Name: Voorbereiding en karakterisering van op grafeen gebaseerde 3D biohybride hydrogel bioink voor perifere neuro-engineering (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-05-16T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 17 s
Description: Leer de voorbereiding en karakterisering van grafeen-gebaseerde 3D biohybride hydrogel bioink voor perifere neuro-engineering. Deze methode ondersteunt neurale differentiatie van stamcellen voor klinische toepassingen.

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

Het grafeen dat in deze studie werd gebruikt, werd ontwikkeld aan de Kirklareli University, Department of Mechanical Engineering. Het werd geschonken door Dr. Karabeyoğlu. De grafeentoxiciteitstest werd gefinancierd door het project getiteld "Printing and Differentiation of Mesenchymal Stem Cells on 3D Bioprinters with Graphene Doped Bioinks" (Application No: 1139B411802273) voltooid in het kader van TÜBİTAK 2209-B-Industry-Oriented Undergraduate Thesis Support Program. Het andere deel van de studie werd ondersteund door het onderzoeksfonds van Yildiz Technical University Scientific Research Projects (TSA-2021-4713). Mesenchymale stamcellen met GFP gebruikt in de time-lapse beeldvormingsfase werden gedoneerd door Virostem Biotechnology. De auteurs bedanken Darıcı LAB en YTU The Cell Culture and Tissue Engineering LAB-team voor productieve discussies.

