Name: Productie van collageen met nanofibrillaire patronen voor weefselmanipulatie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-20T13:40:00.000+00:00
Duration: 7 min 34 s
Description: Leer een schuifgebaseerde extrusiemethode om collageenhydrogels met nanoschaalvezelpatronen te fabriceren voor weefselengineering. Deze techniek regelt de organisatie van collageenvezels zonder gespecialiseerde apparatuur.

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

<meta charset="utf8"></head><body>Het vervaardigen van Gemanipuleerd Nanofibrillair Collageen met Gerichte Patronen

<ol><li>Padhi, A., Nain, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ECM+in+differentiation%3A+A+review+of+matrix+structure%2C+composition+and+mechanical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">ECM in differentiation: A review of matrix structure, composition and mechanical properties.</a> Ann Biomed Eng. 48 (3), 1071-1089 (2020).</li>
<li>Schlie-Wolter, S., Ngezahayo, A., Chichkov, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+selective+role+of+ECM+components+on+cell+adhesion%2C+morphology%2C+proliferation+and+communication+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Cell+Res%22%5BJournal%5D)">The selective role of ECM components on cell adhesion, morphology, proliferation and communication in vitro.</a> Exp Cell Res. 319 (10), 1553-1561 (2013).</li>
<li>Ricard-Blum, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+collagen+family%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harb+Perspect+Biol%22%5BJournal%5D)">The collagen family.</a> Cold Spring Harb Perspect Biol. 3 (1), a004978(2011).</li>
<li>Shoulders, M. D., Raines, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen+structure+and+stability%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Biochem%22%5BJournal%5D)">Collagen structure and stability.</a> Annu Rev Biochem. 78, 929-958 (2009).</li>
<li>Gillies, A. R., Lieber, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure+and+function+of+the+skeletal+muscle+extracellular+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+Nerve%22%5BJournal%5D)">Structure and function of the skeletal muscle extracellular matrix.</a> Muscle Nerve. 44 (3), 318-331 (2011).</li>
<li>Silver, F. H., Freeman, J. W., Seehra, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen+self-assembly+and+the+development+of+tendon+mechanical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">Collagen self-assembly and the development of tendon mechanical properties.</a> J Biomech. 36 (10), 1529-1553 (2003).</li>
<li>Friess, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen-biomaterial+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Pharm+Biopharm%22%5BJournal%5D)">Collagen-biomaterial for drug delivery.</a> Eur J Pharm Biopharm. 45 (2), 113-136 (1998).</li>
<li>Lee, C. H., Singla, A., Lee, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomedical+applications+of+collagen%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Pharm%22%5BJournal%5D)">Biomedical applications of collagen.</a> Int J Pharm. 221 (1-2), 1-22 (2001).</li>
<li>Liu, X., Zheng, C., Luo, X., Wang, X., Jiang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+of+collagen-based+biomaterials%3A+Multi-hierarchical+structure%2C+modification+and+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Sci+Eng+C%22%5BJournal%5D)">Recent advances of collagen-based biomaterials: Multi-hierarchical structure, modification and biomedical applications.</a> Mater Sci Eng C. 99, 1509-1522 (2019).</li>
<li>Harris, J. R., Reiber, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+saline+and+pH+on+collagen+type+I+fibrillogenesis+in+vitro%3A+Fibril+polymorphism+and+colloidal+gold+labelling%5BTitle%5D)+AND+%22Micron%22%5BJournal%5D)">Influence of saline and pH on collagen type I fibrillogenesis in vitro: Fibril polymorphism and colloidal gold labelling.</a> Micron. 38 (5), 513-521 (2007).</li>
<li>Williams, B. R., Gelman, R. A., Poppke, D. C., Piez, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen+fibril+formation.+Optimal+in+vitro+conditions+and+preliminary+kinetic+results%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">Collagen fibril formation. Optimal in vitro conditions and preliminary kinetic results.</a> J Biol Chem. 253 (18), 6578-6585 (1978).</li>
