Name: Aktif Hücre Kültürü Şekil Bellek Polimerler (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-07-04T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 53 s
Description: Öğrenin, hücre kültüründe şekil bellek polimerleriyle substrat topografisinin zamanla nasıl değiştirildiğini. Bu yöntem, mekanobiyoloji ve doku mühendisliği araştırmalarında hücre davranışlarını dinamik olarak incelemek için kullanılır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar ACC substrat hazırlanması ile teknik yardım için Kelly A. Burke teşekkür etmek istiyorum. Copyright Elsevier (2011). 10.1016/j.biomaterials.2010.12.006: Biyomalzeme yayınlanan makale, Davis KA, ve ark, şekil hafızalı polimer yüzeylerde, Biyomalzeme, DOI Dinamik hücre davranışı geçerli. Bu malzeme Hibe DMR-0907578 sayılı altında NSF tarafından desteklenen iş dayanmaktadır.

1. NOA63, İzotermal UV-Kürleme <ol><li> Özel bir kür odasında bir cam slayt (75 mm x 25 mm x 1 mm), 1 mm kalınlığında Teflon ayırıcı, ve bir alüminyum levha (75 mm x 25 mm x 3 mm) Şekil 1'de gösterildiği gibi kullanılarak geliştirilmiştir. Odasına küçük bağlayıcı klipleri ile birlikte yapılır. </li><li> 18 gauge iğne kullanılarak Teflon ayırıcı bir delikten odasına NOA63 enjekte edilir. NOA63 enjeksiyonu kolaylaştırmak için hafifçe ısıtılır olabilir. </li><li> Oda, 125 ° C ve 5 dakika boyunca üniform bir sıcaklığa ısıtmak için izin sıcak bir tabak koyun. </li><li> Lamba cam yüzeyinden 6.5 cm ile 20 dakika; UV lamba odası (Tablo λ max = 365 nm) NOA63 Ön-kür. </li><li> Sıcak bir jilet kullanarak NOA63 odasına çıkarın. </li><li> 125 sıcak plaka 3 saat 40 m ° C UV ışık altında NOA63 Post-tedavi </li><li> -20 ° C'de kurutulmuş NOA63 Mağaza </li></ol> 2. NOA63 şekli Bellek Karakterizasyonu <ol><li> Bir dambıl örnek hazırlayın boyutları Şekil 2'de gösterildiği gibi özelleştirilmiş bir yumruk (Tablo), sıcak presleme bir tedavi NOA63 filmi. </li><li> Çekme fikstür; dinamik bir mekanik analizörü (DMA) Tablo örnek yükleyin. Program daha sonra aşağıdaki gibi, test prosedürü modu "kontrollü kuvvet" alet ayarlayın: <ol><li> 95.00 az dengeye ° C </li><li> 10.00 dakika için İzotermal </li><li> Rampa kuvvet 0.300 N / dak - 2.500 K </li><li> 5.00 dakika için İzotermal </li><li> Rampa 2.00 ° C / dk - 20,00 ° C </li><li> 10.00 dakika için İzotermal </li><li> Rampa kuvvet 0.300 N / dak 0,015 N </li><li> 5.00 dakika için İzotermal </li><li> Rampa 2.00 ° C / dk - 95,00 ° C </li><li> Tekrar 2-9 iki kez daha adım </li></ol></li></ol> 3. Aktif Hücre Kültürü Substratlar hazırlanması <ol><li> Bireysel örnekleri isothermally tedavi SMP film hazırlanabilir. SMP filmi istenilen örneklem büyüklüğü için bir jilet ile kesin. SMP T g daha yüksek bir sıcaklık modülü azaltmak