<ol><li>Kamasak, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peripheral+Nerve+Injuries+and+Physiotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Physiotherapy%22%5BJournal%5D)">Peripheral Nerve Injuries and Physiotherapy.</a> Clinical Physiotherapy. 19, Vize Publishing, Istanbul. (2019).</li>
<li>Yegiyants, S., Dayicioglu, D., Kardashian, G., Panthaki, Z. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Traumatic+peripheral+nerve+injury%3A+A+wartime+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Craniofacial+Surgery%22%5BJournal%5D)">Traumatic peripheral nerve injury: A wartime review.</a> Journal of Craniofacial Surgery. 21 (4), 998-1001 (2010).</li>
<li>Mushtaq, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+of+peripheral+nerve+injury+in+trauma+in+emergency+settings%5BTitle%5D)+AND+%22Cureus%22%5BJournal%5D)">Frequency of peripheral nerve injury in trauma in emergency settings.</a> Cureus. 13 (3), 14195(2021).</li>
<li>Allahverdiyev, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAllahverdiyev%2C+A+%22Basic+Principles+of+Somatic+and+Stem+Cell+Culture+Systems%2C+1st+Edition%22">Basic Principles of Somatic and Stem Cell Culture Systems, 1st Edition</a>. , Nobel Medicine Bookstore. Istanbul. (2018).</li>
<li>Allahverdiyev, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adipose+tissue-derived+mesenchymal+stem+cells+as+a+new+host+cell+in+latent+leishmaniasis%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Tropical+Medicine+and+Hygiene%22%5BJournal%5D)">Adipose tissue-derived mesenchymal stem cells as a new host cell in latent leishmaniasis.</a> The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. 85 (3), 535-539 (2011).</li>
<li>Schofield, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+the+spleen+colony-forming+cell+and+the+hemopoietic+stem+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Blood+Cells%22%5BJournal%5D)">The relationship between the spleen colony-forming cell and the hemopoietic stem cell.</a> Blood Cells. 4 (1-2), 7-25 (1978).</li>
<li>Goodman, S. R. Stem Cells and Regenerative Medicine (Chapter 13). <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGoodman%2C+SR+%22Goodman%27s+Medical+Cell+Biology%2C+Fourth+Edition%22">Goodman's Medical Cell Biology, Fourth Edition</a>. , Academic Press. 361-380 (2021).</li>
<li>Kaya, T. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Medical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Tissue engineering.</a> International Journal of Medical Sciences. 1 (48), 165-169 (2018).</li>
<li>Sensharma, P., Madhumathi, R. G., Jayant, R. D., Jaiswal, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomaterials+and+cells+for+neural+tissue+engineering%3A+Current+choices%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering%3A+C%22%5BJournal%5D)">Biomaterials and cells for neural tissue engineering: Current choices.</a> Materials Science and Engineering: C. 7, 1302-1315 (2017).</li>
<li>Hölzl, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioink+properties+before%2C+during%2C+and+after+3D+bioprinting%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">Bioink properties before, during, and after 3D bioprinting.</a> Biofabrication. 8 (3), 032002(2016).</li>
<li>Zheng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2D+nanomaterials+for+tissue+engineering+and+regenerative+nanomedicines%3A+Recent+advances+and+future+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Healthcare+Materials%22%5BJournal%5D)">2D nanomaterials for tissue engineering and regenerative nanomedicines: Recent advances and future challenges.</a> Advanced Healthcare Materials. 10 (7), 2001743(2021).</li>
<li>Shin, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene-based+materials+for+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Drug+Delivery+Reviews%22%5BJournal%5D)">Graphene-based materials for tissue engineering.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 105, 255-274 (2016).</li>
<li>Chen, M., Qin, X., Zeng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradation+of+carbon+nanotubes%2C+graphene%2C+and+their+derivatives%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Biodegradation of carbon nanotubes, graphene, and their derivatives.</a> Trends in Biotechnology. 35 (9), 836-846 (2017).</li>
<li>Chen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PAM%2FGO%2FGel%2FSA+composite+hydrogel+conduit+with+bioactivity+for+repairing+peripheral+nerve+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research+Part+A%22%5BJournal%5D)">PAM/GO/Gel/SA composite hydrogel conduit with bioactivity for repairing peripheral nerve injury.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 107, 1273-1283 (2019).</li>
<li>Chiriac, S., Facca, S., Diaconu, M., Gouzou, S., Liverneaux, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experience+of+using+the+bioresorbable+copolyester+poly%28DL-lactide-%CE%B5-caprolactone%29+nerve+conduit+guide+Neurolac%E2%84%A2+for+nerve+repair+in+peripheral+nerve+defects%3A+Report+on+a+series+of+28+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Hand+Surgery+%28European+Volume%29%22%5BJournal%5D)">Experience of using the bioresorbable copolyester poly(DL-lactide-ε-caprolactone) nerve conduit guide Neurolac™ for nerve repair in peripheral nerve defects: Report on a series of 28 lesions.</a> Journal of Hand Surgery (European Volume). 37 (4), 342-349 (2011).</li>
<li>Karaaltin, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+olfactory+stem+cells+for+injured+facial+nerve+reconstruction+in+a+rat+model%29%5BTitle%5D)+AND+%22Head+%26+Neck%22%5BJournal%5D)">Human olfactory stem cells for injured facial nerve reconstruction in a rat model).</a> Head & Neck. 38, 2011-2020 (2016).</li>
<li>Bingham, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stem+cell+therapy+to+promote+limb+function+recovery+in+peripheral+nerve+damage+in+a+rat+model%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Medicine+and+Surgery%22%5BJournal%5D)">Stem cell therapy to promote limb function recovery in peripheral nerve damage in a rat model.</a> Annals of Medicine and Surgery. 41, 20-28 (2019).</li>
<li>Zhuang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gelatin-methacrylamide+gel+loaded+with+microspheres+to+deliver+GDNF+in+bilayer+collagen+conduit+promoting+sciatic+nerve+growth%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Gelatin-methacrylamide gel loaded with microspheres to deliver GDNF in bilayer collagen conduit promoting sciatic nerve growth.</a> International Journal of Nanomedicine. 11, 1383-1394 (2016).</li>
