Summary
Cet article illustre la technique d’élargir une natte de nanofibres électrofilées (2D) traditionnel, de deux-dimension en échafaudage tridimensionnels (3D) par le biais de la dépressurisation du sous-critique CO2 fluide. Ces échafaudages augmentés sont en 3D, indices étroitement mimiques nanotopographic cellulaires et préserver les fonctions des molécules biologiques encapsulés dans les nanofibres.
Abstract
Électrofilage a été la technologie de choix dans la production d’un échafaud synthétique, fonctionnel en raison de la "biomimétisme" à la matrice extracellulaire et le contrôle de la facilité de composition, structure et diamètre des fibres. Cependant, malgré ces avantages, nanofibres électrofilées traditionnels échafaudages viennent avec des limitations notamment désorganisé nanofibres orientation, faible porosité, petits pores et des tapis principalement à deux dimensions. Par conséquent, il y a un grand besoin pour développer un nouveau procédé de fabrication d’échafaudages de nanofibres électrofilées qui peuvent surmonter les limitations ci-dessus. Ici, une méthode nouvelle et simple est décrite. Un tapis de nanofibres 2D traditionnel se transforme en un échafaudage 3D avec l’épaisseur désirée, la distance de gap, porosité et nanotopographic repères permettant l’ensemencement de la cellule et la prolifération par l’intermédiaire de la dépressurisation du sous-critique CO2 fluide. En plus de fournir un échafaudage pour la régénération des tissus de se produire, cette méthode fournit également la possibilité d’encapsuler des molécules bioactives, tels que des peptides antimicrobiens pour la livraison de drogue local. Les CO2 élargi nanofibres Échafaudages tenir grand potentiel dans la régénération des tissus, la cicatrisation des plaies, modélisation 3D tissus et la livraison de médicaments topiques.
Introduction
Le concept de développer un échafaud synthétique qui peut être implanté sur des patients à l’aide à la régénération et la réparation des tissus est celui qui a imprégné le domaine de la médecine régénérative pendant des décennies. L’échafaud synthétique idéale sert à induire la migration cellulaire des tissus sains avoisinants, fournit une architecture pour la vascularisation de cellule ensemencement, adhérence, signalisation, la prolifération et la différenciation, de supports, permettant une oxygénation adéquate et livraison de la nutrition et favorise l’activité immunitaire de l’hôte pour assurer le succès après implantation1. En outre, il peut être utilisé comme support pour l’enrobage des molécules antimicrobiennes pour aider à la cicatrisation de1,3,6,7,8,9. La capacité de contrôler la libération temporelle de ces molécules biologiques de l’échafaud synthétique est un autre attribut souhaitable que l'on considère quelle ingénierie échafaudages1.
Électrofilage a été une technique bien exploitée pour la production de nanofibres Échafaudages1,2,3,4,5,6. Les tentatives précédentes pour créer un échafaudage de nanofibres comme celle examinée ici ont été réalisées à des degrés divers de succès. Cependant, nanofibres traditionnels échafaudages ont limité les capacités pour atteindre ces objectifs. Échafaudages de nanofibres traditionnels ont été généralement deux dimensions tapis1,3. Ces échafaudages nonexpanded sont densément emballés avec la taille des petits pores ; Cela limite l’infiltration cellulaire, migration et différenciation car il ne favorise pas un environnement suffisamment semblable à ceux trouvés dans vivo1,7,8,9. Pour cette raison, de nouvelles techniques de préparation d’échafaudage nanofibres électrofilées 3D ont été établis en vue de modifier les failles qui viennent avec des nattes de nanofibres 2D. Ces techniques entraînent des échafaudages 3D ; Cependant, ils ont limité l’applicabilité en raison des méthodes de production nécessitant des solutions aqueuses et de lyophilisation des procédures. Ce traitement entraîne la distribution aléatoire de la nanofibres sans organisation restreinte, épaisseur appropriée et/ou porosité désirée pour offrir les nanotopographic adéquate des repères qui sont nécessaires à la prolifération et la migration cellulaire. Ces facteurs se traduisent par les précédente échafaudages de nanofibres électrofilées 3D qui n’ont pas mimétisme adéquate de la vie tissus1,7,8,9.
