Artigo de método

Processamento de pós-produção de Fibras electrospun para Engenharia de Tecidos

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DOI:

10.3791/4172

9 de agosto de 2012

Neste artigo

Resumo

Electrospun andaimes podem ser processados ​​de pós-produção para aplicações de engenharia de tecidos. Aqui descrevemos métodos para girar andaimes complexos (por fiação consecutivos), para fazer andaimes mais espessa (por camadas de multi-uso de calor ou vapor de recozimento), para atingir a esterilidade (produção asséptica ou pós-produção de esterilização) e adequadas para atingir as propriedades biomecânicas.

Resumo

Electrospinning é um método vulgarmente utilizado e versátil para produzir suportes (muitas vezes biodegradável) para a engenharia de tecidos 3D. 1, 2, 3 Muitos tecidos in vivo submetidos a distensão biaxial em graus variáveis ​​tais como a pele, bexiga chão, pélvica e até mesmo o palato duro como crianças crescer. Na produção de andaimes para estes fins, há uma necessidade de desenvolver andaimes de adequadas propriedades biomecânicas (quer alcançado sem ou com células) e que são estéreis para uso clínico. O foco deste trabalho não é como estabelecer parâmetros eletrofiação básicos (como há uma extensa literatura sobre electrospinning), mas sobre como modificar a pós-produção fiado andaimes para torná-los aptos para fins de engenharia de tecidos - aqui espessuras, propriedades mecânicas e de esterilização (necessário para uso clínico) são considerados e também descrevem como as células podem ser cultivadas em andaimes e submetido a estirpe biaxial para condicionar-los para aplicações específicas.

Electrospinning tende a produzir folhas finas, como o coletor de eletrofiação torna-se revestido com fibras isolantes, torna-se um mau condutor de tal forma que as fibras depósito não mais sobre ele. Daí que descrevem abordagens para produzir estruturas mais espessas por calor ou de vapor de recozimento do aumento da força de andaimes mas não necessariamente a elasticidade. Fiação sequenciais de andaimes de polímeros diferentes para alcançar andaimes complexos também é descrito. Metodologias de esterilização pode afetar negativamente a força ea elasticidade de andaimes. Nós comparar três métodos para os seus efeitos sobre as propriedades biomecânicas em andaimes electrospun de ácido láctico-co-glicólico poli (PLGA).

Imagiologia de células em andaimes e avaliação da produção de matriz extracelular (ECM) proteínas por células em suportes é descrita. A cultura de células in vitro sobre suportes podem melhorar andaime resistência e elasticidade, mas o tecido de engenharia litere mostra que as células muitas vezes não conseguem produzir ECM apropriado quando cultivadas sob condições estáticas. Existem poucos sistemas comerciais disponíveis, que permitem que um de cultura de células em andaimes sob regimes de condicionamento dinâmicos -. Um exemplo é o Electroforce Bose 3100 que pode ser utilizado para exercer um programa de condicionamento em células em andaimes realizada utilizando apertos mecânicas dentro de alguns meios câmara cheia 4 Uma abordagem para um biorreactor de cultura de células para orçamento distorção controlada em 2 dimensões é descrito. Nós mostramos que as células podem ser induzidas a produzir elastina sob estas condições. Finalmente avaliação das propriedades biomecânicas de andaimes transformados cultivadas com ou sem células é descrita.

Protocolo

1. Eletrofiação de fibras aleatórias e Alinhados

Electrospinning cria finas redes fibrosas usando potencial elétrico para desenhar uma solução de polímero para um colecionador de terra. Colectores pode estar em formas muito diversas e pode ser estático ou, mais comumente, em rotação. O solvente evapora antes da solução chega ao colector e do jacto solidifica-se em uma fibra.

Cada polímero requer seu próprio conjunto de condições para produzir um determinado tipo de fibra. A concentração do polímero, o solvente, a distância entre a solução bombeada eo colector ligado à terra, a diferença de potencial entre os doi....

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Discussão

Electrospinning é uma técnica muito popular para a produção de andaimes para engenharia de tecidos. 14, 15, 16 Embora seja relativamente simples para produzir scaffolds electrospun básicas para o uso experimental da técnica também é complexo e multifacetado, com muitas variáveis. 6 Há muitos estudos que descrevem como o eletrofiação parâmetros determinam o andaime produzido. Neste estudo, o foco está na produção considerável desafios pós para fazer andaimes de arquiteturas adequadas e propriedades .......

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Divulgações

Não há conflitos de interesse declarados.

Agradecimentos

Agradecemos BBSRC para financiar um PhD para o Sr. Bye Frazer.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Nome do reagente Companhia Número de catálogo Comentários
Ácido láctico-co-glicólico poli Sigma Aldrich
Ácido láctico Poly Sigma Aldrich 81273 Viscosidade inerente ~ 2.0dl / g
Poli-caprolactona ε Sigma Aldrich
Poli-hidroxibutirato-co-hidroxivalerato 00:01 Goodfellow 578-446-59 PHB88/PHV12
Diclorometano Sigma Aldrich ou Fisher 270997 ou D/1850/17 > 99,8% contém estabilizador 50-150ppm amileno
50 Multi balões coloridos Hardware Wilkinson Stores Ltd. 0105790
Cabra anti-IgG de coelho (FC): FITC AbDserotec STAR121F
De coelho anti-humano alfa elastina AbDserotec 4060-1060
Parafuso GL45 PP 2 Port, pk / 2 SLS 1129750
4 ',6-diamidino-2-fenilindol dicloridrato Sigma Aldrich 32670
CellTracker verde CMFDA Invitrogen C7025
CellTracker vermelho CMTX Invitrogen C34552

Referências

  1. Canton, I., McKean, R., Charnley, M., Blackwood, K., Fiorica, C., Ryan, A., MacNeil, S. Development of an Ibuprofen-releasing biodegradable PLA/PGA electrospun scaffold for tissue regeneration. Biotechnology and bioengineering. 105, 396-408 (2010).
  2. Blackwood, K., McKean, R., Canton, I., Freeman, C., Franklin, K., Cole, A., Brook, I., Farthing, P., Rimmer, S., Haycock, J., Ryan, A., MacNeil, S.

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