ve kesme kolaylaştırmak için sıcak bir tabak koyun. </li><li> Geçici şekli farklı şekillerde bir dizi sabit olabilir. Burada geçici bir topografya kabartma ısıtılmış / soğutulmuş plakaları ile bir masa üstü hidrolik pres kullanabilirsiniz. T g üstünde bir sıcaklık plakaları sıcaklığı ayarlayın. </li><li> Bir kabartıcıda kür epoksi vinil kayıt yapıldı. Bu geçici bir şekil paralel oluk üretecektir. Burada kabartıcıda, 35-40 mikron yüksekliğinde üçgen doruklarına ve birbirinden 60 mm geniş aralıklı 80 mikron. Kabartıcıda diğer malzemeler ve farklı topografyalarının ile yapılabilir, ancak kabartma sıcaklığında NOA63 daha sert olmalıdır. SMP örnekleri kabartıcıda aşağı yüz ve basın örnekleri ve kabartıcıda yere yerleştirin. </li><li> Isıtma plakaları ve örnekleri arasında iletişim kurmak ve örnekleri düzgün bir sıcaklığa ulaşmasına izin ~ 5 dakika tutmak için ~ 100 kPa önyükleme uygulayın. </li><li> 1-6 MPa örnekleri uygulayın ve 1 dakika boyunca tutun. 4.7 MPa stres kabartıcıda topografya eksik çoğaltma açar. Üretilen geçici topoğrafya, 25 ila 35 mm yüksekliğinde ve 150 mm genişliğinde doruklarına yuvarlanır vardır. Daha büyük bir stres uygulandığı takdirde SMP kırık. Küçük genlikleri ile topografyalarının tanıtmak küçük gerilmeler uygulayın. </li><li> T g altındaki sıcaklığı azaltın. Burada basın plakaları su soğutma yeteneği kullanın. </li><li> Sıcaklığı T g altında olduğunda, uygulanan kuvvet çıkarın. </li><li> Numuneler -20 ° C'de kurutularak saklanır. Bu koşullar altında saklandığında, vinil kayıt kabartıcıda kabartma örnekleri iki ay sonra daha az genlik kurtarma 1 mikron azalma gözlemledik. </li></ol> 4. Aktif Hücre Kültürü Deney <ol><li> Biyolojik güvenlik kabini (BSC) UV ışık örnekleri sterilize etmek için kullanılır. Örnekleri steril yemekler kapakları olmadan yüz aşağı ve 6 saat boyunca BSC UV ışığı açmak düzenleyin </li><li> Çevir örnekleri yeni steril yemekleri yüzü yukarı. 6 saat BSC UV ışığı açın </li><li> Örnekleri artık hücreleri ile kaplama önce nispeten istikrarlı bir devlet dengelenmiş olması gerekir. 96 plaka örnekleri yerleştirin ve 150 tam büyüme orta ul ekleyin. </li><li> İstenen kısmi toparlanma ulaşana kadar% 5 CO 2 ile 30 ° C inkübatör tabak koyun. Burada 30 saat hücreleri hizalamak için yeterince büyük genlik örnekleri üretmek için kullanır. </li><li> Örnekleri artık hücreleri ile kaplı olabilir. Yeni bir 96 plaka örnekleri yerleştirin. </li><li> Örnekleri hücre çözümü 150 ul ekleyin. Burada izole hücreler (genellikle diğer hücreler ile temas halinde değil) elde etmek için 20.000 hücre / ml C3H/10T1/2 fare embriyonik fibroblastlar. </li><li> Hücreleri, 9.5 saat boyunca 30 ° C inkübatör, yer takın ve geçici topoğrafya yaymak için izin vermek için </li><li> Tahlil hücre morpholgeçiş öncesi ogy, örnekleri kaldırmak ve boyama ve örnekleri floresan görüntüleme. Bu malzeme, UV ve görünür çoğu yoluyla otofloresans sergiler. Alexa Fluor 647 olarak spektrumun uzak kırmızı sonunda Fluorophores arka plan azaltmak için tavsiye edilir. </li><li> Kurtarmak için numuneler tetiklemek için, 37 ° C inkübatör plakası taşımak ve yeni bir topoğrafya, morfoloji adapte hücreleri kurtarmak ve izin için malzeme sağlamak için 19 saat süreyle kültür devam ediyor. </li><li> Örnekleri çıkarın ve uygun bir leke (ipliksi aktin görüntüleme için Phalloidin) ve görüntüleme yöntemleri uygulayabilirsiniz. </li></ol> 5. Temsilcisi Sonuçlar: NOA63 Kürlenmiş Şekil 3'te gösterildiği gibi mükemmel bir şekil hafıza özellikleri olan bir saydam camsı katı. Bu durumda malzeme yukarıda Protokolü 1 kür ve 51.1 yeknesak bir T g gösterir ° C (E damla başlangıcından itibaren belirlenen). 20 boşalttıktan sonra gerginlik büyük bir yüzdesini tespit edildi, bu tek yönlü şekil hafızalı döngüleri (ısıtma, deforme, Şekil 3, soğutma, kurtarma) ° C, 89.3 sabitleme oranı 15 (R f) karşılık gelen görülmektedir % (üç kür üzerinden ortalama R r aşağıda aynı). Sabit gerilme ısıtma sırasında görece küçük bir sıcaklık aralığında% 84.4 geri kazanım oranı (R r) iyileşti . Tüm kıvrımlarını birbirleri ile hemen hemen tam olarak takip bakımından Ayrıca, şekil bellek performansı, üç kür bozulma gösterdi. NOA63 üretici hazır, çünkü bu protokolde kullanılan ve photoinitiator ile kolayca tedavi solvent içermeyen prepolimer olarak temin edilmiştir. Bununla birlikte, bileşimi tedarikçi tarafından açıklanmaz. Bu, yüksek hücre eki ve canlılığı izin bulundu. Son olarak, geçiş sıcaklığı iki hücre uyumlu sıcaklıklar arasında anlamlı bir büyüklük kurtarma izin ayarlanmış olabilir. Geçiş sıcaklığı, hücre kültürü ile uyumlu olup olmadığını ve hücre yapışması ve canlılığı desteklemek durumunda diğer polimer sistemlerin sayısı da bu protokol ile kullanılabilir. Geçici topoğrafya (oluklar) genliği zamanla azalır 30 ° C 30 ° C'de 30 saat, genlik ~% 50 (Şekil 4, zaman 0) 16 düşürüldü. Sonraki 9.5 saat boyunca başka bir% 10 azaltır Kurtarma sıcaklık 37 artırarak tetiklendiğinde ° C, genlik, 9.5 saat içinde% 0.5 'i ilk genlik azaltır Kabartıcıda ve 4.9 MPa kabartma stres için, bu, neredeyse düz bir yüzeye 13 mikron oluk fonksiyonel bir değişime tekabül etmektedir. Aktif hücre kültürü yüzeylerin kullanımı ile kontrol edilen bir hücre davranış bir örnek, hücre iskeleti organizasyonunda bir değişikliktir. Kurtarma tetiklenir önce geçici oluklu yüzeylerde, aktin mikrofilamentler oluklara (Şekil 5a) 16 doğrultusu boyunca hizalayın. Mikrofilamentler sıcaklık artışı ile kurtarma sonra, yeniden düzenlenmiş ve