Plus récentes tentatives visant à développer un échafaudage élargi, 3D avec le meilleur "biomimétisme" de la matrice extracellulaire (mec) ont été réalisées à l’aide d’un traitement en solution borohydrure (NaBH4) sodium aqueux et moules prédéfinis afin d’aider à mieux contrôler la forme de l’échafaudage7,8. Toutefois, cette méthode n’est pas idéale car il nécessite l’utilisation de solutions aqueuses, les réactions chimiques et lyophilisation qui peut-être interférer avec les polymères et les biomolécules encapsulé qui sont solubles dans l’eau. Les additifs utilisés peuvent également provoquer des effets secondaires au cours de la régénération de tissus8,9. La méthode d’expansion de CO2 , décrite dans cet article, considérablement réduit le temps de traitement, élimine le besoin de solutions aqueuses et préserve le montant et la fonctionnalité de molécules biologiquement actives à une plus grande mesure que l’été méthodes établies9.
Dans des études antérieures, antibiotiques, argent, 1α, 25 dihydroxyvitamine D3et peptide antimicrobien LL-37 ont été chargés dans les échafaudages de nanofibres, individuellement ou en combinaison pour étudier le potentiel de ces échafaudages de libérer des agents à mieux aider à la cicatrisation9,10,12,13. Aux fins de démontrer cette méthode d’expansion échafaudage nanofibres, Coumarine 6, un colorant fluorescent, seront chargées dans l’échafaudage pour démontrer le potentiel d’incorporation de l’échafaud avec divers composés désirés. Cette méthode de fabrication d’échafaudage nanofibres élargi en conjonction avec des molécules bioactives encapsulés un grand potentiel dans la régénération des tissus, la cicatrisation des plaies, la création de modèles 3D de tissu et l’administration topique de médicaments.
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Protocol
Toutes les procédures en vivo décrites ci-dessous ont été approuvés par le Comité IACUC à l’University of Nebraska Medical Center.
1. préparer les Solutions Standard électrofilage
- Dans un tube de verre de 20 mL, dissoudre 2 g de poly(ε-caprolactone) (PCL, Mw = 80 kDa) dans un mélange de solvants de dichlorométhane (DCM) et N, N-diméthylformamide (DMF) avec une ration de 4:1 (v/v) à une concentration de 10 % (p/v).
Attention : Poignée DCM et DMF sous une hotte ventilée pour éviter l’exposition aux fumées. Ne pas exposer le DCM pour matières plastiques. - Placer le tube de verre dans un agitateur lab jusqu'à ce que la solution devienne claire. La solution peut mélanger du jour au lendemain.
- Si l’intention d’intégrer des matériaux bioactifs tels que des peptides ou des médicaments dans l’échafaudage, créez une solution séparée et stocker à la 4 ° C jusqu’au moment de l’utiliser.
- Préparer la solution de colorant fluorescent (50 mg/mL) à l’aide de 20 mL de solution PCL.
2. mettre en place l’appareil électrofilage (Figure 1 a)
- Ajouter la solution PCL à une seringue de 20 mL avec une aiguille émoussée de 21 calibre attachée. S’assurer qu’il n’y a pas d’air dans la seringue et la tuyauterie associée.
- Placez un tambour en acier avec le collecteur de terre 12 cm de l’extrémité de l’aiguille.
- À l’aide de pinces crocodile, connectez l’alimentation haute tension courant continu (DC) à l’aiguille, puis assurez-vous que le collecteur est relié à la terre.
Attention : Toujours couper l’alimentation électrique avant de manipuler n’importe quel matériel connecté.
3. électrofilage
- Pour les 20 mL de solution PCL, définir les paramètres de la pompe à seringue comme suit : diamètre = 20,27 mm, débit = 0,5 mL/h. vérifier si les gouttelettes sont forment à l’extrémité de l’aiguille.