<li>Zhong, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+aligned+nanofibrous+collagen+scaffold+by+electrospinning+and+its+effects+on+in+vitro+fibroblast+culture%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+A%22%5BJournal%5D)">An aligned nanofibrous collagen scaffold by electrospinning and its effects on in vitro fibroblast culture.</a> J Biomed Mater Res A. 79A (3), 456-463 (2006).</li>
<li>Malladi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+formation+of+ultrathin%2C+strong+collagen+sheets+with+tunable+anisotropy+and+compaction%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomater+Sci+Eng%22%5BJournal%5D)">Continuous formation of ultrathin, strong collagen sheets with tunable anisotropy and compaction.</a> ACS Biomater Sci Eng. 6 (7), 4236-4246 (2020).</li>
<li>Lowe, C. J., Reucroft, I. M., Grota, M. C., Shreiber, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+highly+aligned+collagen+scaffolds+by+freeze-drying+of+self-assembled%2C+fibrillar+collagen+gels%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomater+Sci+Eng%22%5BJournal%5D)">Production of highly aligned collagen scaffolds by freeze-drying of self-assembled, fibrillar collagen gels.</a> ACS Biomater Sci Eng. 2 (4), 643-651 (2016).</li>
<li>Torbet, J., Ronzière, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+alignment+of+collagen+during+self-assembly%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem+J%22%5BJournal%5D)">Magnetic alignment of collagen during self-assembly.</a> Biochem J. 219 (3), 1057-1059 (1984).</li>
<li>Provenzano, P. P., Eliceiri, K. W., Inman, D. R., Keely, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+three-dimensional+collagen+matrices+to+provide+contact+guidance+during+3d+cell+migration%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Engineering three-dimensional collagen matrices to provide contact guidance during 3d cell migration.</a> Curr Protoc Cell Biol. Chpater 10 (Unit 10.17), (2010).</li>
<li>Saeidi, N., Sander, E. A., Zareian, R., Ruberti, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+highly+aligned+collagen+lamellae+by+combining+shear+force+and+thin+film+confinement%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Production of highly aligned collagen lamellae by combining shear force and thin film confinement.</a> Acta Biomater. 7 (6), 2437-2447 (2011).</li>
<li>Paten, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow-induced+crystallization+of+collagen%3A+A+potentially+critical+mechanism+in+early+tissue+formation%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Flow-induced crystallization of collagen: A potentially critical mechanism in early tissue formation.</a> ACS Nano. 10 (5), 5027-5040 (2016).</li>
<li>Yunoki, S., Hatayama, H., Ebisawa, M., Kondo, E., Yasuda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+method+for+continuous+formation+of+cord-like+collagen+gels+to+fabricate+durable+fibers+in+which+collagen+fibrils+are+longitudinally+aligned%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+B+Appl+Biomater%22%5BJournal%5D)">A novel method for continuous formation of cord-like collagen gels to fabricate durable fibers in which collagen fibrils are longitudinally aligned.</a> J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 107 (4), 1011-1023 (2019).</li>
<li>Vader, D., Kabla, A., Weitz, D., Mahadevan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strain-induced+alignment+in+collagen+gels%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Strain-induced alignment in collagen gels.</a> PLoS One. 4 (6), e5902(2009).</li>
<li>Ahmed, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+extensional+flows+promote+long-range+fiber+alignment+in+3d+collagen+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">Local extensional flows promote long-range fiber alignment in 3d collagen hydrogels.</a> Biofabrication. 14 (3), (2022).</li>
<li>Su, C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+a+3D+collective+cancer+invasion+model+with+control+over+collagen+fiber+alignment%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Engineering a 3D collective cancer invasion model with control over collagen fiber alignment.</a> Biomaterials. 275, 120922(2021).</li>
<li>Nakayama, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bilayered+vascular+graft+derived+from+human+induced+pluripotent+stem+cells+with+biomimetic+structure+and+function%5BTitle%5D)+AND+%22Regen+Med%22%5BJournal%5D)">Bilayered vascular graft derived from human induced pluripotent stem cells with biomimetic structure and function.</a> Regen Med. 10 (6), 745-755 (2015).</li>
