Artykuł metodologiczny

Kompleks polielektrolitowy do dostarczania osteogennego czynnika wzrostu w domenie wiążącej heparynę

DOI:

10.3791/54202

22 sierpnia 2016

W tym artykule

Podsumowanie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Samoorganizujące się kompleksy polielektrolitowe (PEC) wykonane z heparyny i protaminy zostały osadzone na kulkach alginianowych, aby uwięzić i regulować uwalnianie osteogennych czynników wzrostu. Ta strategia dostarczania umożliwia 20-krotne zmniejszenie dawki BMP-2 w zastosowaniach związanych z usztywnieniem kręgosłupa. Niniejszy artykuł ilustruje korzyści płynące z zastosowania PEC i jego wytwarzanie.

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Podczas operacji rekonstrukcyjnych kości, suprafizjologiczne ilości czynników wzrostu są empirycznie ładowane na rusztowania, aby ułatwić udaną fuzję kostną. Duże dawki bardzo silnych czynników biologicznych są wymagane ze względu na niestabilność czynnika wzrostu w wyniku szybkiej degradacji enzymatycznej, a także nieefektywność nośnika w lokalizacji wystarczającej ilości czynnika wzrostu w miejscach implantacji. W związku z tym strategie, które przedłużają stabilność czynników wzrostu, takich jak BMP-2/NELL-1, i kontrolują ich uwalnianie, mogą w rzeczywistości obniżyć ich skuteczną dawkę, a tym samym zmniejszyć zapotrzebowanie na większe dawki podczas przyszłych operacji regeneracji kości. To z kolei zmniejszy skutki uboczne i koszty czynnika wzrostu. Samoorganizujące się PEC zostały wyprodukowane, aby zapewnić lepszą kontrolę dostarczania BMP-2/NELL-1 poprzez wiązanie heparyny i dodatkowo wzmocnić bioaktywność czynnika wzrostu poprzez zwiększenie stabilności in vivo. Poniżej ilustrujemy prostotę wytwarzania PEC, która pomaga w dostarczaniu różnych czynników wzrostu podczas operacji rekonstrukcyjnych kości.

Wprowadzenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Częstość występowania rzekomej choroby zwyrodnieniowej stawów wynosi od 10 do 45% w zwyrodnieniowych zrostach kręgosłupa i rewizyjnych operacjach kręgosłupa1. Aby zmniejszyć częstość występowania choroby zwyrodnieniowej kości łamiennej kości podczas zespolenia kręgosłupa i innych operacji rekonstrukcyjnych kości, wprowadzono osteogenne czynniki wzrostu, takie jak BMP-2,Nell-1 1 i płytkowy czynnik wzrostu (PDGF), w celu promowania osteogenezy de novo. Wśród nich BMP-2 jest popularnym wyborem do zespolenia kręgosłupa2. Chociaż siła działania BMP-2 w indukowaniu i ułatwianiu tworzenia nowych kości została dobrze ugruntowana3; Klinicznie istotne powikłania, takie jak heterotopowe tworzenie kości, tworzenie się surowicy i krwiaka, reakcja zapalna, zapalenie korzonków nerwowych, osteoliza trzonów kręgów i wytrysk wsteczny nadal stanowią problem ze względu na stosowane suprafizjologiczne ilości4,5.

Dlatego obniżenie dawki BMP-2 pozostaje istotną strategią w próbach zminimalizowania skutków ubocznych. Poza tym potrzebne są wydajne systemy nośników, aby stłumić początkowe uwalnianie BMP-2 obserwowane we współczesnych systemach nośników gąbek kolagenowych i jeszcze bardziej zwiększyć przedłużone i miejscowe dostarczanie tej silnej cytokiny. Samoorganizacja naprzemiennych kationowych i anionowych polielektrolitów warstwa po warstwie może być stosowana jako przestrajalna metoda do budowania kompleksów polielektrolitowych na powierzchni matryc rusztowań lub materiałów do implantacji6. Pod tym względem uznano, że heparyna (znana z najwyższej gęstości ładunku ujemnego ze wszystkich czynników biologicznych) chętnie wiąże się z różnymi czynnikami wzrostu za pośrednictwem domen wiążących elektrostatyki i heparynę. Rzeczywiście, wykazano, że heparyna przedłuża okres półtrwania, a tym samym nasila bioaktywność kilku czynników wzrostu.