- Si vous souhaitez l’incorporation de molécules bioactives, mis en place l’appareil pour permettre coaxiaux électrofilage (Figure 1 b). Créer une buse coaxiale personnalisée à l’aide d’aiguilles hypodermiques.
Remarque : Ces buses sont également disponibles dans le commerce. Notez qu’une solution de colorant est prête à simuler l’ajout de ces molécules.- Préparer une solution à 1 % du colorant fluorescent 6 coumarine dans l’eau. Ajouter 3 mL de teinture 1 % d’une petite seringue. Connecter la seringue à la buse coaxiale même comme la solution PCL. Une fois de plus, s’assurer qu’il n’y a pas de bulles d’air.
- Pour 3 mL de cette solution, définissez les paramètres de la pompe à seringue comme suit : diamètre = 9,49 mm, débit = 0,02 mL/h. vérifier si les gouttelettes sont forment à l’extrémité de l’aiguille.
- Appliquer un potentiel électrique de 20 kV entre la filière (aiguille de calibre 22) et un collecteur de terre situé à 20 cm de distance de la filière. Recueillir les nattes de nanofibres alignées dans un tambour tournant à 2 000 tr/min. Recueillir les nattes de nanofibres PCL dès qu’ils atteignent une épaisseur d’environ 1 mm.
4. génération de nanofibres PCL tapis troué rangés.
- Fabriquer des tapis de nanofibres PCL.
- Dissoudre les perles PCL dans un mélange composé de DCM et DMF avec un ratio de 4:1(v/v) à une concentration de 10 % (PCL) (p/v). La solution PCL de pompe à un débit de 0,7 mL/h à l’aide d’une pompe à seringue tout en un potentiel de 20 kV est appliquée entre la filière (une aiguille de 22-gage) et un collecteur de mise à la terre situé 12 cm en dehors de la filière.
- Recueillir la membrane de nanofibres par un tambour rotatif avec une vitesse de rotation supérieure à 500 tr/min.
- Immerger les nattes de nanofibres PCL en liquide N2 pendant 5 min (i.e., devenir raide). Garder les nattes de nanofibres PCL en liquide N2 et tapis de nanofibres PCL, percez avec un coup de poing 0,5 mm de diamètre.
5. expansion des nanofibres 2D nattes avec ou sans trous rangés par sous-critique CO2 liquide (Figure 2).
- Placez les tapis de nanofibres PCL dans l’azote liquide pendant 5 min et couper en carrés de 1 cm x 1 cm à l’aide des ciseaux chirurgicaux tranchants submergé dans l’azote liquide pour éviter de déformer les bords.
- Placer le tapis de découpe dans un tube à centrifuger 30 mL avec ~ 1 g de glace sèche. Étroitement, bouchon du couvercle et permettent la glace sèche à se transformer en liquide de CO2.
- Une fois que le liquide a formé dans le tube, relâcher rapidement la pression en ouvrant le bouchon.
Attention : Utilisez un équipement de protection thermique adéquat lorsque vous travaillez avec l’azote liquide et glace carbonique. Ne pas ouvrir le tube sous pression vers le visage. Le tube à centrifuger ne doit pas être utilisé à plusieurs reprises. - Retirez et observer l’échafaud soufflé dans le tube. Placer l’échafaudage dans un nouveau tube à centrifuger à la glace sèche et répétez jusqu'à ce que l’épaisseur désirée est obtenue. Stériliser les échafaudages nanofibres élargi à l’oxyde d’éthylène avant l’incubation avec les cellules.
6. caractérisation des échafaudages de nanofibres élargi
- Caractériser la morphologie et la structure des échafaudages nanofibres élargi à l’aide de la microscopie électronique à balayage (SEM).
- Placer les échantillons avec ADHESIF double face aux montants métalliques et manteau avec platine pour 40 s à l’aide d’une coucheuse par pulvérisation cathodique à 40 mA.
- Examiner les fibres à l’aide de SEM selon de précédentes études9. Recueillir les images à une tension d’accélération de 15 kV.
- Caractériser les profils de libération in vitro et bioactivité des peptides libérés.