<li>Scheib, J., Hoke, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+peripheral+nerve+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews%3A+Neurology%22%5BJournal%5D)">Advances in peripheral nerve regeneration.</a> Nature Reviews: Neurology. 9 (12), 668-676 (2013).</li>
<li>Yurie, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+efficacy+of+a+scaffold-free+bio+3D+conduit+developed+from+human+fibroblasts+on+peripheral+nerve+regeneration+in+a+rat+sciatic+nerve+model%5BTitle%5D)+AND+%22PLOS+ONE%22%5BJournal%5D)">The efficacy of a scaffold-free bio 3D conduit developed from human fibroblasts on peripheral nerve regeneration in a rat sciatic nerve model.</a> PLOS ONE. 12 (2), 0171448(2017).</li>
<li>Guo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+green+florescence+protein+labeling+method+for+tracking+implanted+mesenchymal+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cytotechnology%22%5BJournal%5D)">Assessment of the green florescence protein labeling method for tracking implanted mesenchymal stem cells.</a> Cytotechnology. 64 (4), 391-401 (2012).</li>
<li>Kose, C., Kacar, R., Zorba, A. P., Bagirova, M., Allahverdiyev, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+CO2+laser+beam+welded+AISI+316L+austenitic+stainless+steel+on+the+viability+of+fibroblast+cells%2C+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering%3A+C%22%5BJournal%5D)">The effect of CO2 laser beam welded AISI 316L austenitic stainless steel on the viability of fibroblast cells, in vitro.</a> Materials Science and Engineering: C. 60, 211-218 (2016).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bio-adenine-bridged+molecular+design+approach+toward+non-covalent+functionalized+graphene+by+liquid-phase+exfoliation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Science%22%5BJournal%5D)">Bio-adenine-bridged molecular design approach toward non-covalent functionalized graphene by liquid-phase exfoliation.</a> Journal of Materials Science. 55, 140-150 (2020).</li>
<li>Rehman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduced+graphene+oxide+incorporated+GelMA+hydrogel+promotes+angiogenesis+for+wound+healing+applications%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Reduced graphene oxide incorporated GelMA hydrogel promotes angiogenesis for wound healing applications.</a> International Journal of Nanomedicine. 14, 9603-9617 (2019).</li>
<li>Bei, H. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene-based+nanocomposites+for+neural+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Graphene-based nanocomposites for neural tissue engineering.</a> Molecules. 24 (4), 658(2019).</li>
<li>Othman, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alginate-gelatin+bioink+for+bioprinting+of+HeLa+spheroids+in+alginate-gelatin+hexagon-shaped+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Alginate-gelatin bioink for bioprinting of HeLa spheroids in alginate-gelatin hexagon-shaped scaffolds.</a> Polymer Bulletin. 78, 6115-6135 (2021).</li>
<li>Peng, X. L., Li, Y., Zhang, G., Zhang, F., Fan, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functionalization+of+graphene+with+nitrile+groups+by+cycloaddition+of+tetracyanoethylene+oxide%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Functionalization of graphene with nitrile groups by cycloaddition of tetracyanoethylene oxide.</a> Journal of Nanomaterials. 2013, 841789(2013).</li>
<li>Zorba Yildiz, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+therapeutic+approaches+for+peripheral+nerve+damage%5BTitle%5D)+AND+%229th+International+Molecular+Biology+and+Biotechnology+Congress+Abstract+Book%22%5BJournal%5D)">3D therapeutic approaches for peripheral nerve damage.</a> 9th International Molecular Biology and Biotechnology Congress Abstract Book. , E- ISBN: 978-605-70057-4-8 (2020).</li>
<li>Liau, L. L., Ruszymah, B. H. I., Ng, M. H., Law, J. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characteristics+and+clinical+applications+of+Wharton%27s+jelly-derived+mesenchymal+stromal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Research+in+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Characteristics and clinical applications of Wharton's jelly-derived mesenchymal stromal cells.</a> Current Research in Translational Medicine. 68 (1), 5-16 (2020).</li>
<li>Yoo, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmented+peripheral+nerve+regeneration+through+elastic+nerve+guidance+conduits+prepared+using+a+porous+PLCL+membrane+with+a+3D+printed+collagen+hydrogel%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials+Science%22%5BJournal%5D)">Augmented peripheral nerve regeneration through elastic nerve guidance conduits prepared using a porous PLCL membrane with a 3D printed collagen hydrogel.</a> Biomaterials Science. 22, 1-12 (2020).</li>
<li>Jansen, K., Meek, M. F., vander Werff, J. F. A., van Wachem, P. B., van Luyn, M. J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+regeneration+of+the+rat+sciatic+nerve+through+a+biodegradable+poly+%28DL-lactide-%C6%90-caprolactone%29+nerve+guide%3A+Tissue+reactions+with+a+focus+on+collagen+III%2FIV+reformation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research%22%5BJournal%5D)">Long-term regeneration of the rat sciatic nerve through a biodegradable poly (DL-lactide-Ɛ-caprolactone) nerve guide: Tissue reactions with a focus on collagen III/IV reformation.</a> Journal of Biomedical Materials Research. 69 (2), 334-341 (2016).</li>
<li>Pathre, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PTP1B+regulates+neurite+extension+mediated+by+cell-cell+and+cell-matrix+adhesion+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Research%22%5BJournal%5D)">PTP1B regulates neurite extension mediated by cell-cell and cell-matrix adhesion molecules.</a> Journal of Neuroscience Research. 15, 143-150 (2001).</li>
<li>Qing, L., Chen, H., Tang, J., Jia, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exosomes+and+their+microRNA+cargo%3A+New+players+in+peripheral+nerve+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Neurorehabilitation+and+Neural+Repair%22%5BJournal%5D)">Exosomes and their microRNA cargo: New players in peripheral nerve regeneration.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 32 (9), 765-776 (2018).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat er geen sprake is van belangenverstrengeling. Het project werd uitgevoerd in samenwerking met HD Bioink, ontwikkelaar van de 3D-bioprinttechnologie.

