Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

Electrospun الليفية سقالات بولي (الجلسرين-dodecanedioate) للهندسة الأنسجة العصبية من الخلايا الجذعية الجنينية الماوس

Published: June 18, 2014 doi: 10.3791/51587

Summary

وأفادت التقارير التوليف وتصنيع الألياف electrospun طويلة تمتد منطقة الإيداع عبر أكبر جامع المصممة حديثا من بوليمر القابلة للتحلل الرواية المسماة بولي (الجلسرين-dodecanoate) (PGD). كانت قادرة على دعم نمو الخلايا المشتقة من الخلايا الجذعية المحفزة الماوس الألياف.

Abstract

لتطبيقات هندسة الأنسجة، وإعداد السقالات القابلة للتحلل حيويا وهي المهمة الأكثر مرغوب فيه ولكنها صعبة. بين مختلف أساليب التصنيع، electrospinning هو الأكثر جاذبية واحد نظرا لبساطته والتنوع. بالإضافة إلى ذلك، ألياف النانو electrospun تحاكي حجم المصفوفة خارج الخلية الطبيعية وضمان المزيد من الدعم لبقاء الخلية والنمو. وأظهرت هذه الدراسة جدوى تصنيع ألياف طويلة تمتد منطقة إيداع أكبر للبوليمر القابلة للتحلل حيويا والرواية المسماة بولي (الجلسرين-dodecanoate) (PGD) 1 باستخدام جامع المصممة حديثا لelectrospinning. PGD ​​يسلك خصائص المرونة فريدة من نوعها مع الخصائص الميكانيكية مماثلة لأنسجة العصب، وبالتالي فهي مناسبة لتطبيقات هندسة الأنسجة العصبية. وكان التوليف والتلفيق انشاء لصنع مواد ليفية سقالات بسيطة، تكرار للغاية، وغير مكلفة. في توافق مع الحياةالاختبار، ويمكن أن الخلايا المشتقة من الخلايا الجذعية الجنينية التمسك وتنمو على الألياف PGD electrospun. باختصار، قدمت هذا البروتوكول أسلوب تلفيق تنوعا لصنع الألياف electrospun PGD لدعم نمو الماوس الخلايا الجذعية الجنينية المستمدة الخلايا العصبية النسب.

Introduction

Electrospinning هي واحدة من طرق المعالجة الفعالة لإنتاج السقالات الألياف الدقيقة لحجم نانومتر. المبدأ الأساسي للelectrospinning ينطوي على مخروط تايلور من الحل الذي يقام في فتحة إبرة من خلال تطبيق الجهد العالي بين رأس الإبرة وجامع الارض. عندما التنافر الكهربائي في حل يتغلب على التوتر السطحي، يتم إخراج طائرة السائل مشحونة من طرف الإبرة، ينتقل عن طريق الهواء مع تبخر المذيبات، ويترسب في النهاية على جامع على الارض. يوفر ضخ حقنة تدفق مستمر من محلول الناشئة من مغزال ويمكن أن تكون ملفقة نسخ بالتالي متعددة من ألياف electrospun في غضون فترة قصيرة من الزمن. أثناء مغادرة مغزال للوصول إلى جامع، فإن طائرة اتهم الخضوع لتمتد والجلد وفقا لعدد من المعايير التي تشمل اللزوجة والتوتر السطحي من الحل البوليمرية، وelectrostatiج القوة في الحل، والتفاعل بين المجال الكهربائي الخارجي، الخ 2.