- Poids 10 mg de nanofibres membranes avant et après l’expansion en CO2.
- Plonger les échantillons dans le tampon PBS et collecter 10 μL de surnageant à des moments différents (0 à 28 jours).
- Kit d’enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA) permet de quantifier la concentration de peptide de LL-37 dans le liquide surnageant collecté.
- Examiner l’infiltration cellulaire in vivo et hôte de réponse.
- Mettre les rats Sprague-Dawley (SD) 9 - semaine vieux dans une chambre de l’anesthésie, se connecter à la vapeur d’isoflurane et anesthésier les rats. Transférer les rats à une table d’opération après que les rats deviennent une anesthésie complète sans sentiments. En permanence, anesthésier les rats à l’aide d’un cône d’isoflurane-nez avec vaporisateur pendant la chirurgie. Raser les poils du dos de rat de rasoir de l’animal et stériliser avec gommage peau iode et d’alcool. Créer des poches sous-cutanée par incisions de 1,5 cm supraspinales sites sur le dos à l’aide d’un scalpel.
- Insérez un échafaudage de nanofibres élargi (1,5 mm d’épaisseur) dans la poche sous-cutanée à l’aide de pincettes pour chaque incision. Refermer l’incision à l’aide d’une agrafeuse.
- 1, 2 et 4 semaines, euthanasier les rats avec 95 % de CO2. Doucement disséquer l’explant et les tissus environnants à l’aide de ciseaux chirurgicaux. Avant l’analyse histologique, plonger le tissu dans du formol pendant au moins 3 jours et ensuite incorporer avec de la paraffine. Section le tissu avec un microtome, puis effectuez l’hématoxyline et éosine (H & E), coloration trichrome de Masson.
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Representative Results
L’efficacité d’élargir pour tapis de nanofibres électrofilées 2D traditionnelle en échafaudages 3D par l’intermédiaire de dépressurisation du sous-critique CO2 liquide a été démontrée en différentes capacités : l’épaisseur des échafaudages est passée de 1 mm lorsqu’elle n’est pas traité à 2,5 mm et 19,2 mm avec une ou deux CO2 traitements, respectivement (Figure 3 a-C). La porosité-a la caractéristique de l’architecture critique pour l’ensemencement de la cellule-a également augmenté d’une manière correspondant à l’augmentation de l’épaisseur (Figure 3). La porosité des échafaudages passée de 79,5 % pour les tapis non traitées à 92,1 et 99,0 % après les traitements de premières et seconde, respectivement (Figure 3D). Ceci est important car le degré de pénétration de cellule dans un échafaudage et donc son efficacité pour induire la régénération est largement tributaire de la porosité1.
Images de SEM a révélé que la structure fibrillaire dense de nattes 2D non traitées ont été transformées en structures ordonnées, en couches avec nanofibres alignées après l’expansion de CO2 (Figure 3E-H). Des études antérieures ont conclu que des structures de la même façon en couches avec fibres organisées pourraient être critiques dans la préservation d’indices de nanotopographic pour la régénération des tissus tels que le tendon, muscle et nerf7,8. Toutefois, ces études ont examiné les échafaudages élargis avec NaBH47,8. Cette méthode nécessite extra traitement des temps et des solvants qui peuvent s’infiltrer des molécules bioactives de l’échafaudage7,8. NaBH4, un agent réducteur puissant, peut réagir avec les molécules bioactives encapsulés. À l’inverse, l’utilisation de fluide de CO2 sous-critique pour étendre a été montrée pour préserver la bioactivité des molécules supplémentaires préalablement ensemencées dans l’échafaud comparativement aux échafaudages élargis à l’aide de la méthode de4 NaBH (Figure 4). Cela a été démontré en utilisant 6 coumarine colorant ; la couleur verte du colorant est mieux maintenue dans les échafaudages élargis avec CO2 (Figure 4), ce qui indique que l’utilisation de sous-critique CO2 fluide pour résultats d’expansion en meilleure rétention de l’intégrité des molécules encapsulées dans les échafaudages PCL.
