마우스 배아 줄기 세포에서 신경 조직 공학을위한 폴리의 전기 방사 섬유 발판 (글리세롤 dodecanedioate)

요약

폴리 (글리세롤 도데)라는 이름의 새로운 생분해 성 고분자에서 새로운 디자인의 컬렉터를 통해 더 큰 예금 영역에 걸쳐 전기 방사 장 섬유 (PGD)의 합성 및 제조가보고되었다. 마우스 섬유는 다 능성 줄기 세포로부터 유도 된 세포의 성장을지지 할 수 있었다.

초록

조직 공학 응용 프로그램의 경우, 생분해 성 및 생체 적합성 지지체의 제조가 가장 바람직하지만, 어려운 작업입니다. 다양한 제조 방법 중에서, 전기 방사는 단순함과 기능성으로 인해 가장 큰 매력입니다. 또한, 전기 방사 나노 섬유는 세포의 생존 및 성장에 대한 추가적인 지원을 보장 천연 세포 외 매트릭스의 크기를 모방. 이 연구는 전기 방사를위한 새로 디자인 컬렉터를 사용하여 폴리 (글리세롤 도데)라는 이름의 새로운 생분해 성 및 생체 적합성 고분자에 대한보다 큰 예금 영역 (PGD) ^{1 걸친} 긴 섬유의 제조의 가능성을 보여 주었다. PGD​​는 따라서 신경 조직 공학 응용 프로그램에 적합합니다, 신경 조직과 유사한 기계적 성질을 가진 독특한 탄성 특성을 나타낸다. 섬유상 비계 재료를 만들기위한 합성 및 제조 셋업이 간단하고 재현성이 높은, 저렴이었다. 생체 적합성의테스트, 마우스 배아 줄기 세포에서 파생 된 세포에 부착하고 전기 방사 PGD 섬유에 성장 수 있습니다. 요약하면,이 프로토콜은 마우스 배아 줄기 세포 유래의 신경 계통 세포의 성장을 지원하기 위해 PGD의 전기 방사 섬유를 제조하기위한 다양한 제조 방법을 제공 하였다.

서론

전기 방사는 마이크로 - 투 - 나노 사이즈 섬유 지지체를 생산하는 효과적인 가공 방법의 하나이다. 전기 방사의 기본 원리는, 바늘의 팁과 컬렉터 접지 사이의 높은 전압을인가함으로써, 바늘의 구멍에 유지되어 용액의 테일러 콘을 포함한다. 용액의 정전 반발이 표면 장력을 극복 할 때, 충전 된 유체 제트는 니들 팁 밖으로 배출되고, 용매 증발과 공기를 통해 이동하고, 마지막으로 접지 콜렉터 상에 증착된다. 주사기 펌프은 방적 돌기로부터 나오는 용액의 연속적인 흐름을 제공하고, 전기 방사 섬유 이렇게 여러 사본은 단시간 내에 제조 될 수있다. 집 전체에 도착하는 방사 구금을 떠나는 과정에서 청구 제트는 고분자 용액의 점도 및 표면 장력을 포함 파라미터 electrostati의 개수에 따라 스트레칭 및 채찍 겪을 것이다C의 용액에서 시행하고, 외부 전계의 상호 작용 ^등이.

전기 방사 공정에서, 콜렉터는 마이크로에 나노 섬유가 증착 될 수있는 전도성 기판으로서 역할을한다. 본 연구에서는 섬유 컬렉터의 새로운 유형을 원하는 크기 (길이 x 폭)와 섬유 매트를 얻을 수 있도록 설계되었습니다. 전통적으로, 알루미늄 박을 집 전체로서 사용하지만, 다른 기판에 평면에서 섬유를 전송하는 것은 곤란하다. 전통적인 집에서 그대로 섬유 매트 ....

프로토콜

1. 전기 방사 수집기 설치

1. 사각형 조각으로 알루미늄 호일을 잘라.
2. 직사각형의 스트립에 사각형 조각을 접어 테이프로 평평한 금속판 (그림 1)에 수직으로 장착. 주 : 섬유 매트의 사이즈는 스트립의 길이 및 폭에 따라 다르다. 필요에 따라서, 스트립의 크기는 조정될 수있다.

