이 비디오에서는, 우리는 그들의 기능을 개선하고 세포의 이동을 제어하는 다공성 금속 임플란트에 대한 수정 방법을 보여줍니다. 기술은 3D 및 기저막의 생산은 2-D에서 세포의 움직임을 제어하는 모방에서 세포의 움직임을 제어하는 기공 그라디언트의 개발을 포함한다. 또한, 혈액 단백질의 분석을 통해 생체의 모니터링 임플란트 통합을위한 HPLC 기반 방법이 설명되어 있습니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
이 논문에서
요약
초록
특히 금속 임플란트 티타늄 임플란트가 널리 임상 응용에 사용됩니다. 조직에서 이러한 임플란트 및 통합 성장의 조직이 성공적으로 임상 결과에 중요한 매개 변수입니다. 조직 통합을 개선하기 위해, 다공성 금속 임플란트가 개발되고있다. 기공 영역이 전체 구조의 기계적 특성을 손상시키지 않고 기능화 할 수 있기 때문에 금속 폼의 오픈 기공은 매우 유익합니다. 여기에서 우리는 티타늄 마이크로 비드에 따라 다공성 티타늄 임플란트를 사용하여 이러한 수정 사항을 설명합니다. 티타늄의 소수성과 같은 고유의 물리적 속성을 사용하여, 그것은 지하실 멤브레인은 친수성, 천연 고분자를 기반으로 모방하도록 마이크로 비드 기반의 금속 임플란트에서 동시에 소수성 기공 그라디언트를 얻을 수있다. 3D 기공 그라디언트 등의 동결 추출 방법으로 폴리-L-락트산 (PLLA)와 같은 합성 고분자에 의해 형성된다. 2D 나노 섬유 쉬르얼굴은 천연 가교제 (genipin)와 가교 단계에서 다음에 콜라겐 / 알지네이트를 사용하여 형성된다. 이 나노 섬유 필름 층 (LBL) 두 개의 반대로 대전 된 분자 콜라겐과 알긴산의 증착 방법에 의해 계층에 의해 지어졌다. 마지막으로,이 많은 다세포 조직에 필요한대로 다른 지역, 다른 세포 유형을 수용 할 수있는 임플란트를 얻을 수있다. 에 의해 다른 세포 유형에 의해 다른 방향에서이 방법은 세포의 움직임을 제어 할 수 있습니다. 이러한 시스템은 기관 재생의 특정 경우에 대한 설명하지만, 다른 대상 기관에 대해 수정할 수 있습니다. 세포 이동 및 다른 기공 그라디언트를 만들기위한 가능한 방법의 분석은 정교합니다. 이러한 임플란트의 분석의 다음 단계는 이식 후 자신의 특성이다. 그러나 금속 임플란트의 조직 학적 분석은 생체 내에서 금속 임플란트 모니터링 호스트 반응에 따라서 길고 번거로운 과정CGA 및 다른 혈액 단백질을 모니터에 따라 lternative 방법도 설명합니다. 이 방법은 체외 주문품 마이그레이션 및 식민지 테스트에서 개발에 사용될 수 있으며, 조직학없이 생체 기능화 된 금속 임플란트의 분석에 이용된다.
서론
현재 금속 임플란트는 하중 어플리케이션에 적합하지만, 자신의 비 분해성 그들에게 1 주변 조직과 함께 강력한 인터페이스를 보장 설계를 필요로한다. 생체과 식민지 성장의 세포 촉진 구조를 제공함으로써, 금속 임플란트의 수명은 2 연장 할 수 있습니다. 공개적으로 다공성 금속 임플란트는 또한 임플란트의 좋은 식민지를 보장하기위한 조직 인터페이스 기술에 대한 자료를 약속합니다. 그들은 적극적으로 정형 외과 임플란트로 또한 기관 이식 3-5 사용되었습니다. 그러나, 기공 분야에서 세포의 움직임을 통해 정확한 컨트롤로 해결해야 할 문제가 여전히있다. 이 프로세스를 제어하지 않으면 한쪽 끝과 다른 쪽 재 협착의 불완전 식민지로 이어질 수 있습니다. 이러한 임플란트의 추가 작용과 같은 성장 인자의 전달과 같은 높은 기능을 달성하기 위해 필요한 것은,감독 혈관 및 다른 세포 유형 6-8의 동시 이동합니다. 혈관 조직에 의한 임플란트의 식민지가 바람직과 기관 이식의 경우, 이것은 매우 중요합니다. 그것은 임플란트 개통을 감소하기 때문에, 기관의 루멘을 성장의 통제 조직은 바람직하지 않다.