Na tej podstawie, nasza grupa dostosowała protokół samoorganizacji warstwa po warstwie, aby wytworzyć kompleks polielektrolitowy na bazie heparyny (PEC), który ładuje i zachowuje bioaktywność osteogennych czynników wzrostu podczas unieruchomienia7,8. Rdzeń mikrokulek alginianowych wytworzono przez sieciowanie reszt α-L-guluronianu (G) alginianu z dwuwartościowymi jonami kationu wapnia lub strontu. Rdzeń alginianowy jest biodegradowalną matrycą rusztowania; który po implantacji ulega resorpcji w łożu fuzyjnym, zapewniając miejsce na wrastanie kości. Poli-L-lizyna (PLL) lub protamina jest używana jako warstwa kationowa do przeplatania się zarówno z matrycą rusztowania (w tym przypadku rdzeniem nośnym mikrokulek alginianowych), jak i ujemnie naładowaną heparyną; podczas gdy warstwa heparyny anionowej działa stabilizująco i lokalizując obciążone czynniki wzrostu. Wykazano, że trójwarstwowy PEC zwiększa nośność czynnika wzrostu w modeluświni 9. Ostatnio wykazano, że nosiciele PEC skutecznie zmniejszają skuteczną dawkę BMP-2 co najmniej 20-krotnie w modelach zrostu rdzeniowego u szczurów10 i świń8.

Tutaj przedstawiamy metody wytwarzania PEC w celu zwiększenia dostarczania czynnika wzrostu w zespoleniu kręgosłupa i innych operacjach rekonstrukcyjnych kości przy użyciu BMP-2 jako modelowego osteogennego czynnika wzrostu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Przygotowanie roztworu alginianu

  1. Rozpuścić 200 mg alginianu sodu (nienapromienionego) lub 400 mg napromieniowanego alginianu sodu 8 MRad w 10 ml podwójnie destylowanej wody i wstrząsać przez 1 godzinę w przypadku alginianu nienapromieniowanego i 15 minut w przypadku alginianu napromienionego. Roztwór alginianu przechowywać przez noc w temperaturze 4 °C. Przefiltrować roztwór alginianu sterylnym filtrem strzykawkowym 0,2 μm przed wytworzeniem mikrogranulek alginianu.

2. Wytwarzanie mikrokulek alginianowych

  1. Zdezynfekuj generator kulek elektrostatycznych i pompę strzykawkową 70% etanolem i umieść je w komorze bezpieczeństwa biologicznego klasy II (rysunek 1).
  2. Umieść szklaną miskę z magnetycznym mieszadłem wewnątrz generatora kulek.
  3. Ustaw elektrodę ramienia generatora koralików 9 cm nad umywalką.
  4. Podłącz elektrody generatora koralików do radełkowanej 2 elektrody ramienia i wlej 80 ml roztworu SrCl2 do miski.
  5. Załadować 5 ml przefiltrowanego roztworu alginianu o stężeniu 0,2 μm do strzykawki i gumowej rurki. Po podłączeniu gumowej rurki do elektrody ramienia, włącz pompę strzykawkową z prędkością 5 ml/h na 2 minuty, aby usunąć powietrze z rurki i dostarczyć roztwór alginianu do końcówki dyszy. Wyłączyć pompę strzykawkową.
  6. Następnie włącz enkapsulator, a następnie pompę strzykawkową, aby rozpocząć wytwarzanie mikrogranulek. Ustaw natężenie przepływu alginianu na 5 ml/h, a napięcie na 5,8 kV na enkapsulatorze. Wyrzuć mikrogranulki wytworzone w ciągu pierwszych dwóch minut (lub początkowe 0,5 ml roztworu alginianu wypompowane ze strzykawki), ponieważ te mikrogranulki mają zwykle nieregularny rozmiar i kształt.
  7. Zebrać kolejne mikrogranulki w 0,2 M roztworze chlorku strontu. Wyłączyć zarówno pompę strzykawkową, jak i enkapsulator (w tej kolejności) po przepompowaniu wcześniej zaplanowanej objętości roztworu alginianu. Powtórz to dla kolejnych partii wytwarzania mikrogranulek. Po zakończeniu należy najpierw wyłączyć pompę strzykawkową, a następnie enkapsulator.
  8. Przechowywać mikrogranulki w 20 ml 0,2 M roztworu chlorku strontu w temperaturze 4 °C przez noc w celu zakończenia sieciowania i ustabilizowania żelu.

