-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

RU

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

ru_RU

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Bioengineering
Отличительной капиллярной Действия микроканалов в кости, как Шаблоны могут Увеличьте вербовки яче...
Отличительной капиллярной Действия микроканалов в кости, как Шаблоны могут Увеличьте вербовки яче...
JoVE Journal
Bioengineering
This content is Free Access.
JoVE Journal Bioengineering
Distinctive Capillary Action by Micro-channels in Bone-like Templates can Enhance Recruitment of Cells for Restoration of Large Bony Defect

Отличительной капиллярной Действия микроканалов в кости, как Шаблоны могут Увеличьте вербовки ячейки для реставрации Большого Bony дефекта

Full Text
10,158 Views
09:35 min
September 11, 2015

DOI: 10.3791/52947-v

Daniel S. Oh1, Alia Koch1, Sidney Eisig1, Sahng Gyoon Kim2, Yoon Hyuk Kim3, Do-Gyoon Kim4, Jae Hyuck Shim5

1Oral and Maxillofacial Surgery,Columbia University, 2Endodontics,Columbia University, 3Mechanical Engineering,Kyung Hee University, South Korea, 4Orthodontics,The Ohio State University, 5Pathology,Weill Cornell Medical College

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study presents a method for creating a bone-like template with engineered micro-channels that enhance cell absorption and retention. The technique aims to address challenges in regenerative medicine, particularly in bone reconstruction.

Key Study Components

Area of Science

  • Regenerative Medicine
  • Bone Tissue Engineering
  • Biomaterials

Background

  • Bone defects pose significant challenges in medical treatments.
  • Existing methods include salt leaching and 3D printing, which have limitations.
  • Micro-channels can facilitate capillary action, improving cell migration.
  • Customization of templates is crucial for effective treatment.

Purpose of Study

  • To develop a customizable bone template for regenerative applications.
  • To enhance cell absorption and retention through engineered micro-channels.
  • To provide a method that addresses cranial and maxillofacial defects.

Methods Used

  • Modification of polyurethane sponges to fit defect areas.
  • Coating sponges with hydroxyapatite slurry and drying.
  • Using a high-temperature furnace for centering the coating.
  • Testing cell absorption using osteoblastic cells in a well plate.

Main Results

  • The engineered templates demonstrated high cell absorption capabilities.
  • Capillary action was effectively induced through micro-channels.
  • The method showed potential for treating congenital deformities.
  • Templates were customizable in shape and size for various applications.

Conclusions

  • This technique offers a novel approach to bone regeneration.
  • It may improve outcomes in regenerative medicine practices.
  • Further applications could extend to cancer culture systems.

Frequently Asked Questions

What is the main advantage of this technique?
The technique allows for the engineering of micro-channels that enhance capillary action, improving cell migration and retention.
How are the templates customized?
Templates can be tailored in shape and size to fit specific defect areas in bone reconstruction.
What materials are used in the template creation?
Polyurethane sponges and hydroxyapatite slurry are the primary materials used in the template fabrication process.
What types of bone defects can this method address?
This method is particularly useful for cranial, maxillofacial, and segmental bone defects.
Can this technique be applied to other areas of research?
Yes, it may also be applicable to 3D cancer culture platforms and other regenerative applications.

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.

Explore More Videos

Биоинженерия выпуск 103 шаблон кости как капиллярное действие микро-канал клетки набор быстрый клетки попадание равномерное распределение клетки обитания сохранение клетки реконструкция кости критический дефект костлявая

Related Videos

Исследование клеточной миграции в микроизготовленном каналов

09:36

Исследование клеточной миграции в микроизготовленном каналов

Related Videos

12.5K Views

Улучшенная Механические испытания Метод для оценки костного имплантата Анкоридж

11:51

Улучшенная Механические испытания Метод для оценки костного имплантата Анкоридж

Related Videos

16K Views

Компьютерная томография и оптическая томография остеогенеза ангиогенеза муфта для оценки интеграция кости черепа аутотрансплантатов и аллотрансплантатов

13:16

Компьютерная томография и оптическая томография остеогенеза ангиогенеза муфта для оценки интеграция кости черепа аутотрансплантатов и аллотрансплантатов

Related Videos

12K Views

Micropatterning и сборка 3D микрососудов

13:05

Micropatterning и сборка 3D микрососудов

Related Videos

12.5K Views

Визуализация ангиогенеза путем микроскопии Multiphoton In Vivo в генетически модифицированных 3D-PLGA/nHAp эшафот подвздошную критических ремонта дефекта кости

09:34

Визуализация ангиогенеза путем микроскопии Multiphoton In Vivo в генетически модифицированных 3D-PLGA/nHAp эшафот подвздошную критических ремонта дефекта кости

Related Videos

9.9K Views

Биологическая совместимость профиль на биоматериалов для костной регенерации

10:28

Биологическая совместимость профиль на биоматериалов для костной регенерации

Related Videos

13.4K Views

Микрофлюидная модель для имитации первоначального события неоваскуляризации

10:01

Микрофлюидная модель для имитации первоначального события неоваскуляризации

Related Videos

5.3K Views

Простое создание васкуляризированной остеогенной ниши костного мозга с использованием предварительно изготовленных гидрогелей из полиэтиленгликоля (ПЭГ) в микропланшете для визуализации

10:32

Простое создание васкуляризированной остеогенной ниши костного мозга с использованием предварительно изготовленных гидрогелей из полиэтиленгликоля (ПЭГ) в микропланшете для визуализации

Related Videos

3.3K Views

Интегрированное формирование костной ткани с помощью эндохондральной оссификации in vivo с использованием мезенхимальных стволовых клеток

06:05

Интегрированное формирование костной ткани с помощью эндохондральной оссификации in vivo с использованием мезенхимальных стволовых клеток

Related Videos

1.7K Views

Оптические карты потенциалов действия и кальция Переходные процессы в сердце мыши

08:13

Оптические карты потенциалов действия и кальция Переходные процессы в сердце мыши

Related Videos

28.2K Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code