Настоящий протокол описывает неэмульсионный способ изготовления микрогелей хитозана-генипина. Размер этих микрогелей можно точно контролировать, и они могут отображать pH-зависимый отек, разлагаться in vivo и загружаться терапевтическими молекулами, которые высвобождаются со временем устойчивым образом, что делает их очень актуальными для приложений тканевой инженерии.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Изготовление микрогелей хитозана-генипина с контролируемым размером и без эмульсий для тканевой инженерии
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Микрогели хитозана представляют значительный интерес в тканевой инженерии из-за их широкого спектра применения, низкой стоимости и иммуногенности. Тем не менее, микрогели хитозана обычно изготавливаются с использованием методов эмульсии, которые требуют органических растворителей, которые токсичны и вредны для окружающей среды. В настоящем протоколе представлен быстрый, нецитотоксичный, неэмульсионный способ изготовления хитозан-генипиновых микрогелей без необходимости использования органических растворителей. Микрогели, описанные в настоящем описании, могут быть изготовлены с точным контролем размера. Они демонстрируют устойчивое высвобождение биомолекул, что делает их очень актуальными для тканевой инженерии, биоматериалов и регенеративной медицины. Хитозан сшивается с генипином с образованием гидрогелевой сети, а затем пропускается через шприцевой фильтр для получения микрогелей. Микрогели могут быть отфильтрованы для создания диапазона размеров, и они показывают pH-зависимый отек и ухудшаются с течением времени ферментативно. Эти микрогели были использованы в модели повреждения пластин роста крыс и, как было продемонстрировано, способствуют увеличению восстановления хрящевой ткани и показывают полную деградацию через 28 дней in vivo. Благодаря своей низкой стоимости, высокому удобству и простоте изготовления с цитосовместимыми материалами, эти микрогели хитозана представляют собой захватывающую и уникальную технологию в тканевой инженерии.
Введение
Пластина роста, также известная как физис, представляет собой структуру хряща, расположенную на конце длинных костей, которая опосредует рост у детей. Если пластина роста повреждается, может образоваться восстанавливающая ткань, известная как «костный стержень», которая прерывает нормальный рост и может вызвать дефекты роста или угловые деформации. Эпидемиологические данные показали, что 15%-30% всех детских травм скелета связаны с пластиной роста. Образование костного стержня происходит в 30% этих травм, что делает травмы пластин роста и связанное с ними лечение значительным клиническим проявлением проблемы 1,2,3,4.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Все процедуры для животных были одобрены Комитетом по уходу и использованию животных Университета Колорадо в Денвере. Для настоящего исследования использовались 6-недельные самцы крыс Sprague-Dawley. Модель повреждения пластины роста крыс была создана после ранее опубликованного отчета30.
1. Получение полимера хитозана
- Получают очищенный и лиофилизированный низкомолекулярный (НМВ) хитозан из коммерчески доступных источников (см. Таблицу материалов).
- Добавьте 495 мл двойной дистиллированной воды (ddH2O) и перемешивание в стакан объемом 1 л. Добавить 5 г ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Успешное изготовление микрогелей хитозана зависит от реакции сшивания между генипином и хитозаном, в частности с участием аминов в полимерных цепях хитозана. В отличие от других методов изготовления микрогелей, этот метод не требует эмульсий или растворителей и может быть быстро и легко проведен с помощью недорогого оборудования. Отличительным показателем успешного изготовления микрогелей является отчетливое изменение цвета от белого до темно-синего после смешивания хитозана и генипина. Реакция сшивания между генипином и.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Микрогели были широко исследованы в последние годы из-за их высокого уровня применимости для различных целей, таких как доставка лекарств или инкапсуляция клеток9. Простота изготовления микромасштабных конструкций биоматериала имеет большое значение в тканевой инженерии, поскольку она позволяет исследователям разрабатывать стратегии на основе гидрогеля в определенном размере и масштабе времени. Однако большинство способов изготовления микрогелей хитозана требуют дорогостоящего оборудования и реаге.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Исследования, представленные в этой публикации, были поддержаны Национальным институтом артрита, опорно-двигательного аппарата и кожных заболеваний Национального института здравоохранения под номерами R03AR068087 и R21AR071585 и Фондом Боттчера (#11219) MDK. CBE был поддержан NIH/NCATS Colorado CTSA Grant Number TL1 TR001081.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Уксусная кислота | SigmaAldrich | AX0073 | |
| BD Luer-Lock Шприц | Fisher Scientific | 14-823-16E | |
| Bü chner Воронка | Fisher Scientific | FB966F | диаметр 100 мм |
| Хитозан (низкая молекулярная масса) | SigmaAldrich | 448869 | 75-80% деацетилирование |
| диализная мембранная трубка | Fisher Scientific | 08-670-5C | 3500 MWCO |
| Этанол | SigmaAldrich | 493538 | |
| генипин | SigmaAldrich | G4796 | |
| Heracell 150i Инкубатор | ThermoFisher | 50116047 | |
| Parafilm | Fisher Scientific | 13-374-12 | |
| Рекомбинантный человеческий SDF-1a | Peprotech | 300-28A | |
| Рекомбинантный человеческий TGF-b3 | Peprotech | 100-36E | |
| Ватман Фильтровальная бумага Марка 540 | SigmaAldrich | Z241547 | 8 мм размер пор |
| Ватман Фильтровальная бумага Класс 541 | SigmaAldrich | WHA1541055 | размер пор 22 мм |
| Ватман Фильтровальная бумага Марка 542 | SigmaAldrich | WHA1542185 | 2,7 мм Размер пор |
| Проволочная сетка | Сито McMaster-Carr | 9317T86 | No100 Меш |
Ссылки
- Mizuta, T., Benson, W. M., Foster, B. K., Morris, L. L. Statistical analysis of the incidence of physeal injuries. Journal of Pediatric Orthopaedics. 7 (5), 518-523 (1987).
- Mann, D. C., Rajmaira, S. Distribution....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
