섬유 조직의 그라데이션으로 전기 방사 나노 섬유 공사장 공중 발판

이 제조 기술은 섬유 조직에서 구배를 가진 나노 섬유 스캐폴드를 생산할 수 있습니다. Gradated 조직은 생물 의학 분야에서 나노 섬유 골격의 유용성을 높입니다. 전기 방사는 표면적이 큰 나노 크기의 섬유 스캐폴드를 생산할 수 있는 기능을 제공합니다.

제조는 폴리머와 휘발성 용매를 결합한 다음 고전압이 가해진 주사기를 통해 해당 용액을 일정한 속도로 이동시켜 용액을 충전하고 바늘 끝에서 방출될 때 폴리머를 늘립니다. 그 결과 다양한 응용 분야를 위해 여러 가지 방법으로 수집할 수 있는 건조 나노 크기의 폴리머 섬유가 생성됩니다. 이 프로토콜에서는 폴리카프로락톤 폴리머를 갭 컬렉터에 방사하여 동맹 정렬된 섬유 기판을 형성했습니다.

그런 다음 무작위 PCL 섬유가 증착되는 동안 이 기질을 덮기 위해 점진적으로 움직이는 마스크를 사용했습니다. 안녕하세요, 제 이름은 칼 칼랄라입니다. Dr.Xing의 실험실에서.

우리는 네브래스카 대학교 메디컬 센터(University of Nebraska Medical Center)의 약학 및 네덜란드 재생 의학 프로그램(Department of Pharmaceutical Sciences and Holland Regenerative Medicine Program)에서 근무하고 있습니다. 오늘 우리는 조직적 그라디언트를 가진 나노섬유 스캐폴드를 제작하기 위한 프로토콜을 보여줄 것입니다. 또한 나노 캡슐화(nano Encapsulation) 및 줄기세포 파종(stem cell seeding)을 통해 이러한 골격의 생체 의학적 응용을 보여줄 것입니다.

첫째, 잠재적으로 위험한 화학 물질을 다룰 때 적절한 안전 장비를 착용하는지 확인하십시오. A, 이 절차의 주요 단계는 밀리리터당 약 100밀리그램의 농도로 폴리카프로락톤 또는 PCL 용액을 준비하는 것입니다. 용액이 반투명하고 적절한 점도를 가진 균질할 때까지 용액 혼합물에 대한 부피 기준 10%의 전체 농도로 각 용매에 대한 부피에 대한 부피에 대해 4:1 부피의 비율로 폴리카프로락톤을 아미드에 대한 디클로로, 메탄과 디메틸의 혼합물에 용해시킵니다.

PCL 용액을 21게이지 뭉툭한 바늘이 있는 5ml 주사기에 추가합니다. 부착: 단일 주사기 펌프를 수직 전기 회전 위치에 놓고 집진기가 주사기 펌프 접지 바로 아래에 있도록 합니다. 수집기는 수집기가 다른 실험실 장비와 접촉하지 않고 개별적으로 접지되었는지 확인합니다.

효율적인 섬유 증착을 위해 주사기 펌프를 상대적으로 높은 유속으로 설정하여 전기 방사를 위해 바늘을 프라이밍하십시오. 바늘 끝에서 형성되는 물방울이 즉시 교체될 때까지 펌프를 작동하십시오. 제거할 때 전기 회전의 경우 펌프를 시간당 0.5밀리리터로 설정하십시오.

전압 연산자를 12킬로볼트로 돌립니다. 이 높은 볼륨으로주의tage는 근접을 피하는 데 매우 위험할 수 있습니다. 바늘 끝의 경우, 비전도성 확장 장치를 사용하여 바늘 끝 또는 수집기에서 발생할 수 있는 잠재적인 막힘 또는 외부 섬유를 처리합니다.

파이버가 컬렉터의 틈을 가로질러 나타나기 시작해야 합니다. 비교적 두꺼운 섬유 매트가 제작될 때까지 전기 방사를 계속합니다. 수집기의 틈새를 가로질러 작은 유리판의 가장자리에 접착제를 바르십시오.

플레이트 치수는 섬유가 정렬된 갭 수집기보다 약간 작아야 스캐폴드가 효과적으로 제거됩니다. 수집기 전면에 축적되었을 수 있는 외부 섬유를 제거합니다. 그런 다음 수집기를 유리 위에 올려 놓고 섬유 매트가 플레이트와 완전히 접촉하도록 합니다.

패드, 비계를 가볍게 하여 섬유가 접착제와 직접 접촉하도록 합니다. 접착제가 마를 때까지 비계를 그대로 두십시오. 접착제가 마르면 골격의 접착된 가장자리 주위를 조심스럽게 잘라 정렬된 매트의 일부가 유리판에 고정된 상태로 유지되도록 합니다.

