Name: Fabricage van een biologisch actief, PCL-based Self-fitting Shape Memory Polymer Steiger (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-10-23T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 37 s
Description: Leer de fabricage van een biologisch actief, PCL-based shape memory polymer steiger met zelfpassende eigenschappen voor craniomaxillofaciale defecten. Deze methode bevordert osteointegratie en botgenezing.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs danken Texas A &amp; M University Engineering en Experiment Station (TEE) voor de financiële ondersteuning van dit onderzoek. Lindsay Nagel erkent dankbaar steun van de Texas A &amp; M University Louis Stokes Alliantie voor Minority Participatie (LSAMP) en de National Science Foundation (NSF) Graduate Research Fellowship Program (GRFP). Dawei Zhang dankzij de Texas A &amp; M University Proefschrift Fellowship.

1. Synthesizing PCL-DA Macromeer <ol><li> Voer de acrylering reactie. <ol><li> Weeg 20 g PCL-diol (M n = ~ 10000 g / mol) in een 250 ml rondbodemkolf uitgerust met een met teflon bedekte magnetische roerstaaf. </li><li> Los de PCL-diol in DCM. <ol><li> Voeg 120 mLlof DCM aan de kolf (concentratie = 0,17 g / ml). </li><li> Plaats een rubber septum losjes in de hals van de kolf om drukopbouw te vermijden als behandeling verdamping van DCM. </li><li> Roer oplossing ~ 30 min bij 250 rpm ~ volledig oplossen van het polymeer. </li></ol></li><li> Voeg ~ 6,6 mg 4-dimethylaminopyridine (DMAP) aan de oplossing en oplossen onder roeren. </li><li> Plaats een rubber septum stevig in de hals van de fles. Laat de oplossing verder geroerd. </li><li> Door het rubber septum voorzichtig zuiveren de kolf met N2 voor ~ 3 min met behulp van een positieve N2-druk naald inlaat en een open naaldals een uitlaatklep. </li><li> Verwijder de N2 inlaat en uitlaat. </li><li> Voeg 0,56 ml (4,0 mmol) triethylamine (Et3N) toegevoegd via een injectiespuit voorzien van een naald door het rubberen septum. </li><li> Voeg 0,65 ml (8,0 mmol) acryloylchloride druppelsgewijs via een injectiespuit voorzien van een naald door het rubberen septum. </li><li> Zet de N2 inlaat van de kolf en laat de inhoud geroerd onder positieve druk gedurende 2 N ~ 30 min. </li><li> Verwarm een ​​oliebad tot 55 ° C. </li><li> Na de toegekende ~ 30 min, verwijder de N2 inlaat en vervang het septum met een koeler. </li><li> Dompel de kolf in de voorverwarmde oliebad. </li><li> Laat de inhoud van de kolf roeren 20 uur. </li><li> Na de toegekende 20 uur, verwijder de kolf uit het oliebad en laat de inhoud afkoelen tot kamertemperatuur. </li><li> Met behulp van een rotatieverdamper verwijderd DCM oplosmiddel uit de kolf. </li></ol></li><li> Purify het ruwe PCL-DA product. <ol><li> Aan de kolf, voeg ~ 135 ml ethylacetaat en los het ruwe PCL-DA. </li><li> Gravity Filtreer de oplossing door filtreerpapier in een schone 250 ml rondbodemkolf. (Opmerking: Solution kan verdikken op het filter papier, niet gemakkelijk passeren Als dat zo is, zorgvuldig toepassen milde warmte met een pistool verwarmen..) </li><li> Met behulp van een rotatieverdamper verwijderd ethylacetaat oplosmiddel uit de kolf. </li><li> Aan de kolf, voeg ~ 140 ml DCM en los het ruwe PCL-DA. </li><li> Breng de inhoud van een 500 ml scheitrechter. </li><li> Om de trechter, voeg 13,5 ml van 2 M kaliumcarbonaat (K 2 CO 3). </li><li> Cap de trechter. Meng de twee lagen door het omkeren van de trechter en wervelende voorzichtig een of twee keer, de zorg om de druk via de kraan. Herhaal dit 3 keer. </li><li> Plaats de dop met een laag Parafilm en laat het mengsel O / N (= 12 uur) te scheiden. </li><li> Het verzamelen van de bodem, ofnische laag in een 250 ml erlenmeyer. </li><li> Voeg ~ 5 g watervrij magnesiumsulfaat (MgSO4) aan de kolf en zwenk. </li><li> Gravity filter het mengsel door kwalitatief filterpapier en in een schone 250 ml rondbodemkolf. </li><li> Met behulp van een rotatieverdamper verwijderd DCM oplosmiddel uit de kolf. </li><li> Droog onder hoog vacuüm om de resterende DCM verwijderen. (Let op: PCL-DA moet worden bewaard van het licht.) </li><li> Bevestig acrylering met 1H NMR 22,23. </li></ol></li></ol> 2. Voorbereiden van de SMP Steiger (figuur 1) <ol><li> Bereid de gesmolten zout template. <ol><li> Gebruik een 425 urn zeef natriumchloride (NaCl) deeltjes 460 ± 70 urn ~ diameter. (Let op: Gemiddeld deeltjesgrootte kan worden bevestigd van scanning elektronenmicroscopie [SEM] beelden met ImageJ software.) 14 </li><li> Aan een 3 ml glazen flesje (ID = 12,9 mm), voeg 1,8 g van het eerder gezeefd NaCl. </li><li> Voeg langzaam in vier porties, 7,5 gewichts% (gebaseerd op het gewicht zout) DI water (0,146 g) aan het flesje. Meng met een metalen spatel na toevoeging van elke portie water. </li><li> Cap het flesje, wikkel in het weefsel en plaats verticaal in een centrifugebuis. Centrifugeer gedurende 15 minuten bij 3220 x g. </li><li> Verwijder de dop en laat drogen aan de lucht O / N (~ 12 uur). </li></ol></li><li> In een nieuw glazen flesje, stelt een &quot;oplossing van macromeren&quot; door het combineren van 0,15 g PCL-DA per ml DCM. (NB:. Voor een steiger, ~ 1 ml oplossing worden bereid) Cap en meng de oplossing bij hoge snelheid op een vortex menger gedurende ~ 1 minuut. </li><li> In een nieuw 3 ml glazen flesje, stelt een &quot;foto-initiator solution&quot; gebaseerd op 10 gew% 2,2-dimethoxy-2-fenylacetofenon (DMP) in 1-vinyl-2-pyrrolidon (NVP). Combineer in 1 ml NVP 0,115 g DMP. (NB: Voor een steiger, ~ 180 ul is vereist.) Cap, wikkel in aluminiumfolie (om licht te blokkeren) en meng de oplossing op hoge snelheid op een vortex mixergedurende ~ 1 minuut. (Opmerking: als opgesteld in geavanceerde, moet de oplossing worden gekoeld en beschermd tegen licht.) </li><li> Wikkel de flacon met de macromeer oplossing (exclusief de dop) met aluminiumfolie (om licht te blokkeren) en voeg via pipet 15 vol% (gebaseerd op het totale volume van de macromeer oplossing) van de foto-initiator-oplossing. Cap en meng de oplossing op hoge snelheid op een vortex mixer voor ~ 1 min. </li><li> Wikkel de flacon