Summary
Geliştirilen ve jelatin tabanlı Biyomalzeme doku Mühendisliği uygulama için kullanılacak inşası için ıslak eğirme kavramı dayalı bir iletişim kuralı tanımlayın.
Abstract
Bu makalede monofilament iplik veya uygun diğer biçimleri jelatin, doğal bir polimer imal etmek ucuz bir yöntem sunuyor. Islak yöntemi iplik, jelatin lifler uygun koagülasyon ortamda düzgün ekstrüzyon tarafından üretilmektedir. İşlevsel yüzey bu jelatin lifleri ve doku özelliklerini taklit yeteneğini artırmak için jelatin tüp forma bu kavramı bakarak kalıplanmış. Tüp Bebek ve içinde vivo testleri tarafından muayene, jelatin tüpler doku Mühendisliği uygulama için büyük bir potansiyel göstermek. Görevi uygun dolgu boşluğu malzemesi, jelatin Borular hasarlı bölgeyi dokusunda (örneğin, sinirli ya da Kardiyovasküler sistemde) yerine gibi doğrudan yerine kök hücreler ve nöro çevrim sağlayarak yeniden oluşturma işlemi tanıtmak için kullanılabilir. Bu protokol üzerinde doğal bir polimer esaslı bir biomaterial oluşturmak için ayrıntılı bir yönerge sağlar ve uygulanması büyük yarar doku rejenerasyonu stratejileri gerçekleştirmek için yardım Bağdaşık doğal polimerler geliştirilmesi bekleniyor.
Introduction
Doku rejenerasyonu en son gelişme tıbbi tedaviler yeni tedavi stratejileri geliştirilmesi için bir meydan okuma gösteren doku Mühendisliği uygulama içerir. Örneğin, sınırlı potansiyeli sinir sistemi yeniden oluşturma işlemi, aşağıdaki yaralanma veya hastalık, dünya çapında bir önemli sağlık sorunu teşkil etmektedir. Sinir sistemi ile ilgili patofizyolojik süreçlerin karmaşıklığı, nedeniyle geleneksel otogrefti kullanımı veya sabitleme cerrahi uygulamaları fonksiyonel sonuçlar avantajlar gösterilmiştir, ancak için güçlü hiçbir kanıt Omurilik fiksasyon ameliyat1,2etkileri. Hasarlı bölgeyi, doku kaybetti ve sonunda yoğun gliyal yara4,5şekillendirme hypertrophically indüklenen astrocytes3ile eski yerine koymak. Bu matris sinir kurtarılması6,7 işlev ve ki, bloklar böylece, büyük ölçüde engel olduğunu rejenerasyon bir engel olarak davranır. Bu nedenle, uygun doldurma boşluğu malzeme doku kaybı önlemek ve hasarlı bölgeyi bütünlüğünü muhafaza yanı sıra sinir hücreleri doğrudan değiştirme sağlayan bağ dokusu skar ilişkili oluşumunu azaltmak için bekleniyor ve devresi Axon rejenerasyon teşvik etmek.
Polimer Biyomalzeme iskele için doku yenileme terapisi, hücre veya axon davranış ve doku ilerleme doğal hücre dışı Matriks (ECM) desteği ile düzenlenmesi dayalı olarak tercih edilmiştir. Fiber biçimi genellikle onun tek boyutlu yapısı8sayesinde çeşitli malzemeler için bir yapı taşı olarak kabul edilir. Lifler genellikle eritebilir ekstrüzyon veya ıslak eğirme yöntemi tarafından elde edilebilir; Ancak, büyük boy ve maliyet ekipman ve bu yöntemler gerçekleştirmek için zorluk zor vardır. Buna ek olarak, polimer lifleri için ilgili çalışmaları çoğunluğu sentetik veya kompozit malzemeler üzerinde odaklanmıştır. Biomaterial kaynağı olarak doğal polimerler daha iyi Biyouyumluluk özellikleri insan vücudu için sunuyoruz. Yine de, doğal polimer lifleri hizalama elde etmek için sentetik polimer kaynakları9/ nispeten daha zordur. Bu nedenle, doğal bir polimer protein zengin bir kaynak olarak biomaterial lifleri dönüşüm önemli bir stratejidir — sadece biomaterial lifleri olabilir doğrudan hammadde, böylece monomerleri, gereksiz bir dönüşümü kaçınarak dan izole ama protein lifleri de iyi görünüm ve olumlu özelliklerini10var.
