Здесь мы приводим протокол для изготовления electrospun нановолокна подмости с упорядоченных организации волокон и исследовать свои приложения в регулировании клеточной морфологии / ориентацию. Градиенты в отношении физических и химических свойств нановолокон каркасов предлагают широкий спектр применений в области биомедицины.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Electrospun Nanofiber Строительные леса с градациями в волокне организации
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Цель этого протокола - сообщить о простом методе создания нановолоконных каркасов с градациями в организации волокон и проверить их возможное применение для контроля морфологии/ориентации клеток. Организация нановолокна контролируется с помощью нового производственного аппарата, который обеспечивает постепенное уменьшение организации волокон в каркасе. Изменение выравнивания волокон достигается за счет уменьшения времени осаждения случайных электропрядущих волокон на одноосно выровненный волоконный мат. Если накрыть коллектор движущимся барьером/маской вдоль той же оси, что и осаждение волокна, организационная структура легко контролируется. Для целей тканевой инженерии стволовые клетки, полученные из жировой ткани, могут быть засеменены в эти каркасы. Стволовые клетки претерпевают морфологические изменения в результате их положения в разнообразной организационной структуре и потенциально могут дифференцироваться в различные типы клеток в зависимости от их расположения. Кроме того, градуированная организация волокон усиливает биомимикрию скаффолдов из нановолокон, поэтому они больше напоминают естественную ориентацию коллагеновых нановолокон в месте вставки сухожилия к кости по сравнению с традиционными скаффолдами. Благодаря наноинкапсуляции, градуированные волокна также дают возможность создавать химические градиенты в волоконных каркасах и тем самым еще больше усиливают их потенциальное применение в быстром скрининге взаимодействия клеток и материалов и межфазной регенерации тканей. Этот метод позволяет производить непрерывные градиентные каркасы, но он также потенциально может производить волокна дискретными шагами, контролируя движение движущегося барьера/маски дискретным образом.
Введение
Нановолокна популярная утилита для тканевой инженерии из-за их способности имитировать внеклеточный матрикс в своей структуре и относительный размер 1. Тем не менее, некоторые нативной ткани интерфейсы, такие как вставки сайта сухожилия-к-кости, содержат коллагеновые волокна, которые обладают переменной организационную структуру, которая увеличивается в направлении выравнивания сухожилия и уменьшает на месте кости 2-5. Таким образом, для эффективной регенерации ткани существует необходимость в изготовлении каркас, который может эффективно имитировать эту структурную градиент.
Ранее, было проведено исследование на пос....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Приготовление раствора
- Готовят раствор поли (ε-капролактона) (PCL) (М ш = 80000 г / моль) при приблизительной концентрации 100 мг / мл. Растворить PCL в смеси дихлорметана (DCM) и N, N-dimethlyformamide (ДМФ) в соотношении 4: 1 (об / об) с концентрацией 10% (вес / объем).
- Поместите раствор в стеклянную трубку 20 мл для смешивания. Поместите стеклянную трубку в ультразвуковой очиститель для 30 минут, или до тех пор, пока раствор не станет прозрачным.
2. Устройство Подготовка
- Добавьте приготовленный раствор PCL в 5 мл шприц с 21 калибра тупой иглой.
- Поместите шприцевой насос в ве....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Используя этот протокол был сформирован волокнистый мат с организационной градиента. Рисунок 3 показывает изображения SEM, принятые в разных местах на нановолокна эшафот. Качественно, может быть определено, что существует последовательность из одноосно ориентированных волокон на 0 мм (фиг.3А) к случайной волокна ассортимента на 6 мм (фиг 3D). FFT дает количественное значение для выравнивания волокон, особенности на количественном процессов, описанных здесь 19.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Наиболее важной частью протокола является генерация градиентного каркаса. Крайне важно, чтобы маска, закрывающая коллектор, двигалась с постоянной скоростью, чтобы внутри волокнистого каркаса происходило постепенное изменение. Правильное приготовление раствора PCL также важно для обеспечения успеха электропрядения. Рекомендуется проверить морфологию волокна перед электроспиннингом, особенно после инкапсуляции кумарина-6, для правильного электроспиннинга которого может потребоваться более высокое напряжение.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Эта работа была частично поддержана из автозагрузки средств из Университета Медицинского центра Небраски и Национального института здоровья (номер гранта 1R15 AR063901-01).
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Поликапролактон | Сигма-Олдрич | 440744 | |
| N,N-диметлиформамид | Fisher Chemical | D-119-1 | |
| дихлорметан | Fisher Chemical | AC61093-1000 | |
| кумарин 6 | сигма-олдрич | 546283 | |
| жировые стволовые клетки | клеточной инженерии | HMSC. AD-100 | |
| Фетальная бычья сыворотка | Life Technologies | 26140-111 | |
| Флуоресцеин диацетат | Sigma-Aldrich | F7378 | |
| Этанол | Sigma-Aldrich | E7023 | |
| Трипсин-ЭДТА | Инвитроген | 25300-054 | |
| &альфа;-модифицированный Eagle's Medium | Invitrogen | A10490-01 | |
| Ацетон | Fisher Scientific | s25120a | |
| Фосфат буферизованный физиологический раствор | инвитроген | 10010023 | |
| стекла слайды | VWR international, LLC | 101412-842 | |
| Шприцевой насос | Fisher Scientific | 14-831-200 | Одиночный шприц |
| Ультразвуковой очиститель | Branson | 1510 | |
| Высоковольтный источник | питания постоянного токаГамма Высоковольтные исследования | ES30 | |
| Сканирующий электронный микроскоп | FEI | Nova 2300 | |
| Флуоресцентный микроскоп | Zeiss | Axio Imager 2 |
Ссылки
- Xie, J., Li, X., Xia, Y. Putting electrospun nanofibers to work for biomedical research. Macromol. Rapid Commun. 29 (22), 1775-1792 (2008).
- Genin, G. M., et al. Functional grading of mineral and collagen in the attachment of tendon to bone. Biophys. J<....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