met het gesmolten zout template (exclusief de dop) met aluminiumfolie (om licht te blokkeren) en voeg via pipet de eerder bereide macromeer / initiator-oplossing (~ 0,6 ml of totdat de sjabloon is volledig bedekt). </li><li> Cap het flesje, wikkel in het weefsel en plaats verticaal in een centrifugebuis. Centrifugeer gedurende 10 minuten bij 1260 xg om de oplossing van macromeren gehele sjabloon te verdelen. </li><li> Verwijder de aluminiumfolie, Haal het beschermkapje van de flacon en blootstellen aan UV-licht (365 nm, 25 W) gedurende 3 min. Lucht drogen O / N. </li><li> Verwijder de &quot;zout bevatten scaffold &quot;van de flacon met een pincet na het noteren en breken de bovenkant van het glazen flesje. </li><li> In een bekerglas van 400 ml, bereiden ~ 200 ml van een water / ethanol oplosmiddel (1: 1 vol: vol). </li><li> Handhaving van de steiger ondergedompeld in het water / ethanol oplosmiddel voor 4 dagen met dagelijkse oplosmiddel veranderingen. </li><li> Verwijder de steiger van het oplosmiddel en de lucht drogen O / N. </li></ol> 3. Het toepassen Polydopamine Coating om SMP Steiger (figuur 1) <ol><li> In 400 ml beker voorzien van een met teflon bedekte roerstaaf, te bereiden ~ 200 ml van een dopamine hydrochloride-oplossing (2 mg / ml in 10 mM Tris buffer, pH = 8,5, 25 ° C). Roer bij ~ 150 tpm. </li><li> Plaats een wegwerpnaald (lengte = 40 mm; gauge = 20) in de scaffold, ~ de helft van de afstand door het schavot. Wikkel een draad rond de naald hub. </li><li> Dompel de steiger (de naaldnaaf boven het oppervlak oplossing) in de oplossing roeren van dopamine verankerd de draad aan de rand van de beker. </li><li> Ontgas de steiger door het plaatsen van een spuit in de naald hub en het te gebruiken om de lucht te trekken uit het schavot. (Opmerking: ontgassing is voltooid wanneer geen lucht meer kan worden verwijderd en de oplossing volledig geïnfiltreerd de steiger.) </li><li> Handhaaf de scaffold ondergedompeld in de oplossing roeren van dopamine 16 uur. </li><li> Verwijder de steiger van de oplossing en verwijder de naald. Spoelen met gedeïoniseerd water en droog in een vacuümoven bij kamertemperatuur gedurende 24 uur. </li><li> Plaats het scaffold in een 85 ° C oven gedurende 1 uur. </li><li> Laat het schavot afkoelen tot kamertemperatuur. De uiteindelijke cilindrische steiger zal ~ 6 mm diameter x ~ 5 mm hoog zijn. </li></ol> 4. Evaluatie van &quot;Self-fitting&quot; Gedrag <ol><li> Bereid een &quot;onregelmatige CMF defect model&quot; met een vel van stijf kunststof waarvan de dikte ~ 5 mm. Gebruik een boor om een leegte in de kunststof plaat te maken met een gemiddelde diameter iets kleiner dan ~ 6 mm, zoals getoond in figuur 2A. </li><li> In abEaker, warmte DI water (die het klinisch gebruik van zout) tot een temperatuur van -60 ° C. </li><li> Plaats de steiger in de beker van ~ 60 ºC water. Gebruik een pincet om het schavot te duwen onder het wateroppervlak, waardoor alle gebieden aan het water. Doorgaan ~ 2 minuten of totdat het schavot is merkbaar verzacht (Figuur 2B). </li><li> Verwijder de steiger van de beker en onmiddellijk op (met de hand) in het model defect. </li><li> Laat afkoelen tot kamertemperatuur (~ 5-10 min) (figuur 2C). </li><li> Haal uit het gebrek aan de nieuwe, tijdelijke vaste vorm en de terugkeer van de relatief stijve toestand (figuur 2D) te observeren. </li></ol> 5. Testen Vormgeheugen Gedrag <ol><li> Met een dynamisch mechanische analyse (DMA, bijvoorbeeld een TA Instruments Q800 zoals hierin gebruikt), voert een stam gecontroleerde cyclische thermische mechanische samendrukkingsproef op een steiger over twee cycli (N) vorm vastheid (Rf) te bepalen envormherstel (Rr) (figuur 3). <ol><li> Equilibreren tot 60 ° C (T hoog) gedurende 5 min. </li><li> Comprimeren tot een maximale rek (ε m = 50%) bij 50% / min. </li><li> Houden op ε m (5 min). </li><li> Koel tot 25 ° C (T laag) en gedurende 10 min naar het tijdelijke vorm vast. </li><li> Verwijder de belasting. </li><li> Meet de ultieme spanning in de stress-vrije staat (ε u). </li><li> Verwarm tot 60 ° C (T hoog) en gedurende 10 min aan de permanente vorm vasthouden. </li><li> Meet de teruggewonnen stam (ε p). </li><li> Hoewel nog steeds bij 60 ° C (T hoog), start de 2e cyclus (N = 2) Door samendrukken van de steiger tot 50% van de hoogte teruggewonnen na 1 cyclus (N = 1). </li><li> Herhaal 5.1.3-5.1.8 Voor N = 2. </li><li> Bereken Rf en R R N = 1 en 2 met behulp van de volgende vergelijkingen: Rf (N) = [ε u (N) / ε m] R r (N) = [ε m - ε p (N)] / [ε m - ε p (N -1)] </li></ol></li></ol> 6. Visualiseren Poriegrootte en Pore interconnectiviteit <ol><li> Met behulp van scanning elektronenmicroscopie (SEM, bijvoorbeeld een FEI Quanta SEM zoals hierin gebruikt), acht de poriegrootte en poriën interconnectiviteit. <ol><li> Met behulp van een pincet om de SMP schavot te houden, onder te dompelen in vloeibare N 2 voor 1 min. </li><li> Verwijder uit vloeibare N2 en breuk langs het midden van het schavot met een schoon scheermesje. </li><li> Met behulp van koolstof tape aanbrengen één van de SMP steiger helften op het monsterpodium met de gebroken naar boven. </li><li> Sputteren jas met Au-Pt (~ 4 nm). </li><li> Leg beeld SEM in een aanbevolen versnellingsspanning van 10-15 kV (Figuur 4A). </li></ol></li></ol> 7. Het testen van in vitro bioactiviteit <ol><li> In een 50 ml centrifugebuis, voeg ~ 30 ml 1X SBF 24. </li><li> Het verkrijgen van een steiger in de originele, cilindrisch-gevormde vaste vorm. Snijd de steiger in de helft (over de cirkelvormige rand) met een schoon mes. </li><li> Plaats een individuele steiger helft in de voorbereide centrifugebuis en dop. </li><li> Handhaaf de buis bij 37 ° C in een waterbad onder statische omstandigheden zonder SBF veranderingen. </li><li> Na 14 dagen, verwijder het skelet van het SBF en drogen gedurende 24 uur. </li><li> Met behulp van koolstof tape aanbrengen het schavot op het monster podium met de gebroken naar boven. </li><li> Sputteren jas met Au-Pt (~ 4 nm). </li><li> Leg beeld SEM bij een regeprezen versnellingsspanning van 10-15 kV (Figuur 4B). </li></ol>