في عملية electrospinning، يقدم أحد هواة جمع باعتبارها الركيزة موصل حيث يمكن أن تودع الألياف الدقيقة لنانومتر. في هذه الدراسة، تم تصميم نوع جديد من الألياف جامع للحصول على حصائر الألياف مع الحجم المطلوب (الطول × العرض). تقليديا، يتم استخدام رقائق الألومنيوم وجامع ولكن من الصعب نقل الألياف من سطح مستو لالركيزة أخرى. كانت صعوبة حصاد الألياف حصيرة سليمة من أحد هواة جمع التقليدية ويرجع ذلك أساسا إلى حقيقة أن الألياف electrospun إرفاق بقوة على سطح جامع. ولذلك، فإننا تعديل جامع من قبل للطي قطعة من رقائق الألومنيوم في شريط مستطيل وإرفاقها عمودي على لوحة معدنية مسطحة. وامتدت الألياف electrospun عبر المنطقة الواقعة بين غيض من الشريط وصفيحة معدنية، والتي يمكن نقلها بسهولة إلى substrat أخرىه.

الفائدة في البوليمرات المرنة crosslinked حراريا ينمو بسرعة بسبب العمل الرائد لمجموعة روبرت لانغر، الذي قدم بولي (الجلسرين sebacate) (PGS)، والبوليستر والتي هي مماثلة لمطاط مبركن في عام 2002 3. مماثلة لPGS، وقد وضعنا بنجاح بولي (الجلسرين-dodecanoate) (PGD) من خلال التكثيف الحراري من الجلسرين وحمض dodecanedioic وأظهرت فريدة الذاكرة شكل ممتلكاتها 1. خلافا لصلابة المواد الاصطناعية بولي (الهيدروكسيل بوتيرات) أو بولي (L-lactide) (معاملات الرجوعية يونغ من 250 ميجا باسكال و 660 ميجا باسكال، على التوالي)، PGD يسلك الملكية المرنة مثل المطاط، مع معامل يونج (أ) من 1.08 ميجا باسكال عندما تكون درجة الحرارة فوق 37 درجة C، وهي المباراة على مقربة من الأعصاب الطرفية في الموقع (0.45 ميجا باسكال). بالإضافة إلى ذلك، PGD هو القابلة للتحلل وتدهور الوقت يمكن صقلها من خلال تغيير نسبة الجلسرين وحمض dodecanedioic. حمض Dodecanedioic هو دون الاثني عشر الكربونموقف مع مجموعتين الكربوكسيلية المحطة، HOOC (CH 2) 10 COOH. الأحماض ثنائي الكربوكسيل الزوجية مثل حمض سيباسيك وحمض dodecanedioic يمكن استقلابه إلى أسيتيل التميم وأدخل حمض الكربوكسيليك (TCA) / (حمض الستريك) دورة. المنتج التمثيل الغذائي للأحماض ثنائي الكربوكسيل، succinyl، لجنة الزراعة، هو السلائف gluconeogenetic والمتوسطة دورة TCA 4. وبالتالي، اقترحت بعض الدراسات أنه يمكن استخدامها بوصفها الركيزة الوقود البديلة للتغذية المعوية وبالحقن، وخاصة في الحالات المرضية. بالإضافة إلى ذلك، PGD يسلك الذاكرة شكل فريد لأن درجة حرارة التحول الزجاجي لها هو 31 درجة مئوية، وبالتالي فإنه يظهر الخواص الميكانيكية متميزة في درجة حرارة الغرفة وبدرجة حرارة الجسم. في خلاصة القول، PGD هو القابلة للتحلل، حيويا، واظهار خصائص المرونة فريدة من نوعها مع الخصائص الميكانيكية مماثلة لأنسجة العصب؛ وبالتالي، فإنه هو مادة مناسبة للتطبيقات هندسة الأنسجة العصبية. في هذا البروتوكول، وelectrospunملفقة ألياف طويلة تمتد منطقة ديعة كبيرة عن طريق جمع المصممة حديثا من PGD. يمكن السقالات الألياف دعم نمو الخلايا الجذعية المحفزة الماوس والتمايز.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. إعداد Electrospinning جامع

  1. قطع رقائق الألومنيوم في قطعة مستطيلة.
  2. طي قطعة مستطيلة في شريط مستطيل، ونعلق عليه عمودي على لوحة معدنية مسطحة مع الشريط (الشكل 1). ملاحظة: حجم حصيرة الألياف يعتمد على طول وعرض قطاع غزة. وبالتالي، فإن أبعاد الشريط يمكن تعديلها حسب الحاجة.

