Name: キトサンを用いた注射ゲルおよび 3 D 細胞培養への応用の準備 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 5 s
Description: 学ぼう、キトサンを用いた自己修復性を持つ注射可能な水ゲルの調製法と、動的イミン化学による機械的特性の調整、そして3D細胞培養への応用と細胞治療キャリアとしての可能性。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

この研究は国立科学財団の中国 (21474057 および 21604076) によって支えられました。

警告: 使用前に関連するすべての材料安全データ用紙 (MSDS) を参照してください。ヒューム フードと保護具 (保護メガネ、保護手袋、白衣、等) の使用を含む化学実験を行う際は、適切な安全対策を使用してください。プロトコル標準セル処理テクニック (殺菌、細胞回復、細胞継、細胞凍結、細胞染色、等) が必要です。
 1 準備のヒドロゲル <ol><li><ol><li><ol><li>PEG の事前乾燥を ベンズアルデヒドの合成終了・ ディ ・修飾ポリエチレング リコール (PEG DF) のポリマー重量 4.00 g ペグ (4,000 MW、1.00 モル)。丸底フラスコ (250 mL) にそれを転送し、トルエン (100 mL) を追加します 。
			注: 異なる分子量とその他のペグ ハイドロゲル形成のために働くことができますが、異なる剛性につながる</li>。
			<li>熱熱銃 (またはホット プレート 40 ° C 付近) によって軽度すべてのポリマーを溶解するためにソリューションです。すべてのポリマーは、溶解後は、蒸発器を使用して、すべての溶剤を削除します。乾燥のペグを高分子にするこのディゾルブとドライ プロセスを 2 回繰り返します 。
			注意: これは発煙のフード細心の注意を実行する必要があります。トルエンは可燃性</li>。
		</ol></li> <li>PEG のベンズアルデヒド終了反応 <ol><li>フラスコに電磁攪拌機及びテトラヒドロ フラン (THF、100 mL) を追加し、攪拌を使用してペグを解散。すべての固体を完全に解消するソリューション (0.90 g, 6.0 mmol) 4-carboxybenzaldehyde、4-ジメチルアミノピリジン (0.07 g、0.6 モル) を順に追加します</li>。
			<li>追加 N, N &#39;-ヒドロキシサクシンイミド (DCC, 1.25 g, 6.0 mmol) ソリューションには満ちているフラスコに無水 CaCl 2 乾燥管を追加。室温で攪拌しながら、反応を維持 (~ 20 ° C) 約 12 h. の</li>
		</ol></li> <li>後反応プロセス <ol><li>反応が完了したら、真空による溶液生成白色固体をフィルターで除外します。冷たいジエチル エーテル (500 mL) に白色の固形物を沈殿させる攪拌下の溶液を注ぐ。フィルターによりすべての白色固体を収集し、ヒューム フード中の固形物を乾燥します</li>。
			<li>再び白色固体を THF に溶解する、任意の不溶性の白色固体を除外、白色固形物を沈殿させる新鮮な冷たいジエチル エーテルに溶液を注ぐ、それを乾燥します。2 ~ 3 回、この手順を繰り返し、真空乾燥オーブン (20 ° C、0.1 mbar) 完全にそれらを乾燥するために白色の固体。最終製品として白い粉を収集: ベンズアルデヒド終了 DF ペグ</li>。
		</ol></li></ol></li> <li>ハイドロゲルの調製 <ol><li>チューブ (10 mL) で DF ペグ (0.11 g、0.028 ミリ モル 0.22 g、0.055 モル; 0.44 g、0.110 mmol) のさまざまな量の重量を量る脱イオン水 (5.0 mL) を追加して、支援する渦や磁性攪拌器使用 ポリマーを溶解します</li>。
		<li>リコール キトサン (0.495 g, x 10 -3 m モル 6.18) 管内 (50 mL)、脱イオン水 (15.0 mL) を溶解し、キトサン溶液 (3 wt %) を均質化するため、数分間渦を使用します</li>。
		<li>は、チューブ (2.0 mL) で順次リコール キトサン溶液 (0.2 mL、3 wt %) と DF PEG 溶液 (0.2 mL) を追加します。数分で均一フォーム ヒドロゲルへの解決策を混合するのに渦を使用します。表 1 異なる機械的強度のヒドロゲルの比に従ってください 。
		注: は、すでにヒドロゲルを形成するかどうかを決定するため管反転方法を使用します</li>。
	</ol></li> <li>レオロジー解析 <ol><li>パラレル鋼板回転レオメータのレオロジー解析を実施 (径: 20 mm)。ゲル化テストの下のプレートにリコール キトサン溶液 (0.2 mL、3 wt %) を広がってください。キトサン溶液の表面に均等に滴下 DF PEG 水溶液 (0.2 mL、2 wt %) を追加し、ピペットで手早く混ぜます。低いアッパー プレートをしてテストを開始</li>
		<li>ハイドロゲルの &#39; s 剛性テスト カット ハイドロゲル円 (直径: 20 mm) 貯蔵弾性率を測定し、(G &#39;) 1% ひずみ時の周波数解析に対する値。典型的な G &#39; 6.3 rad s 値 &#8722; 1 表 1 に示す 。
		注: はヒドロゲルの動的結合の安定化を確保するためハイドロゲル形成後 0.5 h ゲルのレオロジー解析を実施します</li>。
		<li>ヒドロゲルの &#39; s の自己 healable 特性テスト、切りにするハイドロゲルおよび整数部分に自動修復する作品が集まります。輪を作ってヒドロゲル部分で切って (径: 20 mm) レオロジー解析を行うレオメータの上に置くと</li>。
	</ol></li></ol> 2 ゲルの 3 d 細胞培養 <ol><li>ゲル ゲル溶液の調製 <ol><li>の細胞培養媒体 (RPMI 1640 年 2.0 で追加の重量を量る DF ペグ (0.44 g、0.11 ミリ モル) (4.0 mL)、生殖不能の管に。mL) と高分子溶液 (20 wt %) を取得する高分子を溶解するために渦や撹拌機を使用します。注射器 (10.0 mL) でソリューションを読み込むし、ミクロンの細菌保フィルター (0.22 μ m) を通すことで消毒します</li>。
		<li>はリコール キトサン (0.165 g, x 10 -3 m モル 2.06) 生殖不能の管 (15.0 mL) で重量を量る、細胞培養媒体 (RPMI 1640、4.0 mL)、そしてリコール キトサン溶液 (4.0 wt %) を取得する高分子を溶解するために渦を追加します。注射器 (10.0 mL) でソリューションを読み込むし、0.22 μ m 保細菌フィルターとフィルターします</li>。
	</ol></li> <li>ゲルの細胞培養 注意: 実行すべてのセルのティッシュ文化フードに関連する手順。生殖不能の技術の基本的な知識が期待されます。
	10% <ol><li>細胞懸濁液 <ol><li>RPMI 1640 培養 L929 細胞の調製培 FBS、ペトリネットの 5% ペニシリン (10 mL) 皿 (直径 10 cm)、37 ° C、5% CO 2 で孵化させなさいと。媒体は使用する前に毎日変更します</li>。
			<li>は、トリプシン (0.025 w/v %) および EDTA を含む PBS で L929 細胞を収穫 (0.01 %w/v)、遠心分離 (70 x g、5 分) と再 RPMI 1640 培地 (1.0 mL) で細胞を中断します。血液カウント ボードの標準操作を使用してセルのカウントを実行します。細胞濃度を調整する細胞を再停止 〜 3.75 × 10 6 セル/mL</li>。
		</ol></li> <li>ヒドロゲルの電池を封止材 <ol><li>L929 細胞懸濁液 (0.4 mL、10 6 セル mL -1 x 3.75) を混ぜて渦による管内 (4.0 mL) リコール キトサン溶液 (0.4 mL)。ピペットの共焦点シャーレの中央に L929/リコール キトサン溶液 (0.8 mL) (直径 2.0 cm)。同じ皿にピペットの DF PEG 溶液 (0.2 mL)、ソリューションをミックス、ハイドロゲル形成を誘導してゆっくりピペットします 。
			注: は、ペトリ皿を傾けることによってハイドロゲル形成を評価します</li>。
