Expansie van twee-dimensie Electrospun Nanofiber matten in de steigers van de drie-dimensie

Samenvatting

Dit artikel demonstreert de techniek van het uitbreiden van een traditionele, twee-dimensie (2D) electrospun nanofiber mat in een drie-dimensie (3D) steiger door de drukverlaging subkritische CO₂ vloeistof. Deze augmented steigers zijn 3D, nauw mimic cellulaire nanotopographic signalen, en het behoud van de functies van biologische moleculen ingekapseld binnen de nanofibers.

Samenvatting

Electrospinning is de gewenste technologie in het produceren van een synthetische, functionele Steiger als gevolg van de biomimicry extracellulaire matrix en de bestrijding van het gemak van samenstelling, structuur en diameter van vezels. Echter, ondanks deze voordelen, traditionele electrospun nanofiber steigers komen met beperkingen waaronder ongeorganiseerd nanofiber oriëntatie, lage porositeit, kleine poriegrootte en vooral tweedimensionale matten. Als zodanig, is er een grote behoefte aan de ontwikkeling van een nieuw proces voor het fabriceren van electrospun nanofiber steigers die de bovenstaande beperkingen kunnen overwinnen. Hierin is een nieuwe en eenvoudige methode geschetst. Een traditionele 2D nanofiber mat wordt omgezet in een 3D steiger met gewenste dikte, kloof afstand, porositeit en nanotopographic signalen voor cel zaaien en proliferatie door de drukverlaging subkritische CO₂ vloeistof. Naast het bieden van een steiger voor weefselregeneratie optreden, biedt deze methode ook de mogelijkheid om in te kapselen bioactieve moleculen zoals antimicrobiële peptiden voor lokale drug delivery. De CO₂ uitgebreid nanofiber steigers houden groot potentieel in weefselregeneratie, wondgenezing, 3D weefsel modellering en actuele drug delivery.

Inleiding

Het concept van de ontwikkeling van een synthetische steiger die kan worden geïmplanteerd in patiënten om hulp bij het weefselherstel en regeneratie is dat het gebied van regeneratieve geneeskunde voor decennia heeft doordrongen. De ideale synthetische steiger serveert voor het opwekken van cel migratie vanuit het omliggende gezonde weefsel, biedt een architectuur voor cel zaaien, hechting, signalering, proliferatie en differentiatie, ondersteunt vascularisatie, voorziet in voldoende oxygenatie en voeding levering, en host immuun activiteit om succes te verzekeren na implantatie¹bevordert. Bovendien, kan het worden gebruikt als drager voor het ....

Protocol

Alle in vivo procedures zoals hieronder beschreven werden goedgekeurd door het Comité van de IACUC aan de Universiteit van Nebraska Medical Center.

1. Prepareer de oplossingen voor standaard Electrospinning

1. Los in een glazen buis van 20 mL, 2 g poly(ε-caprolactone) (PCL, Mw = 80 kDa) in een oplosmiddel mengsel van dichloormethaan (DCM) en N, N-dimethylformamide (DMF) met een rantsoen van 4:1 (v/v) met een concentratie van 10% (m/v).
   Let op: Ingang DCM en DMF in een goed geventileerde kap om te voorkomen dat blootstelling aan rook. DCM niet blootstellen aan kunststoffen.
2. Plaats de glazen buis in een lab rotato....

Resultaten

De werkzaamheid van traditionele 2D electrospun nanofiber matten uitbreiden naar 3D steigers via drukverlaging subkritische CO₂ vloeistof werd aangetoond in verschillende capaciteiten: de dikte van de steigers verhoogd van 1 mm wanneer onbehandeld tot 2.5 mm en 19,2 mm met één en twee CO₂ behandelingen, respectievelijk (figuur 3A-C). Het kenmerk porositeit-a van de architectuur van essentieel belang is voor de cel zaaien.......

Discussie

Het omzetten van traditionele 2D electrospun nanofiber matten in uitgebreide 3D steigers via CO₂ drukverlaging werd onderzocht. Traditionele 2D nanofiber matten zijn met succes uitgebreide via subkritische CO₂ vloeistof. De kritische stappen zijn de matten knippen zonder vervormen de randen te fabriceren 2D nanofiber matten onder een geoptimaliseerde voorwaarde (bv. met behulp scherpe chirurgische schaar). Deze CO₂-uitgebreide nanofiber steigers hebben vele voor.......

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
Polycaprolactone	Sigma-Aldrich	440744
N,N-Dimethlyformamide	Fisher Chemical	D-199-1
Dichloromethane	Fisher Chemical	AC61093-1000
Coumarin 6	Sigma-Aldrich	546283
Rotating Steel Drum	customized		Dit dient als verzamelaar tijdens het elektrospinnen.
Syringe Pump	Fisher Scientific	14-831-200	Coaxiale spinning vereist twee enkele spuitpompen.
Revolver	Lab Net International	H5600	Instelbare labrotator voor het mengen van oplossingen
Hypodermic Needle (27G x 1 1/2")	EXCELINT International Co	26426	Dit is onderdeel van de voorbeeld aangepaste coaxiale nozzel getoond.
Hypodermic Needle (21G x 1 1/2")	EXCELINT International Co	26416	Dit is onderdeel van de voorbeeld aangepaste coaxiale nozzel getoond.
High Voltage DC Power Supply	Gamma High Voltage Research	ES30
Scanning Electron Microscope	FEI	Nova 2300
Fluorescence Microscope	Zeiss	Axio Imager 2
LL 37 ELISA Kit	Hycult Biotech	HK321-02