多孔体 microcarriers のセル拡張プロトコル 310 マトリックスをシードする灌流型バイオリアクターにおける情報配信システムとしての利用を提案しています。我々 は、細胞の増殖と microcarriers 上で培養した細胞の生存率を決定するさまざまなテクニックがあります。さらに、バイオリアクター培養後の細胞の機能を示します。
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方法論記事
多孔体 microcarriers のセル拡張プロトコル 310 マトリックスをシードする灌流型バイオリアクターにおける情報配信システムとしての利用を提案しています。我々 は、細胞の増殖と microcarriers 上で培養した細胞の生存率を決定するさまざまなテクニックがあります。さらに、バイオリアクター培養後の細胞の機能を示します。
ティッシュ ・ エンジニア リングは、組織や臓器移植の目的についての需要の増加のためのソリューションを開発に焦点を当てて、有望な分野です。このような組織を生成するプロセスは複雑であり、特定の細胞型、足場、および身体的または生化学的刺激細胞の成長と分化を導くための適切な組み合わせが含まれています。Microcarriers は、以来、彼らはより高い表面に体積比を提供し、二次元の伝統的な方法と比較して体内の状況をもっと密接に模倣、三次元 (3 D) の微小環境のセルを展開する魅力的なツールを表します。組織設計を生成するとき、血管、細胞に酸素と栄養を供給し、廃棄物の除去は重要なビルディング ブロックを構成します。実際には、ほとんどの構成体は血管サポートの欠乏のために注入されて失敗します。本研究ではスピナー フラスコ、バイオリアクター、動的条件の下で遺伝子組換えコラーゲン ベース microcarriers の内皮細胞の拡張のためのプロトコルを提案する、この設定セル実行可能性と機能を決定する方法について述べる。さらに、血管新生目的で必要な追加の取り外し手順携帯配信のための方法を提案する.さらに、我々 は decellularized 生物学的マトリックスの灌流型バイオリアクターの潜在的な細胞血管新生を評価するための戦略を提供します。提示方法の使用は、組織工学実習におけるアプリケーションの大規模な範囲の新しい細胞を用いた治療法の開発につながることを考えています。
組織エンジニア リング アプリケーションで一般的な問題の 1 つはの場所で正しい分化型高細胞塊を生成する必要があります。この問題に対処するため microcarriers のアプリケーションは、これまで大規模な世代の皮膚、骨、軟骨、腱1整形外科組織工学などの分野で重要性を増して、1967 年に開始。彼らを許可する付着性文化の取り扱い方法でサスペンション文化2のようなマイクロ三次元 (3 D) 基板上への細胞の拡大によって。それにより細胞は均質な栄養供給や3,4分化はしばしば失われる 2 D で時間をかけて生体内でのより良いメンテナンスにつながる5に接近する細胞マトリックスの相互作用を経験します。最終的に高いセルの利回り6、7、高いガスにつながる - より高い表面-容積比と静的なシステムに8、規制、物理的な文化を対象とする可能性を比較する栄養の為替レート刺激9、および拡張のプロセス7のスケール アップの可能性はさらに利点が。直径、密度、間隙率、表面電荷接着特性10,11などいくつかの機能は、異なる市販マイクロおよびマクロ-キャリアを区別します。しかし、主な利点の 1 つはサイトの欠陥または需要への放射能として潜在的な彼らの配信です。
生産の前レポート12に示す我々 の骨の組織工学におけるマイクロ ・ キャリア技術の応用、新しいマイクロ ・ キャリアの種類を構成した組換えコラーゲンの私ペプチド (RCP、Cellnest として市販)。この新しいマイクロ ・ キャリアは、携帯配信シナリオでは臨床に必要な足場とセル生産のスケール アップ GMP に準拠したことができます。このコンテキストで足場の安定性、劣化率と最適架橋戦略の適切な選択により表面特性のチューニング選択したアプリケーション技術を適応、金利の種類を細胞または組織13をターゲットすることができます。特に、治療上の適用14注射携帯配信システムとしてこのマイクロ ・ キャリアの潜在的な雇用は、それら臨床設定で特に興味深い。