<ol><li>Neovius, E., Engstrand, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Craniofacial+reconstruction+with+bone+and+biomaterials%3A+review+over+the+last+11+years%5BTitle%5D)+AND+%22J+Plast+Reconstr+Aesthet+Surg%22%5BJournal%5D)">Craniofacial reconstruction with bone and biomaterials: review over the last 11 years.</a> J Plast Reconstr Aesthet Surg. 63, 1615-1623 (2010).</li>
<li>Elsalanty, M. E., Genecov, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bone+grafts+in+craniofacial+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Craniomaxillofac+Trauma+Reconstr%22%5BJournal%5D)">Bone grafts in craniofacial surgery.</a> Craniomaxillofac Trauma Reconstr. 2, 125-134 (2009).</li>
<li>Hollister, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+craniofacial+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Orthod+Craniofacial+Res%22%5BJournal%5D)">Engineering craniofacial scaffolds.</a> Orthod Craniofacial Res. 8, 162-173 (2005).</li>
<li>Albrektsson, T., Johansson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteoinduction%2C+osteoconduction+and+osseointegration%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Spine+J%22%5BJournal%5D)">Osteoinduction, osteoconduction and osseointegration.</a> Eur Spine J. 10, S96-S101 (2001).</li>
<li>Blokhuis, T. J., Arts, J. J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioactive+and+osteoinductive+bone+graft+substitutes%3A+Definitions%2C+facts+and+myths%5BTitle%5D)+AND+%22Injury%22%5BJournal%5D)">Bioactive and osteoinductive bone graft substitutes: Definitions, facts and myths.</a> Injury. 42, S26-S29 (1016).</li>
<li>Zhang, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+bioactive+%E2%80%9Cself-fitting%E2%80%9D+shape+memory+polymer+scaffold+with+potential+to+treat+cranio-maxillo+facial+bone+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">A bioactive “self-fitting” shape memory polymer scaffold with potential to treat cranio-maxillo facial bone defects.</a> Acta Biomater. 10, 4597-4605 (2014).</li>
<li>Lendlein, A., Kelch, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape-memory+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Shape-memory polymers.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 41, 2034-2057 (2002).</li>
<li>Hu, J., Zhu, Y., Huang, H., Lu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+shape-memory+polymers%3A+Structure%2C+mechanism%2C+functionality%2C+modeling+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Polym+Sci%22%5BJournal%5D)">Recent advances in shape-memory polymers: Structure, mechanism, functionality, modeling and applications.</a> Prog Polym Sci. 37, 1720-1763 (2012).</li>
<li>Middleton, J. C., Tipton, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+biodegradable+polymers+as+orthopedic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Synthetic biodegradable polymers as orthopedic devices.</a> Biomaterials. 21, 2335-2346 (2000).</li>
<li>Sun, H., Mei, L., Song, C., Cui, X., Wang, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+in+vivo+degradation%2C+absorption+and+excretion+of+PCL-based+implant%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The in vivo degradation, absorption and excretion of PCL-based implant.</a> Biomaterials. 27, 1735-1740 (2006).</li>
<li>Woodruff, M. A., Hutmacher, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+return+of+a+forgotten+polymer-Polycaprolactone+in+the+21st+century%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Polym+Sci%22%5BJournal%5D)">The return of a forgotten polymer-Polycaprolactone in the 21st century.</a> Prog Polym Sci. 35, 1217-1256 (2010).</li>
<li>Wang, S., Lu, L., Gruetzmacher, J. A., Currier, B. L., Yaszemski, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+characterizations+of+biodegradable+and+crosslinkable+poly%28%CE%B5-caprolactone+fumarate%29%2C+poly%28ethylene+glycol+fumarate%29%2C+and+their+amphiphilic+copolymer%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Synthesis and characterizations of biodegradable and crosslinkable poly(ε-caprolactone fumarate), poly(ethylene glycol fumarate), and their amphiphilic copolymer.</a> Biomaterials. 27, 832-841 (2006).</li>
<li>Zhang, D., Petersen, K. M., Grunlan, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inorganic-organic+shape+memory+polymer+%28SMP%29+foams+with+highly+tunable+properties%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl+Mater+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Inorganic-organic shape memory polymer (SMP) foams with highly tunable properties.</a> ACS Appl Mater Interfaces. 5, 186-191 (2012).</li>
<li>Zhang, D., Burkes, W. L., Schoener, C. A., Grunlan, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porous+inorganic-organic+shape+memory+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Porous inorganic-organic shape memory polymers.</a> Polymer. 53, 2935-2941 (2012).</li>
<li>Van der Stok, J., Van Lieshout, E. M., El-Massoudi, Y., Van Kralingen, G. H., Patka, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bone+substitutes+in+the+Netherlands-a+systematic+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Bone substitutes in the Netherlands-a systematic literature review.</a> Acta Biomater. 7, 739-750 (2011).</li>
<li>Lee, H., Dellatore, S. M., Miller, W. M., Messersmith, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mussel-inspired+surface+chemistry+for+multifunctional+coatings%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Mussel-inspired surface chemistry for multifunctional coatings.</a> Science. 318, 426-430 (2007).</li>
<li>Hong, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-covalent+self-assembly+and+covalent+polymerization+co-contribute+to+polydopamine+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Non-covalent self-assembly and covalent polymerization co-contribute to polydopamine formation.</a> Adv Funct Mater. 22, 4711-4717 (2012).</li>
<li>Ryu, J., Ku, S. H., Lee, H., Park, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mussel-inspired+polydopamine+coating+as+a+universal+route+to+hydroxyapatite+crystallization%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Mussel-inspired polydopamine coating as a universal route to hydroxyapatite crystallization.</a> Adv Funct Mater. 20, 2132-2139 (2010).</li>
<li>Lee, Y. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polydopamine-mediated+immobilization+of+multiple+bioactive+molecules+for+the+development+of+functional+vascular+graft+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Polydopamine-mediated immobilization of multiple bioactive molecules for the development of functional vascular graft materials.</a> Biomaterials. 33, 8343-8352 (2012).</li>
<li>Wu, C., Fan, W., Chang, J., Xiao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mussel-inspired+porous+SiO+2+scaffolds+with+improved+mineralization+and+cytocompatibility+for+drug+delivery+and+bone+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Chem%22%5BJournal%5D)">Mussel-inspired porous SiO 2 scaffolds with improved mineralization and cytocompatibility for drug delivery and bone tissue engineering.</a> J Mater Chem. 21, 18300-18307 (2011).</li>
<li>Ku, S. H., Ryu, J., Hong, S. K., Lee, H., Park, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((General+functionalization+route+for+cell+adhesion+on+non-wetting+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">General functionalization route for cell adhesion on non-wetting surfaces.</a> Biomaterials. 31, 2535-2541 (2010).</li>
<li>Schoener, C. A., Weyand, C. B., Murthy, R., Grunlan, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+memory+polymers+with+silicon-containing+segments%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Chem%22%5BJournal%5D)">Shape memory polymers with silicon-containing segments.</a> J Mater Chem. 20, 1787-1793 (2010).</li>
<li>Zhang, D., Giese, M. L., Prukop, S. L., Grunlan, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%28%CE%B5-caprolactone%29-based+shape+memory+polymers+with+variable+polydimethylsiloxane+soft+segment+lengths%5BTitle%5D)+AND+%22J+Polym+Sci+Pol+Chem%22%5BJournal%5D)">Poly(ε-caprolactone)-based shape memory polymers with variable polydimethylsiloxane soft segment lengths.</a> J Polym Sci Pol Chem. 49, 754-761 (2011).</li>
<li>Kokubo, T., Takadama, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+useful+is+SBF+in+predicting+in+vivo+bone+bioactivity%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity.</a> Biomaterials. 27, 2907-2915 (2006).</li>
<li>Murphy, W. L., Dennis, R. G., Kileny, J. L., Mooney, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Salt+fusion%3A+an+approach+to+improve+pore+interconnectivity+within+tissue+engineering+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Salt fusion: an approach to improve pore interconnectivity within tissue engineering scaffolds.</a> Tissue Eng. 8, 43-52 (2002).</li>
<li>Yang, Q., Chen, L., Shen, X., Tan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+polycaprolactone+tissue+engineering+scaffolds+by+improved+solvent+casting%2Fparticulate+leaching+method%5BTitle%5D)+AND+%22J+Macromol+Sci+Phys%22%5BJournal%5D)">Preparation of polycaprolactone tissue engineering scaffolds by improved solvent casting/particulate leaching method.</a> J Macromol Sci Phys. 45, 1171-1181 (2006).</li>
<li>Madbouly, S. A., Kratz, K., Klein, F., Lüzow, K., Lendlein, A. Thermomechanical behaviour of biodegradable shape-memory polymer foams. 2009 MRS Spring Meeting, 1190, Mater Res Soc Symp Proc. (2009).</li>
<li>Luo, X., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+characterization+of+shape+memory+elastomeric+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Preparation and characterization of shape memory elastomeric composites.</a> Macromolecules. 42, 7251-7253 (2009).</li>
<li>Lendlein, A., Schmidt, A. M., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AB-polymer+networks+based+on+oligo%28%C9%9B-caprolactone%29+segments+showing+shape-memory+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci%22%5BJournal%5D)">AB-polymer networks based on oligo(ɛ-caprolactone) segments showing shape-memory properties.</a> Proc Natl Acad Sci. 98, 842-847 (2001).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dit protocol beschrijft de bereiding van een polydopamine bekleed, PCL gebaseerde scaffold wiens eigen fitting gedrag, alsmede osteoinductiviteit en bioactiviteit, maakt het van belang bij de behandeling van onregelmatige CMF botdefecten. Aspecten van het protocol kan worden gewijzigd om verschillende schavot functies veranderen. Het protocol begint met acrylering van een PCL-diol UV uitharding mogelijk. In de gerapporteerde voorbeeld de PCL-diol Mn ~ 10000 g / mol. Echter, door h...