2. إعداد البوليمر الحل

  1. خلط الجلسرين وحمض dodecanedioic (DDA) في نسبة 1:1 المولي في كوب على 120 درجة مئوية لمدة 100 ساعة للحصول على PGD البوليمر.
  2. حل بولي (أكسيد الإيثيلين) (PEO) والجيلاتين في 65٪ من الإيثانول مع نسبة وزن 1.5:3:95.5 في أنبوب 15 مل، وتشديد سقف وتسخين الخليط في الفرن على 60 درجة مئوية لمدة 1 ساعة مع التحريك حتى يصبح الحل متجانسة (حل بصل).
  3. لelectrospinning، مزيج البوليمر PGD والحل القاعدية في 04:06 نسبة الوزن. ملاحظة: تركيز PGD لديه ثنائيةز تأثير على قطر الألياف. 30٪ -50٪ في المئة PGD هو مقبول لإنتاج ألياف أطول من 5 سم مع زيادة أقطار الألياف.
  4. إضافة 0.1٪ الريبوفلافين إلى حل البوليمر وتخلط جيدا.

3. Electrospinning

  1. تغذية حل البوليمر إلى 5 مل حقنة القياسية مع 18 G قلل المقاوم للصدأ إبرة الصلب.
  2. إدراج حقنة في ضخ حقنة.
  3. إرفاق الرصاص على الارض من مصدر الطاقة العالية الجهد لوحة معدنية والرصاص موجبة الشحنة إلى الإبرة.
  4. ضبط المسافة بين الإبرة واحباط قطاع الألمنيوم إلى 15 سم.
  5. وضع مضخة الحقنة في زاوية من حوالي 15 درجة مع الأفقي لمنع تجميع الألياف في الجزء الأمامي من قطاع غزة.
  6. بدوره على ضخ حقنة وضبط معدل تدفق المضخة إلى 0.6 مل / ساعة.
  7. بدوره على مصدر الطاقة عالية الجهد وضبط الجهد التشغيل إلى 14.6 كيلو فولت.

4.تجهيز الألياف

  1. بعد اكتمال جمع، فضح حصيرة الألياف للأشعة فوق البنفسجية لمدة 60 دقيقة لعبر ربط.
  2. نقل حصيرة الألياف من رقائق الألومنيوم الشريط إلى 100 ملم طبق بيتري، وتعريضها لضوء الأشعة فوق البنفسجية لمدة 20 دقيقة أخرى للتعقيم.
  3. في مجلس الوزراء للسلامة الأحيائية، وقطع حصيرة الألياف إلى قطع مستديرة من نفس الحجم مع شفرة جراحية ووضع قطع في 24 لوحة جيدا.
  4. لخلية العلاج قبل البذر، تزج عينات الألياف في 1 مل من الفوسفات مخزنة المالحة (PBS)، واحتضان عند 37 درجة مئوية خلال الليل.
  5. في اليوم التالي، نضح PBS بعناية، إضافة 1 مل من التمايز المتوسطة (DMEM/F12، N2، وFGF2) (انظر الوصفة في الجدول مواد) إلى كل بئر واحتضان عند 37 درجة مئوية لمدة 3 ساعة.
  6. نضح بعناية التمايز المتوسطة، إضافة 0.2 مل من matrigel إلى كل عينة الألياف واحتضان عند 37 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. ملاحظة: يمكن أيضا أن تستخدم لLaminin الألياف الطلاء. إضافة 0.2 مل من 20 ميكروغرام / مل lamininإلى الألياف ويحضن في درجة حرارة الغرفة لمدة 3 ساعة.
  7. إزالة بعناية matrigel الزائدة من كل بئر. شطف مع 2 مل من التمايز المتوسطة مرة واحدة. ملاحظة: عينات الألياف مستعدون للثقافة الخلية.