3. Pomiar wielkości mikrogranulek alginianowych

  1. Zebrać 0,5 ml mikrogranulek alginianowych za pomocą plastikowej pipety i umieścić na szkiełku podstawowym. Zobacz mikrogranulki pod mikroskopem optycznym w 10-krotnym powiększeniu. Wykonaj dziesięć zdjęć mikrokulek za pomocą mikroskopowej kamery CCD. Zapisz obrazy z podziałką liniową (500 μm) w formacie TIFF w rozdzielczości 2 048 x 1 536.
  2. Korzystając z narzędzi do pomiaru długości w narzędziu ImageJ, zmierz rozmiar mikrokulek i podziałki liniowej (Rysunek 2). Przelicz długość mikrokulek z piksela na mikrometr.
    1. Kliknij narzędzia linii i narysuj linię w poprzek środka koralika alginianowego.
    2. Kliknij "Analizuj" na pasku menu i wybierz "Zmierz". Pojawi się wyskakujące okienko.
    3. Powtórz kroki 3.2.1-3.2.2, aby zmierzyć wszystkie kulki alginianowe na obrazie. Zmierz podziałkę liniową na obrazie.
    4. Przelicz średnicę koralika alginianowego na rzeczywistą długość, korzystając ze wzoru:długość koralika alginianowego/długość skali x 500 μm. Na przykład 1,420 (średnica mierzona za pomocą ImageJ) / 2,657 (długość skali mierzona przez ImageJ) * 500 μm = 267 μm.
  3. Rozważ średnią wielkość 100 mikrogranulek (średnia ± odchylenie standardowe) jako reprezentatywną wielkość każdej partii mikrogranulek.

4. Sterylizacja

  1. Zbierz mikrogranulki za pomocą nylonowego sitka o wielkości 100 μm i umyj je wodą podwójnie destylowaną.
  2. Za pomocą szpatułki przenieś wszystkie mikrogranulki wykonane z 0,1 ml roztworu alginianu do probówki do mikrowirówki o pojemności 2 ml i przykryj gazą, aby zapobiec wysuszeniu.
  3. Na koniec wysterylizuj mikrogranulki w autoklawie w trybie płynnym (115 °C, 15 min) lub zgodnie ze specyfikacją producenta. Dodaj 1,5 l wody destylowanej do komory, aby zapobiec wysychaniu kulek.

5. Powłoka protaminowa i heparynowa

  1. Wewnątrz okapu BSL-2 inkubować sterylne mikrogranulki z 1 ml roztworu protaminy o stężeniu 2 mg/ml (sterylizowanego przy użyciu filtra strzykawkowego 0,2 μm) przez 1 godzinę w temperaturze pokojowej.
  2. Po inkubacji mikrogranulek przez 1 godzinę (etap 5.1) zebrać 150 μl roztworu protaminy do testu z użyciem kwasu mikrobicinchoninowego (microBCA) (sekcja 6).
  3. Umyj mikrogranulki pokryte protaminą dwukrotnie wodą podwójnie destylowaną. Wirować za pomocą wirówki stołowej o sile 200 x g przez 3 minuty w temperaturze pokojowej. Po odwirowaniu odessać wodę za pomocą strzykawki.
  4. Inkubować mikrogranulki pokryte protaminą z 1 ml roztworu heparyny o stężeniu 0,5 mg/ml (sterylizowanego przy użyciu filtra strzykawkowego 0,2 μm) przez 30 minut w celu wytworzenia kompleksu polielektrolitowego (PEC).
  5. Po inkubacji mikrogranulek pokrytych protaminą przez 30 minut (krok 5.4) zebrać 400 μl roztworu heparyny w celu oznaczenia zawartości heparyny (sekcja 7).
  6. Po inkubacji zmyć niezwiązaną heparynę z PEC przez dwukrotne przemycie wodą podwójnie destylowaną.

