Biyobozunur İmplant Materyallerini In Vitro Olarak İncelemek için Doğrudan ve Dolaylı Kültür Yöntemleri

Changlu Xu; Yiqing Chen; Jiajia Lin; Huinan H. Liu

doi:10.3791/63065

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Biyobozunur İmplant Materyallerini In Vitro Olarak İncelemek için Doğrudan ve Dolaylı Kültür Yöntemleri

5K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/63065

⸱

15 Nisan 2022

Changlu Xu^*¹ , Yiqing Chen^*¹ , Jiajia Lin¹ , Huinan H. Liu¹^,²^,³

¹Materials Science and Engineering Program, University of California, Riverside, ²Department of Bioengineering, University of California, Riverside, ³Stem Cell Center, University of California, Riverside

^* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

Biyobozunur implant materyallerinin in vitro sitouyumluluğunu değerlendirmek için üç doğrudan kültür, doğrudan maruz kalma kültürü ve maruz kalma kültürü yöntemi sunuyoruz. Bu in vitro yöntemler farklı in vivo hücre-implant etkileşimlerini taklit eder ve çeşitli biyolojik olarak parçalanabilir materyalleri incelemek için uygulanabilir.

Özet

Son birkaç on yılda, biyobozunur materyaller ortopedik, dental ve kraniyomaksillofasiyal implantlar gibi biyomedikal uygulamalar için kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. Biyomedikal uygulamalar için biyobozunur materyalleri taramak için, bu materyalleri in vitro hücre yanıtları, sitouyumluluk ve sitotoksisite açısından değerlendirmek gerekir. Uluslararası Standartlar Örgütü (ISO) standartları, biyomalzemelerin değerlendirilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, çoğu ISO standardı başlangıçta parçalanamayan malzemelerin sitotoksisitesini değerlendirmek için oluşturulmuştur, böylece biyolojik olarak parçalanabilir malzemelerin taranması için sınırlı bir değer sağlanmaktadır.

Bu makalede, biyolojik olarak parçalanabilen polimerler, seramikler, metaller ve bunların kompozitleri de dahil olmak üzere biyolojik olarak parçalanabilen implant materyallerinin farklı hücre tipleri ile in vitro sitouyumluluğunu değerlendirmek için doğrudan kültür yöntemi, doğrudan maruz kalma kültürü yöntemi ve maruz kalma kültürü yöntemi olmak üzere üç farklı kültür yöntemi tanıtılmakta ve tartışılmaktadır. Araştırmalar, kültür yöntemlerinin biyolojik olarak parçalanabilen materyallere hücre tepkilerini etkilediğini göstermiştir, çünkü dinamik bozunmaları, arayüzde ve yerel ortamda mekansal zamansal farklılıklara neden olur. Spesifik olarak, doğrudan kültür yöntemi, doğrudan implantlara tohumlanan hücrelerin tepkilerini ortaya çıkarır; doğrudan maruz kalma kültürü yöntemi, implantlarla temas eden yerleşik konakçı hücrelerin tepkilerini aydınlatır; maruziyet kültürü yöntemi, implantlarla doğrudan temas halinde olmayan, ancak implant yıkımına bağlı olarak yerel ortamdaki değişikliklerden etkilenen yerleşik konakçı hücreleri değerlendirir.

Bu makalede, biyolojik olarak parçalanabilen implant materyallerinin in vitro sitouyumluluğunu ve kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücreler (BMSC'ler) ile etkileşimlerini incelemek için bu üç kültür yöntemine örnekler verilmektedir. Ayrıca, hasat etme, pasaj, kültür, tohum, düzeltme, lekeleme, hücrelerin nasıl karakterize edileceği ve kültür sonrası medya ve malzemelerin nasıl analiz edileceğini açıklar. Bu makalede açıklanan in vitro yöntemler, in vivo ortamın farklı senaryolarını taklit ederek, çeşitli biyomedikal uygulamalar için farklı biyomalzemelerin in vitro sitouyumluluk testlerinin uygulanabilirliğini ve alaka düzeyini genişletmektedir.

Giriş

On yıllardır biyobozunur materyaller ortopedik1,2, ^dental3,4 ve kraniyomaksillofasiyal5 uygulamaları gibi biyomedikal uygulamalarda kapsamlı bir şekilde incelenmiş ve kullanılmıştır. Kalıcı implant ve malzemelerin aksine, biyolojik olarak parçalanabilen metaller, seramikler, polimerler ve bunların kompozitleri, fizyolojik ortamdaki farklı kimyasal reaksiyonlar yoluyla zamanla vücutta yavaş yavaş bozulur. Örneğin, magnezyum (Mg) alaşımları1,6,7 ve çinko (Zn)