세포의 움직임을 제어 할 수있는 하나의 가능성은 크기 배제됩니다. 표적 세....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
프로토콜
1. 기공 금속 임플란트의 세공 그라디언트의 준비
- 에탄올 임플란트 (예 : 400 ~ 500 μm의, Neyco SAS, 프랑스의 크기 범위와 의학 급료 티타늄 구슬으로 만들어진 임플란트)를 청소 한 후 15 분 동안 아세톤에서 초음파 처리.
- 임플란트의 크기와 모양 (표준 실험 2 cm의 높이 1.5 cm 직경의 원통형 몰드를 사용하는)에 따라 설계 및 제조 테프론 몰드. 금형 특정 부분을 추출하는 동안 제거 할 수 있도록 모듈 형이어야한다. 이러한 금형 설계는 감독 방식으로 추출 유체의 움직임을 강제로 추출 프로세스에 대한 제어를 보장합니다.
- I) 임플란트의 크기, II를 결정하는 바닥 부분) 굴대 및 이동할 수 ⅲ) 외부 코어 : 기관을 대체하기 위하여 디자인 관 임플란트의 경우, 구조는 세 가지로 구성되어야한다. 이 방법은 기공 크기 구배가 안쪽으로 외부에서 형성 될 수있다. <리> 합성 고분자 (PLLA) 솔루션을 준비 : 동결 / 추출 PLLA 솔루션은 디 옥산과 물 (: V 87:13 %, V)의 바이너리 혼합물에서 준비해야합니다.
- 균일 한 용액을 얻기 위해 ° C 순서로 60 혼합물을 가열한다. 60 ° 그것은 임플란트에 솔루션의 도입에 사용할 수있는 정밀 유리 주사기의 온도 저항의 높은 한계로....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
결과
기공 그라디언트의 형성
PLLA 용액의 농도를 변경함으로써, 임플란트의 extraluminal 측면에 구멍의 크기를 제어 할 수 있습니다. 기공 크기와 모양이 크게 티타늄 임플란트 (그림의 1A와 1B)의 존재에 의해 영향을 받았다. 40-100 μm의 낮은 농도의 사용률이 작은 모공의 결과에서 기공 크기였다. 강내 측면 기공 크기에 제한 추출에 의해 규율되고 섬유 아세포의 평균 크기보다 약 9 ㎛ 인 23 일이었다 반면. 더 큰 기공의 기공 벽이 자신의 기공을 얻을 수있다 실온에서 배양 단계 이중 다공성 구조를 추가하여. 그것은 가스와 영양 운동 (그림 1C) 촉진하는 것처럼이 기능은 두꺼운 임플란트 중요합니다.