6. Zawartość protaminy

  1. Wykonaj test microBCA zgodnie z instrukcjami producenta. Na krótko dodać 150 μl roztworu protaminy (zebranego przed i po inkubacji z mikrogranulkami) do płytki 96-dołkowej. Dodać 150 μl roztworu roboczego microBCA.
  2. Jako wzorce kalibracyjne należy użyć roztworu albuminy (0, 0,5, 1, 2, 5, 10, 20, 40 i 200 μg/ml).
  3. Inkubować mieszaninę przez 60 minut w temperaturze 60 °C. Zmierzyć absorbancję za pomocą spektrofotometru przy długości fali 562 nm.
  4. Użyj krzywej standardowej, aby określić stężenie protaminy w każdej nieznanej próbce zgodnie z instrukcjami producenta.
  5. Oznaczyć zawartość protaminy w mikrogranulkach, odejmując całkowitą ilość protaminy w roztworze powlekającym (przed inkubacją z mikrogranulkami) od ilości protaminy pozostałej w roztworze powlekającym (po inkubacji z mikrogranulkami).

7. Zawartość heparyny

  1. Przygotować 10 ml roztworu roboczego, rozpuszczając 4 mg błękitu toluidynowego i 20 mg chlorku sodu w 0,01 N kwasie solnym.
  2. Dodać 400 μl próbki (z kroku 5.5) do roztworu roboczego w stosunku 2:3 i wirować przez 30 sekund.
  3. Dodać 600 μl n-heksanu (objętość równoważna roboczemu roztworowi odczynnika) i zwirować mieszaninę w celu ekstrakcji kompleksu niebieskiej heparyny toluidynowej.
  4. Odessać 200 μl fazy wodnej za pomocą strzykawki po oddzieleniu faz.
  5. Zmierzyć ilość nieekstrahowanego błękitu toluidynowego zawartego w fazie wodnej za pomocą spektrofotometru o długości fali 631 nm.
  6. Przygotować roztwory wzorcowe heparyny o stężeniu 0-20 μg/ml.
  7. Wykreślić odczyt 631 nm każdego wzorca heparyny w funkcji stężenia heparyny w μg/ml. Użyj krzywej wzorcowej, aby określić stężenie heparyny w każdej próbce.

8. Konfokalny obraz struktury warstwa po warstwie

  1. Wytwarzaj protaminę, heparynę i fluorescencyjny analog CF-405 protamin (niebieski), heparynę CF 594 (czerwoną) i FITC oznaczoną NELL-1/FITC (zieloną) BMP-2 + heparynę + protaminę z oznaczeniem FITC i FITC zgodnie z kartą techniczną producenta.
  2. Pokryj 100 μg mikrogranulek 300 μl analogu fluorescencyjnego (metoda powlekania opisana w 5.3-5.6) CF-405 protamina (niebieska) (2 mg / ml, 1 godzina inkubacji), CF 594 heparyna (czerwona) (0,5 mg / ml, 30 min) i FITC znakowana NELL-1 / FITC (zielona) BMP-2 (1,5 mg / ml, przez noc). Umyj mikrogranulki dwukrotnie wodą destylowaną, aby wyeliminować niezwiązaną fluorescencyjną protaminę, heparynę i NELL-1/BMP-2.
  3. Obserwuj strukturę warstwa po warstwie (ryc. 3) za pomocą mikroskopu konfokalnego przy 10-krotnym powiększeniu. 7