rastgele odaklı. Kontrol numuneleri statik oluklar veya düz bir yüzey statik bir sıcaklık artışı (Şekil 5b, c) sonra yeniden yoktur. <img src="/files/ftp_upload/2903/2903fig1.jpg" alt="Şekil 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 1"> Şekil 1: Şematik NOA63 için kür odasına. Kesit görünümü (solda) ve cam kapak (sağ) olmadan yukarıdan aşağı bir görünüm. <img src="/files/ftp_upload/2903/2903fig2.jpg" alt="Şekil 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 2"> Şekil 2: Toplu şekil hafızalı karakterizasyonu için kullanılan dambıl geometri W: genişliği dar bölümünün uzunluğu, G: ölçü boyu, WO: genişlik genel, ÖÇ: toplam uzunluk, D: çeneler, R arasındaki mesafe dar kesitli, L: fileto yarıçapı ve RO: dış yarıçap. <img src="/files/ftp_upload/2903/2903fig3.jpg" alt="Şekil 3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 3"> Şekil 3: tek bir kür NOA63 toplu tek yönlü şekil hafızalı, 3 kez (yıldız deneysel başlangıçlı gösterir) tekrarladı. Polimer, bir yıldız işareti ile gösterilir noktada geçici bir şekli tanımlamak için bir stres uygulanarak ısıtılır ve daha sonra deforme olur. Bu gerginlik sabit tutulur ve sıcaklık, polimer T g aşağıdaki geçici şeklini düzeltmek için azalmıştır . Sıcaklık sonra artmış, ve geçici bir gerginlik azalır malzemenin kalıcı şekil kurtarır. <img src="/files/ftp_upload/2903/2903fig4.jpg" alt="Şekil 4" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 4"> Şekil 4: SMP kurtarma, hücre kültürü ile uyumlu sıcaklıklarda tetiklenebilir . Genliği 25.6 ± 0.8 mikron aşağıdaki kabartma rec mevcut± 1.5 mm, 30 - 30 saat dengeleme sonra 12,6 'overed ° C (0, siyah daireler). Numuneleri 37 ° C inkübatör (9,5 saat) taşındı sonra, genlik, 3.5 saat içinde 1.1 ± 0.2 mikron iyileşti Genlik ~ 0.3 ± 9.5 saat içinde 0.1 mikron ve son 9,5 saat boyunca saptanabilir azalma gözlenmiştir (kırmızı üçgen) iyileşti. Hata çubukları, bir standart sapma (n = 4-6) temsil eder. İzler temsili numuneler profilometrisi taramaları temas halindedir. <img src="/files/ftp_upload/2903/2903fig5.jpg" alt="Şekil 5" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 5"> Şekil 5: Hücre aktin hücre iskeletinin topografik geçiş yeniden düzenler kabartmalı yüzeylerde Phalloidin ile boyanmış hücreler, Konfokal görüntüleri önce oluk yönde geçiş ve sıcaklık artışı (beyaz ok) ile uyumlu mikrofilamentler göstermektedir. Mikrofilamentler geçişten sonra, rastgele odaklı yeniden düzenlemiş bulunmaktayım b, düz kontrolü yüzeylerde Hücreler'i sıcaklık artışı öncesi ve sonrasında rastgele odaklı mikrofilamentler c, yivli kontrol yüzeylerde Hücreler, sıcaklık artışı öncesi ve sonrasında oluk yönde hizalanır mikrofilamentler göstermektedir . Ölçek çubuğu 100 mikron. İzler Şekil 4'te gibi.