2. 고분자 용액의 제조

1. PGD​​ 폴리머를 얻기 위해 100 시간 동안 120 ° C에서 비커 1:1 몰비 글리세롤과 도데 산 (DDA)를 섞는다.
2. 15 ML 튜브에 1.5:3:95.5의 중량 비율로 65 % 에탄올에 폴리 (에틸렌 옥사이드) (PEO)와 젤라틴을 녹여 뚜껑을 강화하고 교반하면서 1 시간 동안 60 ° C의 오븐에서 혼합물을 가열 그것은 균일 용액 (기초 용액)이 될 때까지.
3. 전기 방사를 들어, PGD 중합체 4:6 중량비 기저 용액을 혼합한다. 참고 : PGD 농도는 양이G 섬유 직경에 효과. 30 % -50 %의 퍼센트 PGD는 더 이상 증가 된 섬유 직경 5cm 이상의 섬유를 생산할 좋다.
4. 고분자 용액에 0.1 % 리보플라빈을 넣고 잘 섞는다.

결과

전기 방사의 주요 구성 요소는도 1에 나타낸다. 대형 섬유 매트는 일반적으로 수직으로 부착 된 알루미늄 호일 스트립 및 편평한 금속판을 얻었다.도 2는 콜렉터 설계 및 전기 방사 섬유 매트를 나타낸다. 폭과 길이는 서로 다른 애플리케이션에 조정될 수있다. PGD​​ 중합체 및 기저 혼합 용액으로 만든 섬유의 길이는 10cm까지이다. 전기 방사 된 섬유의 형태는도 3에 도시된다. 40 % PGD 농도로 만든 섬유의 직경이 마이크로 미터 범위이다. 섬유에 3, 6 일간 배양 MES 세포에서 파생 된 분화 된 세포의 공 초점 현미경 이미지는 그림 4에 나타내었다. 녹색 형광 신호가 세포에서 녹색 형광 단백질 (GFP)의 과발현에서왔다. 도 5 레사 주린 형광 시약의 결과는 MES 세포가 성장할 것으로 보여N 리겔과 라미닌과 PGD 섬유 코팅에 해당하는 세포 생존 능력이 있고 코팅되지.......

토론

간단한 수집 또는 현재 일부 응용 프로그램에 대해 원하는 길이와 섬유 매트의 크기를 획득하는 제한을 증가 전기 방사에 사용되는 수집 회전의 복잡성의 제한. 또한, 배양 접시 또는 다른 기판에 접지 집에서 섬유를 전송하는 것은 도전이다 ^5. 이 보고서에서, 접지 된 집에 알루미늄 호일 스트립을 부착하여 간단하게 만든 새로운 디자인의 집은, 한 번에 20cm에서 10cm로 대형 섬유 매트를 얻을 수 있었다. 1과 2는 설계 회로도 설정을 도시 10cm 제어 매트 폭이 긴 전기 방사 섬유까지의 제조. 니들 팁과 컬렉터 사이의 전계의 영향으로 전기 방사 섬유는 쉽게 다른들로 전송 될 수있는 부드러운 섬유 매트를 형성하고, 알루미늄 호일 스트립 및 접지 콜렉터 사이의 영역을 가로 질러 뻗어 있었다ubstrate. 전기 방사 섬유는 세포가 다리와 진정한 입체 환경에서 여러 섬유에 부착 할 수 있도록 다공성 섬유 구조를 제공합니다. 이 연구에서 생성 된 섬유 .......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
글리세롤	: 시그마 - 알드리치	G7757
도데 칸 디오 산	: 시그마 - 알드리치	D1009
젤라틴	: 시그마 - 알드리치	D1890
폴리 (에틸렌 옥사이드) (PEO)	시그마 - 알드리치	182028
리보플라빈	시그마 - 알드리치	132350250	0.10 %
마우스 배아 줄기 세포	GlobalStem	GSC-5002
Matrigel	Becton Dickinson	356234
DMEM/F12	Thermo Scientific	SH30272.02
N2 보충제	Invitrogen	17502048	1%
FGF2	Stemgent	03-0002	10 ng/ml
Accutase	Invitrogen	A11105-01
Phosphate buffered Saline (PBS)	Invitrogen	10010-031
Resazurin 형광 염료	Sigma-Aldrich	62758-13-8
SV 총 RNA 분리 시스템	Promega	Z3100
GoScript 역전사 시스템	Promega	A5000
GoTaq qPCR 마스터 믹스	Promega	A6001
주사기 펌프	Fisher scientific	14-831-200
고전압 전원	Spellman High Voltage Electronics Corporation		SL30
UV 광선	Philips	308643	15W/G15T8
Synergy HT 다중 모드 마이크로플레이트 리더	BioTek
Perkin Elmer GeneAmp PCR 시스템 9600	Perkin Elmer	8488
StepOne Real-time PCR 시스템	Applied Biosystems	4376357