La cinétique de libération de la peptide antimicrobien LL-37 d’échafaudages avant et après l’expansion ont été mesurées en vitrovia une trousse ELISA conformément aux instructions du fabricant (Figure 5 a). L’efficacité antimicrobienne d’échafaudages chargés en peptide nanofibres LL-37 avant et après que expansion avec CO2 a été évaluée par l’incubation avec Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). Le nombre des colonies vivantes après incubation avec les échafaudages a été quantifiée. Les résultats montrent que l’activité antimicrobienne du CO2-échafaudages élargis, LL-37-chargé était semblable à ce que des échafaudages de LL-37-chargé non expansés, indiquant que le processus d’expansion peut préserver la bioactivité des encapsulés LL-37 peptides (Figure 5 b).
D’autres études in vivo ont été réalisées par l’implantation sous-cutanée de CO2-élargi des nanofibres Échafaudages avec des trous carrés-arrayed aux rats. Cela permet la migration cellulaire et la prolifération dans les trous ainsi que davantage d’infiltration dans les couches de nanofibres qui ont été créés au cours de l’expansion (Figure 6). L’échafaud élargi a montré une augmentation significative du nombre de vaisseaux sanguins formés (Figure 6, E as EventArgs) et des cellules géantes multinucléées (Figure 6, F) de la semaine 1 à 4 après la nidation. Immunohistological autres résultats de coloration montrait une baisse du nombre de récepteur de chimiokine C-C de type 7 (CCR7) - positif s’est infiltré dans les macrophages et une augmentation du nombre de Cluster de différenciation 206 (CD206) - positif s’est infiltré dans les macrophages de la semaine 1 à semaine 4 après l’implantation.
Figure 1 : installation typique électrofilage. Un appareil de type coaxial électrofilage est montré. Électrofilage nécessite trois éléments principaux : un bloc d’alimentation haute tension, une filière et un collectionneur de conducteur d’électricité. Filage coaxial utilise deux liquides pour tourner un échafaudage de nanofibres ; Cela permet l’encapsulation des autres molécules. Assemblées et nanofibres alignement peuvent être augmentées par le collecteur en faisant varier la vitesse de rotation du tambour rotatif. Dans le présent protocole, un embout personnalisé a été créé à l’aide de deux aiguilles hypodermiques. Buses similaires sont disponibles dans le commerce. Ce chiffre a été adapté du Xie, et al.14. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Étapes d’expansion d’échafaudage utilisant un fluide de2 CO sous-critique. (A) utiliser un récipient qui est refermable et peut résister à la pression, comme un tube à centrifuger en plastique 30 mL. (B) ajouter un morceau de 1 cm x 1 cm de tapis de nanofibres 2D PCL. (C) ajouter environ 1 g de glace sèche. (D) sceller le contenant. (E) permettent la pression augmente dans le tube. Cela transformera le massif de CO2 en liquide de CO2. Lorsque le liquide a rassemblé, relâcher rapidement le joint du tube. Cela entraînera le liquide de CO2 devenir rapidement gaz CO2, résultant en CO2 imprégnant la natte de nanofibres 2D. (F) observer l’échafaud 3D. Ces étapes peuvent être répétées jusqu'à l’épaisseur désirée est obtenue. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Visualisation 2D tapis avant et après l’expansion avec le CO2 fluide sous-critique. (A) photographie montre PCL nanofibres tapis avant le traitement de sous-critique CO2 liquide (à droite) et après le premier traitement (à gauche). (B) photographie montre mat nanofibres PCL avant le premier traitement avec CO2 sous-critique fluide (à droite) et après le deuxième traitement (à gauche). (C) graphique présente les épaisseurs de tapis de fibres PCL avant et après un ou deux traitements avec sous-critique CO2 fluide. (D) graphique montre la porosité relative des nattes de fibre PCL avant et après un ou deux traitements avec sous-critique CO2 fluide. (E.