나노 섬유 기저막 - 모방 형성
후, 구조 .......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
토론
기공 그라디언트 인터페이스 조직 공학에 중요한 도구이며, 여기에 설명 된 시스템은 세포 이동을 연구하기 위해 기공 그라데이션을 형성 혼자 또는 금속 임플란트와 함께 사용할 수 있습니다. 이 시스템은 유기 용매를 처리하는 화학 물질 흄 후드를 제외한 모든 추가 설정 또는 추가 장비를 필요로하지 않습니다, 따라서 그것은 생물학 실험실에서 적용 할 수 있습니다. 같은 폴리 (글리콜 산) (PGA), 폴리 (락트 - 공동 글리콜) 산 (PLGA)와 폴리 (카프로 락톤) (PCL)와 유사한 고분자는 약간의 수정과 함께 사용할 수 있습니다. 유기 용제에 용해하지 않을 다른 거대 구조도 사용할 수 있습니다. 하나의 표면에 작은 기공 크기 (나노)에서 얻기 위해, 추가로 얇은 나노 다공성 필름 층의 형성도 가능합니다. 이 첫 번째 높은 휘발성 용매에 구조의 맨 위에 고분자의 희석 용액 (1 %)를 넣어 (예 : 클로로포름 등) 및 다음 즉시 AP에 담가 상분리를 유발하여 얻을 수 있습니다우레 에탄올 솔루션입니다. 이 방법은 하나의 자료를 기.......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
공개 사항
NE 브라는 Protip SAS의 직원입니다.
감사의 글
저자는 동물 실험에 그의 도움을 축적 테프론 금형 및 박사 G. Prevost에서의 위해 제조 티타늄 임플란트 박사 앙드레 왈더와 니콜라스 페린, K. Benmlih에게 감사의 말씀을 전합니다. 우리는 또한 재정적 기여 지역 알자스와 PMNA (폴 MATERIAUX 등 Nanosciences 달자)을 인정합니다.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| < 강> 시약 < / 강> | |||
| 다이옥산 | 시그마 알드리360481 | 독성 물질, 엄격하게 화학 후드 | |
| PLLA i. 폴리 (L- 락타이드) 고유 점도 ~ 0.5 dl / g < > ii. 폴리(L-락타이드) 고유 점도 ~2.0 dl/g | Sigma-Aldrich | 94829, 81273 | 분자량과 고유 점도의 선택은 응용 분야에 따라 다릅니다. |
| PRONOVA UP LVG (알긴산 나트륨) | Novamatrix | 4200006 | 저점도 (20-200 mPa.s) |
| 콜라겐 유형 I (소) | Symatese | CBPE2US100 | |
| 펜 / 연쇄상 구균, Fungizone | Promocell | C42020 | |
| Genipin | Wako | 0703021 | |
| 스프링 상수가 0.03 N.m인 질화 규소 프로브-1. | Bruker | MSCT | |
| HPLC용 Trifluoroacetic acid ,≥ 99.0% | 시그마-알드리치 | 302031 | 위험 물질, MSDS를 주의 깊게 따르십시오. |
| 아세토니트릴, HPLC용, ≥ 99.9% | Sigma-Aldrich | 34998 | |
| Calcein-AM | Invitrogen | C3100MP | |
| PKH26 Red Fluorescent Cell Linker Kit for General Cell Membrane Labeling | Sigma-Aldrich | PKH26GL | |
| Rabbit C-Reactive Protein (CRP) ELISA kit | Genway Bio | GWB-9BF960 | |
| DMSO, Bioreagent, ≥ 99.7% | Sigma-Aldrich | D2650 | |
| Equipment | |||
| Multimode Nanoscope IV Atomic Force microscope | Bruker | ||
| Procise microsequencer | Applied Biosystems | ||
| Ultima 3000 HPLC system | Dionex | ||
| Scanning Electron Microscope Hitachi TM 100 | Hitachi | ||
| 컨포칼 스캐닝 레이저 현미경 Zeiss LSM 510 | Zeiss | ||
Table 1. 재료 및 시약 목록. |
참고문헌
- Hollister, S. J. Porous scaffold design for tissue engineering. Nat. Mater. 4, 518-524 (2005).
- Ryan, G., Pandit, A., Apatsidis, D. P. Fabrication methods of porous metals for use in orthopaedic applications. Biomaterials. 27, 2651-2670 (2006).
- Schultz, P., Vautie....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재인쇄 및 허가