5. البذر خلية على ألياف

  1. إضافة 1 مل من Accutase إلى الخلية صحن الثقافة زارة التربية والعلم واحتضان لمدة 10 دقيقة عند 37 درجة مئوية.
  2. بعد 10 دقيقة، يتم فصل الخلايا زارة التربية والعلم من الطبق الثقافة. إضافة 4 مل من التمايز المتوسطة إلى اللوحة. جمع الخلايا زارة التربية والعلم العائمة في أنبوب 15 مل وخلايا ماصة صعودا وهبوطا لكسر المستعمرات (حوالي 15X).
  3. أجهزة الطرد المركزي في 400 x ج لمدة 5 دقائق واعادة تعليق الخلايا في 4 مل من التمايز المتوسطة.
  4. عد الخلايا باستخدام عدادة الكريات. نقل 200 ميكرولتر من تعليق الخلية في أنبوب 15 مل وتمييع 10X مع تمايز المتوسطة. نقل 15 ميكرولتر من تعليق خلية المخفف إلى غرفة على عدادة الكريات مع غطاء للانزلاق في المكان. عدالخلايا في ساحة المركز 1 مم والساحات الزاوية أربعة من عدادة الكريات تحت المجهر. ملاحظة: خلية لكل مل = متوسط ​​عدد س لكل متر مربع عامل التخفيف × 10 4
  5. وضع ما يقرب من 5 × 10 4 خلايا زارة التربية والعلم على كل بئر. إسقاط ببطء تعليق الخلية إلى منتصف عينات من الألياف، بدلا من انزلاق إلى جانب البئر، لمنع الحل من استنزاف قبالة حصيرة الألياف.
  6. إضافة 1 مل من التمايز المتوسطة إلى كل بئر، والحفاظ على لوحة في حاضنة عند 37 درجة مئوية و 5٪ CO 2 مرفق للسماح للخلايا والنمو والتمايز.
  7. نضح المتوسطة القديمة من كل بئر واستبدالها مع 1 مل من المتوسط ​​التمايز جديدة كل يوم.

6. بقاء الخلية

  1. نضح المتوسطة القديمة من كل بئر.
  2. مزيج حجم ال 1/10 من ريسازورين مضان كاشف مع مستنبت وإضافة 1 مل إلى كل بئر.
  3. Incubيأكلون في 37 درجة مئوية و 5٪ CO 2 لمدة 4 ساعة، محمية من الضوء المباشر.
  4. بعد 4 ساعات، ونقل 100 ميكرولتر من كاشف 3X من كل بئر إلى 96 لوحة جيدا، ثم العينات جاهزة للقياس على معمل مضان باستخدام إعدادات التصفية 560EX nm/590EM.

7. في الوقت الحقيقي PCR

  1. بعد 14 يوما من الثقافة، إضافة تحلل العازلة للعينات وعزل الحمض النووي الريبي مجموع من الخلايا على عينات من الألياف.
  2. استخدام 4 ميكرولتر من الحمض النووي الريبي مجموع لتجميع كدنا] في 20 ميكرولتر جداول رد فعل من قبل النسخ العكسي.
  3. تحضير خليط PCR رد الفعل في كل أنبوب بصري: 10 ميكرولتر ماجستير ميكس (2X)، 0.2 ميكرولتر صبغ، 8 ميكرولتر-نوكلياز الحرة المياه، 1 ميكرولتر [كدنا]، و 1 ميكرولتر التمهيدي (يتم سرد الاشعال المستخدمة في هذه الدراسة في الجدول رقم 1).
  4. إعداد برنامج PCR: أ. 95 ° C 02:20 دقيقة، 1 دورة ب. 95 ° C 3 ثانية → 60 ° C 1 دقيقة، 40 دورة ج. 95 ° C 15 ثانية، 1 دورة د. 60 ° C 1دقيقة، 1 دورة الإلكترونية. 95 ° C 15 ثانية، 1 دورة. اختيار الأسلوب المقارن C T لتحديد مستويات التعبير الجيني النسبي.
  5. بعد الانتهاء PCR، وتحليل في الوقت الحقيقي PCR النتائج مع برنامج StepOne وتصدير النتائج إلى Excel.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