-h.) Image transversale de donne tapis PCL capturé via SEM. (E-F) SEM image de tapis de fibres PCL avant le traitement. (G.-h.) Image de SEM de tapis de fibres PCL après deux traitements avec sous-critique CO2 fluide. Ce chiffre a été adapté de Jiang, et al.9. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : Coumarine 6 chargés en colorant PCL nanofibres tapis avant et après l’expansion avec sous-critique CO2 fluide et solution aqueuse de NaBH4 . (A) les Images montrent nettement la quantité de colorant de Coumarine 6 restant dans les échafaudages PCL après expansion avec CO2 (à droite) et de NaBH4 (à gauche). (B) les Images montrent une vue supérieure brute PCL échafaudages et leur fluorescence correspondant dans l’ordre suivant : échafaudage Raw (bas à droite), mat 2D chargé avec 6 Coumarine colorant (en haut à droite), échafaudage PCL chargé avec de la teinture de Coumarine 6 élargi avec CO2 ( en haut à gauche), NaBH4 (en bas à gauche). (C) graphique présente l’intensité de la fluorescence de coumarine 6 teinture après que PCL nattes étaient non traitées, étendue via sous-critique CO2 fluide et étendue via NaBH4 traitements. Fluorescence a été quantifiée par le logiciel Image J. Ce chiffre a été adapté de Jiang, et al.9. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : molécules bioactives encapsulées dans les échafaudages PCL. (A) le graphique illustre la libération relative de peptide antimicrobien LL-37 dans les membranes 2D et sous-critique CO2 fluide élargi les échafaudages 3D (B) graphiques illustrent l’efficacité antimicrobienne des différents tapis de nanofibres PCL lorsqu’ils sont exposés au P . aeruginosa. Ce chiffre a été adapté de Jiang, et al.9. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 6 : In vivo les réponses d’échafaudages de nanofibres PCL avec et sans expansion via sous-critique CO2 dans des sites de dorsum sous-cutanée de rats. (A) coloration H & E. Points verts désignent les limites de l’infiltration de cellules. (B) colorant trichrome de Masson. Flèches vertes désignent le dépôt de collagène. (C) a fortement amplifié image de coloration H & E. Flèches vertes désignent les vaisseaux sanguins. (D) les images de coloration H & E très agrandies. Flèches vertes désignent des cellules géantes. (E) le graphique illustre la croissance des vaisseaux sanguins par mm2. (F) graphique quantifie le nombre de cellules géantes qui s’infiltrent dans le traditionnels tapis PCL 2D par rapport aux nattes PCL élargis avec sous-critique CO2. Ce chiffre a été adapté de Jiang, et al.9. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
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Discussion
Ou comment transformer tapis de nanofibres électrofilées 2D traditionnelle élargies échafaudages 3D via CO2 dépressurisation a été étudiée. Tapis de nanofibres 2D traditionnels sont avec succès développé via sous-critique CO2 fluides. Les étapes essentielles sont à fabriquer des tapis de nanofibres 2D sous une condition optimisée et couper les tapis sans déformer les bords (e.g., en utilisant sharp ciseaux chirurgicaux). Cette CO2-échafaudages de nanofibres élargi ont beaucoup d’avantages sur tapis 2D traditionnels, y compris les structures multicouches (Figure 3 a-B), moins d’emballage densité (Figure 3D-H) et la porosité plus élevée (Figure 3D). Cette méthode d’extension est également avantageuse par rapport aux méthodes existantes d’expansion parce que c’est plus rapide pour le traitement et réduit la perte globale d’encapsulé molécules biologiques actives en raison de l’exclusion de cette technique de solutions aqueuses et lyophilisation procédures8,9. Toutefois, la limitation de cette technique est que la morphologie des polymères nanofibres ne soient pas déformés/dissous dans le liquide de2 CO sous-critique. Par exemple, tapis de nanofibres PLGA (50/50) ne peut pas être étendues à l’aide de cette technique. Ces tapis de nanofibres pourraient être étendus à l’aide d’autres liquides de gaz.
Nos études antérieures ont démontré que les cellules ensemencées de manière plus uniforme dans les échafaudages de nanofibres élargi par rapport à 2D mats8. Dans ce travail, un taux significativement accru de formation de vaisseaux sanguins s’est produite (Figure 6, E as EventArgs), et des infiltrats de cellules immunitaires hôte ont été observés au sein de CO2-élargi des nanofibres Échafaudages avec des trous carrés-arrayed suite implantation sous-cutanée chez les rats (Figure 6, F). L’angiogenèse et l’infiltration de cellules immunitaires indiquent que l’échafaudage est s’engager avec les tissus de l’hôte et éventuellement d’autoguidage cellules nécessaires à la régénération des tissus endommagés ; Cela implique un taux plus élevé d’après l’implantation dans l' hôte9succès.
Le CO2-échafaudages élargis ont également le potentiel pour être incorporé avec une variété de peptides et d’autres molécules qui peuvent aider à obtenir la réponse souhaitée. Ici, l’effet recherché est d’être un échafaudage pour la régénération des tissus tout en fournissant simultanément une activité antimicrobienne à travers le peptide constitué de LL-37. Les échafaudages élargis avec sous-critique CO2 fluide a également montrent meilleure rétention des molécules constituées par rapport aux échafaudages élargis avec NaBH4. Les molécules de colorant encapsulés dans les échafaudages PCL étaient mieux conservées (Figure 4). De plus, une proportion légèrement plus élevée de la peptide antimicrobien LL-37 encapsulé est libéré de la 3D CO2 agrandie échafaudages comparativement aux nattes 2D (Figure 5 a). La bioactivité de LL-37 a été retenue comme les CO2 élargi échafaudages ont montré une efficacité antimicrobienne similaire par rapport aux 2D échafaudages (Figure 5 b).
Cette nouvelle méthode d’extension 3D qu’implique la production d’échafaudage synthétique n’est plus limitée à l’usage du tapis de nanofibres 2D. Les données présentées suggèrent que cette méthode d’expansion maintiennent mieux la quantité et la bioactivité des matériaux bioactifs encapsulés dans les échafaudages de nanofibres élargi. Simultanément, les échafaudages de nanofibres élargi imitent les environnements nanotopographic de ceux que l'on trouve en vivo9, un attribut qui aide grandement à induire de régénération de tissus1. À l’avenir, ces CO2-échafaudages élargies peuvent avoir des applications potentielles dans l’assistance de plaie guérison tissulaire régénération et ainsi que dans la création de modèles 3D de tissu et de la livraison de drogue contrôlée localement.
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Disclosures
Auteurs déclarent qu’il n’y a aucun conflit d’intérêts.
Acknowledgments
Ce travail a été soutenu par des subventions de la National Institute of General Medical Science (NIGM) aux NIH (2P 20 GM103480-06 et 1R01GM123081 à J.X.), les fonds Otis Glebe Medical Research Foundation, NE LB606 et le démarrage de l’University of Nebraska Medical Centre.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Polycaprolactone | Sigma-Aldrich | 440744 | |
| N,N-Dimethlyformamide | Fisher Chemical | D-199-1 | |
| Dichloromethane | Fisher Chemical | AC61093-1000 | |
| Coumarin 6 | Sigma-Aldrich | 546283 | |
| Rotating Steel Drum | customized | This serves as a collector during electrospinning. | |
| Syringe Pump | Fisher Scientific | 14-831-200 | Coaxial spinning requires two single syringe pumps. |
| Revolver | Lab Net International | H5600 | Adjustable lab rotator for mixing solutions |
| Hypodermic Needle (27G x 1 1/2") | EXCELINT International Co | 26426 | This is part of the example customized coaxial nozzel shown. |
| Hypodermic Needle (21G x 1 1/2") | EXCELINT International Co | 26416 | This is part of the example customized coaxial nozzel shown. |
| High Voltage DC Power Supply | Gamma High Voltage Research | ES30 | |
| Scanning Electron Microscope | FEI | Nova 2300 | |
| Fluorescence Microscope | Zeiss | Axio Imager 2 | |
| LL 37 ELISA Kit | Hycult Biotech | HK321-02 |
References
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