<li>Nakayama, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+patterning+of+extracellular+matrix+alters+endothelial+function+under+shear+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Nanoscale patterning of extracellular matrix alters endothelial function under shear stress.</a> Nano Lett. 16 (1), 410-419 (2016).</li>
<li>Nakayama, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rehabilitative+exercise+and+spatially+patterned+nanofibrillar+scaffolds+enhance+vascularization+and+innervation+following+volumetric+muscle+loss%5BTitle%5D)+AND+%22NPJ+Regen+Med%22%5BJournal%5D)">Rehabilitative exercise and spatially patterned nanofibrillar scaffolds enhance vascularization and innervation following volumetric muscle loss.</a> NPJ Regen Med. 3, 16(2018).</li>
<li>Nakayama, K. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+volumetric+muscle+loss+in+mice+using+nanofibrillar+scaffolds+enhances+vascular+organization+and+integration%5BTitle%5D)+AND+%22Commun+Biol%22%5BJournal%5D)">Treatment of volumetric muscle loss in mice using nanofibrillar scaffolds enhances vascular organization and integration.</a> Commun Biol. 2 (1), 170(2019).</li>
<li>Alcazar, C. A., Hu, C., Rando, T. A., Huang, N. F., Nakayama, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transplantation+of+insulin-like+growth+factor-1+laden+scaffolds+combined+with+exercise+promotes+neuroregeneration+and+angiogenesis+in+a+preclinical+muscle+injury+model%5BTitle%5D)+AND+%22Biomater+Sci%22%5BJournal%5D)">Transplantation of insulin-like growth factor-1 laden scaffolds combined with exercise promotes neuroregeneration and angiogenesis in a preclinical muscle injury model.</a> Biomater Sci. 8 (19), 5376-5389 (2020).</li>
<li>Lai, E. S., Huang, N. F., Cooke, J. P., Fuller, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aligned+nanofibrillar+collagen+regulates+endothelial+organization+and+migration%5BTitle%5D)+AND+%22Regen+Med%22%5BJournal%5D)">Aligned nanofibrillar collagen regulates endothelial organization and migration.</a> Regen Med. 7 (5), 649-661 (2012).</li>
<li>Huang, N. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+patterning+of+endothelium+modulates+cell+morphology%2C+adhesiveness+and+transcriptional+signature%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Spatial patterning of endothelium modulates cell morphology, adhesiveness and transcriptional signature.</a> Biomaterials. 34 (12), 2928-2937 (2013).</li>
<li>Weadock, K. S., Miller, E. J., Bellincampi, L. D., Zawadsky, J. P., Dunn, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+crosslinking+of+collagen+fibers%3A+Comparison+of+ultraviolet+irradiation+and+dehydrothermal+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res%22%5BJournal%5D)">Physical crosslinking of collagen fibers: Comparison of ultraviolet irradiation and dehydrothermal treatment.</a> J Biomed Mater Res. 29 (11), 1373-1379 (1995).</li>
</ol>

```html
<table><tbody><tr><td>Collagen I, High Concentration, Rat Tail</td><td>Corning</td><td>CB354249</td><td></td></tr><tr><td>Eclipse TE-2000-U microscoop</td><td>Nikon</td><td>TE-2000-U&nbsp;</td><td>Omgekeerd microscoop</td></tr><tr><td>Extra Dikke Microscoopglazen</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-267-005</td><td>Werkt goed voor collageen extrusie oppervlak</td></tr><tr><td>FEI Helios G3 NanoLab DualBeam</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>N/A</td><td>Scannende elektronenmicroscoop</td></tr><tr><td>Glas Snijgereedschap Set 2mm-20mm Potloodstijl Olievoeding Carbide Tip</td><td>Amazon/MOARMOR</td><td>B07Y1D243H</td><td>Optie voor een glas snijder</td></tr><tr><td>Hamilton Kel-F Hub Blunt Point Naalden (Luer Lock, 22 G)</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-815-574</td><td>Naalden voor collageen extrusie</td></tr><tr><td>Nexterion Slide H 3-D</td><td>Schott</td><td>NC0782819</td><td>Hydrofobe glijbanen</td></tr><tr><td>PBS Tabletten</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>18912014</td><td></td></tr><tr><td>Polyethyleen Glycol 8000</td><td>Fisher BioReagents</td><td>BP233-1</td><td></td></tr><tr><td>Naadloze Cellulose Dialyse Slangen&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>S25645G</td><td></td></tr><tr><td>SnakeSkin Dialyse Clips</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>PI68011</td><td></td></tr><tr><td>Synthware Glas Snijgereedschap</td><td>Synthware</td><td>31-501-927</td><td>Optie voor een glas snijder</td></tr></tbody></table>
```

