fibrinogeno </td><td> Sigma </td><td> F3879 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Trombina </td><td> Sigma </td><td> T6884 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Derivata Benztriazole di polietilene </td><td> Sunbio </td><td> DE-034GS </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Tris Buffer Tablet (pH 7,6) </td><td> Sigma </td><td> T5030 </td><td> Consumabili </td></tr><tr><td> Centrifuga </td><td> Eppendorf </td><td> 5417R </td><td> Equipment </td></tr><tr><td> Orbital Shaker </td><td> New Brunswick Scienctific </td><td> C24 </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Incubatore umidificato con Air-5% CO 2 </td><td> Thermo Scientific </td><td> Modello 370 </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Agitatore </td><td> IKA </td><td> Visc6000 </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Agitatore magnetico </td><td> Corning </td><td> PC-210 </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Vacuum Essiccatore </td><td> - </td><td> - </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Particle Size Analyzer </td><td> Malvern </td><td> STP2000 Spraytec </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Water Bath </td><td> Fisher Scientific </td><td> Isotemp210 </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Spettrofotometro </td><td> Beckman </td><td> Beckman Coulter Spettrofotometro DU 800UV/Visible </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Vortice </td><td> Diagger </td><td> 3030a </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Microplate Reader </td><td> Molecular Devices </td><td> Spectramax M2 </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Luce / microscopio a fluorescenza </td><td> Olimpo </td><td> IX71 </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Microscopio confocale </td><td> Olimpo </td><td> FV-500 microscopio confocale a scansione laser </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Microscopio Elettronico a Scansione </td><td> Carl Zeiss MicroImaging </td><td> Leo 435 VP </td><td> Attrezzatura </td></tr><tr><td> Microscopio elettronico a trasmissione </td><td> JEOL </td><td> JEOL 1230 </td><td> Attrezzatura </td></tr></tbody></table>

progettazione di un hydrogel doppo strato di controllo differenziazione asc

Engineering a Bilayered Hydrogel to Control ASC Differentiation

Polimeri naturali nel corso degli anni hanno acquisito maggiore importanza a causa della loro biocompatibilità di accoglienza e la capacità di interagire con le cellule in vitro e in vivo. Un&#39;area di ricerca che promette nel campo della medicina rigenerativa è l&#39;uso combinatorio di biomateriali innovativi e cellule staminali. Una strategia fondamentale nel campo dell&#39;ingegneria dei tessuti è l&#39;uso di tridimensionale ponteggio (ad esempio, decellularizzato matrice extracellulare, idrogel, micro / nano particelle) per dirigere la funzione delle cellule. Questa tecnologia si è evoluta dalla scoperta che le cellule hanno bisogno di un substrato su cui si può aderire, proliferare, ed esprimono il loro fenotipo differenziato cellulare e la funzione 2-3. Più recentemente, è stato anche determinato che le cellule non solo utilizzare questi substrati per adesione, ma anche interagire e prende spunto dal substrato di matrice (ad esempio, matrice extracellulare, ECM) 4. Pertanto, le cellule e ponteggi una connessione reciproca cheserve a controllare lo sviluppo dei tessuti, l&#39;organizzazione e la funzione finale. Derivate da tessuto adiposo cellule staminali (CSA) sono mesenchimale, non-ematopoietiche cellule staminali presenti nel tessuto adiposo, che può esibire multi-lineage differenziazione e servire come fonte immediatamente disponibile di cellule (cioè pre-endoteli vascolari e periciti). La nostra ipotesi è che derivate da tessuto adiposo cellule staminali possono essere dirette verso differenti fenotipi contemporaneamente semplicemente co-coltura in matrici doppo strato 1. Il nostro laboratorio è focalizzata sulla guarigione della ferita cutanea. A questo scopo, abbiamo creato un&#39;unica matrice composita dai biomateriali naturali, fibrina, collagene, e chitosano che possono mimare le caratteristiche e le funzioni di un dermo-specifico ambiente guarigione della ferita ECM.

Questo protocollo si concentra sulla utilizzando la capacità intrinseca delle cellule staminali a prendere spunto dalla loro matrice extracellulare che circonda ed essere indotte a differenziarsi in fenotipi multipli. Questo manoscritto metodi estende la nostra descrizione e caratterizzazione di un modello utilizzando un idrogel doppo strato, costituito da PEG-fibrina e collagene, contemporaneamente alla co-differenziare derivate da tessuto adiposo cellule staminali<sup&gt; 1</sup&gt;.

Progettazione di un Hydrogel doppo strato di controllo differenziazione ASC

Nel corso degli anni, i polimeri naturali hanno acquisito maggiore importanza grazie alla loro biocompatibilità con l'ospite e alla capacità di interagire con le cellule in vitro e in...