Bu bağlamda, biz doğal polimer lifleri için doku Mühendisliği laboratuvar ölçekte uygulanacak ıslak eğirme, temel kavramı ile üretim için bir ucuz işleme yöntemi açıklanmaktadır. Islak iplik ekstrüzyon ve uygun polimer nonsolvent içine bir polimer çözüm koagülasyon tarafından gerçekleştirilir. Uygun, yapışkan çözümünü koagülasyon orta katkılı polimer molekülleri erimeye neden olur. Faz geçiş yoluyla filamentler sonra onların çözünürlük kaybetmek ve bir katı polimer faz11şeklinde çöktürülmüş. Bu konsepte atıfta, biz o zaman jelatin geliştirme tüp şekle doku rejenerasyonu uygulama için uygun olarak kabul edilir bir kalıplama işlemi tarafından genişletilmiş. Buna ek olarak, özünde, biz de herhangi bir şekil jelatin liflerinden malzemenin gelişebilir (örneğin, jelatin conduit yerleştirilmiştir birkaç jelatin lifleri), diğeri için istenen uygulamalar.
Jelatin, bir biyolojik doğal polimer denatüre ve hidrolize kolajen herhangi bir semicrystalline, amorf veya üçlü sarmal devlet kollajen12de dahil olmak üzere oluşturulur. Bu kolajen olduğunu tüm bağ dokusu, sinir büyüme indükler ana ECM protein yapısına benzeyen omurgalı ve omurgasız13,14, temel yapısal protein bilindiği ve, aynı anda, omurilik yaralanmaları sırasında salgılanan glikozaminoglikan büyük miktarda yerini alır. Bu nedenle, bir kaynak olarak jelatin kullanımı tıbbi herhangi bir araç için mükemmel bir seçim olurdu. Ucuz bir kaynak olmasının yanı sıra, jelatin de biyolojik olarak parçalanabilen ve cytocompatible ve klinik olarak kanıtlanmış bir geçici dolgu15kusur olmak. , Tüp forma geliştirilen tüp bebek ve içinde vivo testleri burada açıklanan göstermek jelatin bir mükemmel Biyouyumluluk ve gelecekteki doku mühendisliği uygulamaları için uygunluk var. Kültürlü insan yağ kök hücreleri ile jelatin tüpleri pozitif testin bir sinir hücre marker olarak boyama kullanarak hücre farklılaşması nöral progenitör hücre içine geliştirmek. Ayrıca, jelatin boşluk, bu çalışmada, kurulan yöntemi tarafından üretilen gibi dolgu olarak yönetilebilir ve güvenli olması ve büyük yarar şu anda geliştirme doku için Bağdaşık doğal polimerler gelişmekte olan doku mühendisleri için bekleniyor rejenerasyon stratejileri.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Yağlı doku ortopedik ameliyatlar kurumsal inceleme kurulu, Tri-hizmet genel hastane tarafından sertifikalı olarak elde edilmiştir, Taipei, Tayvan, R.O.C. yordamlar hayvan konular içeren ulusal, hayvan bakımı Komitesi tarafından onaylanmış olan Savunma Tıp Merkezi, Tayvan (R.O.C).
1. işlem iplik ıslak
-
Çözüm hazırlık
- 5 g jelatin tozu %5 (w/v) çözüm konsantrasyonu elde etmek için çift distile su 100 ml geçiyoruz.
- Karışımı yavaş yavaş 60-70 ° C'de herhangi bir kabarcıklar olmadan tamamen homojen bir dağılım elde etmek için gecede ilave edin.
-
İplik ıslak
- Fiber oluşumu
Not: Yönteminin şematik Resim 1içindeAgösterilir. İplik kurulum Peristaltik pompa makine ile donatılmış yüksek hassasiyetli hız sağlar ( Tablo malzemelerigörmek) ve akışını düzgün teslimini kontrol eder.- 26 G x 1/2 inç (0,45 mm x 12 mm) şırınga çözüm enjektör açık vinil tüp içine takın.