يوضح ويبين المكونات الرئيسية للelectrospinning في الشكل 1. تم الحصول على حصيرة كبيرة من الألياف حجم عادة من خلال تعلق عموديا الألومنيوم احباط الشريط وصفيحة معدنية مسطحة الشكل 2 تصميم جامع وحصيرة الألياف electrospinning. عرض وطول يمكن تعديلها لمختلف التطبيقات. طول الألياف المصنوعة من البوليمر PGD والقاعدية خليط الحل هو ما يصل إلى 10 سم. يظهر التشكل من ألياف electrospun في الشكل 3. وبأقطار من ألياف مصنوعة من 40٪ تركيز PGD هي في حدود ميكرون. وصفت الصور المجهري متحد البؤر من الخلايا التمييزية المستمدة من الخلايا المستزرعة زارة التربية والعلم لمدة 3 و 6 أيام على الألياف في الشكل 4. جاءت الإشارات الفلورية الخضراء من التعبير المفرط للبروتين الفلورية الخضراء (GFP) في الخلايا. وأظهرت نتيجة ريسازورين كاشف مضان في الشكل 5 أن الخلايا تنمو زارة التربية والعلمن على طلاء الألياف PGD مع matrigel وlaminin كان بقاء الخلية يعادل وكان أعلى نسبيا الانتشار مقارنة بالمجموعة غير المصقول. وكان كميا في التعبير الجيني للخلايا العصبية تعدد القدرات وعلامات بواسطة PCR الوقت الحقيقي (الشكل 6). أعرب غالبية الخلايا زارة التربية والعلم مثقف على الألياف وOCT4 علامات تعدد القدرات، وNANOG Sox2 في حين أعرب عن أقلية من الخلايا يمثل الخلايا الجذعية العصبية PAX6 وNestin. بعد الثقافة 2 أسابيع، MES نمت على الألياف أظهرت زيادة مستويات التعبير من علامات الخلية العصبية مثل MAP2 وDCX، وكذلك Oligo1 دبقية قليلة التغصن علامة وعلامة نجمية GFAP.

الشكل 1
الشكل 1. Electrospinning اقامة. يتم إخراج الحل البوليمرية من إبرة اضعافها. أسس مصدر الطاقة العالية الجهد معدن لوحة مسطحة والثانية لاحباط الشريط الألمنيوم التي تترسب بين ألياف متر الصغرى لنانو (الأزرق).

الرقم 2
الشكل 2. تصميم جامع والألياف electrospun حصيرة. العرض وطول حصيرة الألياف يمكن تغييرها بسهولة عن طريق ضبط حجم احباط قطاع الألمنيوم. ليس هناك حد لعرض حصيرة، ويمكن أن تكون أطول الألياف تصل إلى 10 سنتيمترا.

الرقم 3
الرقم 3. الصور ووزارة شؤون المرأة electrospun من PGD وحل القاعدية 04:06 (ث / ث)، ومتوسط ​​قطرها من ألياف حوالي 2 ميكرون. عندما ينخفض ​​تركيز PGD إلى 30٪، ومتوسط ​​قطرها من ألياف يقع في نطاق نانومتر. الأبيضيمثل شريط نطاق 10 ميكرون.

الرقم 4
الشكل 4. الصور المجهري متحد البؤر الخلايا زارة التربية والعلم متباينة على الألياف. الخلايا تحمل GFP مضان يحمل الخضراء الزاهية عند تعرضها للضوء الأزرق في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ل. زيادة عدد الخلايا الفلورية الخضراء يوم 6 يشير إلى أن السقالات الألياف يمكن أن تدعم التصاق الخلايا وانتشارها. يمثل حجم شريط أبيض 100 ميكرون. (يوم 3 ويوم 6).

