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방법 논문

3D 공간 세포 배양을위한 세포 발판으로 생체 적합성 액정 엘라스토머 거품의 합성

9.4K 조회수

DOI:

10.3791/55452

2017년 4월 11일

이 논문에서

요약

본 연구는 3D, 생체 측쇄 액정 엘라스토머 (LCEs)에 기초한 생분해 성 발포 셀 형상 지지체를 제조하는 방법을 제공한다. 공 초점 현미경 실험은 거품 같은 LCEs가 세포 부착, 증식 및 C2C12s의 근육 모세포의 자연 정렬 할 수 있음을 보여준다.

초록

여기서는 3 차원, 생분해 성, 발포 셀 형상 지지체의 단계별 제조를 제시한다. 이러한 골격은 멕틱-A (SMA) 액정 엘라스토머 (LCEs) 결과, 측쇄 부속기로서 콜레스테롤을 갖춘 단위 성 블록 코 폴리머를 가교 결합하여 제조 하였다. 폼과 같은 골격은, 3 차원 세포 배양 지지체로 적합, 금속 템플릿을 이용하여 제조 상호 연결된 마이크로 채널이 있습니다. 금속 발포체의 종래 다공성 템플릿 필름이지만 질량 수송보다 잘 관리 (즉, 영양소, 가스 폐기물 비교뿐만 아니라 높은 세포 증식을 촉진하는 3 차원 세포 지지체의 엘라스토머 결과의 일반적인 구조의 결합 특성 등). 금속 템플릿의 특성상 거품 형상 (즉, 롤 또는 필름)의 간편한 조작을 가능하게하고 다른 세포 연구 다양한 기공 크기의 골격의 제조를위한 interconnec을 유지하면서템플릿의 테드 다공성 성격. 에칭 공정은 생체 적합성 및 생분해 성 특성을 보존, 엘라스토머의 화학적 성질에 영향을주지 않습니다. 우리는 세포의 성장과 증식을 촉진하면서 이러한 멕틱 LCEs는 광범위한 기간에 재배 할 때, 임상 적으로 복잡한 조직 구조의 연구를 수 있음을 보여준다.

서론

세포 연구 및 세포 부착 및 증식 1, 2, 3, 4, 5, 목표 조직 재생을위한 응용 프로그램을 위해 설계된 생물학적 생체 합성 재료의 몇 가지 예들이있다. 6,7 주문 이방성 분자와 외부 자극에 응답 할 수있는 액정 엘라스토머 (LCEs)라고도 생체 적합성 재료의 몇 가지 예,가 있었다. LCEs 광학 기능과 액정 분자 (8)의 순서, 9 엘라스토머의 기계적 성질과 탄성 결합 자극에 반응하는 물질이다. LCEs 외부 STIM에 응답하여 형상 변화, 기계적 변형, 탄성 거동 및 광학 특성을 이용할 수울리 (예., 열 스트레스, 빛 등) 10, ....

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프로토콜

주 : 3 아암 스타 블록 공중 합체를 이용하여 3 차원 LCE 발포 형 제조를위한 다음 단계는도 1에 도시된다. 핵 자기 공명 (NMR) 특성의 경우, 스펙트럼은 브루 커 400 메가 헤르츠 DMX 악기에 실온에서 클로로포름 (CDCl3 중)에 기록되고, 내부에 잔류 7.26 피크를 참조. 푸리에 약화 총 반사 모드를 이용하여 브루 커 벡터 33 FT-IR 분광기를 사용하여 기록 된 적외선 (FT-IR) 스펙트럼을 변환. 다음과 같은 프로토콜의 각 단계의 경우, 적절한 개인 보호 복 (PPE)를 착용하는 것이 중요하다.

α 클로로 ε 카프로 락톤의 합성 1. (모노머) (제롬 동부 등의 절차에 따라. 28)

  1. 다음과 같이 합성을 시작하기 전에, 3- 클로로과 산 27g을 정제 :
    1. 증류수 800 ml의 나트륨 1.28 g을 추가염기성 인산 수화물 및 인산 나트륨 이염의 수화물 8.24 g. 예약 및 용액 30 ㎖ (수산화 나트륨 또는 염산 사용) 7.4 pH를 조정한다; 이 완충 용액이다.
    2. 분리 깔때기를 사용하여, 디 에틸 에테르 35 ml에 3- 클로 로....

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결과

이 보고서는 니켈 템플릿을 사용하는 세포 배양 용 지지체로서 다공성 3 차원 LCE의 제조 방법을 도시한다. 얻어진 3D LCE는 쉽게 세포의 침윤을 허용 복잡한 상호 채널 네트워크뿐만 아니라 더 적합 질량 수송 (27)를 보여줍니다. 그것은 세포가 완전히 상호 연결된 채널 네트워크에 침투 할 수 있고 또한 LCE 내에서 정렬 할 수있는 것을 알 수 있었다. 여기서, 금속 니켈 폼 (니켈 99 %, 밀도 860 g / cm 2) 이전 쿵 등에 의해보고 그라 발포체 제조와 유사한 방식 다음에 선택 하였다. (22). 금속 폼 폴리머는 완전히 덮여 모든 금속 스트럿으로, 주조되었다. 그것은 LCE의 최종 형태를 부여하고 관심있는 조직 환경을 모방하는 데 도움 수있는 금속 폼의 크기와 밀도의 선택은 중요하다.