- 100 mL % 99.5 aseton çözeltisi koagülasyon banyo kullanılmak üzere bir kabı cam hazırlayın.
- Peristaltik pompa makine 21 rpm'de (3.25 mL/dk) yap, birkaç saniye içinde aseton çözüm kadar inişli çıkışlı önce stand jelatin çözüm.
- Jelatin lifleri aseton çözümden çıkar ve onları %2.5 (w/v) polycaprolactone/diklorometan (PCL/DCM) çözüm 1:20 (w/w) içine bırakın.
- PCL/DCM çözüm kuru lifler, oda sıcaklığında başlık altında bir gecede jelatin izin.
- Tüp oluşumu
Not: Yönteminin şematik Resim 1'Bgösterilir.- 24 G x 3/4 inç (0.7 mm x 19 mm) periferik Venöz kateter tüp kalıp olarak kullanın.
- Kateter jelatin çözüm içine yük ve 3 için yerde kal s.
- Kateter aseton çözüm içine yük ve 1 dakika tutun.
- Kateter yeniden jelatin çözüm yükleyin ve 3 için yerde kal s.
- Bu alternatif yordam 20 x tekrarlayın.
- Kateter aseton çözümden çıkar ve 5 min için oda sıcaklığında kuru kalıp tüp izin.
- Yavaşça kateter jelatin tüpünden bir hemostat kullanarak çıkar ve dikkatle jelatin tüp bir bardak PCL/DCM çözüm daldırma (w/v) % 2.5 ile Pasteur pipet aktarmak.
- Pasteur pipet içeren jelatin tüp ve PCL/DCM çözüm kuru, oda sıcaklığında başlık altında bir gecede izin.
- Fiber oluşumu
2. Morfoloji jelatin tüp
- Kurutulmuş jelatin tüp parçası üzerinde karbon saplama takma.
- Örnek iyon sputter coater makine koymak ( Tablo malzemelerigörmek) ve örnek altın 60 kat s; sonra morfolojisi elektron mikroskobu tarama yoluyla gözlemlemek ( Tablo malzemelerigörmek).
3. Kültür insan yağ kök hücrelerin
- (Klinik cerrahi ile sözlü Yağ dokusundan elde edilen) yağlı doku 10 mL 0.1 M fosfat tamponlu tuz çözeltisi (PBS), % 1 penisilin/streptomisin ve % 0.1 glikoz transferi çözeltisi içeren bir Petri kabına yerleştirin.
- Belgili tanımlık doku küçük parçalara (1 mm2' den az) bir neşter bıçakla kesti.
- 15 mL plastik tüp ve 5 min için 500 x g , santrifüj içine belgili tanımlık doku transfer.
- Süpernatant kaldırmak ve oksijen bir atmosferde 37 ° C'de % 0,1 collagenase ile Dulbecco'nın değiştirilmiş kartal orta (DMEM, 4 mM L-glutamin, 1 mM sodyum pyruvate ve 15 mg/L fenol red oluşan) 10 mL içeren bir plastik tüp tortu kuluçkaya % 95 hava ve % 5 CO2, 1 gün için içeren.
- 500 x g 5 min için de plastik tüp santrifüj kapasitesi, dikkatle süpernatant atın (tortu dokunmatik değil) ve sonra tortu yavaşça 10 mL % 10 fetal sığır serum (FBS) içeren DMEM ekleyerek askıya alma ve 37 ° C'de 1 gün için stand izin , bir oksijen atmosferde içeren % 95 hava ve % 5 CO2.
- 500 x g 5 min için de plastik tüp santrifüj kapasitesi ve süpernatant dikkatli atmak; sonra kök hücre orta (keratinosit serum-Alerjik orta (K-SFM), %5 FBS, N-asetil-L-sistein, askorbik asit-2-fosfat, streptomisin ve Amfoterisin oluşan) tortu askıya alma, bu transfer için 1 mL 4 mL içeren bir T25 kültür şişesi ekleyin kök hücre orta ve oksijen bir atmosferde % 95 hava ve % 5 CO2içeren 37 ° C'de 3 gündür stand izin verin.