الرقم 5
الرقم 5. الجدوى خلية من خلايا زارة التربية والعلم على ألياف PGD طلاء مع Matrigel وlaminin في 1 و 3 و 5 أيام على النحو الذي يحدده ريسازورين fluoreمسرح الحادث كاشف. الخلايا المستزرعة على ألياف غير المصقول استخدامها لمكافحة (ع <0.05).

الرقم 6
الرقم 6. تحليل QRT-PCR في التعبير الجيني في الخلايا زارة التربية والعلم متباينة على ألياف PGD. وعلامات الخلية العصبية واضحا بعد 2 أسابيع أظهرت أن الخلايا زارة التربية والعلم على السقالات ومتباينة في الخلايا العصبية.

mGAPDH-L AACTTTGGCATTGTGGAAGG
mGAPDH-R ACACATTGGGGGTAGGAACA
mOct4-L CACGAGTGGAAAGCAACTCA
mOct4-R AGATGGTGGTCTGGCTGAAC
mNanog-L AAGTACCTCAGCCTCCAGCA
mNanog-R GTGCTGAGCCCTTCTGAATC
mSox2-L CACAGTTCAGCCCTGAGTGA
mSox2-R AGGCCACAACAACAACAACA
mPax6-L AACAACCTGCCTATGCAACC
mPax6-R ACTTGGACGGGAACTGACAC
mNestin-L CCAGAGCTGGACTGGAACTC
mNestin-R ACCTGCCTCTTTTGGTTCCT
mMAP2-L CTTATGGGAATGTGGGATGG
mMAP2-R AAAAAGTGGGCCTTGGAACT
mDCX-L ATGCAGTTGTCCCTCCATTC
mDCX-R ATGCCACCAAGTTGTCATCA
mOligo1-L CTTGCTCTCTCCAGCCAAAC
mOligo1-R GCGAGCCTGAAAAACAGAAC
mGFAP-L CACGAACGAGTCCCTAGAGC
mGFAP-R ATGGTGATGCGGTTTTCTTC
ontent "> الجدول 1. قائمة الاشعال PCR.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

قيود من هواة جمع بسيطة أو تعقيدات الدورية جامعي التي تستخدم حاليا لelectrospinning زيادة تقييد الحصول على الطول المطلوب وحجم الألياف حصيرة لبعض التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، نقل الألياف من جامع الأرض إلى الطبق الثقافة أو غيرها من ركائز يشكل تحديا 5. في هذا التقرير، وكان أحد هواة جمع المصممة حديثا، أدلى ببساطة عن طريق ربط الشريط احباط الألومنيوم لجامع الارض، وقادرة على الحصول على حصائر الألياف كبيرة الحجم تصل إلى 10 سم في 20 سم في المرة الواحدة. أرقام 1 و 2 توضيح الإعداد التخطيطي تصميم لافتعال ما يصل إلى 10 سم الألياف electrospun طويلة مع العرض حصيرة رقابة. يتأثر الحقل الكهربائي بين رأس الإبرة وجامع، وامتدت الألياف electrospun عبر المنطقة الواقعة بين الشريط رقائق الألومنيوم وجامع يرتكز على تشكيل حصيرة الألياف على نحو سلس، والتي يمكن نقلها بسهولة ليالي أخرىubstrate. توفر الألياف Electrospun هياكل ليفية المسامية التي تسمح للخلايا لسد ونعلق على ألياف متعددة في بيئة حقيقية ثلاثية الأبعاد. الحصير الألياف ولدت في هذه الدراسة هي كبيرة بما يكفي لجعلها المرشحين مثالية لمجموعة واسعة من التطبيقات مثل التئام الجروح وتجديد العصبية.