			<li>直接細胞培養、ゲルの上に RPMI 1640 培養媒体 (1.0 mL) の追加額を追加。インキュベーター (37 ° C、5% CO 2) に埋め込まれた携帯ハイドロゲル (1.0 mL、1.5 wt % グリコール キトサン、4.0 wt %df ペグ 1.5 × 10 6 セル mL -1) を入れ、毎日媒体を変更します。セル封止後日 1、3、5、および 7 にセルイメージ投射のための準備します</li>。
		</ol></li> <li>注入後ゲルの後 3 D 細胞培養の準備ロード携帯ハイドロゲル (1.0 mL ステップ 2.2.2 を参照) (10.0 mL、48 G 針) の注射器。ハイドロゲル フォーム後共焦点イメージング用シャーレにヒドロゲルをゆっくりと注入します。ヒドロゲルの上に培地 (1.0 mL) の追加量を追加し、それは毎日変更します。インキュベーター (37 ° C、5% CO 2) にペトリ皿を置くし、その後にイメージングのための準備します 。
		注意: を確認し、注射器の安全操作プロトコルに従ってください</li>。
	</ol></li> <li>細胞生存率解析 <ol><li>共焦点観察 <ol>
<li>は、2 回の PBS (1.0 mL) でゲルをすすいでください。フルオレセイン ・ ジアセテート (FDA、0.5 mL, 0.05 mg/mL) と propidium (PI、0.5 mL、0.08 mg/mL) はヨウ化ソリューションの 15 分のゲルを染色します。染色後、すべての溶剤を削除します</li>。
			<li>観察励起波長 488 の下共焦点顕微鏡を用いたゲル nm のライブを視覚化する nm と死者の 543 細胞、それぞれ。中の細胞の均一な分布を検証するゲルの 2 μ m 深さごとを通して z スタックを取る 。
			注意: FDA の汚れの生きているセル PI 汚れ死んだ細胞中です</li>。
		</ol></li> <li>チューブ (4.0 mL) に酢酸 (拍、3 v %、1.0 mL) 5 分のピペットでハイドロゲル (1.0 mL) が低下します。遠心分離機 (70 x g、5 分) による細胞を収集し、再 RPMI 1640 培 (1.0 mL) で細胞を中断します。細胞カウント ボードを数える血を使用してを実行します</li>。
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Hoffman, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogels+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug.+Deliver.+Rev%22%5BJournal%5D)">Hydrogels for biomedical applications.</a> Adv. Drug. Deliver. Rev. 64, 18-23 (2012).</li>
<li>Seliktar, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designing+cell-compatible+hydrogels+for+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Designing cell-compatible hydrogels for biomedical applications.</a> Science. 336 (6085), 1124-1128 (2012).</li>
<li>Tibbitt, M. W., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogels+as+extracellular+matrix+mimics+for+3D+cell+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Hydrogels as extracellular matrix mimics for 3D cell culture.</a> Biotechnol. Bioeng. 103 (4), 655-663 (2009).</li>
<li>Sawicki, L. A., Kloxin, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-mediated+Formation+and+Patterning+of+Hydrogels+for+Cell+Culture+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Light-mediated Formation and Patterning of Hydrogels for Cell Culture Applications.</a> J. Vis. Exp. (115), (2016).</li>
<li>Haycock, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+cell+culture%3A+a+review+of+current+approaches+and+techniques%5BTitle%5D)+AND+%223D+Cell+Culture%3A+Methods+and+Protocols%22%5BJournal%5D)">3D cell culture: a review of current approaches and techniques.</a> 3D Cell Culture: Methods and Protocols. , 1-15 (2011).</li>
<li>Breslin, S., O’Driscoll, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+cell+culture%3A+the+missing+link+in+drug+discovery%5BTitle%5D)+AND+%22Drug.+Discov.+Today%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional cell culture: the missing link in drug discovery.</a> Drug. Discov. Today. 18 (5), 240-249 (2013).</li>
<li>Yang, B., et al. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/255762985_Facilely_prepared_inexpensive_and_biocompatible_self-healing_hydrogel_A_new_injectable_cell_therapy_carrier">Facilely prepared inexpensive and biocompatible self-healing hydrogel: a new injectable cell therapy carrier.</a> Polym. Chem. 3 (12), 3235-3238 (2012).</li>
<li>Zhang, Y., Tao, L., Li, S., Wei, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+multiresponsive+and+dynamic+chitosan-based+hydrogels+for+controlled+release+of+bioactive+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Synthesis of multiresponsive and dynamic chitosan-based hydrogels for controlled release of bioactive molecules.</a> Biomacromolecules. 12 (8), 2894-2901 (2011).</li>
<li>Cao, L., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2015/TB/c4tb01705f#!divAbstract">An injectable hydrogel formed by in situ cross-linking of glycol chitosan and multi-benzaldehyde functionalized PEG analogues for cartilage tissue engineering.</a> J. Mater. Chem. B. 3 (7), 1268-1280 (2015).</li>