9. BMP-2 i NELL-1 Pobieranie i uwalnianie

  1. Załadować 13,3 μl 1,5 mg/ml roztworu BMP-2 lub NELL-1 na 100 μg PEC. Inkubować PEC w temperaturze 4 °C poniżej 30 obr./min, wytrząsając przez 10 godzin.
  2. Zanurzyć mikrogranulki w 1 ml soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (PBS) w temperaturze 37 °C, stale wstrząsając (30 obr./min).
  3. Zebrać 1 ml supernatantu i zastąpić go 1 ml PBS po 1, 3, 6, 10 i 14 dniach.
  4. Ocenić skuteczność wychwytu i uwalniania BMP-2 za pomocą metody ELISA zgodnie z protokołem producenta. Ocenić skuteczność wychwytu i uwalniania NELL-1 przy użyciu metody oznaczania białek karboksybenzoilochinolino-2-karboksyaldehydu (CBQCA) zgodnie z protokołem producenta.
  5. Określ łączne uwalnianie w czasie (t):
    Łączne wydanie w czasie (t) = Zwolnienie w czasie (t) + Poprzednie wydanie w czasie (t-1).
  6. Wykres skumulowanego uwolnienia BMP-2 i NELL-1 w czasie.

10. Bioaktywność in vitro NELL-1

Uwaga: Bioaktywność NELL-1 uwolnionego z PEC została oceniona poprzez pomiar jego zdolności do zwiększania ekspresji fosfatazy alkalicznej (ALP) w komórkach macierzystych szpiku kostnego królika (rBMSC).

  1. Wysiewaj 20 000 rBMSC na studzienkę na 24-dołkowej płytce i pozwól im rosnąć przez jeden dzień za pomocą 1 ml zmodyfikowanej pożywki Dulbecco's Dragon's Eagle's Medium (DMEM) + 10% płodowej surowicy bydlęcej (FBS) w temperaturze 37 °C i 5% CO2 .
  2. Po 24 godzinach zastąpić pożywkę 1 ml pożywki osteogennej (DMEM uzupełniony 10% FBS, 2% penicyliny streptomycyny, 50 μg/ml kwasu askorbinowego, 10 mmol/l beta-glicerofosforanu i 10-8 mol/l deksametazonu) na 7 dni w temperaturze 37 °C i 5% CO2 .
  3. Umieść 300 μg PEC-NELL-1 (od kroku 8.2) i PEC we wkładkach do hodowli komórkowych (wkładka TC), aby utrzymać PEC oddzielnie od komórek (pozwala to uniknąć wypłukiwania mikrogranulek PEC podczas zmiany pożywki osteogennej). Umieść wkładkę TC w płytce 24-dołkowej na 14 dni.
  4. Raz na trzy dni odsysać 1 ml pożywki osteogennej, umieszczając igłę na zewnątrz wkładki TC i zastąpić 1 ml świeżej pożywki kościopochodnej.
  5. Po 7 i 14 dniach inkubacji należy oznaczyć aktywność ALP za pomocą zestawu do oznaczania ALP zgodnie z protokołem producenta zestawu.
    1. Lizować komórki za pomocą buforu testowego zawierającego 0,1% TritonX-100 w temperaturze 4 °C przez 10 minut. Zeskrobać przylegające komórki za pomocą skrobaka do komórek. Inkubować zawiesinę komórkową w temperaturze 4 °C pod wpływem mieszania przez co najmniej 60 minut.
    2. Odwirować zawiesinę komórkową o sile 2 500 x g w temperaturze 4 °C przez 10 minut. Zebrać supernatant do testu ALP.
    3. Dodać 50 μl seryjnie rozcieńczonego roztworu wzorcowego fosfatazy alkalicznej o stężeniu 200 do 0 ng/ml do studzienek na płytce 96-dołkowej. Końcowe ilości wzorca fosfatazy alkalicznej to 10, 5, 2,5, 1,2, 0,6, 0,3, 0,15 i 0 ng / studzienkę.
    4. Dodać supernatant z etapu 10.5.2 (50 μl/basenik) i rozcieńczyć buforem rozcieńczającym.
    5. Dodać 50 μl roztworu substratu fosforanu p-nitrofenylu (pNPP) do każdej studzienki. Wymieszaj odczynniki, delikatnie potrząsając płytką przez 30 sekund. Inkubować mieszaninę przez 30 minut w ciemności. Zmierzyć absorbancję przy długości fali 405 nm za pomocą czytnika płytek.
    6. Oblicz aktywność ALP za pomocą krzywej kalibracyjnej.
  6. Oznacz zawartość białka za pomocą zestawu do oznaczania białek microBCA zgodnie z instrukcjami producenta. Normalizuj aktywność ALP, dzieląc aktywność ALP przez zawartość białka.