Momenteel beschouwd als de gouden standaard van cranio-maxillofaciale (CMF) botdefect behandelingen, is transplantatie van geoogst autologe transplantaten gehinderd door complexe enten procedures, donorplaats morbiditeit en beperkte beschikbaarheid 1. Een bijzonder probleem is het vormgeven en de vaststelling van de starre autograft stevig in het defect om osseointegratie te verkrijgen en graft resorptie te voorkomen. Tissue engineering is onderzocht als een alternatieve strategie om autografting en synthetische botvervangers (bv botcement) 2,3. Cruciaal voor het succes van een tissue engineering aanpak is een steiger met een bepaalde set eigenschappen. Ten eerste, om osseointegratie te bereiken, moet het schavot nauw contact met aangrenzend botweefsel 4 vormen. Het schavot moet ook osteoconductief zijn, waardoor celmigratie, diffusie van voedingsstoffen en neotissue depositie 4,5. Dit gedrag wordt algemeen bereikt met biologisch afbreekbare SCAffolds vertonen een sterk onderling verbonden poriën morfologie. Tenslotte moet het schavot bioactief zijn om integratie en binding bevorderen omliggende botweefsel 5. Hier presenteren we een protocol bij een tissue engineering scaffold met deze eigenschappen te bereiden. Belangrijk is dat deze scaffold vertoont het vermogen tot &quot;zelf-fit&quot; in onregelmatige CMF beschadigingen als gevolg van het vormgeheugen gedrag 6. Thermoresponsieve vormgeheugen polymeren (SMP) is bekend dat vormverandering ondergaan bij blootstelling aan hitte 7,8. SMP bestaan ​​uit &quot;netpoints&quot; (dwz chemische of fysische verknopingen) waar de vaste vorm en &quot;switching segmenten&quot;, die de tijdelijke vorm te behouden en te herstellen van de permanente vorm te bepalen. De schakelsegmenten vertonen een thermische overgangstemperatuur (T trans) die behoren tot de glasovergang (Tg) of smeltovergang (Tm) van het polymeer. AlsHierdoor kunnen SMP&#39;s achtereenvolgens worden vervormd tot een tijdelijke vorm bij T&gt; T trans, in de tijdelijke vorm bij T &lt;T trans vaste en hersteld tot de vaste vorm bij T&gt; T trans. Zo zou een SMP scaffold &quot;self-fitting&quot; als volgt 6 te bereiken binnen een CMF defect. Na blootstelling aan warme zoutoplossing (T&gt; T trans), zou een SMP steiger kneedbaar geworden, waardoor een generiek bereid cilindrische steiger aan de hand gedrukt in een onregelmatige defect zijn, met terugwinning vorm bevorderen uitbreiding van de steiger om het defect grens. Na afkoelen (T &lt;T trans), zou het schavot terugkeren naar zijn relatief stijvere toestand met de vorm vastheid handhaven van zijn nieuwe tijdelijke vorm in het defect. In dit protocol wordt een SMP scaffold bereid uit polycaprolacton (PCL), een biologisch afbreekbaar polymeer uitgebreid bestudeerd voor weefselregeneratie en andere biomedische toepassingen 9-11. Voor het geheugen vorm, the Tm van PCL dient als T trans- en varieert tussen 43 en 60 ° C, afhankelijk van het molecuulgewicht van de PCL 12. In dit protocol, de T trans (dwz T m) van de steiger is 56,6 ± 0,3 ºC 6. Om osteoconductiviteit te bereiken, werd een protocol ontwikkeld om PCL-gebaseerde SMP steigers met sterk onderling verbonden poriën gebaseerd op een methode 6,13,14-solvent casting deeltjes-uitloging (SCPL) te maken. Polycaprolacton diacrylaat (PCL-DA) (Mn = ~ 10000 g / mol) werd gebruikt om snelle, fotochemische verknoping mogelijk te maken en werd opgelost in dichloormethaan (DCM) om oplosmiddel-gieten via zout sjabloon toe. Volgende fotochemische cure en verdamping van het oplosmiddel, werd het zout template verwijderd door uitspoeling in het water. De gemiddelde grootte van zout regelt steiger poriegrootte. Belangrijk is dat het zout template versmolten met water voorafgaand aan de oplosmiddel-gieten om porie interconnectivi bereikenty. Bioactiviteit werd bijgebracht de SMP steiger door de in situ vorming van een polydopamine bekleding op poriewanden 6. Biologische activiteit wordt vaak ingebracht in scaffolds door de opname van glas of glaskeramiek vullers 15. Desalniettemin kunnen leiden tot ongewenste brosse mechanische eigenschappen te geven. Dopamine is aangetoond dat een hechtende, polydopamine dunne laag op allerlei substraten 16-19 vormen. In dit protocol werd het SMP scaffold onderworpen aan een licht basische oplossing (pH = 8,5) van dopamine een nanothick bekleding van polydopamine alle poriën wandoppervlakken 6 vormen. Naast de verbetering oppervlakte hydrofiliciteit voor betere celadhesie en spreiding is polydopamine aangetoond bioactieve wat betreft de vorming van hydroxyapatiet (HAp) na blootstelling aan gesimuleerde lichaamsvloeistof (SBF) 18,20,21 te zijn. In een laatste stap wordt het beklede scaffold blootgesteld aan een warmtebehandeling bij 85 ° C (T&gt; T trans) whIch leidt tot verdichting schavot. Warmtebehandeling werd eerder opgemerkt essentieel voor het geheugen steiger vorm van gedrag te zijn, misschien te wijten aan PCL kristallijne domeinen reorganiseren om dichter 14. We beschrijven tevens de werkwijzen om het zelf-fitting gedrag in een onregelmatige model defect kenmerkend vormgeheugen gedrag qua-stam gecontroleerde cyclische thermische mechanische compressietests (dwz vormherstel en vorm vastheid), poriën morfologie en in vitro bioactiviteit. Strategieën om steiger eigenschappen op maat worden ook gepresenteerd.