本稿で我々 したがって分離とひと骨髄由来間葉系間質細胞 (hBMSCs) のひと皮膚微小血管内皮細胞 (HDMECs) コラーゲン私、基づく組換えに拡大培養例を示しますペプチド ベースの microcarriers、臨床の現場での配信のための準備。さらに、注入時に細胞生存率の維持に役立つ追加のプロトコルについて述べる。
移植後の細胞生存率は実際に血管新生15,16,17酸素と栄養の交換を保証し、廃棄物の除去を容易に強く依存します。バイオリアクターは、再生組織工学における血管新生課題を克服し、細胞生存率、それにより酸素や栄養素の18を提供する培養液の灌流を維持する方法の 1 つを構成します。ここでは、我々 は、マトリックス、 de novoの血管新生と血管新生に貢献する能力を RCP microcarriers から微小血管内皮細胞の移行機能を評価するための in vitro法を示しています。このマトリックスは、ブタの腸の decellularized セグメント BioVaSc (生物学的血管柄付き足場) 豊富なコラーゲンとエラスチンと呼ばれると栄養動脈が含まれています血管構造とされている流出静脈19を保存着床の問題20の適用されます。
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hBMSCs は、変形性関節症患者の大腿骨頭置換術大腿骨頭から分離されました。ヴュルツブルク大学のローカル倫理委員会および患者のインフォームド コンセントの承認の下でプロシージャを行った。主な血管内皮細胞は、少年ドナーの包皮生検から分離された.その法的日付には、書面によるインフォームド コンセントが用意されています。研究は、ヴュルツブルク大学 (投票数 182/10) のローカル倫理委員会によって承認されました。
1. hBMSCs と HDMECs の単離
2. セットアップとスピナー フラスコ、RCP microcarriers やバイオリアクターの殺菌
3. hBMSCs と RCP 多孔体 microcarriers に HDMECs の文化
注: RCP microcarriers のシードに使用 HDMECs がレンチ ウイルス伝達で RFP でラベル付けされました。このプロトコルは、以前に公開されたプロトコル5後変更されました。
4. DNA 量、SEM 分析、ライブ死んで染色と発芽アッセイ
5. マトリックス シードと HDMECs のバイオリアクター システムの開始
6. RFP-HDMECs、マトリックスに添加
7. 分析とバイオリアクター文化の読み出し
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図 1 aのように、生きているかデッドの汚損によって決定されるカルチャの 7 日後 RCP microcarriers に実行可能なセルの数が多いを得た.これらの結果は、部分的に (図 1 b) を短期、毛穴周り完全に植民地化された microcarriers を認め、SEM 分析によって確認されました。その一方で、実験で細胞ない均等に播種したいくつかの空 microcarriers 結果になった失敗した実験は、以上合計セル量 (図 1) の 10% をしないで死んだ細胞の異常に高い数が特徴です。さらに、HDMECs の DNA の内容数量は時間 (図 1) をかけて dsDNA の増加を示した。
また、RFP HD...
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マイクロ ・ キャリアの 1 つの主な目的は、必要な場所にセルを提供するために、分化を維持しながら細胞の拡大です。表されたメソッドは、セルを添付し、増殖、細胞密度の高いと、microcarriers を植民地化しできた RCP microcarriers をご紹介します。これはライブ/デッド染色、生菌の 90% 以上が動的文化の 7 日後のみいくつかの死んだ細胞が得られた中に検出されたで観測されました。同様に、SEM 画像はセルが文化の 7 日後、microcarriers の全体の表面をカバーすることを確認しました。
3 D モデルの細胞の存続を確保するため、廃棄物の除去ができ、細胞に酸素と栄養の供給を維持することが重要です。血管は、以来、彼らは血管23の内側の部分の内側を覆う細胞に内皮細胞が重要な役割を再生、この exchange プロセスの責任がある構造です。彼らは増殖、移行、付着、スプラウト、および24血管のような構造を形成する能力を持っています。これらのプロパティは、セルを発芽...