결과는 2차 증착을 위해 3면에 고정된 섬유 골격과 함께 다음과 같이 보여야 합니다. 화학적 캡슐화가 필요한 경우 Kumar와 6을 추가합니다. 용액이 균질하고 그라디언트 준비를 위해 형광 녹색을 나타낼 때까지 PCL 용액 혼합물에 중량 1%의 농도를 추가합니다.

두 번째 실린지 펌프를 첫 번째 펌프 및 수집기에 수직으로 배치합니다. 두 번째 실린지 펌프에 플라스틱 마스크를 부착하고 집진기에서 약 2mm 위에 놓습니다. 높은 유속을 사용하여 바늘을 준비하십시오.

섬유가 수집기 위로 침전되기 시작하면 수평 주사기 펌프를 시간당 9밀리리터 또는 분당 1밀리미터의 대략적인 이동 속도로 당기도록 설정합니다. 실험이 진행됨에 따라 정렬된 스캐폴드에서 더 많은 Random fibers가 표시되어야 합니다. Kumar 및 six와 같은 염료는 이러한 시각적 그라디언트 표현을 크게 향상시킵니다.

섬유 증착이 진행됨에 따라 나나 섬유는 원하는 수집기 범위를 벗어나 증착되기 시작합니다. 비전도성 로드를 사용하여 이러한 섬유를 제거하여 마스크가 수집기에서 거의 완전히 벗어날 때까지 섬유 스캐폴드 전기 회전을 방해하지 않도록 합니다. 마스크 아래에 정렬된 섬유 골격을 소량 남겨 두십시오.

완성 된 골격은 녹색 무작위 증착과 흰색 정렬 섬유로 여기에서 시각화 된 뚜렷한 정렬 및 무작위 구성 부분을 가져야하며, 무작위에서 단축 섬유 정렬로의 점진적인 변화는 골격의 중간 영역에서 분명해야합니다. 퇴적 유래 줄기 세포로 표준 세포 배양을 수행합니다. 그런 다음 섬유 골격에 있는 세포를 보고 섭씨 37도에서 2시간 동안 배양했습니다.

2시간 배양 후 배지에서 충분히 덮일 때까지 섬유 골격에 더 많은 세포 배양을 적용합니다. 그런 다음 섭씨 37도에서 두 개의 샘플을 각각 3일과 7일 동안 배양합니다. 이것은 2mm 단위로 촬영한 주사 전자 현미경 이미지입니다.

비계에. 골격에서 정렬된 섬유에서 임의의 섬유로 명확한 진행이 있습니다. 4년 동안의 빠른 전달 패턴은 0mm의 패턴이 정렬을 나타내고 6mm의 패턴이 줄기 세포 배양에서 무작위 방향을 나타내기 때문에 이러한 진행을 재확인합니다.

두 세트의 형광 현미경 이미지를 촬영했습니다. 둘 다 서로 다른 세포 방향을 나타내며, 이는 앉은 세포의 위치에 의해 매개됩니다. 얼라이언스 발판에.

세포의 70%가 제조 축의 20도 이내에 나타나는 반면 골격의 임의의 부분에 있는 세포는 20%에 불과합니다. 나노 캡슐화를 통한 화학적 구배의 형성은 형광 현미경 이미지로 검사됩니다. 형광 강도의 그래프는 골격을 통한 화학 물질 농도의 점진적인 변화를 나타내는 선형 성장을 보여줍니다.

뼈 형태 유전 단백질 2와 같은 화학 물질은 이러한 방식으로 캡슐화 될 수 있습니다.조직 공학을 위한 조골 분화를 촉진하기 위해 우리의 최종 목표는 구조적 조직 및 미네랄 함량의 이중 그라데이션과 독특한 종류의 골격을 결합하는 조직 구조를 개발하는 것입니다. 이 조합은 뼈 삽입 부위에 대한 기본 힘줄을 완전히 재생할 수 있습니다. D 포스트 유래 줄기세포 파종을 통합하면 회전근개 손상의 회복을 강화할 수 있습니다.

오늘 우리는 조직 구조의 기울기를 가진 나노섬유 스캐폴드를 생산하기 위한 프로토콜을 소개하고 잠재적인 생물 의학 응용 분야에 대해 설명했습니다. 이 프로토콜의 가장 중요한 부분은 정렬된 골격에 무작위 2차 증착을 수행하여 그래디언트 준비 중에 조직적 그래디언트를 생성하고, 바늘 끝과 수집기를 주의 깊게 관찰하고 수집기가 바늘 끝의 방울이나 수집기에서 외부 섬유를 제거하여 균일한 골격을 보장합니다.