<li>Ding, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+dynamic+and+self-crosslinked+polysaccharide+hydrogel+with+autonomous+self-healing+ability%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">A dynamic and self-crosslinked polysaccharide hydrogel with autonomous self-healing ability.</a> Soft Matter. 11 (20), 3971-3976 (2015).</li>
<li>Wei, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-healing+gels+based+on+constitutional+dynamic+chemistry+and+their+potential+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Self-healing gels based on constitutional dynamic chemistry and their potential applications.</a> Chem. Soc. Rev. 43 (23), 8114-8131 (2014).</li>
<li>Li, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulus-regulated+3D-cell+proliferation+in+an+injectable+self-healing+hydrogel%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid.+Surface.+B%22%5BJournal%5D)">Modulus-regulated 3D-cell proliferation in an injectable self-healing hydrogel.</a> Colloid. Surface. B. 149, 168-173 (2017).</li>
<li>Tseng, T. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Injectable%2C+Self%E2%80%90Healing+Hydrogel+to+Repair+the+Central+Nervous+System%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">An Injectable, Self‐Healing Hydrogel to Repair the Central Nervous System.</a> Adv. Mater. 27 (23), 3518-3524 (2015).</li>
<li>Yu, L., Ding, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+hydrogels+as+unique+biomedical+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Injectable hydrogels as unique biomedical materials.</a> Chem. Soc. Rev. 37 (8), 1473-1481 (2008).</li>
<li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/py/c7py00112f#!divAbstract">Improving Tumor Chemotherapy Effect by Using an Injectable Self-healing Hydrogel as Drug Carrier.</a> Polym. Chem. , (2017).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2012/CC/c2cc34745h#!divAbstract">A magnetic self-healing hydrogel.</a> Chem. Commun. 48 (74), 9305-9307 (2012).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/py/c6py01704e#!divAbstract">Synthesis of an injectable, self-healable and dual responsive hydrogel for drug delivery and 3D cell cultivation.</a> Polym. Chem. 8 (3), 537-534 (2017).</li>
<li>Yang, C., Tibbitt, M. W., Basta, L., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+memory+and+dosing+influence+stem+cell+fate%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Mechanical memory and dosing influence stem cell fate.</a> Nat. Mater. 13 (6), 645-652 (2014).</li>
<li>Geerligs, M., Peters, G. W., Ackermans, P. A., Oomens, C. W., Baaijens, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Linear+viscoelastic+behavior+of+subcutaneous+adipose+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Biorheology%22%5BJournal%5D)">Linear viscoelastic behavior of subcutaneous adipose tissue.</a> Biorheology. 45 (6), 677-688 (2008).</li>
<li>Banerjee, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+hydrogel+modulus+on+the+proliferation+and+differentiation+of+encapsulated+neural+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The influence of hydrogel modulus on the proliferation and differentiation of encapsulated neural stem cells.</a> Biomaterials. 30 (27), 4695-4699 (2009).</li>
<li>Benoit, D. S., Schwartz, M. P., Durney, A. R., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+functional+groups+for+controlled+differentiation+of+hydrogel-encapsulated+human+mesenchymal+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Small functional groups for controlled differentiation of hydrogel-encapsulated human mesenchymal stem cells.</a> Nat. Mater. 7 (10), 816-823 (2008).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