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著者が明らかに何もありません。
これらの結果につながる研究資金から、欧州連合第 7 フレームワーク プログラム FP7/2007-2013 付与契約 n ° 607051 の下で (バイオ刺激) を受けています。私たちは、SEM 分析支援のためケイ酸塩研究 ISC の RCP 製造とフラウンホーファー研究所からヴェルナー ・ ストラックの間に技術援助から富士フイルム製造ヨーロッパ BV、キャロライン ・ ヴァン ・ Spreuwel Goossens を感謝します。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 3-(4,5-ジメチルチアゾール-2-イル)-2,5-ジフェニルテトラゾリウムブロミド (MTT) | Serva Electrophoresis GmbH | 20395.01 | |
| 4',6-ジアミジノ-2-フェニルリンドルジ塩酸塩 (DAPI) | Sigma-Aldrich | D9542 | |
| 酢酸 100% | Sigma-Aldrich | 533,001 | |
| 分析天びん Kern EG 2200-2NM | Kern &Sohn GmbH | ||
| Ascorbate-2-phosphate | Sigma-Aldrich | A8960 | |
| Bioreactor | Chair of Tissue Engineering and Regenerative Medicine, ヴュルツブルク, ドイツ | ||
| 明視野顕微鏡 Axiovert 40C | Carl Zeiss AG | ||
| Cellnest | Fujifilm | ||
| Centrifuge tubes (15 mL, 50 mL) | Greiner Bio-One | ||
| コラーゲンR溶液0,4% | Serva Electrophoresis GmbH | 47254.01 | |
| DMEM-F12 | Gibco | 11320-033 | |
| Dulbeccoのリン酸塩緩衝生理食塩水 | Sigma-Aldrich | D8537 | 塩化カルシウムおよび塩化マグネシウムなしで変性 |
| エオシン1% | Morphisto | 10177.01000 | |
| エタノール96% | カールRoth GmbH | T171.4 | 変性 |
| 子牛胎児血清(FCS) | バイオ&FCSを売る | 。ADD.0500 | 非熱不活性化 |
| 蛍光顕微鏡BZ-9000 | エンス | ||
| ヘマトキシリン | モルフィスト | 10231.01000 | |
| ヘキサメチルジシラザン | シグマアルドリッチ | 440191 | 試薬グレード、≥99% |
| バイオリアクター用インキュベーター | Chair of Tissue Engineering and Regenerative Medicine, ヴュルツブルク, ドイツ | ||
| 生細胞/死細胞二重染色キット | Fluka | 04511KT-F | |
| マグネチックスターラープレート | 2Mag | 80002 | |
| メディウム 199 | Sigma-Aldrich | M0650 | 10X |
| Microplate reader Tecan Infinite M200 | Tecan | ||
| 針 21G 16mm | VWR | 613-5389 | |
| パパイン パパイヤ ラテックス | Sigma-Aldrich | P4762 | 凍結乾燥粉末、≥ 10 units/mg タンパク質 |
| パラフィン | Carl Roth GmbH | 6642.6 | |
| ペニシリン/ストレプトマイシン | Sigma-Aldrich | P4333 | |
| 蠕動ポンプ | Ismatec | ||
| Quanti-iT PicoGreen dsDNA assay kit | Thermo Fischer Scientific | P7589 | |
| Histofix 4% | Carl Roth GmbH | P087 | |
| 走査型電子顕微鏡 スープラ 25 | Carl Zeiss AG | ||
| 水酸化ナトリウム溶液 1.0 N | Sigma-Aldrich | S2770 | |
| スピナーフラスコ (25 mL) | Wheaton | 356879 | |
| Syringe 1 mL | VWR | 720-2561 | |
| 組織培養フラスコ(25 cm2、75 cm2、150 cm2) | TPP Techno Plastik Products AG | ||
| Trypan blue 0.4% | Sigma-Aldrich | T8154 | |
| VascuLife VEGF-Mv | Lifeline細胞技術 | LL-0005 |
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