<ol><li>Liu, C., Qin, H., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+progress+in+shape-memory+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Chem%22%5BJournal%5D)">Review of progress in shape-memory polymers.</a> J. Mater. Chem. 17, 1543-1543 (2007).</li>
<li>Mather, P. T., Luo, X. F., Rousseau, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+Memory+Polymer+Research%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Mater.+Res%22%5BJournal%5D)">Shape Memory Polymer Research.</a> Annu. Rev. Mater. Res. 39, 445-445 (2009).</li>
<li>Lendlein, A., Kelch, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shape+Memory+Polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Edit%22%5BJournal%5D)">Shape Memory Polymers.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 41, 2034-2034 (2002).</li>
<li>Ratna, D., Karger-Kocsis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+shape+memory+polymers+and+composites%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mater.+Sci%22%5BJournal%5D)">Recent advances in shape memory polymers and composites: a review.</a> J. Mater. Sci. 43, 254-254 (2008).</li>
<li>Rousseau, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Challenges+of+shape+memory+polymers%3A+A+review+of+the+progress+toward+overcoming+SMP%27s+limitations%5BTitle%5D)+AND+%22Polym.+Eng.+Sci%22%5BJournal%5D)">Challenges of shape memory polymers: A review of the progress toward overcoming SMP's limitations.</a> Polym. Eng. Sci. 48, 2075-2075 (2008).</li>
<li>Pelham, R. J., Wang, Y. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+locomotion+and+focal+adhesions+are+regulated+by+substrate+flexibility%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Cell locomotion and focal adhesions are regulated by substrate flexibility.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 94, 13661-13661 (1997).</li>
<li>Addae-Mensah, K. A., Kassebaum, N. J., Bowers, M. J., Reiserer, R. S., Rosenthal, S. J., Moore, P. E., Wikswo, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+flexible%2C+quantum+dot-labeled+cantilever+post+array+for+studying+cellular+microforces%5BTitle%5D)+AND+%22Sensor+Actuat.+a-Phys%22%5BJournal%5D)">A flexible, quantum dot-labeled cantilever post array for studying cellular microforces.</a> Sensor Actuat. a-Phys. 136, 385-385 (2007).</li>
<li>du Roure, O., Saez, A., Buguin, A., Austin, R. H., Chavrier, P., Siberzan, P., Ladoux, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force+mapping+in+epithelial+cell+migration%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Force mapping in epithelial cell migration.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102, 2390-2390 (2005).</li>
<li>Lam, T., Clem, W. C., Takayama, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+on-demand+cell+alignment+using+reconfigurable+microtopography%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Reversible on-demand cell alignment using reconfigurable microtopography.</a> Biomaterials. 29, 1705-1705 (2008).</li>
<li>Stevens, M. M., George, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+and+engineering+the+cell+surface+interface%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Exploring and engineering the cell surface interface.</a> Science. 310, 1135-1135 (2005).</li>
<li>Tan, L., Tien, J., Pirone, D. M., Gray, D. S., Bhadriraju, K., Chen, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cells+lying+on+a+bed+of+microneedles%3A+an+approach+to+isolate+mechanical%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Cells lying on a bed of microneedles: an approach to isolate mechanical.</a> 100, 1484-1484 (2003).</li>
<li>Teixeira, A. I., Nealey, P. F., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Responses+of+human+keratocytes+to+micro-+and+nanostructured+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Mater.+Res.+A%22%5BJournal%5D)">Responses of human keratocytes to micro- and nanostructured substrates.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 71A, 369-369 (2004).</li>
<li>Yang, M., Sniadecki, N., Chen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Geometric+Considerations+of+Micro-+to+Nanoscale+Elastomeric+Post+Arrays+to+Study+Cellular+Traction+Forces%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Geometric Considerations of Micro- to Nanoscale Elastomeric Post Arrays to Study Cellular Traction Forces.</a> Adv. Mater. 19, 3119-3119 (2007).</li>
<li>Zhao, Y., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+Mechanics+Study+in+Cardiac+Myocytes+Using+PDMS+Pillars+Array%5BTitle%5D)+AND+%22Sensor+Actuat.+a-Phys%22%5BJournal%5D)">Cellular Mechanics Study in Cardiac Myocytes Using PDMS Pillars Array.</a> Sensor Actuat. a-Phys. 125, 398-398 (2006).</li>
<li>DiOrio, A. M., Luo, X., Lee, K. M., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Functionally+Graded+Shape+Memory+Polymer%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">A Functionally Graded Shape Memory Polymer.</a> Soft Matter. 7, 68-68 (2011).</li>
<li>Davis, K. A., Burke, K. A., Mather, P. T., Henderson, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+cell+behavior+on+shape+memory+polymer+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Dynamic cell behavior on shape memory polymer substrates.</a> Biomaterials. 32, 2285-2285 (2011).</li>
</ol>

NOA63 T g kolayca kür sıcaklığı ile kontrol edilebilir. Biz, uyumlu bir hücre aralığında tetiklenebilir SMP substratlar oluşturmak için bu kullanılır. NOA63 kuru T g düşürür su plastikle, bu nedenle 125 ° C, 30 ve 37 ° C arasında ıslak Tg aralığı taşımak için kür tarafından kuru T g arttı Göstermiştir aktif hücre kültürü substratlar hücre davranışını kontrol edebiliyoruz. Microfilament yeniden yapılanma sonuçları kontrol ve dinamik yüzeylerde hücre davranışla...