بأقطار الألياف يمكن تعديلها عن طريق التحكم في العديد من المتغيرات في الإجراء electrospinning. وتشمل هذه المتغيرات تركيز البوليمر، حجم الجهد التطبيقية، ومعدل تسليم البوليمر، المسافة من الإبرة إلى جامع، الخ 6-8. في هذه الدراسة، تم إعداد الحلول الاختبار، والتي كانت تتألف مع 50٪ و 50٪ PGD BS، 40٪ و 60٪ PGD BS، 30٪ و 70٪ PGD BS، و 20٪ و 80٪ PGD BS، على التوالي، ل مما يجعل ألياف electrospun. تم فحص السقالات ليفية باستخدام SEM لتحديد أقطار والأشكال التضاريسية من الألياف (الشكل 3). كما هو متوقع، وتركيزات أعلى PGD عالعمليات roduced بأقطار أكبر من الألياف electrospun. أيضا، من المهم جدا لضبط طول الشريط وفقا لتركيزات مختلفة PGD. وهناك تركيز أقل PGD يتطلب طول الشريط أقصر لضمان تشكيل الألياف.

وقد بذلت جهود عديدة لاستكشاف توافق مع الحياة من السقالات ليفية electrospun من خلال دراسة ثقافة الخلية 9-13. الصور المجهري متحد البؤر في الشكل 4 تظهر أن الخلايا المرفقة مع الإشارات الفلورية الخضراء قوية أشارت بقاء الخلية على ألياف PGD. بالإضافة إلى ذلك، زيادة كثافة الخلية من يوم 3 إلى يوم 6 كما اقترح تكاثر الخلايا على ألياف PGD. كما أكد اختبار بقاء الخلية في الشكل 5 هذه النتيجة. أظهرت التعبير الجيني للخلية العصبية علامات MAP2 وDCX أن الخلايا زارة التربية والعلم وكانت قادرة على التمايز إلى خلايا العصبية على السقالات (الشكل 6). في الختام، يمكن PGD السقالات ليفية تدعم الالتصاقة الخليةن والانتشار، وبالتالي يحمل المحتملة لتطبيقات هندسة الأنسجة العصبية.

وهنا بعض المبادئ التوجيهية العامة استكشاف الأخطاء وإصلاحها: إذا كانت الألياف يخرج من إبرة متقطع، الاحماء الحل البوليمرية مرة أخرى ويخلط جيدا أو إذا كانت الألياف هو التمسك احباط قطاع الألومنيوم مع عدم وجود جاذبية لوحة معدنية، والحد من الشريط طول أو زيادة تركيز PGD. أحيانا تشكل اباريز البوليمر كبيرة في طرف الإبرة، وإيقاف مصدر الطاقة عالية الجهد، مسحه بقطعة منشفة ورقية، وخفض معدل التسليم للمضخة. بالإضافة إلى ذلك، في بعض الأحيان ألياف الكلي على الحافة العلوية من احباط الالومنيوم الشريط حاول ضبط زاوية ضخ حقنة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

أعلن عن أي تضارب في المصالح.

Acknowledgments

وأجري هذا العمل باستخدام مرافق قسم الهندسة الطبية الحيوية في جامعة فلوريدا الدولية.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Glycerol Sigma-Aldrich G7757
Dodecanedioic acid Sigma-Aldrich D1009
Gelatin Sigma-Aldrich D1890
Poly(ethylene oxide) (PEO) Sigma-Aldrich 182028
Riboflavin Sigma-Aldrich 132350250 0.10%
Mouse embryonic stem cells GlobalStem GSC-5002
Matrigel Becton Dickinson 356234
DMEM/F12 Thermo Scientific SH30272.02
N2 supplement Invitrogen 17502048 1%
FGF2 Stemgent 03-0002 10 ng/ml
Accutase Invitrogen A11105-01
Phosphate buffered saline (PBS) Invitrogen 10010-031
Resazurin fluorescence dye Sigma-Aldrich 62758-13-8
SV Total RNA Isolation System Promega Z3100
GoScript Reverse Transcription System Promega A5000
GoTaq qPCR Master Mix Promega A6001
Syringe pump  Fisher scientific 14-831-200
High voltage power source  Spellman High Voltage Electronics Corporation SL30
UV light Philips 308643 15W/G15T8
Synergy HT Multi-Mode Microplate Reader BioTek
Perkin Elmer GeneAmp PCR System 9600 Perkin Elmer 8488
StepOne Real-time PCR System Applied Biosystems 4376357