<table><tbody><tr><td>Polycaprolactone-diol (Mn ~ 10.000 g/mol)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>440752</td><td></td></tr><tr><td>Dichloromethaan (DCM)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D65100</td><td>Gedroogd over 4A moleculaire zeef</td></tr><tr><td>4-dimethylaminopyridine (DMAP)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D5640</td><td></td></tr><tr><td>Triethylamine (Et3N)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T0886</td><td></td></tr><tr><td>Acryloylchloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A24109</td><td></td></tr><tr><td>Ethylacetaat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>319902</td><td></td></tr><tr><td>Kaliumcarbonaat (K2CO3)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>209619</td><td></td></tr><tr><td>Watervrij magnesiumsulfaat (MgSO4)</td><td>Fisher</td><td>M65</td><td></td></tr><tr><td>Natriumchloride (NaCl)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9888</td><td></td></tr><tr><td>2,2-dimethoxy-2-fenyl acetofenon (DMP)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>196118</td><td></td></tr><tr><td>1-vinyl-2-pyrrolidon (NVP)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>V3409</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>459844</td><td></td></tr><tr><td>Dopaminehydrochloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H8502</td><td></td></tr><tr><td>Tris buffer (2mol/L)</td><td>Fisher</td><td>BP1759</td><td>Gebruikt bij 10 mM concentratie, pH = 8,5</td></tr><tr><td>Zeef</td><td>VWR</td><td>47729-972</td><td></td></tr><tr><td>UV-Transilluminator (365 nm, 25 W)</td><td>UVP</td><td>95-0426-02</td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Eppendorf</td><td>5810 R</td><td></td></tr><tr><td>Dynamische Mechanische Analyzer (DMA)</td><td>TA Instruments</td><td>Q800</td><td></td></tr><tr><td>High Resolution Sputtering Coater</td><td>Cressington</td><td>208HR</td><td></td></tr><tr><td>Scanning Electron Microscope (SEM)</td><td>FEI</td><td>Quanta 600</td><td></td></tr></tbody></table>