productie van collageen met nanofibrillaire patronen voor weefselmanipulatie

Production of Nanofibrillar Patterned Collagen for Tissue Engineering

Productie van collageen met nanofibrillaire patronen voor weefselmanipulatie

Regenerative biomaterials are designed to facilitate cell-material interactions to guide the repair of damaged tissues and organs. These materials are ...

production-of-nanofibrillar-patterned-collagen-for-tissue-engineering

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Oprichting van micro-weefsels met behulp van cilindrische collageen gels, genaamd modules, die ingesloten cellen en dat het oppervlak bevatten, is bekleed met endotheelcellen.

Fabricatie van Micro-weefsels met behulp van modules van Collageen gel met cellen

Dit model systeem gaat uit van een myofibroblast-bevolkte fibrine gel die kan worden gebruikt om endogene collageen (her) inrichting real-time op een niet-destructieve manier te bestuderen. Het modelsysteem is zeer instelbaar, als het kan worden gebruikt met verschillende bronnen van cellen, medium additieven, en kan gemakkelijk worden aangepast aan specifieke behoeften.

Techniek Fibrine-based Tissue constructen van myofibroblasten en Application of Constraints en Zeef to Cell en collageen (Re) organisatie Induce

Traditionele procedures voor de isolatie van oplosbare type 1 collageen (COL1) hebben ongeveer 10 dagen van start tot finish vanwege langdurige buffer incubatie en moeizame resuspensions van fibrillen. We beschrijven hier een middel te zuiveren KOL1 van kleine huid biopten in minder dan 3 uur.

Een verbeterde werkwijze voor de bereiding van type I collageen van de huid

Werkwijze voor nanovezels en complexe nanostructuren verkrijgen uit een of meerdere extracellulaire matrixeiwitten beschreven. Deze methode maakt gebruik van proteïne-oppervlak interacties vrijstaande eiwit gebaseerde materialen maken met instelbare samenstelling en architectuur voor gebruik in een verscheidenheid van tissue engineering en biotechnologische toepassingen.

ECM Eiwit nanovezels en nanostructuren Engineered behulp-Surface geïnitieerde Vergadering

Hier presenteren we een protocol om elektrogesponnen nanovezel steigers met gradated organisatie van vezels fabriceren en hun toepassingen verkennen in het reguleren van de cel morfologie / oriëntatie. Verlopen met betrekking tot fysische en chemische eigenschappen van de nanovezel scaffolds biedt een grote verscheidenheid aan toepassingen op biomedisch gebied.

Electrospun Nanovezel Steigers met gradaties in Fiber Organisatie

In dit werk presenteren we een techniek voor de snelle fabricage van levend vasculair weefsel door directe cultivatie van collageen, gladde spiercellen en endotheelcellen. Daarnaast wordt een nieuw protocol beschreven voor de mechanische karakterisering van gefabriceerd vasculair weefsel.

Engineering 3D Cellularized Collageen Gel voor Vasculaire Tissue Regeneration

De creatie van functionele microweefsels binnen microfluïdische apparaten vereist de stabilisatie van celfenotypen door traditionele celkweektechnieken aan te passen aan de beperkte ruimtelijke dimensies in microapparaten. Aanpassing van collageen maakt de laag-voor-laag afzetting van ultradunne collageenstructuren mogelijk die primaire cellen, zoals hepatocyten, kunnen stabiliseren als microfluïdische weefselmodellen.

Layer-by-layer Collageen depositie in Microfluïdische Inrichtingen voor Microtissue Stabilization

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

Hier wordt een protocol gepresenteerd om gemanipuleerde bindweefsels te genereren voor een parallelle kweek van 48 weefsels in een multi-well plaat met dubbele polen, geschikt voor mechanistische studies, ziektemodellering en screeningstoepassingen. Het protocol is compatibel met fibroblasten van verschillende organen en soorten en wordt hier geïllustreerd met menselijke primaire cardiale fibroblasten.

Fibroblast afgeleide human engineered bindweefsel voor screeningstoepassingen

Dit protocol demonstreert het gebruik van een microfluïdisch kanaal met veranderende geometrie langs de vloeistofstroomrichting om extensieve spanning (stretching) te genereren om vezels uit te lijnen in een 3D-collageenhydrogel (&lt; 250 μm dik). De resulterende uitlijning strekt zich uit over enkele millimeters en wordt beïnvloed door de extensieve reksnelheid.

Micro-engineering 3D collageen hydrogels met lange-afstand vezeluitlijning

Weefselkweekinserts met plastic membranen zijn de gouden standaard in celkweeklaboratoria als permeabele dragers om cellagen en modellen van barrièreweefsels te vestigen. Hierin presenteren we een eenvoudige methode om het plastic membraan te vervangen door een biologisch relevanter membraan gemaakt van een recombinant gefunctionaliseerd spinnenzijde-eiwit.

Nanofibrillaire basale membraan nabootsen gemaakt van recombinant gefunctionaliseerd spinnenzijde in op maat gemaakte weefselkweekinzetstukken

Leer een schuifgebaseerde extrusiemethode om collageenhydrogels met nanoschaalvezelpatronen te fabriceren voor weefselengineering. Deze techniek regelt de organisatie van collageenvezels zonder gespecialiseerde apparatuur.

Productie van collageen met nanofibrillaire patronen voor weefselmanipulatie

Meer video's verkennen