このプロトコル (図 1) で発表したハイドロゲルは 2 つの主要なコンポーネント: 天然高分子グリコール キトサンおよび合成ベンズアルデヒド終了高分子ゲル化剤 DF ペグ、両方の生体適合性材料であります。DF ペグの合成は、ワンステップ改質反応を使用して提示されます。分子量 4,000 のペグは、溶解度、変更効率、ハイドロゲルの剛性の問題でこのプロトコルに選ばれました。固形物が異なるとグリコール キトサンと DF PEG の比率を使用して一連の機械の強みを持ったゲルを調製しました。ゲル化速度が希薄溶液によって低下するも、分で、常温ゲル化ソリューションを混合することによって、均質なゲルによってすぐに形作られました。レオロジー試験は異なるヒドロゲルの機械的強度を評価するために採用されました。貯蔵弾性率 (G') それらのヒドロゲルの約 900 とは異なることがわかった Pa (ソフト) 2,100 4,700 (中) Pa Pa (硬い) (表 1と図 2 a)。これはより高い貯蔵弾性率...

ヒドロゲルは大量の水と柔らかい物性を架橋高分子材料と彼らは多くの生物医学応用1,2で使用されています。ゲルは、生体内で細胞の生理学的環境に非常に類似している柔らかく、ぬれた環境を提供できます。したがって、ヒドロゲルは 3 D 細胞培養3,4の最も人気のある足場になっています。2D ペトリ皿培養に比べると、3 D 細胞培養細胞外マトリックス (ECM) 模倣し、増殖・分化のための5のための組み立てる細胞の微小環境を提供する迅速に進んでいます。さらに、天然高分子を含むゲルは、細胞が増殖し、3を区別するための生体適合性と促進環境を提供できます。由来の合成高分子ヒドロゲルは動物由来タンパク質またはウイルスのような複雑な影響を排除する、そのシンプルかつ明確なコンポーネントに適しています。3 D 細胞培養のためのすべてのハイドロゲル候補では、中でゲルが容易に作製し、一貫性のあるプロパティを持つが常に優先されます。異なる研究要件に合わせてハイドロゲルのプロパティを調整する施設は、よく6として重要です。
3 D 細胞培養7のための汎用性の高いハイドロゲル プラットフォームとなる動的なイミン化学を使用してリコール キトサンによるハイドロゲルの安易な準備をご紹介します。このメソッドでは、よく知られているバイオ セーフティー リコール キトサンを使用ヒドロゲルのネットワークのフレームを確立します。そのアミノ基は、ヒドロゲル8crosslinkages として動的なイミン結合を形成する高分子ゲル化剤として終了ベンズアルデヒド ポリエチレングと反応しました。動的なイミン結合を形成し、機械的に調節可能な架橋ネットワーク9,10,11ヒドロゲルを endowing 周囲に可逆的かつ responsively を分解します。高含水、生体適合材料と調節可能な機械的強度のため、ハイドロゲルが正常に 3 D 細胞培養12,13L929 細胞の足場として適用されます。ここのプロトコルは、高分子ゲル化剤合成、ハイドロゲルの準備、セルの埋め込み、3 D 細胞培養など、手順を詳しく説明します。
ヒドロゲルはまたその動的なイミンの crosslinkages、その多様々 なバイオ刺激(酸/pH、ビタミン B6 誘導体ピリドキサール、タンパク質パパイン等)への応答を含む、ヒドロゲルへことができることを示すための他のいくつかの機能を示しています8生理学的条件下で分解を誘導しました。ヒドロゲルはまた自己 healable と注射、ヒドロゲル最小限の侵襲的な注入法で投与できる薬剤と細胞の配達14,15では優位します。ヒドロゲルは磁気、温度、pH 応答性など16,17を満たすことができるような特定のプロパティを獲得する互換性のある機能性添加剤や特定のあらかじめデザインされた高分子ゲル化剤を追加することによって、幅広い研究要件。これらのプロパティでは、注射をするハイドロゲルの潜在的な能力薬の細胞in vitroとin vivoの生物医学研究とアプリケーションの両方で複数のキャリアを明らかにします。