- Süpernatant atmak, 1 mL % 0.25 tripsin-ethylenediaminetetraacetic asit (EDTA) ekleyin ve kültür balonun altındaki hücreleri ayırmak için % 95 hava ve % 5 CO2 3,5 dakika, içeren bir oksijen atmosferde 37 ° C'de kuluçkaya.
- 1 mL FBS ekleyin, karışım askıya alma ve bir microcentrifuge tüp aktarın.
- Süspansiyon vasıl 500 x g 3,5 dk santrifüj kapasitesi, tortu kök hücre orta 1 mL ile askıya alma ve kök hücre orta 5 mL içeren kültür şişeye nakletmek; daha sonra bir oksijen atmosferde % 95 hava ve % 5 CO2içeren 37 ° C'de tutmak.
- Alt kültür 3 günde kök hücre orta değiştirerek korumak.
4. hücre jelatin Tube tarımı
- Jelatin tüp 2s için UV ışığıyla sterilize; o zaman, %75 (v/v) etanol bırakın ve yıkayın kalan etanol kaldırmak için kök hücre orta ile 2 x.
-
İnsan yağ kök hücreleri (hASCs) kültür balonun toplamak.
- Orta kültür balonun kaldırın.
- 1 mL % 0.25 tripsin-EDTA ekleyin ve oksijen bir atmosferde % 95 hava ve % 5 hASCs kültür balonun altından ayırmak için 3,5 dakika, CO2 içeren 37 ° C'de kuluçkaya.
- 1 mL FBS ekleyin, karışım askıya alma ve bir microcentrifuge tüp aktarın.
- Microcentrifuge tüp vasıl 500 x g 3,5 dk santrifüj kapasitesi; o zaman, dikkatlice süpernatant atın ve tortu kök hücre orta 1 mL ile askıya alma.
- Jelatin tüp kök hücre orta 3 mL içeren bir 6-şey tabağına yerleştirin ve 4 x 104 hASCs tüp / tohum; Onları içeren % 95 hava ve % 5 CO2oksijen bir atmosferde 37 ° C'de 2 hafta kuluçkaya.
- Kök hücre orta 3 günde yeterli beslenme için hücre büyümesini sağlamak için değiştirin.
5. Immunocytochemistry
- Kök hücre orta kaldırmak ve PBS ile iyi yıkayın.
- Buzul, oda sıcaklığında 30 dakika % 0,1 asetik asitle hücreleri ile tüp düzeltmek.
- De 2 x PBS ile yıkayın.
- Bir yüzey aktif (NP-40, % 0.05) Ekle ve oda sıcaklığında 10 dakika için kuluçkaya.
- PBS ile de 3 x yıkayın.
- % 2 normal keçi serum ekleyin ve 30 dk için oda sıcaklığında kuluçkaya.
- Çözüm dikkatle boşaltmak, birincil antikor (nöral progenitör hücre işaretçisi) testin eklemek ve gecede 4 ° C'de kuluçkaya
- PBS ile de 3 x yıkayın.
- İkincil antikor eşek mouse-floresein isothiocyanate (FITC) ekleyin ve 2 h için örnek anlatmamanı.
- PBS ile de 3 x yıkayın.
- Çekirdeklerin leke ve oda sıcaklığında 10 dakika için kuluçkaya Höchst 33342 1 mL ekleyin.
- İyi yıkamak yavaşça ve floresan mikroskop altında gözlemlemek.
6 vivo Biyouyumluluk testi.
Not: 201-225 g arasında bir ağırlık ile rats başarıyla bu iletişim kuralını kullanan test edilmiştir.
-
Anestezi
- Neden ve anestezi korumak; tercihen, bir fare (8 haftalık Sprague Dawley rat, kadın) ile tiletamine ve zolazepam bir kas içi enjeksiyon anestezi (25 mg / kg + 25 mg / kg, sırasıyla) ve xylazine (5 mg/kg). Anesthetization onaylamak için sıçan parmak basarak bir ağrı stimülasyon testi gerçekleştirin.
-
Sterilizasyon cerrahi sitesi
- Tıraş ve (boyun arkası) üzerinde fare trapezius alan cilt temizlemek ve cilt (100 mg/mL) aseptik durumunu hazırlamak için povidone-iyot losyon ile silin.
- Bakteri transfer ve cerrahi sitesi sonraki kirlenme azaltmak için steril cerrahi perdeler fareyle kapsar.
-
Jelatin tüp implantasyonu
- Yavaşça fare trapezius alan Cerrahi makas ile deriyi kesme.
- Bir yara 2 cm oluşturun ve fasya ve kas arasında doğrudan katmandaki jelatin tüpü yerleştirin.
-
Postimplantation cerrahi
- Naylon dikiş yarayla kapatın ve povidone-iyot çözüm (100 mg/mL) ile silin.
- Fareyi ketoprofen (2.5 mg/kg) ve sülfadiyazin (15 mg/kg) bir kas içi enjeksiyon yoluyla teşvik.
- 7 gün için aseptik şartlarda sıçan tutmak.
-
Ötenazi
- Sıçan ötenazi için Travma kuralları uyarınca CO2 Havasızlıktan Boğulma yoluyla euthanized. Kalp atışı sağlamak için göğüs dokunarak takip ayak ve kuyruk tutam tarafından fare ölümü onaylayın.
- Fareyi yavaşça bir neşter bıçakla kesmek, implante dokuyu ve gözlem için fotoğraf çekmek.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Bu çalışmada, biz lifleri (Şekil 2A) içine jelatin ve tüpler (Şekil 2B, C) kullanıcı dostu ıslak eğirme kavramı aracılığıyla geliştirdi. Bu jelatin-esaslı malzemeler şekillerini bağlı olarak tıbbi herhangi bir aracı olarak yararlı olabilir. İşlevsel yüzey ve çerçeve gibi malzemelerin doku rejenerasyonu için daha uygun olduğunu göz önünde bulundurursak, tüp bebek ve içinde vivo testleri gerçekleştirerek jelatin tüp Biyouyumluluk inceledi.
Jelatin tüp özetini elde etmek için ilk olarak, biz morfolojik gözlemleri tarama elektron mikroskobu (şekil 3) kullanarak yapılan. Onun iç çapı 200'den fazla µm (şekil 3B) ve kalınlığı yaklaşık 20 µm (şekil 3C) jelatin tüp yüzeyinin pürüzsüz olmadığını gösterdi sonuçlar (şekil 3A).
Sonra immunocytochemistry jelatin tüp tüp bebek (şekil 4) Biyouyumluluk incelemek için gerçekleştirildi. Başlangıçta, jelatin tüp insan yağ kök hücreleri ile 2 hafta boyunca inkübe ve nöral hücre işaret (şekil 4A) testin ile lekeli. Floresan mikroskop altında gösterdi olumlu testin işaretleyici (yeşil renkli) hücreleri nüfuz ve de jelatin tüp uygun içine ayırt önerdi ve algılanan çekirdeği (mavi renk), bir grup ile birlikte boyama boyama nöral progenitör hücreler (şekil 4B). Ayrıca, jelatin tüp içinde vivo Biyouyumluluk test benzer sonuçlar ortaya koydu. Jelatin tüp ne dedikleri trapezius alanında fasya katmanına 7 gün boyunca eklenir. Jelatin tüp implantasyonu fasya katmanına onun güvenliği ve büyük Biyouyumluluk, kızarıklık, şişme veya diğer iltihap yerel doku belirtileri belirtisi gösterdi belirtti ve çevriliydi sonucu gösterir iyi gelişmiş bağ dokusu (şekil 5A, B).
Resim 1 : Kurulum iplik ıslak düzeninin. (A)jelatin lifleri. (B) jelatin tüp. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Resim 2 : Jelatin-esaslı malzeme parlak görüntüleri elde edilen yöntem iplik ıslak. (A)jelatin lifleri. (B) jelatin tüp. (C) jelatin PBS çözümde tüp. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3 : Elektron mikroskobu tarama tarafından gözlenen jelatin tüp morfolojisi. (A) A yüzeysel görünümü ve yüzey jelatin tüp (ölçek çubuğu 50 µm =). (B) eğik düzlem görünümü (ölçek çubuğu 200 µm =). (C) dikey görünüm (ölçek çubuğu 25 µm =). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4 : İnsan yağ kök hücre (hASC) büyüme jelatin Tube gözlenmesi. Jelatin tüp-hASCs(a)parlak görünüm görüntüsü. (B) floresan mikroskop altında pozitif çekirdek bir grup ile birlikte marker boyama testin lekeli Höchst 33342.The jelatin tüp ile gösterdi boyama hASCs uygun ve tüp (ölçek çubuğu içinde büyümek için en uygun bir ortam sağlanan 200 µm =; Mavi çekirdeği; = yeşil renk testin =). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5: jelatin boru testin In vivo Biyouyumluluk. (A) fasya katmanına jelatin tüp implantasyonu. (B) gözlem jelatin tüp (kırmızı dikdörtgen alan) ile 7 gün sonra implante yerel doku çevre. Hiçbir kızarıklık, şişme veya diğer iltihabı belirtileri tespit edildi ve tüp implantasyonu sonrası 7 gün iyi gelişmiş bağ dokusu tarafından çevrilidir. Jelatin tüp yerel doku çevre ile mükemmel bir Biyouyumluluk göstergesidir bu. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Biz jelatin tabanlı Biyomalzeme gelişimi basit bir ıslak doku rejenerasyonu için doğal polimerler çalışmada uygulanan teknik iplik kullanarak sundu. Bu eser olasılığını jelatin imalat jelatin kendisi özelliklerini optimize etmek amacı ile diğer kaynaklardan ek olmadan büyük protein kaynağı olarak gösterdi. Jelatin tabanlı Biyomalzeme gelişimi tamamen oda sıcaklığında (22-26 ° C) gerçekleştirilmiştir. Bir nazik çözüm iletişim kuralına, önemli bir adım olarak bir kesin çözüm konsantrasyonu Bakımı ve çözüm çok sorunsuz herhangi bir kabarcık önlemek için karıştırma hazırlıktır. Kabarcıklar çözümünde, görünümü özellikle şırınga, yüklendiğinde jelatin koagülasyon orta şeklinde etkilenir.
Biyomalzeme jelatin-esaslı polimer molekülleri desolvation neden olur ve jelatin çözüm bir katı polimer faz11precipitates uygun koagülasyon orta jelatin çözümde faz geçiş yoluyla elde edilmiştir. Bu temel kavram yöntemi iplik ıslak istihdam ederek, biz jelatin şeklinde tüp forma yüzeyi işlevselliğini artırmak için ve kalıplama işlemi boyunca insan doku özelliklerini taklit etmek için kullanılmaktadır. Bu durumda, yüklemek için yeterli kez tutun ve bir tam tüp formu oluşturmak gerekli adımları tekrarlayın. Bu protokol için homojenizasyon işlemi sırasında tüp şeklinin, dikkate alınarak kontrol edilemez zaman uyumsuz olarak aşamasının geçiş aşağıdan yukarı bölümü tüp ile. Ayrıca, bu malzeme için korunmuş ve sterilizasyon yöntemleri protein içeriği nedeniyle sınırlıdır.
Tüp Bebek ve içinde vivo testleri tarafından muayene, geçerli sonuçlar bu iletişim kuralı ile oluşturulan jelatin tüpler mükemmel bir Biyouyumluluk sergi ve büyük potansiyel uygulanabilirliği doku mühendisliğinde var gösterdi. Bu çalışmada elde edilen jelatin boru iç çapı hücrelere geçer ve kolayca tüpler iç yüzey16için uygun izin veren 200'den fazla µm (şekil 3B), yapıldı. Buna ek olarak, kalınlık ve hafif asperous yüzey tüp ile sağlar uygun bir şablon için hücre eki (şekil 3A, C). Sürekli olarak, immunocytochemistry sonuçlar gösterdi hücreleri nüfuz ve jelatin tüp-özellikle için sinirsel yapıştırılır olumlu işaretleyici (şekil 4B testin ile sinir hücrelerinin boyama yoluyla gözlemlediği gibi kök hücre ). Pozitif testin boyama gibi nestin işaretçisi akson uzantısı aşamalarında büyüme koniler bölgede bulundu, koni büyüme17' göstergesidir. Sonuçta, bu olumlu jelatin-hASCs kombinasyon sinir sistemi rejenerasyon tedavi uygulanabilir. Spinal kord nöron aksonlar grupları ve sinir lifleri omurilik omurga boyunca demetleri yapılır. Böylece, jelatin tüp sadece uygun doldurma boşluğu malzemesi sağlamak ama -ecek da Kılavuzu Sinir lifi büyüme ve tüpünden yenilenme. Ayrıca, büyük Biyouyumluluk jelatin tüp implantasyonu fasya içine tarafından katman değil göstermek herhangi bir zararlı ve yerel doku ve tüp üzerinde inflamasyon etkisi iyi gelişmiş bağ dokusu (şekil 5 tarafından çevrili olduğu gözlenen A, B).
Sonuç olarak, biz jelatin tabanlı Biyomalzeme umudu doku mühendisliği uygulamaları, gibi sinir içinde kullanılan mükemmel Biyouyumluluk ve hücre ortamı ile inşaatı için basit ve kullanışlı bir protokol geliştirdi Sistem yeniden oluşturma işlemi, damar değişimi, idrar yolu yeniden ve organ parçalarını yeniden inşa. Bu iletişim kuralı şu anda herhangi bir sentetik polimer ek olmadan Bağdaşık doğal polimerler geliştiren doku mühendisleri tarafından uygulanabilir. Kolayca üzerine genişletilmiş ve belirli Biyomalzeme tasarımını özelleştirmek için kullanılan iletişim kuralı. Gelecekte, bu iletişim kuralını protein bazlı Biyomalzeme böylece doku rejenerasyonu gerçekleştirmek için yardımcı bir kitle ölçekte üretmek için adapte edilebilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarlar ifşa gerek yok.
Acknowledgments
Bu çalışmada Milli Savunma Bakanlığı tarafından (MAB-105-070; desteklenmiştir MAB-106-077; MAB-107-032; Mab-107-065), Bakanlığı bilim ve Teknoloji (çoğu 107-2320-B016-016), Tri-hizmet Hastanesi'ne, ulusal savunma Tıp Merkezi, Tayvan (TSGH-C106-046; TSGH-C106-115; TSGH-C107-041) ve Cheng-Hsin General Hospital ve ulusal savunma Tıp Merkezi işbirliği (CH-NDMC-107-8).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Solution preparation: | |||
| Gelatin type B (porcine) | Ferak | Art. -Nr. 10733 | 500 g vial |
| Wet spinning process: | |||
| Peristaltic pump | Gilson | Model M312 | Minipuls*3 |
| Plastic tube connector | World Precision Instruments | 14011 | 1 box |
| Syringe | Sterican | 5A06258541 | 26Gx1/2"(0.45 x 12mm) |
| Acetone | Ferak | Art. -Nr. 00010 | 2.5 L vial |
| Polycaprolactone CAPA 6500 | Perstorp | 24980-41-4 | - |
| Dichloromethane | Scharlau | CL03421000 | 1 L vial |
| Glass Pasteur pipette | Fisher Scientific | 13-678-20A | - |
| Hemostat | Shinetec instruments | ST-B021 | - |
| Peripheral venous catheter (Introcan Certo) | B. Braun | 1B03258241 | 24Gx3/4"(0.7 x 19mm) |
| Morphology of the gelatin tube: | |||
| Ion sputter coater machine | Hitachi | e1010 | - |
| Scanning electron microscopy | Hitachi | S-3000N | - |
| Cultivation of cells on the gelatin tube: | |||
| Trypsin-EDTA | Gibco | 488625 | 100 mL vial |
| Fetal bovine serum | Gibco | 923119 | 500 mL vial |
| Dulbecco's modified Eagle's medium | Gibco | 31600-034 | Powder |
| Keratinocyte-SFM medium | Gibco | 10744-019 | 500 mL vial |
| T25 culture flask | TPP | 90025 | VENT type |
| 6-well plate | Falcon | 1209938 | - |
| Immunocytochemistry: | |||
| Phospate-buffered saline | Gibco | 654471 | 500 mL vial |
| Acetic acid glacial | Ferak | Art. -Nr. 00697 | 500 mL vial |
| NP-40 surfactant (Tergitol solution) | Sigma | 056K0151 | 500 mL vial |
| Normal goat serum | Vector Laboratories | S-1000-20 | 20 mL vial, concentrate |
| Nestin (primary antibody) | Santa Cruz Biotechnology | SC-23927 | - |
| Donkey anti-mouse-fluorescein isothiocyanate (secondary antibody) | Santa Cruz Biotechnology | SC-2099 | - |
| Hoechst 33342 | Anaspec | AS-83218 | 5 mL vial |
| In vivo biocompatibility test: | |||
| Tiletamine+zolazepam | Virbac | BC91 | 5 mL vial |
| Xylazine | Bayer korea | KR03227 | 10 mL vial |
| Ketoprofen | Astar | 1406232 | 2 mL vial |
| Povidone-iodine solution | Everstar | HA161202 | 4 L barrel |
| Cefazolin | China Chemical & Pharmaceutical | 18P909 | 1 g vial |
| Scalpel blade | Shinetec instruments | ST-B021 | - |
| Surgical scissor | Shinetec instruments | ST-B021 | - |
References
- Bagnall, A. M., Jones, L., Duffy, S., Riemsima, R. P. Spinal fixation surgery for acute traumatic spinal cord injury. Cochrane Database of Systematic Reviews. 1, 004725 (2008).
- Fehlings, M. G., Perrin, R. G. The role and timing of early decompression for cervical spinal cord injury: update with a review of recent clinical evidence. Injury. 36, Suppl 2 13-26 (2005).
- Yang, L., Jones, N. R., Stoodley, M. A., Blumbergs, P. C., Brown, C. J. Excitotoxic model of post-traumatic syringomyelia in the rat. Spine. 26, 1842-1849 (2001).
- Rolls, A., et al. Two faces of chondroitin sulfate proteoglycan in spinal cord repair: a role in microglia/macrophage activation. PLoS Medicine. 5, 1262-1277 (2008).
- Properzi, F., Asher, R. A., Fawcett, J. W. Chondroitin sulphate proteoglycans in the central nervous system: changes and synthesis after injury. Biochemical Society Transactions. 31, 335-336 (2003).
- Fawcett, J. W., Asher, R. A. The glial scar and central nervous system repair. Brain Research Bulletin. 49, 377-391 (1999).
- Yang, Z., Mo, L., Duan, H., Li, X. Effects of chitosan/collagen substrates on the behavior of rat neural stem cells. Science China Life Sciences. 53, 215-222 (2010).
- Chawla, K. K. Fibrous Materials. , Cambridge University Press. London, UK. (1998).
- Pickering, K. L., Aruan Efendy, M. G. A review of recent developments in natural fibre composites and their mechanical performance. Composites Part A-Applied Science and Manufacturing. 83, 98-112 (2016).
- Lundgren, H. P. Synthetic fibers made from proteins. Advances in Protein Chemistry. 5, 305-351 (1954).
- Radishevskii, M. B., Serkov, A. T. Coagulation mechanism in wet spinning of fibres. Fibre Chemistry. 37, 266-271 (2005).
- Yannas, I. V.
- Baer, E., Cassidy, J. J., Hiltner, A. Hierarchical structure of collagen composite Systems: lessons from biology. Pure and Applied Chemistry. 6, 961-973 (2009).
- Harrington, W. F., Von Hippel, P. H. The structure of collagen and gelatin. Advances in Protein Chemistry. 16, 1-138 (1961).
- Veis, A. The Macromolecular Chemistry of Gelatin. , Academic Press. New York, NY. (1994).
- Freyman, T. M., Yannas, I. V., Gibson, L. J. Cellular materials as porous scaffolds for tissue engineering. Progress in Materials Science. 46, 273-282 (2001).
- Michalczyk, K., Ziman, M. Nestin structure and predicted function in cellular cytoskeletal organization. Histology and Histopathology. 20, 665-671 (2005).
