Dit artikel introduceert een nieuwe methode voor de synthese van gedecellulariseerde kraakbeen extracellulaire matrix (DC-ECM) hydrogels. DC-ECM-hydrogels hebben een uitstekende biocompatibiliteit en bieden een superieure micro-omgeving voor celgroei. Daarom kunnen ze ideale celsteigers en biologische afgiftesystemen zijn.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Synthese van gedecellulariseerde kraakbeen extracellulaire matrix hydrogels
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Gedecellulariseerde kraakbeen extracellulaire matrix (DC-ECM) hydrogels zijn veelbelovende biomaterialen voor weefselmanipulatie en regeneratieve geneeskunde vanwege hun biocompatibiliteit en het vermogen om natuurlijke weefseleigenschappen na te bootsen. Dit protocol heeft tot doel DC-ECM-hydrogels te produceren die de natuurlijke ECM van kraakbeenweefsel nauw nabootsen. Het protocol omvat een combinatie van fysische en chemische verstoring en enzymatische vertering om het celmateriaal te verwijderen met behoud van de structuur en samenstelling van de ECM. De DC-ECM wordt verknoopt met behulp van een chemisch middel om een stabiele en biologisch actieve hydrogel te vormen. De DC-ECM-hydrogel heeft een uitstekende biologische activiteit, ruimtelijke structuur en biologische inductiefunctie, evenals een lage immunogeniciteit. Deze eigenschappen zijn gunstig voor het bevorderen van celadhesie, proliferatie, differentiatie en migratie en voor het creëren van een superieure micro-omgeving voor celgroei. Dit protocol biedt een waardevolle bron voor onderzoekers en clinici op het gebied van weefselmanipulatie. Biomimetische hydrogels kunnen mogelijk de ontwikkeling van effectieve weefselmanipulatiestrategieën voor kraakbeenherstel en -regeneratie bevorderen.
Inleiding
Kraakbeenweefselmanipulatie is een zich snel ontwikkelend vakgebied dat tot doel heeft beschadigd of ziek kraakbeenweefsel te regenereren1. Een belangrijke uitdaging op dit gebied is de ontwikkeling van biomimetische steigers die de groei en differentiatie van chondrocyten, de cellen die verantwoordelijk zijn voor de productie van kraakbeen, kunnen ondersteunen. De ECM van kraakbeenweefsel speelt een cruciale rol bij het reguleren van het gedrag van chondrocyten. DC-ECM is een effectieve steiger voor weefselmanipulatietoepassingen3.
Er zijn een aantal technieken ontwikk....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Deze studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van het Tongde-ziekenhuis in de provincie Zhejiang.
1. Bereiding van de DC-ECM-hydrogel
OPMERKING: In deze studie werd het kraakbeen verkregen uit de kniegewrichten van 12 maanden oude Bama-miniatuurvarkens, waardoor de verzameling van botweefsel werd vermeden.
- Neem het verzamelde kraakbeen en blokkeer en hak het in 1-2 mm3 stukken met een scalpel.
- Doe 20 g van het gehakte kraakbeen in een centrifugebuisje van 50 ml en voeg 20 ml hypotone Tris-HCl-buffer (10 mM Tris-HCl, pH 8,0) toe om het weefsel volledig onde....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Om een betere DC-ECM-kraakbeenhydrogel te bereiden, hebben we de eerdere literatuur bestudeerd en beoordeeld en de verschillende decellularisatieprotocollen vergeleken in termen van de decellularisatieratio, immunogeniciteit en mechanische functionaliteit9.
Op basis hiervan bereidden we de DC-ECM kraakbeenhydrogel voor en onderzochten we het effect van een radiaal georiënteerde extractieve matrix/mesenchymale stamcel exosoom bio-inkt bij de behandeling van osteochondral.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Dit protocol biedt een systematische aanpak voor de bereiding van gedecellulariseerde kraakbeen extracellulaire matrix hydrogels die de natuurlijke ECM van kraakbeenweefsel nauw nabootsen. Het protocol omvat een combinatie van fysische, chemische en enzymatische verstoring om cellulair materiaal te verwijderen met behoud van de structuur en samenstelling van de ECM. De kritieke stappen van het protocol omvatten het aanpassen van de decellularisatietijd en -methoden en het zorgen voor volledige decellularisatie.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd gesponsord door het Medicine and Health Technology Plan van de provincie Zhejiang (2019KY050), het Traditional Chinese Medicine Science and Technology Plan van de provincie Zhejiang (2019ZA026), het Key Research and Development Plan in de provincie Zhejiang (subsidie nr. 2020C03043), het Traditional Chinese Medicine Science and Technology Plan van de provincie Zhejiang (2021ZQ021) en de Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China (LQ22H060007).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 1 M Tris-HCl, pH7.6 | Beyotime | ST776-100 mL | |
| 1 M Tris-HCl, pH8.0 | Beyotime | ST780-500 mL | |
| -80 °C Freezer | Eppendorf | F440340034 | |
| Deoxyribonuclease | Aladdin | D128600-80KU | |
| DNEasy Blood &Tissue Kit | Qiagen | No. 69506 | |
| GAG colorimetric quantitative detection kit | Shanghai Haling | HL19236.2 | |
| HCP-2 dryer | Hitachi | N/A | |
| Nanodrop8000 | Thermo Fisher | N/A | Spectrofotometer |
| PBS (10x) | Gibco | 70011044 | |
| Ribonuclease | Aladdin | R341325-100 mg | |
| Sigma500 | ZIESS | N/A | Scanning elektronenmicroscoop |
| Spectra S | Thermo Fisher | N/A | Transmissie elektronenmicroscoop |
| Roestvrijstalen zeef | SHXB-Z-1 | Shanghai Xinbu | |
| Triton X-100 | Beyotime | P0096-500 mL | |
| Trypsine | Gibco | 15050065 | |
| Uv-lamp | Omnicure 2000 | N/A | |
| Vitamine B2 | Gibco | R4500-5G | |
| Vortex mixer | Shanghai Qiasen | 78HW-1 |
Referenties
- Vega, S. L., Kwon, M. Y., Burdick, J. A. Recent advances in hydrogels for cartilage tissue engineering. European Cells & Materials. 33, 59-75 (2017).
- Yang, J., Zhang, Y. S., Yue, K., Khademhosseini, A. Cell-laden hydrogels for osteochondral and cartilage tissue e....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