<table><tbody><tr><td>グリコールキトサン</td><td>和光純薬工業</td><td>39280-86-9</td><td>90%の脱アセチル化度</td></tr><tr><td>4-カルボキシベンズアルデヒド</td><td>上海アラジン&nbsp;Bio-Chem Technology Co.、LTD</td><td>619-66-9</td><td>99%</td></tr><tr><td>N、N'-ジシクロヘキシルカルボジイミド</td><td>上海アラジン&nbsp;Bio-Chem Technology Co.、LTD</td><td>538-75-0</td><td>99%</td></tr><tr><td>塩化カルシウム無水上海</td><td>アラジン&nbsp;Bio-Chem Technology Co.、LTD</td><td>10043-52-4</td><td>96%</td></tr><tr><td>4-ジメチルアミオプリージン</td><td>上海アラジン&nbsp;Bio-Chem Technology Co.、LTD</td><td>1122-58</td><td>99%</td></tr><tr><td>ポリエチレングリコール</td><td>Sino-pharm化学試薬</td><td>5254-43-7</td><td>99%</td></tr><tr><td>テトラヒドロフラン</td><td>Sino-pharm化学試薬</td><td>109-99-9</td><td>99%</td></tr><tr><td>トルエン</td><td>Sino-pharm化学試薬</td><td>108-88-3</td><td>99%</td></tr><tr><td>エチルエーテル</td><td>Sino-pharm化学試薬</td><td>60-29-7</td><td>99%</td></tr><tr><td>酢酸</td><td>Sino-pharm化学試薬</td><td>64-19-7</td><td>99%</td></tr><tr><td>無水CaCl2</td><td>Sino-pharm化学試薬</td><td>10043-52-4</td><td>99%</td></tr><tr><td>フルオレセインジアセテート</td><td>Sigma</td><td>596-09-8</td><td>99%</td></tr><tr><td>ヨウ化プロピジウム&nbsp;</td><td>Sigma</td><td>25535-16-4</td><td>94%</td></tr><tr><td>RPMI-1640 培地</td><td>Gibco</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ウシ胎児血清</td><td>Gibco</td><td></td><td></td></tr><tr><td>トリプシン-EDTA</td><td>Gibco</td><td></td><td>0.25%</td></tr><tr><td>PBS</td><td>Solarbio</td><td></td><td>0.01 M</td></tr><tr><td>ペニシリン ストレプトマイシン溶液</td><td>Hyclone</td><td></td><td>10,000 U/mL</td></tr><tr><td>レオメーター</td><td>TA 機器</td><td></td><td>AR-G2</td></tr><tr><td>共焦点顕微鏡</td><td>ツァイス</td><td></td><td>710-3チャンネル</td></tr><tr><td>L929 細胞</td><td>ATCC</td><td></td><td>NCTC クローン 929;L細胞、L929、Lひずみの派生物</td></tr><tr>エ<td>バポレーター</td><td>EYELA</td><td></td><td>N-1100</td></tr><tr><td>48ゲージ針</td><td>ShanghaiZhiyu Medical Material Co., Ltd</td><td></td><td>48ゲージ</td></tr><tr><td>顕微鏡</td><td>ライカ</td><td></td><td>DM3000 B</td></tr><tr><td>顕微鏡ソフトウェア</td><td>イマリス</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ヒートガン</td><td>Confu</td><td></td><td>KF-5843&nbsp;</td></tr><tr><td>ペトリ皿</td><td>NEST</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