11. Żywotność komórek

  1. Inkubować 200 mg PEC-NELL-1 z 1 ml DMEM +10% FBS w temperaturze 37 °C przez 24 godziny dla testu bromku 3-(4,5-dimetylotiazol-2-ylo)-2,5-difenylotetrazolowego (MTT).
  2. Wysiewać 2 000 rBMSC na studzienkę (w 100 μl DMEM z 10% FBS) na 96-dołkowej płytce i inkubować przez 1 dzień w temperaturze 37 °C, 5% CO2 .
  3. Zastąp DMEM + 10% FBS 100 μl ekstraktu PEC-NELL-1/PEC i inkubuj w temperaturze 37 °C, 5% CO2 .
  4. Po 1 dniu lub 3 dniach inkubacji dodać 10 μl 5 mg/ml roztworu MTT i kontynuować inkubację w temperaturze 37 °C, 5% CO2 przez 4 godziny w ciemności.
  5. Dodaj 100 μl roztworu DMSO do każdej studzienki, aby rozpuścić kryształy formazanu.
  6. Oznaczyć absorbancję przy długości fali 570 nm za pomocą czytnika mikropłytek.
  7. Oblicz względną szybkość wzrostu:
    figure-protocol-1

12. Pakowanie na rusztowanie i załadunek BMP-2 i NELL-1

  1. Umieść PEC w porach bioresorbowalnego rusztowania polikaprolaktonu - fosforanu trójwapniowego klasy medycznej (mPCL-TCP) za pomocą wysterylizowanej szpatułki w komorze BSL-2.
  2. Dodać 1,5 mg/ml roztwór BMP-2 lub NELL-1 na rusztowanie mPCL-TCP wypełnione PEC i inkubować przez noc w temperaturze 4 °C.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W naszym nośniku, protamina została wybrana jako substytut poli-L-lizyny, ponieważ ma podobne właściwości chemiczne i jest zatwierdzona przez FDA jako antidotum na heparynę. Wyniki badań mikroskopem optycznym wykazały, że nienapromieniowane mikrokulki miały kulisty kształt o średnicy 267 ± 14 μm (dysza 0,35 mm, przepływ 5 ml/h i 5,8 kV). Większość napromieniowanych mikrogranulek ma kształt łzy. Średnica zmierzona na okrągłej części napromieniowanych mikrokulek wynosiła 212 ± 30 μm (dysza ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W protokole tym przedstawiono metodę otrzymywania PEC poprzez samoorganizację warstwa po warstwie. Struktura warstwa po warstwie jest wizualizowana za pomocą fluorescencyjnych analogów protaminy, heparyny, BMP-2 i NELL-1 oraz mikroskopii konfokalnej. Testy wychwytu i uwalniania pokazują, że heparyna na PEC pośredniczy w wychwytywaniu i uwalnianiu osteogennego czynnika wzrostu. Skuteczność absorpcji metodą PEC wynosi: NELL-1: 86,7 ± 2,7%, BMP-2: 70,5 ± 3,1%. Nośnik PEC ma lepszą modulację uwalniania NELL-1 (20%) w porówna...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nie mamy konfliktu interesów.

Podziękowania

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Te badania zostały sfinansowane przez National Medical Research Council Clinician Scientist - Individual Research Grant (CS-IRG) NMRC/CIRG/1372/2013 i NMRC EDG/0022/2008.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