De voordelen van behandelingen toegepast met technische 3D-steigers ten opzichte van conventionele 2D-methoden worden elke dag meer en meer merkbaar. Stamcellen die alleen in deze therapieën worden gebruikt of samen met steigers geproduceerd uit verschillende biomaterialen met een lage biocompatibiliteit en biologische afbreekbaarheid zijn meestal ontoereikend bij perifere zenuwregeneratie. Wharton's jelly mesenchymale stamcellen (WJ-MSCs) lijken een geschikte kandidaat-cellijn te zijn, vooral gezien de optimalisatie van...

Het zenuwstelsel, het mechanisme dat de interne structuur van het organisme en de omgeving overbrugt, is verdeeld in twee delen: het centrale en perifere zenuwstelsel. Perifere zenuwbeschadiging is een wereldwijd probleem dat 1,5% -5% van de patiënten vormt die zich op de afdeling spoedeisende hulp presenteren en zich ontwikkelt als gevolg van verschillende trauma's, wat leidt tot aanzienlijk baanverlies 1,2,3.
Tegenwoordig zijn cellulaire benaderingen van perifere neuro-engineering van groot belang. Stamcellen komen op de eerste plaats onder de cellen die in deze benaderingen worden gebruikt. Onder normale omstandigheden zijn stamcellen de regeneratieve cellen van het lichaam en hun aantal en functies nemen niet af met de tijd om hun populaties te beschermen; Deze cellen zijn gespecialiseerd, maar kunnen differentiëren bij passende stimulatie als reactie op letsel 4,5. Volgens de stamcelhypothese staat het stamcelsysteem onder invloed van zijn micro-omgeving, de stamcelniche genaamd. Het behoud en de differentiatie van stamcellen zijn onmogelijk zonder de aanwezigheid van hun micro-omgeving6, die kan worden gereconstitueerd via tissue engineering met behulp van cellen en steigers7. Tissue engineering is een multidisciplinair veld dat zowel technische als biologische principes omvat. Tissue engineering biedt hulpmiddelen voor het creëren van kunstmatige weefsels die levende weefsels kunnen vervangen en kan worden gebruikt bij de regeneratie van deze weefsels door de beschadigde weefsels te verwijderen en functionele weefsels te leveren8. Weefselsteigers, een van de drie hoekstenen van tissue engineering, worden geproduceerd met behulp van verschillende methoden van natuurlijke en synthetische materialen9. Driedimensionaal (3D) printen is een opkomende additieve productietechnologie die veel wordt gebruikt om defecte weefsels te vervangen of te herstellen via de eenvoudige maar veelzijdige productie van complexe vormen met behulp van verschillende methoden. Bioprinting is een additieve productiemethode die het naast elkaar bestaan van cellen en biomaterialen mogelijk maakt, genaamd bioinks10. Gezien de interactie van zenuwcellen met elkaar, zijn studies verschoven naar geleidende biomateriaalkandidaten zoals grafeen. Grafeen nanoplaten, die eigenschappen hebben zoals flexibele elektronica, supercondensatoren, batterijen, optica, elektrochemische sensoren en energieopslag, zijn een geprefereerd biomateriaal op het gebied van tissue engineering11. Grafeen is gebruikt in studies waar de proliferatie en regeneratie van beschadigde weefsels en organen werden uitgevoerd12,13.
Tissue engineering bestaat uit drie basisbouwstenen: steigers, cellen en biosignaalmoleculen. Er zijn tekortkomingen in de studies naar perifere zenuwbeschadiging in termen van het volledig verstrekken van deze drie structuren. Er zijn verschillende problemen ondervonden bij de biomaterialen die in de studies worden geproduceerd en gebruikt, zoals het feit dat ze alleen stamcellen of biosignaalmoleculen bevatten, het ontbreken van een bioactief molecuul dat stamceldifferentiatie mogelijk maakt, het gebrek aan biocompatibiliteit van het gebruikte biomateriaal en het lage effect op de proliferatie van cellen in de weefselniche, en dus wordt zenuwgeleiding niet volledig gerealiseerd 2,13,14,15,16. Dit vereist de optimalisatie van zenuwregeneratie, het verminderen van spieratrofie 17,18 en het creëren van noodzakelijke homing19 met groeifactoren tegen dergelijke problemen. Op dit punt zijn de karakterisering en analyse van de neuro-activiteit van een chirurgisch biomateriaalprototype, dat naar de kliniek moet worden overgebracht, erg belangrijk.
Dienovereenkomstig onderzoekt deze methodestudie de bioink hydrogel-patronen met grafeennanoplaten gevormd door een 3D-bioprinter en de effectiviteit ervan op de neurogene differentiatie van de stamcellen die het bevat. Ook worden de effecten van grafeen op neurosfeervorming en differentiatie onderzocht.