キトサンを用いた注射ゲルおよび 3 d 細胞培養への応用の準備

Preparation of Chitosan-based Injectable Hydrogels and Its Application in 3D Cell Culture

プロトコルは、動的イミン化学を用いたキトサン ベースのゲルを準備する安易な効率的、かつ汎用性の高い手法を提案します。終了合成ベンズアルデヒド高分子ゲル化剤とグリコール キトサンの溶液を混合することによって、ハイドロゲルを用意し、ヒドロゲルは室温で数分間で効率的に得られます。グリコール キトサン、高分子ゲル化剤、含水量の様々 な比率によって異なるゲル化時間と剛性の多彩なゲルが得られます。破損して、その外観と係数、crosslinkages として動的なイミン結合の可逆性ヒドロゲルを回復できます。この自己 healable プロパティにより、注入処理後整数一括ハイドロゲルに絞りの部分から自己治癒があるので注射するハイドロゲルです。ヒドロゲルも多動的イミン結合の別の平衡状態のため多くの生物活性の刺激に応答するものです。このハイドロゲルが生体適合性として確認された、L929 マウス線維芽細胞が埋め込まれた次の標準的な手順と細胞の増殖は簡単に 3 D 細胞培養プロセスによって評価されました。ヒドロゲルは細胞のための 3 D 環境の生理学的な模倣は利益を得た別の研究のための調節可能なプラットフォームを提供できます。そのマルチ応答性、自己 healable と注射のプロパティと共に、ヒドロゲルは薬と将来の生物医学アプリケーションのセルに複数のキャリアとして可能性があります適用できます。