2

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Targi Acrodisc 25 w dziedzinie nauk przyrodniczych  mm Filtr strzykawkowy z 0,2  &mikro; m Membrana SuporPALL PN4612Sterylny roztwór protaminy, heparyny metodą ultrafiltracji
24-dołkowa płytkaCell Star 662160
96-dołkowa płytka Nuclon Delta SurfaceThermo Fisher Scientific167008
(3-(4,5-dimetylotiazol-2-ylo)-2,5-difenylotetrazolowy bromek), MTTSigma AldrichM5655Pomiar cytotoksyczności PEC-NELL-1
AcetonFisher ScientificA/0600/17Osad CF-405
Oznakowany protamin
Alamar BlueInvitrogen, Life TechnologiesDAL 1025Pomiar cytotoksyczności zestawu do
oznaczania fosfatazy alkalicznej PEC-BMP-2 (ALP)AnaspecAS-72146
Chlorek amonuMerckArt 1145Odczynnik Stop w znakowaniu FITC
Bezwodny dimetylosulfotlenek (DMSO)Invitrogen, Life TechnologiesD12345Rozpuszczalnik do fluorescencyjnego izotiocyjanianu I
Dimetylosulfotlenek ( DMSO)Sigma AldrichRozpuszczać  formazan 
AutoklawHirayamaHU-110Sterylizuj kulki alginianowe parą
Beta-glicerofosforanSigma AldrichG9422
BMP-2 (zestaw do nawożenia przeszczepu kości duży II) Medtronic Sofarmor Danek, Memphis TN, USA7510800Osteogenny czynnik wzrostu, dializa jest potrzebna do usunięcia składnika stabilizującego, który zakłóca sprzężenie FITC
Karboksybenzoilochinolino-2-karboksyaldehyd (CBQCA) Thermo Fisher ScientificA-6222Do ilościowego oznaczania sitka komórkowego białka NELL-1
(100  &mikro; m)BD Science352360Trzymaj PEC do testu ALP
Skrobak do komórek 290  mm Szerokość ostrza 20  mmSPL Life Science90030Odłącz komórkę od płytki 24-dołkowej
CF 405S, Succinimidyl EsterSigma AldrichSCJ4600013Niebieski barwnik fluorescencyjny do znakowania protaminy
CF 594, HydrazideSigma AldrichSCJ4600031Ciemnoczerwony barwnik fluorescencyjny do znakowania heparyny
WirówkaBeckman CoulterMicrofuge 22R
Olimpia FV1000
DeksametazonSigma AldrichD4902Składnik osteogennej pożywki wzrostowej
Kolumny odsalające dekstranPierce (Thermo Scientific) 43230
DMEM Gibco 12320
BMP-2 Zestaw Quantikine ELISA R& D SystemDBP200Określ uwalnianie BMP-2
Płodowa surowica bydlęca FBSHyclonSV30160.03
Izotiocyjanian fluoesceiny, izomer ISigma AldrichF7250Zielony barwnik fluorescencyjny do znakowania NELL-1 i BMP-2
Wkładki do hodowli komórkowych ThinCert,
Do płytek 24-dołkowych, sterylny
Greiner 662630Zapobiega wypłukiwaniu PEC podczas wymiany podłoża osteogennego
Pompa strzykawkowa Havard Appartus (11 plus)Aparat Havarda70-2208
n-heksan (>99%)Sigma Aldrich139386
HeparynaSigma AldrichH3149Wiąże się z czynnikiem wzrostu osteogennym
z domeną wiążącą heparynę
Kwas solny (37%)Merck100317Silnie
inkubatorBinderC8150
MicroBCA Zestaw do oznaczania białekThermoscientific23235
Czytnik mikropłytekTecanInfinite M200Do testów ALP i mikroBCA
Enkapsulator komórekNisco Nisco Engineering IncJednostka do enkapsulacji VAR V1
Mikroskop fluorescencyjnyOlympusRusztowanie IX71
mPCL-TCP (wielkość porów wynosi 1,3  mm)OsteoporePCL-TCP 0/90Hold PEC dla in vivo badanie
Penicylina-Streptomycyna 10 000 jednostek/ml, 100  mlHodowla komórek hyklonuSV30010antybiotyk
10x sól fizjologiczna buforowana fosforanami (PBS)VivantisPB0344-1L10x Roztwór, ultra czysty
poli-L-lizyna MW 15 000-30 000Sigma AldrichP2568
Sól siarczanu protaminy polikacji, z łososiaSigma AldrichP4020Wytrząsarka do polikacji
LabnetS2025
Wężowa rurka do dializy 3,500 MWCO 22  mm x 35 stópThermo Fisher Scientific68035Usuń nieprzereagowany FITC przez dializę
Chlorek soduMerck1.06404.1000
Wodorotlenek soduQrecS5158
Wodorowęglan soduUS BiologicznybuforS4000
Węglan soduSigma AldrichS7795-500GBufor
Chlorek strontu HexahydrateSigma Aldrich255521Crosslinker do alginianu
Szpatułka3dia
komórkowych z przechyloną szyjkąCorning730720
Toluidyna BlueSigma Aldrich52040Test
Trypsyna 1xHodowla komórek hyklonowychSH30042.01
Alginian soduNovamatrix (FMC Biopolimer, Princeton, NJ)Pronova UPMVGMateriał rdzenia z mikrogranulek
Mikroskop konfokalny 5 ml strzykawka Terumo 140425R Średnica strzykawki wpływa na szybkość przepływu 75 cm Kolba do hodowli heparyny