<table><tbody><tr><td> Centrifugal</td><td>Hitachi</td><td></td><td>Gebruikt in celcultuur en biomateriaal stap</td></tr><tr><td>0.1N CaCl2</td><td>HD Bioink</td><td></td><td>Gebruikt voor crosslinker</td></tr><tr><td>0.22 &micro;m membraanfilter</td><td>A&iota;s&iota;mo</td><td></td><td>Gebruikt voor sterilisatie</td></tr><tr><td>0.45 &micro;m spuitfilter</td><td>A&iota;s&iota;mo</td><td></td><td>Gebruikt voor sterilisatie</td></tr><tr><td>1.5mL conische buis</td><td>Eppendorfa</td><td></td><td>Gebruikt voor bioink druppel</td></tr><tr><td>15mL Falcon buis</td><td>Nest</td><td></td><td>Gebruikt in celcultuur stap</td></tr><tr><td>25 cm2 celcultuur kolven (Falcon, TPP weefselcultuurkolven)</td><td>Nest</td><td></td><td>Gebruikt voor celcultuur</td></tr><tr><td>3D Bioprinting</td><td>Axolotl Biosystems Bio A2 (Turkije)</td><td></td><td>Bioprinting stap</td></tr><tr><td>50 mL Falcon buis</td><td>Nest</td><td></td><td>Gebruikt in celcultuur stap</td></tr><tr><td>6/24/48/96 well platen (Falcon, TPP microplaten)</td><td>Merck Millipore</td><td></td><td>Gebruikt in celcultuur stap</td></tr><tr><td>75 cm2 celcultuur kolven (Falcon, TPP weefselcultuurkolven)</td><td>Nest</td><td></td><td>Gebruikt voor celcultuur</td></tr><tr><td>Anti muis IgG-FTIC-konijn</td><td>Santa Cruz Biotechnology</td><td>J1514</td><td>Secundaire antilichaam, gebruikt voor kleurstof</td></tr><tr><td>Anti muis IgG-SC2781-geit</td><td>Santa Cruz Biotechnology</td><td>C3109</td><td>Secundaire antilichaam, gebruikt voor kleurstof</td></tr><tr><td>Au coating apparaat EM ACE600</td><td>Leica</td><td></td><td>voor goud plateren van biomateriaal sectie voor SEM beeldvorming</td></tr><tr><td>Autoclaaf</td><td>NUVE-OT 90L</td><td></td><td>Gebruikt voor het sterilisatieproces.</td></tr><tr><td>Autoclaaf</td><td>NUVE-OT 90L</td><td></td><td>Gebruikt voor het sterilisatieproces.</td></tr><tr><td>Cel Cultre Cabine</td><td>Hera Safe KS</td><td></td><td>Gebruikt voor het celcultuur proces</td></tr><tr><td>Dulbecco's Gemodificeerd Eagle's Medium/Nutrient Mixtuur-F12</td><td>Sigma</td><td>RNBJ7249</td><td>Gebruikt als celcultuur medium</td></tr><tr><td>FEI QUANTA 450 FEG ESEM SEM</td><td>Quanta</td><td>FEG 450</td><td>voor SEM</td></tr><tr><td>Fetaal bovien serum-FBS</td><td>Capricorn</td><td>FBS-16A</td><td>Het werd gebruikt door toevoeging aan het celcultuur medium.</td></tr><tr><td>Vrieskast -80&deg;C</td><td>Panasonic</td><td>MDF-U5386S-PE</td><td>We werden gebruikt om cellen en de resulterende exosomen op te slaan</td></tr><tr><td>Gelatine-Alginaat bioink poeder</td><td>HD Bioink</td><td></td><td>Gebruikt voor geproduceerde bioink stap</td></tr><tr><td>GFP gelabelde-WJ-MSCs</td><td>Virostem</td><td></td><td>Gebruikt voor beeldvorming naar cel-bioink interactie</td></tr><tr><td>Grafeen nanoplateletjes (Grafeen-IGP2)</td><td>Grafen Chemical Industries Co.</td><td></td><td>Gebruikt voor productie 3D-G bioink</td></tr><tr><td>Immunofluorescentie antilichamen (N-CAD; &beta;-III Tubuline)</td><td>Cell Signalling en Santa Cruz</td><td></td><td>Gebruikt voor kleurstof</td></tr><tr><td>JASCO 6600</td><td>Tetra</td><td></td><td>voor FTIR</td></tr><tr><td>MTT Assay</td><td>Sigma</td><td></td><td>Levendheidstest</td></tr><tr><td>Penicilline/Streptomycine Oplossing</td><td>Capricorn</td><td>PB-S</td><td>Het werd toegevoegd aan het medium om besmetting in celcultuur te voorkomen.</td></tr><tr><td>Thoma glijbaan</td><td>Isolab</td><td></td><td>Gebruikt voor het tellen van de cel</td></tr><tr><td>Time-Lapse Imaging Systeem</td><td>Zeiss Axio.Observer.Z1</td><td></td><td>Beeldvorming</td></tr><tr><td>Tripsine-EDTA</td><td>Multicell</td><td></td><td>De kolf werd gebruikt om de cellen die het oppervlak bedekken te verwijderen.</td></tr><tr><td>Vortex</td><td>Biobase</td><td></td><td>Voor geproduceerde bioink stap</td></tr><tr><td>WJ-MSCs</td><td>ATCC</td><td></td><td>Gebruikt voor het celcultuur proces</td></tr></tbody></table>