fabricage van een biologisch actief, pcl-based &quot;self-fitting&quot; shape memory polymer steiger

Fabrication of a Bioactive, PCL-based "Self-fitting" Shape Memory Polymer Scaffold

Weefselengineering is onderzocht als een alternatieve strategie voor de behandeling van kritisch-grote cranio-maxillofaciale (CMF) botdefecten. Essentieel voor het succes van deze aanpak is een scaffold dat conform kan passen binnen een onregelmatig defect en tegelijkertijd de vereiste afbreekbaarheid, poriëninterconnectiviteit en bioactiviteit heeft. Door de eigenschappen van hun vormherstel en fixiteit, kunnen shape memory polymer (SMP) scaffolds defect “zelfpassendheid” bereiken. Op deze manier, na blootstelling aan warme zoutoplossing (~60 ºC), zou de SMP scaffold modelleerbaar worden, waardoor het mogelijk is om het met de hand in een onregelmatig defect te drukken. Daaropvolgend afkoelen (~37 ºC) zou de scaffold terugbrengen naar zijn relatief stijve toestand binnen het defect. Om aan deze vereisten te voldoen, beschrijft dit protocol de voorbereiding van SMP scaffolds bereid via de fotochemische uitharding van biologisch afbreekbaar polycaprolacton diacrylaat (PCL-DA) met behulp van een oplosmiddel-casting deeltjes-uitwasmethode (SCPL). Een versmolten zoutsjabloon wordt gebruikt om poriëninterconnectiviteit te bereiken. Om bioactiviteit te realiseren, wordt een polydopaminecoating aangebracht op het oppervlak van de scaffold poriënwanden. Karakterisering van zelfpassende en vormgeheugen gedragingen, poriëninterconnectiviteit en in vitro bioactiviteit worden ook beschreven.

De resulterende PCL gebaseerde SMP steiger staat zichzelf passen in een model CMF defect (figuur 2). Na korte blootstelling aan warme zoutoplossing (~ 60 ° C), de cilindrische scaffold verzacht zodat de steiger handmatig worden geperst en uitbreiding in het model defect. Na afkoelen tot KT wordt het skelet bevestigd in de nieuwe tijdelijke vorm die wordt gehandhaafd bij verwijdering van het defect. De vormgeheugen gedrag van een SMP steiger wordt gekwantificeerd door-stam be...

Scaffolds die passen in cranio-maxillofaciale (CMF) botdefecten terwijl ze osteoconductiviteit en bioactiviteit vertonen, zijn interessant. Dit protocol beschrijft de bereiding van een shape memory scaffold op basis van polycaprolacton diacyraat (PCL-DA) met behulp van een solvent-casting particulate-leaching (SCPL) methode, waarbij een gefuseerd zout template wordt gebruikt en toepassing van een bioactieve polydopamine coating.

Fabricage van een biologisch actief, PCL-based &quot;Self-fitting&quot; Shape Memory Polymer Steiger

Tissue engineering has been explored as an alternative strategy for the treatment of critical-sized cranio-maxillofacial (CMF) bone defects. Essential to ...