ゲルの調製とその 3 D 細胞培養上でこのプロトコルの図式は、図 1で提供しています。ハイドロゲルの内容と異なる機械的強さの準備率の情報は表 1のとおりです。ヒドロゲルの自己 healable とレオロジー特性図2 周波数テスト対貯蔵弾性率によるハイドロゲルの剛性をプレゼントします。細胞の共焦点画像とヒドロゲルの文化の日と携帯電話の番号は、図 3、3 D 細胞培養による細胞増殖と細胞生存率を確認するのに提示されます。図 4は、顕微鏡、共焦点イメージ、および注入後文化に苦しんだヒドロゲルに埋め込まれた細胞の細胞増殖率の分析を示します。高細胞生存率、細胞増殖を示し、ハイドロゲルに埋め込まれた細胞破壊の被害を被っていない、ハイドロゲルの injectability を示す後の文化によって回復する可能性が。
<p class="jove_content" fo:kee...

ここで動的イミン化学を用いたキトサン ベース注射ゲルの作製について述べる。ハイドロゲルの機械的強度と 3 D 細胞培養への応用を調整する方法が掲載されています。

キトサンを用いた注射ゲルおよび 3 D 細胞培養への応用の準備

The protocol presents a facile, efficient, and versatile method to prepare chitosan-based hydrogels using dynamic imine chemistry. The hydrogel is ...

このプロトコルの全体的な目的は、最終的に治療法に利用するための、三次元細胞培養用注入可能キトサンハイドロゲルを調製することです。この手法は、自己修復ハイドロゲルの分野における、没入法による自己修復ハイドロゲルの作製方法や、それを三次元細胞培養にどのように利用するかといった疑問を解決することができます。本手法の利点は、適合性のある自己修復ハイドロゲルを非常に簡便な方法で調製でき、三次元細胞培養に利用可能であることです。このハイドロゲルは注入可能であるため、細胞治療のキャリアとして使用できます。それでは、Yongsan Li氏がハイドロゲルの作製方法と、このハイドロゲルを用いた3D細胞培養の手順を実演します。Yongsan Li氏は当研究室の大学院生です。ハイドロゲルを作製するために、まずDF PEGを合成します。ドラフトチャンバー内で、分子量4,000のPEG 4 gを丸底フラスコに量り取り、トルエン100 mLを加えます。その後、ポリマーを溶解させるために溶液を温めてください。すべてのポリマーが溶解した後、エバポレーターを用いてすべての溶媒を除去します。次に、トルエンでの混合と蒸発の工程をさらに2回繰り返し、乾燥PEGポリマーを調製します。続いて、マグネチックスターラーと100 millilitersのDHFを用いて、ポリマーを溶解させます。次に、0.9 gの4-Carboxybenzaldehydeを溶液に溶解させます。続いて、0.07 gのdimethylaminopyrimideを溶液に溶解させます。そして、無水塩化カルシウムを満たした乾燥管内で、1.25 gのDCCを添加します。そのまま室温で約12時間撹拌し、反応させます。翌日、500 millilitersの冷ジエチルエーテルを用いて白色固体を沈殿させ、吸引ろ過で固体を回収します。溶質は廃棄し、固体を十分な換気条件下で乾燥させます。次に、白色固形物を100 millilitersのTHFに溶解させます。不溶性の白色固形物がある場合は、次へ進む前にろ過して取り除いてください。その後、新鮮で冷やしたジエチルエーテルを用いて、溶解した固形物を沈殿させます。次に、吸引ろ過を用いて固形物を回収し、再び乾燥させます。この工程を2〜3回繰り返し、その後、白い固形物を真空乾燥機に入れて完全に乾燥させます。得られた白い粉末が最終生成物である、ベンズアルデヒド末端化DF PEGです。細胞を培養するためのハイドロゲルへの封入を行うため、まず4 mLチューブ内で0.44 gのDF PEGを2 mLの細胞増殖培地に溶解させます。混合物をボルテックスし、重量比20%の溶液にします。次に、この溶液を滅菌します。それを10 mLシリンジに充填し、0.22 µmの除菌フィルターでろ過します。次に、0.165 gのグリコールキトサン

preparation-chitosan-based-injectable-hydrogels-its-application-3d

Research

JoVE Journal

Chemistry

化学

現在の幹細胞治療の主要なハードルは、ホスト組織にこれらの細胞を提供するための最も効果的な方法を決定しています。ここでは、その多能性を維持するために、脂肪由来幹細胞を可能にしながら、アプローチの効率的かつ単純であるキトサンベースの配信方法について説明します。...

