여기서 우리는 섬유의 계조 조직과 전기 방사 나노 섬유 지지체를 제작하고 세포 형태 / 방향을 조절하는 응용 프로그램을 탐구하는 프로토콜을 제시한다. 나노 섬유 지지체의 물리 화학적 특성에 관한 그라디언트는 생물 의학 분야에서 다양한 응용 프로그램을 제공합니다.
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이 논문에서
요약
초록
이 프로토콜의 목표는 섬유 조직에서 그라데이션을 가진 나노 섬유 스캐폴드를 생성하는 간단한 방법을 보고하고 세포 형태/방향을 제어하는 데 가능한 응용 프로그램을 테스트하는 것입니다. 나노 섬유 조직은 골격에서 섬유 조직의 점진적인 감소를 가능하게하는 새로운 제조 장치로 제어됩니다. 섬유의 정렬을 변경하는 것은 일축 정렬된 섬유 매트에서 무작위 전기 방사 섬유의 증착 시간을 줄임으로써 이루어집니다. 섬유 증착과 동일한 축을 따라 수집기를 움직이는 장벽/마스크로 덮음으로써 조직 구조를 쉽게 제어할 수 있습니다. 조직 공학 목적을 위해 지방 유래 줄기 세포를 이러한 골격에 파종할 수 있습니다. 줄기세포는 다양한 조직 구조에서 자신의 위치에 따라 형태학적 변화를 겪으며, 위치에 따라 다른 세포 유형으로 분화될 수 있습니다. 또한, 섬유의 등급화된 조직은 나노섬유 골격의 생체 모방을 향상시켜 기존 골격에 비해 힘줄에서 뼈까지의 삽입 부위에서 콜라겐 나노섬유의 자연스러운 방향과 더 밀접하게 유사합니다. 나노 캡슐화를 통해 그라데이션된 섬유는 섬유 스캐폴드에서 화학적 구배를 구성할 수 있는 가능성을 제공하며, 이에 따라 세포-물질 상호 작용 및 계면 조직 재생의 빠른 스크리닝에서 잠재적인 응용 분야를 더욱 강화할 수 있습니다. 이 기술을 사용하면 연속 구배 스캐폴드를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 이동 장벽/마스크의 움직임을 개별 방식으로 제어하여 개별 단계로 섬유를 생성할 수도 있습니다.
서론
나노 섬유는 때문에 구조와 상대적 크기 1의 세포 외 기질을 모방 할 수있는 능력의 조직 공학에 대한 인기 유틸리티입니다. 그러나, 이러한 힘줄 투 뼈 삽입 부위의 조직 일부 원시 인터페이스, 힘줄을 향해 정렬 증가 뼈 사이트 2-5로 감소 변수 조직 구조를 나타낸다 콜라겐 섬유를 함유한다. 따라서, 효과적인 조직 재생이 효과적으로 구조 구배를 모방 할 수 지지체를 제조 할 필요가있다.
섬유 조성물의 점진적인 변화를 실시 이전 연구되고있다, 즉, 미네랄 함량 6. 그러나, 결합 조직의 구조 부품을 다시하면 크게 비경 남아있다. 이전 연구는 쥐의 두 개관 골 모세포의 증식 표면 실리카 입자 밀도의 효과를 연구함으로써 형태학 그라디언트 검사하고 인버 발견실리카 입자 밀도, 세포 증식 (7) 사이 SE 관계. 그러나 이전의 연구에서 세포 증식을 매개 형태 학적 변화는 섬유 조직 변경 7, 8을 흉내 낸의 능력을 결여 표면 거칠기에 주로 관련이 있었다. 최근의 한 연구는 9 전기 방사에 대한 새로운 컬렉터를 사용하여 고유의 콜라겐 섬유 방향을 모방 발판을 제작하려고했습니다. 이 연구는 모두 정렬 랜덤 섬유와 발판을 생산하는 데 성....
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프로토콜
해결 방법 1. 준비
- 100 ㎎ / ㎖의 대략적인 농도 폴리 (ε 카프로 락톤) (PCL) (w M = 80,000g / 몰)의 용액을 준비합니다. (4)의 비율로 디클로로 메탄 (DCM)과 N, N-dimethlyformamide (DMF)의 혼합물에 녹이고 PCL : 1 (v / v)로 10 %의 농도를 갖는 (W / V).
- 혼합하는 20 ㎖ 유리 튜브에서 용액을 놓는다. 30 분 동안 초음파 세척기에 유리 튜브를 배치, 또는 솔루션은 반투명 때까지.
2. 장치 준비
- 부착 된 21 게이지 무딘 바늘로 5 ML의 주사기에 준비 PCL 솔루션을 추가합니다.
- 그림 1 항에있어서, 수직 전기 방사 위치에 주사기 펌프를 놓습니다.