Bibliografia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Yuan, W., et al. NELL-1 based demineralized bone graft promotes rat spine fusion as compared to commercially available BMP-2 product. Orthop Sci. 18, 646-657 (2013).
  2. Anderson, C. L., Whitaker, M. C. Heterotopic ossification associated with recombinant human bone morphogenetic protein-2 (infuse) in posterolateral lumbar spine fusion: a case report. Spine. 37, 502-506 (2012).
  3. Glassman, S. D., et al. RhBMP-2 versus iliac crest bone graft for lumbar spine fusion: a randomized, controlled trial in patients over sixty years of age. Spine. 33, 2843-2849 (2008).
  4. Tannoury, C. A., An, H. S. Complications with the use of bone morphogenetic protein 2 (BMP-2) in spine surgery. Spine J. 14, 552-559 (2014).
  5. Carragee, E. J., Hurwitz, E. L., Weiner, B. K. A critical review of recombinant human bone morphogenetic protein-2 trials in spinal surgery: emerging safety concerns and lessons learned. Spine J. 11, 471-491 (2011).
  6. Abbah, S. A., Lam, C. X., Hutmacher, D. W., Goh, J. C., Wong, H. K. Biological performance of a polycaprolactone-based scaffold used as fusion cage device in a large animal model of spinal reconstructive surgery. Biomaterials. 30, 5086-5093 (2009).
  7. Abbah, S. A., Liu, J., Lam, R. W., Goh, J. C., Wong, H. K. In vivo bioactivity of rhBMP-2 delivered with novel polyelectrolyte complexation shells assembled on an alginate microbead core template. J. Control. Release. 162, 364-372 (2012).
  8. Wang, M., et al. Polyelectrolyte Complex Carrier Enhances Therapeutic Efficiency and Safety Profile of Bone Morphogenetic Protein-2 in Porcine Lumbar Interbody Fusion Model. Spine. 40, 964-973 (2015).
  9. Abbah, S. A., Lam, W. M., Hu, T., Goh, J., Wong, H. K. Sequestration of rhBMP-2 into self-assembled polyelectrolyte complexes promotes anatomic localization of new bone in a porcine model of spinal reconstructive surgery. Tissue Eng. Part A. 20, 1679-1688 (2014).
  10. Hu, T., et al. Novel Protamine-Based Polyelectrolyte Carrier Enhances Low-Dose rhBMP-2 in Posterolateral Spinal Fusion. Spine. 40, 613-621 (2015).
  11. Hu, J., Hou, Y., Park, H., Lee, M. Beta-tricalcium phosphate particles as a controlled release carrier of osteogenic proteins for bone tissue engineering. J Biomed Mater Res A. 100, 1680-1686 (2012).
  12. Darrabie, M. D., Kendall, W. F., Opara, E. C. Characteristics of Poly-L-Ornithine-coated alginate microcapsules. Biomaterials. 26, 6846-6852 (2005).
  13. Li, X., Min, S., Zhao, X., Lu, Z., Jin, A. Optimization of entrapping conditions to improve the release of BMP-2 from PELA carriers by response surface methodology. Biomed Mater. 10, 015002(2015).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Mikrokulki alginianowemikroskopia konfokalnatest fosfatazy alkalicznejbia ko morfogenetyczne ko cicz steczka podobna do NELLpow oka z protaminy i heparynyroztw r chlorku strontu

Powiązane artykuły