幹細胞にロードされたキトサンミクロスフェアの配信のためにコラーゲンハイドロゲルの構築

bioprinter、犠牲型に基づいてパターン化されたハイドロゲルを作成するために使用された。ポロキサマー型は第二のヒドロゲルで埋め戻した後、溶出し、第三のハイドロゲルを充填した空隙を残していた。この方法では、生体高分子から複雑なアーキテクチャを生成する高速溶出及びポロキサマーの良い印刷適性を使用しています。...

模様の作成3D細胞培養のための2つの成分​​のために温度応答性ハイドロゲルリバース金型の印刷

軟骨修復は満たされていない医学的課題であり、ヒトの関節軟骨を操作するための細胞ベースのアプローチは有望な解決策です。ここでは、ヒト関節軟骨細胞の拡大と成熟のための理想的なツールとして、3次元(3D)生体模倣ハイドロゲルについて説明します。...

関節軟骨細胞培養軟骨の生成のための3Dハイドロゲルの足場

ポリ（N-イソプロピルアクリルアミド） - グラフト - コンドロイチン硫酸からなる注射可能な組織工学足場は、（のPNIPAAm-G-CS）含有アルギン酸微粒子を調製しました。接着強度、膨潤性及び生体適合性、インビトロでは、この研究で分析されています。ここで開発された特性決定技術は、他の熱ゲル化システムにも適用可能です。...

組織工学のためのアルギン酸微粒子と熱ゲルポリ（N-イソプロピルアクリルアミド） - グラフト - コンドロイチン硫酸複合材料の合成

これは、肺の細胞外マトリックスからの3次元細胞培養の足場を作成するための方法です。無傷の肺は、三次元での細胞の増殖を支持することができるヒドロゲルに加工されます。...

3D細胞培養のための肺細胞外マトリックスから調整可能なヒドロゲル

蛋白質ベースのヒドロゲルの三次元のアーキテクチャを操作するさまざまな方法は、材料特性に関してここで評価されます。マクロポーラス ネットワーク修飾が細胞接着ペプチドと細胞培養での実現性は、2...

細胞培養用ヒドロゲルの蛋白質ベースのアーキテクチャの簡単な操作

このプロトコルは、cryogelation の技術で微細加工を統合することにより弾性三次元多孔体 microcryogels の作製をについて説明します。セルの読み込み、時に、容易に注入の生体内再生治療を容易にすることができますまたは高スループット薬剤スクリーニングの in vitroの配列に組み立てに 3 D...

注射の再生療法と高スループットの薬剤のスクリーニングのための 3 D への放射能

ここでは、自己組織化ペプチドのひと関節軟骨細胞の脱分化型軟骨への分化を促進する足場の 3 D 培養システムを取得するためのプロトコルを提案する.

三次元ペプチド足場で哺乳動物の細胞を培養

組換え蛋白質設計ヒドロゲルは、ポリマー主鎖としたがって、細胞の微小環境の完全な可変性を可能にする彼ら 3 D 細胞培養のために有利です。ここでは、組換えのエラスチンのような蛋白質の浄化のプロセスと 3 D...

カプセル化と 3 D の細胞の免疫染色のエラスチン様タンパク質ゲルの生産

ここでは、ヒト歯周靭帯(PDL)細胞スフェロイドをキトサン膜で培養するプロトコルを紹介する。三次元(3D)細胞スフェロイドの培養は、従来の組織培養ポリスチレン(TCPS)培養システムに代わるものとなる。...

キトサン膜上のヒト歯周靭帯細胞スフェロイドの形成

本プロトコールは、キトサン−ゲニピンミクロゲルの作製のための非エマルジョンベースの方法を記載する。これらのミクロゲルのサイズは正確に制御することができ、pH依存性の腫脹を示し、...

組織工学用途のためのサイズ制御およびエマルジョンフリーのキトサン-ジェニピンミクロゲルの製造

学ぼう、キトサンを用いた自己修復性を持つ注射可能な水ゲルの調製法と、動的イミン化学による機械的特性の調整、そして3D細胞培養への応用と細胞治療キャリアとしての可能性。

キトサンを用いた注射ゲルおよび 3 D 細胞培養への応用の準備

さらに動画を探す