Het algemene doel van het volgende experiment is het vervaardigen van een vormgeheugenpolymeer- of SMP-steunstructuur die in staat is zichzelf aan te passen aan een onregelmatig craniomaxillofaciaal defect om zo de osteo-integratie en genezing te bevorderen. Dit wordt bereikt door eerst een versmolten zouttemplate te vormen met behulp van solvent casting en de fotochemische uitharding van polycaprolacton-diacrylaat. Over de zouttemplate wordt een steunstructuur gevormd met de sterk onderling verbonden porositeit die vereist is voor osteoconductiviteit.Als tweede stap wordt het steunstructuur becoat met polydopamine, wat bioactiviteit verschaft. Vervolgens wordt de steunstructuur behandeld met warm zoutoplossing, waardoor deze persobpassing in een onregelmatig model mogelijk is. De resultaten van het defect tonen zelfpassend vermogen, slechte onderlinge verbondenheid en bioactiviteit aan op basis van de resultaten van de persobpassing, scanning elektronenmicroscopie-beelden en de in vitro vorming van hydroxyapatiet.Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals autotransplantatie, is dat de bereikte conforme passing een cruciale ondersteuning biedt voor osteo-integratie en botgenezing. Deze procedure wordt gedemonstreerd door Lindsey Nail, een promovendus-onderzoeker in mijn laboratorium. Om te beginnen met de preparatie van het steigerwerk, zeef eerst natriumchloride door een zeef van 425 micron en breng 1,8 gram hiervan over naar een glazen fles van drie liter; voeg vervolgens langzaam 146 milligram gedeïoniseerd water toe aan de fles, terwijl u mengt met een metalen spatel.Sluit na elke toevoeging het flesje af, wikkel het in weefsel en plaats het verticaal in een centrifugebuis. Centrifugeer de buis 15 minuten, waarna de dop wordt verwijderd en de oplossing 's nachts aan de lucht wordt gedroogd. Nadat P-C-L-D-A is gesynthetiseerd zoals aangegeven in het tekstprotocol, wordt in een glazen flesje een maceratie-oplossing bereid die 150 milligram P-C-L-D-A per milliliter chloormethaan bevat; sluit het flesje, wikkel het in folie en vortex het gedurende één minuut.Bereid vervolgens een foto-initiatieeroplossing voor bestaande uit 115 milligram DMP in één milliliter van één vinyl, twee Perone in een glazen vial. Sluit de vial opnieuw af, wikkel deze in folie en vortex gedurende één minuut. Pipetteer de foto-initiatieeroplossing in de maceratie-oplossing om een mengsel van 15% volumepercentage te maken en vortex de vial gedurende één minuut.Wikkel vervolgens het flaconnetje met het zoutsteigerwerk in aluminiumfolie en voeg het mengsel van foto-initiator-maceratie toe totdat het zout bedekt is. Sluit het flaconnetje af, wikkel het in keukenpapier en plaats het verticaal in een centrifugebuis. Centrifugeer de buis gedurende 10 minuten.Verwijder vervolgens de folie, open het vial en stel de oplossing drie minuten lang bloot aan ultraviolet licht. Laat de oplossing daarna een nacht aan de lucht drogen, kras het glas aan en breek het om de bovenkant van het vial met een pincet te verwijderen. Plaats het steigerwerk gedurende vier dagen in een water-ethanoloplossing in een verhouding van één-op-één, waarbij de oplossing dagelijks wordt vervangen.Verwijder tot slot het SMP-steigerwerk en laat het een nacht aan de lucht drogen. Om de polydopaminelaag aan te brengen, steekt u eerst een naald van 20 gauge tot halverwege door het SMP-steigerwerk en wikkelt u vervolgens een draad rond de naaldhouder. Dompel het steigerwerk onder in 200 milliliters van een geroerde dopaminelossing en houd de naaldhouder boven de oplossing door de draad aan de rand van het bekerglas te bevestigen.Plaats vervolgens een spuit in de naaldhouder en trek de zuiger naar achteren om lucht uit het scaffold te verwijderen. Zodra het volledig ontgast is, laat u het scaffold gedurende 16 uur ondergedompeld. Haal het scaffold uit de oplossing en verwijder de naald.Spoel het steigerwerk vervolgens af met gedeïoniseerd water en droog het gedurende 24 uur in een vacuümoven bij kamertemperatuur. Plaats het steigerwerk gedurende één uur in een droogoven bij 85 °C. Verwijder tot slot het steigerwerk en laat het afkoelen tot kamertemperatuur.Bereid eerst een defectmodel voor door een onregelmatig gat met een gemiddelde diameter van ongeveer zes millimeter te boren in een vijf millimeter dikke plaat van hard plastic. Dompel vervolgens het SMP-steiger in een bekerglas met gedeïoniseerd water bij ongeveer 60 °C gedurende twee minuten. Controleer of het steiger merkbaar is verzacht door met een pincet de vorm ervan te manipuleren.Verwijder het verzachte steunstructuur met een pincet uit het water en druk het handmatig in het defectmodel. Laat het steunstructuur afkoelen tot kamertemperatuur en verwijder het vervolgens uit het defectmodel. Observeer de nieuwe, gefixeerde tijdelijke vorm om de poriën, interconnectiviteit en grootte te visualiseren.Dompel eerst het SMP-steiger eerst gedurende één minuut onder in vloeibare stikstof met behulp van een pincet. Breek vervolgens de steiger in het midden door met een schoon scheermes. Fixeer daarna een van de steigerhelften met het gebroken oppervlak naar boven gericht op de monsterhouder.Sputtercoat het steigerwerk met behulp van koolstofband met een goud-platina-legering tot een dikte van ongeveer vier nanometer. Plaats het monster in de SEM en leg vervolgens het beeld vast bij een versnellingsspanning van 10 tot 15 kilovolt. Om de in vitro bioactiviteit te karakteriseren.Snijd eerst een cilindrisch SMP-steunstructuur doormidden over de cirkelvormige rand met een schoon mes. Plaats één helft van de steunstructuur in een buis met 30 milliliters gesimuleerde lichaamsvloeistof en plaats de buis vervolgens na 14 dagen in een stationair waterbad bij 37 degrees Celsius. Haal de steunstructuur uit de buis en laat deze 24 uur aan de lucht drogen.Fixeer vervolgens het steigerwerk met het snijvlak naar boven op de monsterhouder van een elektronenmicroscoop met behulp van koolstoftape. Sputter vervolgens het oppervlak van het steigerwerk met een goud-platina-legering tot een diepte van ongeveer vier nanometer. Laad het monster, zoals eerder beschreven, in de SEM en leg het beeld vast bij een versnellingsspanning van 10 tot 15 kilovolt.Een SMP-steunstructuur wordt kneedbaar bij verhitting tot 60 °C en kan in een defectmodel worden geplaatst. Na afkoeling tot kamertemperatuur wordt de SMP-steunstructuur verwijderd en behoudt deze zijn nieuwe, vaste tijdelijke vorm. De scanning-elektronenmicrografie van de ongecoate SMP-steunstructuur toont de poriestructuur en de sterk onderling verbonden morfologie.De bioactiviteit vanHet met polydopamine gecoate SMP-steunstructuur wordt aangetoond door de vorming van hydroxyapatiet in de poriën, zoals te zien is op de scanningelektronenmicrografie. Na het bekijken van deze video moet u een goed begrip hebben van hoe u een bioactieve, zelfpassende shape-memory polymeer steunstructuur kunt bereiden met behulp van een proces dat solvent casting, uitlooging van zouttemplate-partikels en het aanbrengen van een polydopamine-coating omvat.