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토론

액정 탄성체는 최근 인해 자극에 응답에 생체 세포 골격으로 연구되어왔다. 그들은 세포 골격으로 이상적인 플랫폼으로 입증되었다. 그러나 준비하고 새로운 LCE 발판을 설계 할 때 염두에 두어야 할 중요한 요소는 다공성이다. 침출 고체 (23) 또는 가스의 도입은 항상 균일 한 다공성 또는 완전히 상호 모공 발생하지 않습니다. 식각 할 수있는 금속 템플릿의 사용뿐만 아니라보다 조직적이고 정기적 인 내부 구조를 가질 수있는 기회를 제공뿐만 아니라 기공 크기와 밀도를 선택할 수 있습니다. 이것은 이전에 그래 핀 (22)의 발포체 제조에 사용되는 금속 주형에 직접적으로 관련된다. 금속 템플릿은 일반 다공성 드와 정교하고 복잡한 구조를 만들 가능성의 광대 한 배열을 허용, LCE 가교 전에 모양을 형성 할 수있는 기회를 제공밀접하게 내생 환경을 닮은 서명했다. 거품 LCEs이 방법론을 사용하여 제조 한 전지 재료의 개량 연구 및 더 중요한 있도록 공간적.......

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공개 사항

저자가 공개하는 게 없다.

감사의 글

이 프로젝트의 재정 지원을위한 - 저자 켄트 주립 대학 (ReMedIKS 켄트 주에서 재생 의학 이니셔티브에 대한 공동 연구 보조금 및 지원) 감사의 말씀을 전합니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyltriethoxysilaneAlfa AesarL16606실란화제
2-bis(4-hydroxy-cyclohexyl)프로판TCIB0928시약
2-chlorohexanone Alfa AesarA18613시약
2-헵타논 Sigma AldrichW254401솔벤트
2-프로판올 Sigma Aldrich278475용매
3-chloroperbenzoic acid, m-CPBASigma Aldrich273031시약
4-dimethylaminopyridineAlfa AesarA13016시약
4',6-diamidino-2-phenylindole, DAPI InvitrogenD1306핵 염색제
5-헥시노산 Alfa AesarB25132-06시약
아세트산VWR36289용매
아세톤시그마 Aldrich34850용매
알코올 200 proof ACS 등급 VWR71001-866시약
벤젠Alfa AesarAA33290용매
&-caprolactone Alfa AesarA10299-0E시약
클로로포름VWRBDH1109용매
콜레스테롤시그마 AldrichC8503시약
크롬(VI) 산화물시그마 Aldrich232653시약
구리(I) 요오드화물Strem Chemicals100211-060시약
D,L-L/em-Lactide Alfa AesarL09026시약
디클로로메탄시그마 Aldrich320269용매
Diethyl 에테르 Emd MilliporeEX0190용매
N,N-디메틸포름아미드시그마 알드리치270547용매
Dulbecco' s 수정된 Eagle 매체, DEME CORNING Cellgo10-013세포 매체
에탄올알파 Aesar33361용매
포름알데히드 SIGMA Life ScienceF8775고정
태아 소 혈청, FBS HyCloneSH30071.01미디어 구성
요소 여과지, 등급 415, 정성, 크레이프VWR28320여과
글리세롤Sigma AldrichG5516중앙 노드 (3-암)
헥사메틸렌 디이소시아네이트, HDISigma Aldrich52649Crosslinker
철(III) 염화물 Alfa Aesar12357에칭제
이소프로필 알코올VWRBDH1133용매
메탄올Alfa AesarL13255용매
N,N'-dicyclohexylcarbodiimideAldrichD80002용매
N,N-DimethylformamideSigma Aldrich270547용매
니켈 메탈 템플릿American ElementsNi-860폼 템플릿
신경모세포종 세포 (SH-SY5Y)ATCCCRL-2266세포주
페니실린 스트렙토마이신 Thermo SCIENTIFIC15140122항생제
폴리에틸렌 글리콜 2000, PEGAlfa AesarB22181시약
아지드나트륨 VWR97064-646시약
중탄산나트륨AMRESCO865건조염
염화나트륨BDHBDH9286건조염
산나트륨이염기성 헵타하이드레이트Fisher ScientificS-374건조염
인산나트륨 일염기성 일수화물시그마 AldrichS9638건조염
산나트륨Sigma Aldrich239313건조염
테트라하이드로푸란Alfa Aesar41819용매
티오황산염 de 나트륨AMRESCO393건조염
주석(II) 2-에틸헥사노에이AldrichS3252시약
톨루엔Alfa Aesar22903용매
트리에틸아민Sigma Aldrich471283시약
트립신HyCloneSH30042.01세포 박리
Olympus FV1000
인 황트

참고문헌

  1. Khor, E., Lim, L. Y. Implantable applications of chitin and chitosan. Biomaterials. 24 (13), 2339-2349 (2003).
  2. Chung, H. J., Park, T. G. Surface engineered and drug releasing pre-fabricated scaffolds for tissue engineering. Adv. Drug Deliv. Rev. 59

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생체 적합성 지지체3D 세포 배양금속 폼 템플릿콜레스테롤 측쇄스멕틱 A 상폼 형태의 지지체세포 증식공초점 현미경 검사촉각 압축 시험