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Migneco, F., Huang, Y. -C., Birla, R. K., Hollister, S. J. Poly (glycerol-dodecanoate), a biodegradable polyester for medical devices and tissue engineering scaffolds. Biomaterials. 30, 6479-6484 (2009).
  2. Reneker, D. H., Yarin, A. L. Electrospinning jets and polymer nanofibers. Polymer. 49, 2387-2425 (2008).
  3. Wang, Y., Ameer, G. A., Sheppard, B. J., Langer, R. A tough biodegradable elastomer. Nature biotechnology. 20, 602-606 (2002).
  4. Panunzi, S., De Gaetano, A., Mingrone, G. Approximate linear confidence and curvature of a kinetic model of dodecanedioic acid in humans. American Journal of Physiology-Endocrinology And Metabolism. 289, (2005).
  5. Park, S., et al. Apparatus for preparing electrospun nanofibers: designing an electrospinning process for nanofiber fabrication. Polymer Internationa l. 56, 1361-1366 (2007).
  6. Barnes, C. P., Sell, S. A., Boland, E. D., Simpson, D. G., Bowlin, G. L. Nanofiber technology: designing the next generation of tissue engineering scaffolds. Advanced drug delivery reviews. 59, 1413-1433 (2007).
  7. Li, W. -J., Mauck, R. L., Tuan, R. S. Electrospun nanofibrous scaffolds: production, characterization, and applications for tissue engineering and drug delivery. Journal of Biomedical Nanotechnology. 1, 259-275 (2005).
  8. Pham, Q. P., Sharma, U., Mikos, A. G. Electrospinning of polymeric nanofibers for tissue engineering applications: a review. Tissue engineering. 12, 1197-1211 (2006).
  9. Lim, S. H., Mao, H. -Q. Electrospun scaffolds for stem cell engineering. Advanced drug delivery reviews. 61, 1084-1096 (2009).
  10. Lowery, J. L., Datta, N., Rutledge, G. C. Effect of fiber diameter, pore size and seeding method on growth of human dermal fibroblasts in electrospun poly (epsilon-caprolactone) fibrous mats. Biomaterials. 31, 491-504 (2010).
  11. Tillman, B. W., et al. The in vivo stability of electrospun polycaprolactone-collagen scaffolds in vascular reconstruction. Biomaterials. 30, 583-588 (2009).
  12. Ju, Y. M., Choi, J. S., Atala, A., Yoo, J. J., Lee, S. J. Bilayered scaffold for engineering cellularized blood vessels. Biomaterials. 31, 4313-4321 (2010).
  13. McCullen, S. D., et al. In situ collagen polymerization of layered cell-seeded electrospun scaffolds for bone tissue engineering applications. Tissue Engineering Part C: Methods. 16, 1095-1105 (2010).

Tags

الهندسة الحيوية، العدد 88، هندسة الأنسجة، electrospinning، السقالات الألياف، بولي (الجلسرين-dodecanedioate) (PGD)، والجيلاتين، الفأر الخلايا الجذعية الجنينية
Electrospun الليفية سقالات بولي (الجلسرين-dodecanedioate) للهندسة الأنسجة العصبية من الخلايا الجذعية الجنينية الماوس
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Dai, X., Huang, Y. C. ElectrospunMore

Dai, X., Huang, Y. C. Electrospun Fibrous Scaffolds of Poly(glycerol-dodecanedioate) for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells. J. Vis. Exp. (88), e51587, doi:10.3791/51587 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter