11 сентября 2015 г.
Представлен пошаговый общий процесс создания шаблона, похожего на кость, с инженерными микроканалами. Высокая абсорбционная и удерживающая способность матрицы проявляется при капиллярном воздействии по микроканалам.
Общей целью данной процедуры является создание микроокружения костного шаблона, обладающего способностью восстанавливать отсутствующую или поврежденную кость. Это достигается путем придания формы и модификации полиуретановой губки в соответствии с областью дефекта. Второй шаг заключается в том, чтобы равномерно покрыть полиуретановую губку вязкой гидроксиапатитовой суспензией и дать ей высохнуть.
Последним шагом является центрирование гидроксиапатитового покрытия в высокотемпературной мышечной печи. В конечном счете, изготавливается костеподобный шаблон с сконструированными микроканалами с высокой способностью поглощения и удержания клеток. Основное преимущество этой методики перед существующими методами, такими как попадание соли или 3D-печать, заключается в том, что инженер микроканалов в тра индуцирует капиллярное действие.
Этот метод может помочь в решении основных задач в области регенеративной медицины, таких как реконструкция черепно-челюстно-лицевых и сегментарных костных дефектов. Применение этой техники распространяется и на терапию врожденных деформаций. Шаблоны полностью настраиваются по форме и размеру, а капиллярное действие будет способствовать миграции клеток на большие расстояния.
Хотя этот метод дает представление о регенерации кости, он также может быть применен к другим культуральным системам, таким как платформа 3D-культивирования рака. Начните с обрезки полиуретановых губок с 80 порами на дюйм в мостовидные формы с размерами 3,5 сантиметра в высоту, пять сантиметров в ширину и 1,5 сантиметра в глубину. Далее вносят 100 миллилитров 4%-ного раствора гидроксида натрия.
С помощью стакана объемом 150 миллилитров. Погрузите губки в раствор гидроксида натрия и отожмите воздух ловушки до полного размокания губок. После насыщения поместите стакан с губками в ультразвуковой нагрев с частотой 42 килогерц на 15-20 минут без нагрева.
Когда закончите, промойте губки дистиллированной водой в течение пяти-10 минут во время полоскания, отожмите губки и дайте им расшириться пять-семь раз, чтобы удалить остатки гидроксида натрия внутри губок. Удалите лишнюю воду с губок бумажными полотенцами, а затем поместите их в духовку при температуре от 60 до 80 градусов Цельсия, чтобы закончить сушку. Чтобы приступить к приготовлению гидроксиапатитовой суспензии, сначала взвесьте стакан объемом 50 миллилитров с магнитной мешалкой.
Далее добавьте в стакан 20 миллилитров дистиллированной воды. Ешьте воду на горячей плите, установленной на 120-140 градусов Цельсия, и перемешайте с помощью магнитной мешалки. Когда вода начинает кипеть при 0,3 грамма порошка поливинилового спирта в дистиллированную воду при одновременном помешивании со скоростью от 300 до 400 об/мин.
Перемешивайте до тех пор, пока порошок полностью не растворится и раствор не станет прозрачным. Затем выключите огонь и добавьте 0,1 грамма порошка карбоксиметилцеллюлозы натрия сверхнизкой вязкости, продолжая помешивать со скоростью от 400 до 500 об/мин, пока раствор не станет прозрачным. Еще раз, после растворения, охладите смесь до комнатной температуры.
Затем добавьте 0,3 грамма полиакрилового диспергатора аммония, помешивая со скоростью от 300 до 400 об/мин. Перемешайте до полного растворения, а затем добавьте 0,2 грамма глицерина, помешивая со скоростью от 300 до 400 об/мин. Перемешайте смесь до полного растворения.
Затем взвесьте 10 граммов наноразмерного порошка гидроксиапатита и медленно добавьте его в стакан, помешивая со скоростью от 600 до 900 об/мин. Продолжайте помешивать в течение пяти минут. Затем поместите смесь в ультразвуковой и ультразвуковой раствор на пять минут Чтобы обеспечить дисперсию любой агломерации порошка гидроксического аппетита, затем добавьте в смесь дополнительные пять миллилитров дистиллированной воды, помешивая при 600–900 об/мин и нагревая при 90–100 градусах Цельсия, продолжайте перемешивать смесь с помощью магнитной мешалки со скоростью от 600 до 800 об/мин при температуре от 90 до 100 градусов Цельсия.
Чтобы испарить содержание воды, время от времени измеряйте весь вес, включая стакан и смесь, пока не будет получено соотношение порошка к жидкости от 1,75 до 1,80. Как описано в прилагаемом текстовом протоколе, дайте суспензии остыть до комнатной температуры перед использованием ее для покрытия покрытия, подготовленные полиуретановые губки вместе с суспензией Hydroxy appetite с помощью нержавеющего шпателя до тех пор, пока суспензия не равномерно распределится по всей полиуретановой губке на стеклянной пластине. Затем слегка подуйте на губки с помощью воздушного компрессора, чтобы обеспечить взаимосвязанность, однородность и открытые поры.
Если однородный CO не достигнут, шаблоны с гидрогелевым покрытием разрушаются в процессе ING, а также могут трескаться при обработке из-за низких ограничений по изготовлению. Кроме того, однородное покрытие имеет решающее значение для создания микроканалов в пределах счета. Сушите шаблоны с покрытием HA не менее пяти часов при температуре от 20 до 25 градусов Цельсия с мягкой циркуляцией воздуха.
Увеличьте это время для больших шаблонов. После процесса сушки поместите шаблоны с покрытием HA на тигель Illumina. Затем поместите их в высокотемпературную печь и следуйте восьмиступенчатому профилю центрирования, описанному в сопроводительном текстовом протоколе.
Добавьте 10 миллилитров преостеообластических mc трех Т-трех клеток в 1 миллион клеток в одну лунку в шестилуночном планшете. Затем поместите шаблон в форме моста размером три сантиметра на четыре сантиметра вертикально в шестилуночную пластину. Поместите одну ножку шаблона в лунку, содержащую клеточную подвеску, а другую ножку в соседнюю пустоту.
Хорошо дайте шаблону впитать клеточную суспензию в течение 10 минут в шкафу биобезопасности. Затем добавьте пять миллилитров дополнительных сред в лунку, которая изначально была заполнена клеточной суспензией. Еще через пять минут добавьте пять миллилитров среды в другую лунку, которая изначально не была заполнена клеточной суспензией.
Затем поместите установку в инкубатор. Меняйте носители через день в течение семи дней. В конце эксперимента закрепите клетки и каркас на 20-30 минут, опустив в стакан, наполненный 100% этанолом.
Испачкайте промытый каркас морилкой hemat toin на одну-две минуты. Затем промойте его в течение одной-двух минут, снова опустив каркас в стакан с дистиллированной водой два раза после ополаскивания, обезвоживайте каркас в ячейках, погрузив каркас в 70% этанол на одну-две минуты. Затем переведите каркас в 95% этанол еще на одну-две минуты.
Наконец, поместите каркас в 100% этанол на две минуты. Затем запятнайте конструкцию e, s и Y в течение одной-двух минут. Затем промойте его в течение одной-двух минут, еще раз опустив каркас в стакан с дистиллированной водой дважды.
После промывки обезвожьте каркас, погрузив его в серию сортированного этанола перед заделкой смолы. Наконец, заделайте каркас в акриловую смолу для разрезания и визуализации. Показанный здесь на различных этапах изготовления биогенный шаблон микроокружения состоит из полностью взаимосвязанной пористой трабекулярной сети, аналогичной сети трабекулярной кости.
Этот шаблон имеет несколько структурных компонентов, в том числе взаимосвязанные первичные поры диаметром от 300 до 400 микрон, микроканалы диаметром от 25 до 70 микрон, а также нанопоры диаметром от 100 до 400 нанометров на поверхности, которые позволяют клеткам закрепляться. Биогенный шаблон микроокружения поддерживает посев клеток через капиллярное действие во все области каркаса. Сразу после полного насыщения можно четко увидеть распределение клеток после окрашивания гемата, тоина и эоина и секции каркаса.
Количество клеток в каждой области шаблона было количественно определено и отслеживалось после трех дней культивирования. После семи дней культивирования каждая трабекула была обернута внеклеточными матрицами и внедрена в клетки. После дозирования эту технику можно провести за три дня, если она выполнена правильно.
При проведении этой процедуры важно помнить о соблюдении правильного соотношения порошка и воды и поддержании однородного покрытия после этой процедуры. Другие методы, такие как система динамического раскачивания или система спиннинг-культуры, могут быть выполнены для того, чтобы ответить на дополнительные вопросы, связанные с клеточными реакциями.
В данном исследовании представлен метод создания костеподобного шаблона с искусственно созданными микроканалами, которые улучшают абсорбцию и удержание клеток. Эта методика направлена на решение проблем регенеративной медицины, в частности, в области реконструкции костной ткани.
Спроектированные микроканалы в биоматериальных шаблонах обеспечивают капиллярную миграцию клеток, решая одну из основных проблем инженерии костной ткани: достижение равномерного распределения клеток в крупногабаритных каркасах. Данный подход повышает прогностическую достоверность доклинических моделей за счет обеспечения быстрой и гомогенной инфильтрации клеток без применения внешних сил, что повышает трансляционную значимость регенеративной терапии сегментарных дефектов кости. Метод способствует валидации целей на ранних стадиях, создавая регулируемую биомиметическую микросреду, которая воспроизводит архитектуру и функцию трабекулярной костной ткани.
Данный метод интегрируется в континуум от открытия до доклинических исследований, обеспечивая возможность скрининга биоматериалов, функциональной валидации и понимания механизмов в рабочих процессах регенерации костной ткани, особенно в тех случаях, когда доставка клеток с помощью скаффолда является лимитирующей стадией.