Name: Processamento de pós-produção de Fibras electrospun para Engenharia de Tecidos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-08-09T13:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 52 s
Description: Aprenda a produzir scafoldings biodegradáveis por eletrofiação para engenharia de tecidos, com modificações pós-produção que garantem espessura, esterilidade e resistência mecânica adequadas para aplicações clínicas.

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

<ol><li>Canton, I., McKean, R., Charnley, M., Blackwood, K., Fiorica, C., Ryan, A., MacNeil, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+Ibuprofen-releasing+biodegradable+PLA%2FPGA+electrospun+scaffold+for+tissue+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+and+bioengineering%22%5BJournal%5D)">Development of an Ibuprofen-releasing biodegradable PLA/PGA electrospun scaffold for tissue regeneration.</a> Biotechnology and bioengineering. 105, 396-408 (2010).</li>
<li>Blackwood, K., McKean, R., Canton, I., Freeman, C., Franklin, K., Cole, A., Brook, I., Farthing, P., Rimmer, S., Haycock, J., Ryan, A., MacNeil, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+biodegradable+electrospun+scaffolds+for+dermal+replacement%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Development of biodegradable electrospun scaffolds for dermal replacement.</a> Biomaterials. 29, 3091-3104 (2008).</li>
<li>Yang, F., Maurugan, R., Wang, S., Ramakrishna, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning+of+nano%2Fmicro+scale+poly%28L-lactic+acid%29+aligned+fibers+and+their+potential+in+neural+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Electrospinning of nano/micro scale poly(L-lactic acid) aligned fibers and their potential in neural tissue engineering.</a> Biomaterials. 26, 2603-2610 (2005).</li>
<li>Sittichokechaiwut, A., Edwards, J. H., Scutt, A. M., Reilly, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short+bouts+of+mechanical+loading+are+as+effective+as+dexamethasone+at+inducing+matrix+production+by+human+bone+marrow+mesenchymal+stem+cell%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Cell+Mater%22%5BJournal%5D)">Short bouts of mechanical loading are as effective as dexamethasone at inducing matrix production by human bone marrow mesenchymal stem cell.</a> Eur. Cell Mater. 20, 45-57 (2010).</li>
<li>Sill, T. J., von Recum, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning%3A+applications+in+drug+delivery+and+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Electrospinning: applications in drug delivery and tissue engineering.</a> Biomaterials. 29 (13), 1989-2006 (2008).</li>
<li>Deitzel, J., Kleinmeyer, J., Harris, D., Beck Tan, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+processing+variables+on+the+morphology+of+electrospun+nanofibers+and+textiles%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">The effect of processing variables on the morphology of electrospun nanofibers and textiles.</a> Polymer. 42, 261-272 (2001).</li>
<li>Fridrikh, S., Yu, J., Brenner, M., Rutledge, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+fiber+diameter+during+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+review+letters%22%5BJournal%5D)">Controlling the fiber diameter during electrospinning.</a> Physical review letters. 90, 1-4 (2003).</li>
<li>Fong, H., Chun, I., Reneker, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beaded+nanofibers+formed+during+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Beaded nanofibers formed during electrospinning.</a> Polymer. 40 (16), 4585-4592 (1999).</li>
<li>Selim, M., Bullock, A. J., Blackwood, K. A., Chapple, C. R., MacNeil, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developing+biodegradable+scaffolds+for+tissue+engineering+of+the+urethra%5BTitle%5D)+AND+%22BJU+Int%22%5BJournal%5D)">Developing biodegradable scaffolds for tissue engineering of the urethra.</a> BJU Int. 107 (2), 296-302 (2010).</li>
<li>Tong, H. -W., Wang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+investigation+into+the+influence+of+electrospinning+parameters+on+the+diameter+and+alignment+of+poly%28hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate%29+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">An investigation into the influence of electrospinning parameters on the diameter and alignment of poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) fibers.</a> Journal of Applied Polymer Science. 120 (3), 1694-1706 (2011).</li>
<li>Tong, H. -W., Wang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning+of+poly%28hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate%29+fibrous+tissue+engineering+scaffolds+in+two+different+electric+fields%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Engineering+%26+Science%22%5BJournal%5D)">Electrospinning of poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) fibrous tissue engineering scaffolds in two different electric fields.</a> Polymer Engineering & Science. 51 (7), 1325-1338 (2011).</li>
<li>Retzepi, M., Donos, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guided+Bone+Regeneration%3A+biological+principle+and+therapeutic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+oral+implants+research%22%5BJournal%5D)">Guided Bone Regeneration: biological principle and therapeutic applications.</a> Clinical oral implants research. 21, 567-576 (2010).</li>
<li>Moreau, J., Caccamese, J., Coletti, D., Sauk, J., Fisher, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+engineering+solutions+for+cleft+palates%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+oral+maxillofacial%22%5BJournal%5D)">Tissue engineering solutions for cleft palates.</a> Journal of oral maxillofacial. 65, 2503-2511 (2007).</li>
<li>Yang, F., Both, S., Yang, X., Walboomers, X., Jansen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+an+electrospun+nano-apatite%2FPCL+composite+membrane+for+GTR%2FGBR+application%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Development of an electrospun nano-apatite/PCL composite membrane for GTR/GBR application.</a> Acta biomaterialia. 5, 3295-3304 (2009).</li>
<li>Yoshimoto, H., Shin, Y., Terai, H., Vacanti, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+biodegradable+nanofiber+scaffold+by+electrospinning+and+its+potential+for+bone+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">A biodegradable nanofiber scaffold by electrospinning and its potential for bone tissue engineering.</a> Biomaterials. 24, 2077-2082 (2003).</li>
<li>Telemeco, T., Ayres, C., Bowlin, G., Wnek, G., Boland, E., Cohen, N., Baumgarten, C., Mathews, J., Simpson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+cellular+infiltration+into+tissue+engineering+scaffolds+composed+of+submicron+diameter+fibrils+produced+by+electrospinning%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Regulation of cellular infiltration into tissue engineering scaffolds composed of submicron diameter fibrils produced by electrospinning.</a> Acta biomaterialia. 1, 377-385 (2005).</li>
</ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