voorbereiding en karakterisering van op grafeen gebaseerde 3d biohybride hydrogel bioink voor perifere neuro-engineering

Preparation and Characterization of Graphene-Based 3D Biohybrid Hydrogel Bioink for Peripheral Neuroengineering

Perifere neuropathieën kunnen optreden als gevolg van axonale schade en soms als gevolg van demyeliniserende ziekten. Perifere zenuwbeschadiging is een wereldwijd probleem dat voorkomt bij 1,5% -5% van de spoedeisende hulppatiënten en kan leiden tot aanzienlijk banenverlies. Tegenwoordig zijn op tissue engineering gebaseerde benaderingen, bestaande uit steigers, geschikte cellijnen en biosignalen, meer toepasbaar geworden met de ontwikkeling van driedimensionale (3D) bioprinttechnologieën. De combinatie van verschillende hydrogel-biomaterialen met stamcellen, exosomen of bio-signalerende moleculen wordt vaak bestudeerd om de bestaande problemen bij perifere zenuwregeneratie te overwinnen. Dienovereenkomstig heeft de productie van injecteerbare systemen, zoals hydrogels, of implanteerbare buisstructuren gevormd door verschillende bioprintmethoden aan belang gewonnen in perifere neuro-engineering. Onder normale omstandigheden zijn stamcellen de regeneratieve cellen van het lichaam en hun aantal en functies nemen niet af met de tijd om hun populaties te beschermen; Dit zijn geen gespecialiseerde cellen, maar kunnen differentiëren bij passende stimulatie als reactie op letsel. Het stamcelsysteem staat onder invloed van zijn micro-omgeving, de stamcelniche genaamd. Bij perifere zenuwletsels, vooral bij neurotmese, kan deze micro-omgeving niet volledig worden gered, zelfs niet na het chirurgisch samenbinden van doorgesneden zenuwuiteinden. De benadering van samengestelde biomaterialen en gecombineerde cellulaire therapieën verhoogt de functionaliteit en toepasbaarheid van materialen in termen van verschillende eigenschappen zoals biologische afbreekbaarheid, biocompatibiliteit en verwerkbaarheid. Dienovereenkomstig heeft deze studie tot doel de bereiding en het gebruik van op grafeen gebaseerde biohybride hydrogelpatronen aan te tonen en de differentiatie-efficiëntie van stamcellen in zenuwcellen te onderzoeken, wat een effectieve oplossing kan zijn bij zenuwregeneratie.