fabrication-bioactive-pcl-based-self-fitting-shape-memory-polymer

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Elastomeer PGS steigers met vasculaire gladde spiercellen gekweekt in een pulsatiele flow bioreactor kan leiden tot veelbelovende kleine diameter arteriële constructen met inheemse ECM productie in een relatief korte periode van cultuur.

Elastomeer PGS Steigers in Arterial Tissue Engineering

Een methode voor het ontwikkelen van celkweek substraten met het vermogen om te veranderen tijdens topografie cultuur is beschreven. De methode maakt gebruik van slimme materialen bekend als vormgeheugen polymeren die de mogelijkheid om een ​​permanente vorm te onthouden zijn. Dit concept is aanpasbaar aan een breed scala van materialen en toepassingen.

Shape Memory Polymeren voor actieve cel Cultuur

Biocompatibele pH responsieve sol-gel nanosensors kan in poly (melkzuur-co-glycolzuur) (PLGA) electrospun steigers worden opgenomen. De geproduceerde zelfrapportage steigers kunnen worden gebruikt voor in situ bewaking van micromilieu omstandigheden tijdens het kweken van cellen op de scaffold. Dit is gunstig als de 3D cellulaire construct kan in real-time zonder de proef.

Zelfrapportage Stellingen voor 3-dimensionale Cultuur van de Cel

Scaffolds voor weefselengineering moeten het complexe biochemische en biofysische micro-omgeving van de cellulaire niche nabootsen. Hier laten we het gebruik van interfaciale polyelektrolytcomplexatievezels zien als een platform om samengestelde, meercomponenten polymeer scaffolds met aanhoudende biochemische afgifte te creëren.

Composiet Steigers van Interfacial Polyelectrolyte vezels voor stoffelijk Controlled Release van biomoleculen

Er is een innovatieve biofabricagetechniek ontwikkeld om driedimensionale constructies te engineeren die lijken op de architecturale kenmerken, componenten en mechanische eigenschappen van in vivo weefsel. Deze techniek beschikt over een nieuw ontwikkeld opofferbaar materiaal, BSA-rubber, dat gedetailleerde ruimtelijke kenmerken overdraagt en de in vivo architectuur van een grote verscheidenheid aan weefsels reproduceert.

Driedimensionale Biomimetic Technologie: Novel Biorubber Creëert Defined micro- en macro-schaal Architectures in Collageen Hydrogels

Injecteerbare tissue engineering scaffold uit poly (N-isopropylacrylamide) -graft-chondroïtinesulfaat (PNIPAAm-g-CS) bevattende alginaat microdeeltjes bereid. De hechtsterkte, zwelvermogen en in vitro biocompatibiliteit geanalyseerd in deze studie. De karakterisering technieken die hier ontwikkeld kan van toepassing zijn op andere thermogelling systemen.

Synthese van Thermogelling Poly (N-isopropylacrylamide) -graft-chondroïtinesulfaat Composites met Alginaatmicrodeeltjes voor Tissue Engineering

In dit werk werden poly(melkzuur)/polyethyleenglycol (PLA/PEG) scaffolds bereid door gebruik te maken van een combinatie van smeltmengen en selectieve uitloging. De hier besproken methode maakte het mogelijk om drie-laags scaffolds te ontwikkelen door zowel de porositeit als de poriëngrootte nauwkeurig te beheersen. De mechanische eigenschappen werden ook geëvalueerd in een fysiologische omgeving.

Een Facile en Eco-vriendelijke Route naar Poly (melkzuur) Steigers met Graded Pore Size Fabriceer

Dit protocol fungeert als een uitgebreide richtsnoer te fabriceren steigers via electrospinning met polymeer in een directe schrijven-modus smelt. Wij systematisch overzicht van het proces en de juiste parameterinstellingen definiëren voor het bereiken van gerichte steiger platforms.

Electrospinning schrijven van driedimensionale Poly(ε-caprolactone) steigers met controleerbare Morphologies voor Tissue Engineering toepassingen smelten

Dit protocol beschrijft de productie van polycaprolactone (PCL) gloeidraad met ingesloten polylactic acid (PLA) microsferen waarin decellularized matrices (DM) voor afdrukken in 3D van structurele weefsel engineering constructies.

Nieuwe proces voor afdrukken in 3D Decellularized Matrices

Er wordt een reproduceerbare methode gepresenteerd om 3D-myocardiale weefsels te genereren die smelt-elektrospinnende schrijf- (MEW), polycaprolacton (PCL)-steigers en fibrinehydrogels combineren met hiPSC-afgeleide cardiomyocyten en fibroblasten. Deze techniek biedt nauwkeurige controle over de steigerarchitectuur en kan worden toegepast bij preklinische geneesmiddelentests en modellering van hartaandoeningen.

3D generatie van menselijk myocardweefsel met behulp van smeltelektrospinning schrijven van polycaprolactonsteigers en hiPSC-afgeleide hartcellen

Leer de fabricage van een biologisch actief, PCL-based shape memory polymer steiger met zelfpassende eigenschappen voor craniomaxillofaciale defecten. Deze methode bevordert osteointegratie en botgenezing.

Fabricage van een biologisch actief, PCL-based "Self-fitting" Shape Memory Polymer Steiger

Meer video's verkennen