L'obiettivo generale di questa procedura è creare una matrice composita realizzata con biomateriali naturali che possa essere utilizzata per veicolare e differenziare cellule staminali al fine di favorire la guarigione delle ferite. Ciò viene ottenuto isolando innanzitutto cellule staminali derivate dal tessuto adiposo, o ASC, da un animale sottoposto a test. Successivamente, le ASC vengono caricate su microsfere di chitosano preformate.Successivamente, viene formato un gel di collagene FIBRILLATO e le microsfere A-S-C-C-S-M vengono stratificate sopra il gel di collagene. Infine, viene formato un gel di fibrina PEG sopra il gel di collagene A-S-C-C-S-M e viene aggiunto il mezzo. In definitiva, si possono ottenere risultati che mostrano la migrazione simultanea bidirezionale degli A SC dalla microsfera CSM all'interno sia della matrice di collagene che di quella di fibrina PEG.Attraverso questa procedura, una singola fonte di cellule staminali può ricevere segnali differenziali dagli ambienti microscopici di collagene e fibrina PEG, e può essere stimolata in modo differenziale a produrre fattori pleiotropici e formare una rete di strutture prevascolari. Il principale vantaggio di qu

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Semplici tecniche sono descritte per la produzione rapida di microfabbricazione sistemi di coltura neurali utilizzando un dispositivo digitale micromirror per litografia dinamica proiezione maschera su substrati regolari colture cellulari. Questi sistemi di coltura possono essere più rappresentativo dell'architettura naturale biologico, e le tecniche descritte potrebbe essere adattato per numerose applicazioni.

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Qui si descrive una strategia unica per la creazione di matrici biocompatibili, stratificate con interfacce continui tra strati distinti per l'ingegneria tissutale. Tale scaffold in grado di fornire un ambiente ideale personalizzabile per modulare il comportamento cellulare da vari segnali biologici, chimici o...

Gradiente di densità multistrato polimerizzazione (DGMP): una tecnica innovativa per la creazione di comparti multipli, Ponteggi personalizzabili per l&#39;ingegneria tissutale

Per la creazione di strutture altamente organizzate di tessuti complessi, è necessario assemblare più materiali e tipi di cellule in un composito integrato.  Questo design combinatorio incorpora fogli cellulari stratificati specifici per organo con due materiali distinti di derivazione biologica contenenti una forte base di matrice fibrosa e cellule endoteliali per migliorare la formazione di nuovi vasi.

Ingegneria dei tessuti: Costruzione di un multicellulare 3D Ponteggio per la consegna di Layered fogli Cellulari

Descriviamo la fabbricazione di fogli di idrogel micromodellati utilizzando un processo semplice, che può essere assemblato e manipolato in una forma indipendente. Utilizzando questi fogli modulari di idrogel, è possibile generare un semplice sistema di coltura cellulare 3D su macroscala con un microambiente cellulare controllato.

Costruzione di fogli modulare idrogel per micropatterned macro-scala 3D Cellular Architettura

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Facile manipolazione delle architetture in idrogel a base di proteine per applicazioni della coltura delle cellule

Modelli di cultura doppio strato attuali non consentono per studi funzionali in vitro che imitano microambienti in vivo . Utilizzando polietilene glicole e un metodo di applicazione di modelli di ossido di zinco, questo protocollo descrive lo sviluppo di una membrana basale biomimetici ultrasottile con rigidità sintonizzabile, porosità e composizione biochimica che imita molto attentamente in vivo matrici extracellulari.

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I ligandi a matrice extracellulare possono essere modellati su idrogel di poliacrilammide per consentire la coltura di cellule staminali embrionali umane in colonie confinate su substrati conformi. Questo metodo può essere combinato con la microscopia a forza di trazione e i saggi biochimici per esaminare l'interazione tra la geometria dei tessuti, le forze generate dalle cellule e le specifiche del destino.

Modellazione della geometria delle colonie di cellule staminali embrionali umane su substrati conformi per controllare la meccanica a livello di tessuto

Abbiamo sviluppato una matrice extracellulare del polmone decellularized e bioreattore romanzo biomimetici che può essere utilizzato per generare il tessuto funzionale del polmone. Con la semina delle cellule e nella matrice coltura nel bioreattore, generiamo tessuto che dimostra efficace scambio di gas quando trapiantate in vivo per brevi periodi di tempo.

Procedura per l&#39;Ingegneria del polmone

Scopri come creare un idrogel bilaminato con collageno, fibrina e chitosan per indirizzare la differenziazione delle cellule staminali derivate dal tessuto adiposo (ASC) verso fenotipi distinti. Questo metodo supporta la rigenerazione tissutale e la rivascolarizzazione nella guarigione delle ferite cutanee.

Progettazione di un Hydrogel doppo strato di controllo differenziazione ASC

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