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 ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários </td></tr><tr><td> Ácido láctico-co-glicólico poli </td><td> Sigma Aldrich </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Ácido láctico Poly </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 81273 </td><td> Viscosidade inerente ~ 2.0dl / g </td></tr><tr><td> Poli-caprolactona ε </td><td> Sigma Aldrich </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Poli-hidroxibutirato-co-hidroxivalerato 00:01 </td><td> Goodfellow </td><td> 578-446-59 </td><td> PHB88/PHV12 </td></tr><tr><td> Diclorometano </td><td> Sigma Aldrich ou Fisher </td><td> 270997 ou D/1850/17 </td><td> &gt; 99,8% contém estabilizador 50-150ppm amileno </td></tr><tr><td> 50 Multi balões coloridos </td><td> Hardware Wilkinson Stores Ltd. </td><td> 0105790 </td><td></td></tr><tr><td> Cabra anti-IgG de coelho (FC): FITC </td><td> AbDserotec </td><td> STAR121F </td><td></td></tr><tr><td> De coelho anti-humano alfa elastina </td><td> AbDserotec </td><td> 4060-1060 </td><td></td></tr><tr><td> Parafuso GL45 PP 2 Port, pk / 2 </td><td> SLS </td><td> 1129750 </td><td></td></tr><tr><td> 4 &#39;,6-diamidino-2-fenilindol dicloridrato </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 32670 </td><td></td></tr><tr><td> CellTracker verde CMFDA </td><td> Invitrogen </td><td> C7025 </td><td></td></tr><tr><td> CellTracker vermelho CMTX </td><td> Invitrogen </td><td> C34552 </td><td></td></tr></tbody></table>

processamento de pós-produção de fibras electrospun para engenharia de tecidos

Postproduction Processing of Electrospun Fibres for Tissue Engineering

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.

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.

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

O electrospinning é um método versátil e comumente utilizado para produzir scaffolds (frequentemente biodegradáveis) para a engenharia de tecidos 3D.1, 2, 3 Muitos tecidos in vivo ...

O objetivo deste procedimento é produzir scaffolds biodegradáveis eletrofiados que possam ser esterilizados e ter espessura suficiente, bem como resistência mecânica apropriada para engenharia tecidual clínica. Isso é realizado primeiramente por meio da eletrofiação de polímeros biodegradáveis em arquiteturas primárias, aleatórias ou alinhadas e orientadas, ou em camadas sequenciais. O segundo passo consiste em aplicar modificações pós-fiação aos scaffolds, unindo várias camadas e esterilizando-as.Em seguida, as células são introduzidas nos andamios e seu desempenho durante e após o cultivo é avaliado. O passo final é submeter as células a um regime de exercícios para simular o estresse fisiológico que as células encontrarão no organismo, a fim de prepará-las para o transplante. Em última instância, podemos avaliar a resposta das células ao exercício mediante a medição da matriz extracelular que produzem em resposta à tensão dinâmica.Essa técnica é versátil e flexível, permitindo a fabricação de uma grande variedade de scaffolds com propriedades especificamente modificadas para a aplicação requerida. Por exemplo, os scaffolds podem ser projetados para tratar condições difíceis nas

postproduction-processing-of-electrospun-fibres-for-tissue-engineering

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioengenharia

O processo de eletrofiação polímeros para engenharia de tecidos e de cultura de células é abordada neste artigo. Especificamente, o electrospinning de macromers fotorreativas com capacidades de processamento adicional de photopatterning e multi-polímero eletrofiação é descrito.