- 2cm x를 정렬 섬유 기판 5cm의 열린 공간을 스테인리스 갭 수집기를 사용합니다. 컬렉터에게 바늘 끝에서 12cm를 놓습니다.
- 에 직류 (DC) 고전압 전원을 접속바늘과 콜렉터 접지. 집이 개별적으로 다른 실험실 장비없이 연락처와 접지되어 있는지 확인합니다.
3. 전기 방사
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결과
이 프로토콜을 이용하여, 조직 그라데이션 섬유 매트를 형성 하였다.도 3은 나노 섬유 지지체상의 다양한 위치에서 찍은 SEM 이미지를 도시한다. 질적으로, 그것은 6mm (도 3d)에서 랜덤 섬유 구색 0mm (도 3A)에서 일축 정렬 된 섬유에서 진행이 있는지 판단 할 수있다. FFT는 섬유 정렬을 정량적 가치를 제공, 정량적 프로세스에 대한 세부 사항은 (19)는 여기에 자세히 설명되어 있습니다. 0mm 전시 섬유 배향을 나타내고, 6mm에서 FFT 패턴은 무작위 배향을 의미 FFT에서 섬유. 점점 임의 섬유 증착 (- C 그림 3B)에 정렬 된 섬유 조직의 SEM 이미지에서 명확한 진행 (그림 3)이 있습니다.
ADSCs는 나노 섬유 지지체에서의 위치에 따라 형태 변경을 시행 하였다. 그.......
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토론
프로토콜의 가장 중요한 부분은 그래디언트 스캐폴드의 생성입니다. 수집기를 덮고 있는 마스크가 일정한 속도로 움직여야 섬유 스캐폴드 내에서 점진적인 변화가 있습니다. PCL 용액의 올바른 준비도 전기 방사 성공을 보장하는 데 중요합니다. 전기방사 전에 섬유 형태를 확인하는 것이 좋으며, 특히 전기방사를 올바르게 하기 위해 더 높은 전압이 필요할 수 있는 Coumarin-6을 캡슐화한 후에는 더욱 그렇습니다.
또한, 이 프로토콜은 섬유 조직에서 이산 그라데이션을 제작할 수 있습니다. 그러나 이 프로토콜은 스캐폴드 전체에 걸쳐 다양한 두께를 생성하므로 잠재적으로 기계적 적용이 제한될 수 있습니다. 무작위 섬유 증착이 증가한 영역은 정렬된 영역보다 두꺼워집니다. 이 프로토콜은 또한 힘줄-뼈 삽입 부위에서 화학 성분의 재현으로 확장되지 않습니다. 삽입 부위에서 천연 광물 함량을 성공적으로 재현하려면 광물 구배의 구성이 필요합니다. 광물 조성 및 조직 구조의 기울기가 있는 섬유 스캐폴드의.......
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공개 사항
저자는 공개할 것이 없습니다.
감사의 글
이 작품은 네브라스카 의료 센터와 국립 보건 연구소 (허가 번호 1R15 AR063901-01)의 대학에서 시작 펀드에서 부분적으로 지원되었다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 폴리 카프로 락톤 | , 시그마 알드리치 | 440744 | |
| N, N- 디메 틀리 포름 아미드 | 피셔 화학 | D-119-1 | |
| 디클로로 메탄 | 피셔 화학 | AC61093-1000 | |
| 쿠마린 6 | 시그마 알드리치 | 546283 | |
| 지방 유래 줄기 세포, | 세포 공학 기술 | HMSC. AD-100 | |
| 소 태아 혈청 | Life Technologies | 26140-111 | |
| 플루오레세인 디아세테이트 | 시그마-알드리치 | F7378 | |
| 에탄올 | 시그마-알드리치 | E7023 | |
| 트립신-EDTA | 인비트로겐 | 25300-054 | |
| &알파;-수정된 독수리의 매체 | 인비트로겐 | a10490-01 | |
| Acetone | Fisher Scientific | s25120a | |
| 인산염 완충 식염수 | Invitrogen | 10010023 | |
| Glass Slides | VWR international, LLC | 101412-842 | |
| 주사기 펌프 | Fisher Scientific | 14-831-200 | 단일 주사기 |
| 초음파 세척기 | Branson | 1510 | |
| 고전압 DC 전원 공급 장치 | 감마 고전압 연구 | ES30 | |
| 주사 전자 현미경 | FEI | Nova 2300 | |
| 형광 현미경 | Zeiss | Axio Imager 2 |
참고문헌
- Xie, J., Li, X., Xia, Y. Putting electrospun nanofibers to work for biomedical research. Macromol. Rapid Commun. 29 (22), 1775-1792 (2008).
- Genin, G. M., et al. Functional grading of mineral and collagen in the attachment of tendon to bone. Biophys. J<....
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