Grafeentoxiciteit en 2D-beeldvorming Statistische analyse van de verkregen MTT-resultaten werd uitgevoerd met een eenrichtings-ANOVA met Tukey's test in statistische analysesoftware, en de verkregen grafiek is weergegeven in figuur 2. Het grafeenpercentage in vergelijking met de controle vertoonde alleen een significante daling voor de grafeenconcentratie van 0,001% (**p < 0,01).. Er waren geen significante verschillen tussen de andere groepen en de controle (p > 0,05). D...

In dit manuscript demonstreren we de bereiding van een biohybride hydrogel bioink met grafeen voor gebruik in perifere tissue engineering. Met behulp van dit 3D-biohybride materiaal wordt het neurale differentiatieprotocol van stamcellen uitgevoerd. Dit kan een belangrijke stap zijn om vergelijkbare biomaterialen naar de kliniek te brengen.

Voorbereiding en karakterisering van op grafeen gebaseerde 3D biohybride hydrogel bioink voor perifere neuro-engineering

Peripheral neuropathies can occur as a result of axonal damage, and occasionally due to demyelinating diseases. Peripheral nerve damage is a global ...

Het stamcelsysteem staat onder invloed van zijn belangrijke componenten. Het behoud en de differentiatie van stamcellen is ondenkbaar zonder de aanwezigheid van hun micro-omgeving. Deze micro-omgeving, stamcelniche genaamd, bestaat uit cellen en steigers.Perifere neuropathie kan zijn en af en toe, ze kunnen zoals letsel aan de brachii plexus, verschillende trauma's, tumor, autonome anomalieën, immuundefinitie, en metabole ziekte. Er zijn verschillende 3D-kweekmethoden ontwikkeld om een betere en meer natuurlijke niche voor de stamcellen te bieden. Sferoïdevorming en 3D-bioprinting zijn relatief nieuwe en veelbelovende methoden voor 3D-culturen.3D-bioprinting kan ook worden gebruikt in neuro-engineering studies. Daarom werden binnen deze studie bioinks op basis van grafeen en alginaat / gelatine ontwikkeld en bestudeerd op hun regeneratieve eigenschappen. Om te beginnen, kweek Wharton's gelei mesenchymale stamcellen of WJMSC's in DMEM F12-medium met 10% foetaal kalfsserum of FBS, 1% pen / streptokokken en 1% L-glutamine onder een steriele laminaire stroom bij kamertemperatuur.Wanneer de gekweekte cellen voor 80% samenvloeien in de kolf, giet u het medium en wast u de cellen met vijf

preparation-characterization-graphene-based-3d-biohybrid-hydrogel

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

The video demonstrates the process of creating a 3D bioprinted construct using astrocytes suspended in a bioink solution. The bioprinted construct, after crosslinking, facilitates astrocyte adhesion and their spreading, forming neural-like tissue.

A Method for 3D Bioprinting Murine Cortical Astrocytes

We beschrijven een reeks protocollen die samen een weefsel nabootsen hydrogel bioink waarmee functionele en levensvatbare 3-D weefsel constructen kunnen worden bioprinted voor gebruik in in vitro screening toepassingen.