Eletrofiação Andaimes Polymer fibrosos para Engenharia de Tecidos e Cultura de Células

O objetivo deste estudo foi o de imitar a arquitetura de três camadas nativas da parede arterial. Para conseguir isso, eletrofiação foi empregada com o uso de um bocal (input-output) por 3-1 e misturas de policaprolactona, elastina e colágeno.

Tri-layered Electrospinning para Mimic Arquitetura Arterial nativos usando policaprolactona, elastina e colágeno: um estudo preliminar

Eletrofiação técnicas podem criar uma variedade de andaimes de nanofibras para engenharia de tecidos ou outros aplicativos. Descrevemos aqui um procedimento para otimizar os parâmetros da solução de eletrofiação e aparelhos para obter fibras com a morfologia desejada e alinhamento. Problemas comuns e técnicas de solução também são apresentados.

Fundamentos eletrofiação: Solução de Otimização e Parâmetros Aparelho

Este protocolo combina eletrofiação e microesferas para desenvolver andaimes de engenharia de tecidos para direcionar os neurônios. O fator de crescimento nervoso foi encapsulado em microesferas de PLGA e eletrofiado em arcabouços fibrosos de ácido hialurônico (HA).  A bioatividade da proteína foi testada semeando os scaffolds com gânglios primários da raiz dorsal do pintinho e cultivando por 4-6 dias.

Electrospinning Fator de Crescimento Releasing Microesferas em fibrosa Andaimes

Síntese e fabricação de fibras longas electrospun abrangendo uma área maior depósito através de um coletor recém-concebido a partir de um polímero biodegradável romance chamado poli (glicerol-dodecanoato) (PGD) foi relatado. As fibras eram capazes de suportar o crescimento de células derivadas de células-tronco pluripotentes.

Electrospun fibrosa Andaimes de Poli (glicerol-dodecanedioate) para Engenharia Neural tecidos de rato as células estaminais embrionárias

Aqui, apresentamos um protocolo para fabricar andaimes electrospun nanofibras com organização gradated de fibras e explorar suas aplicações na regulação da morfologia celular / orientação. Gradientes no que diz respeito às propriedades físicas e químicas dos scaffolds nanofibras oferecer uma ampla variedade de aplicações na área biomédica.

Electrospun nanofibras Andaimes com gradações de Organização Fiber

Os avanços nas tecnologias de biomateriais permitem o desenvolvimento de construções tridimensionais do tipo multicelular. Desenvolvemos protocolos de eletrofiação para produzir três andaimes individuais para cultivar as principais células estruturais das vias aéreas para fornecer um modelo 3D in vitro da parede bronquíola das vias aéreas.

Adaptação do Processo Electrospinning para fornecer três ambientes únicos para um Tri-camadas<em&gt; In Vitro</em&gt; Modelo da parede das vias aéreas

Materiais poliméricos super-hidrofóbicos bidimensionais e tridimensionais são preparados por eletrofiação ou eletropulverização de polímeros biodegradáveis misturados com um polímero de menor energia superficial de composição semelhante.

Fabricação de super-hidrofóbicas Materiais Poliméricos para aplicações biomédicas

Este protocolo serve como uma orientação abrangente para fabricar andaimes através de eletrofiação com polímero derrete em um modo de escrita direta. Nós sistematicamente descrevem o processo e definir as configurações de parâmetro apropriado para alcançar o andaime alvo arquiteturas.

Derreter a eletrofiação escrita de andaimes Poly(ε-caprolactone) tridimensional com morfologias controláveis para aplicações de engenharia de tecidos

Métodos para a preparação de um gel matriz injetável a partir de tecido decelularizado e injetá-lo em rato...

Biologicamente fabricação de materiais derivados injetável para Engenharia de Tecidos do Miocárdio

Aprenda a produzir scafoldings biodegradáveis por eletrofiação para engenharia de tecidos, com modificações pós-produção que garantem espessura, esterilidade e resistência mecânica adequadas para aplicações clínicas.

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

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