Bioprinting Cellularized Construeert met een tissue-specifieke Hydrogel Bioink

Hierin presenteren wij een protocol voor de 3D cultuur van rat hersenen-afgeleide glia cellen, met inbegrip van astrocyten, oligodendrocyten en microglia. We tonen primaire celculturen, methacrylated hyaluronzuur (HAMA) hydrogel synthese, HAMAphoto-polymerisatie en cel inkapseling en monster verwerking voor confocale en scanning elektronen microscopische beeldvorming.

Verbeterd 3D Hydrogel culturen van primaire gliacellen voor In Vitro modellering van Neuroinflammation

Hier gepresenteerd is een methode voor de 3D bioprinten van gelatine methacryloyl.

Protocollen van 3D Bioprinting van gelatine Methacryloyl hydrogel gebaseerde Bioinks

Hier ontwikkelden we een nieuwe meerlaagse gemodificeerde strategie voor vloeibare bioinks (gelatine methacryloyl met lage viscositeit) om de sedimentatie van ingekapselde cellen te voorkomen.

Met behulp van meerlaagse Hydrogel Bioink in driedimensionale bioprinting voor homogene celdistributie

Hier rapporteren we een methode van 3D bioprinting van muriene corticale astrocyten voor het biofabriceren van neurale weefsels om de functionaliteit van astrocyten in het centrale zenuwstelsel en de mechanismen met betrekking tot gliacellen bij neurologische ziekten en behandelingen te bestuderen.

3D Bioprinting van Murine Cortiical Astrocytes voor Engineering Neural-Like Tissue

Dit artikel beschrijft protocollen voor high-throughput gelatine methacryloyl microgel fabricage met behulp van microfluïdische apparaten, het omzetten van microgels in resususpensable poeder (micro-aerogels), de chemische assemblage van microgels om granulaire hydrogel scaffolds te vormen, en het ontwikkelen van granulaire hydrogel bioinks met behoud van microporositeit voor 3D bioprinting.

Gelatine Methacryloyl Granular Hydrogel Scaffolds: High-throughput Microgel Fabrication, Lyophilization, Chemical Assembly, en 3D Bioprinting

Dit werk beschrijft een protocol voor de vrije vorm ingebed 3D-printen van neurale stamcellen in zelfherstellende gloeibare deeltjes-extracellulaire matrixcomposieten. Het protocol maakt het mogelijk om met hoge getrouwheid patronen te maken van onderling verbonden menselijke neurale weefselconstructies.

Microgel-extracellulaire matrixcomposietondersteuning voor het ingebed 3D-printen van menselijke neurale constructies

Dit artikel beschrijft hoe je fototunable hydrogels in 3D bioprint om extracellulaire matrixverstijving en fibroblastactivering te bestuderen.

3D-bioprinting Phototunable Hydrogels om de activering van fibroblasten te bestuderen

Hier presenteren we een protocol om 3D-gebioprinte coculturen van iPSC-afgeleide neuronen en astrocyten te produceren. Dit cocultuurmodel, gegenereerd in een hydrogelsteiger in formaten met 96 of 384 putjes, toont een hoge levensvatbaarheid na het printen en neurietuitgroei binnen 7 dagen en toont de expressie van rijpheidsmarkers voor beide celtypen.

Driedimensionale bioprinting van menselijke iPSC-afgeleide neuron-astrocyt coculturen voor screeningstoepassingen

Deze studie introduceert een nieuw κ-carrageen sub-microgel suspensiebad, dat opmerkelijke omkeerbare jamming-unjamming overgangseigenschappen vertoont. Deze eigenschappen dragen bij aan de opbouw van biomimetische weefsels en organen in ingebedde 3D-bioprinting. Het succesvol printen van hart-/slokdarmachtige weefsels met hoge resolutie en celgroei demonstreert hoogwaardige bioprinting- en tissue engineering-toepassingen.

Ingebedde bioprinting van weefselachtige structuren met behulp van κ-carrageen sub-microgelmedium

Leer de voorbereiding en karakterisering van grafeen-gebaseerde 3D biohybride hydrogel bioink voor perifere neuro-engineering. Deze methode ondersteunt neurale differentiatie van stamcellen voor klinische toepassingen.

Voorbereiding en karakterisering van op grafeen gebaseerde 3D biohybride hydrogel bioink voor perifere neuro-engineering

Meer video's verkennen