<table border="1"><tbody><tr><td> Reaktif ya da enstrüman Adı </td><td> Şirket </td><td> Katalog numarası </td><td> Yorumlar (isteğe bağlı) </td></tr><tr><td> NOA63 </td><td> Norland Ürünler Inc. </td><td> NOA63 </td><td> Lot sayısı 111 </td></tr><tr><td> Dogbone Punch </td><td> TestResource, Inc. Shakopee, MN </td><td></td><td> Ölçekli aşağı Tip IV dogbone (ASTM D638-03) </td></tr><tr><td> Benchtop Hidrolik Press </td><td> Oymacı </td><td> 3851 </td><td></td></tr><tr><td> C3H10T1 / 2 Fare Embriyonik Fibroblastlar </td><td> ATCC </td><td> CCL-226 </td><td></td></tr><tr><td> Biyolojik Güvenlik Kabini </td><td> Thermo Fisher </td><td> 1357 </td><td></td></tr><tr><td> UV Lambası </td><td> Spectroline </td><td> SB-100PC </td><td></td></tr><tr><td> Dinamik Mekanik Analyzer (DMA) </td><td> TA Instruments, Inc. </td><td> Q800 </td><td></td></tr><tr><td> Ters Floresan Mikroskobu </td><td> Leica </td><td> Leica DMI 4000B </td><td></td></tr><tr><td> Konfokal Lazer Tarama Mikroskobu </td><td> Zeiss </td><td> EKK 710 </td><td> 20x/0.8 NA hava veya 40x/1.30 NA petrol hedefi </td></tr></tbody></table>

aktif hücre kültürü Şekil bellek polimerler

Shape Memory Polymers for Active Cell Culture

Şekil hafızalı polimerler (TPF) sabit, geçici bir şekil ısı 1-5 gibi bir uyarıcı başvurusu üzerine önceden belirlenmiş bir kalıcı şekil değiştirme yeteneği var &quot;akıllı&quot; malzemelerin bir sınıf . Tipik bir şekil hafızalı döngüsü, SMP, geçiş sıcaklığı, T trans [ya da erime sıcaklığı (T m) veya cam geçiş sıcaklığı (T g)] daha yüksek bir yüksek sıcaklıkta deforme olur . Deformasyonu, elastik ve ağırlıklı olarak oluşturan ağ zincirleri (kauçuk elastisite teorisi aşağıdaki) konformasyonel entropi azalmaya yol açar. Dış gerginlik ya da stres sabit korurken, deforme SMP sonra trans, T altındaki bir sıcaklıkta soğutulur. Soğutma sırasında, daha katı bir devlet (yarı-kristal veya camsı), kinetik tuzakları ya da &quot;donar&quot; makroskopik şekli tespit önde gelen bu düşük-entropi devlet malzeme için malzeme geçişler. Şekil kurtarma stressiz (kısıtlamasız) koşulu altında sürekli T trans yoluyla malzeme ısıtma ile tetiklenir. Ağ zincirleri (kazanmış hareketlilik), termodinamik olarak tercih edilen, maksimum entropi durumu, kalıcı şekil geçici şekil maddi değişiklikler için dinlenmek için izin vererek. Hücreler, kendi çevresini saran havadan 6 mekanik özellikleri ölçme yeteneğine sahiptir . Mekanizmaları yoluyla mekanik hücreler ve fiziksel çevre kontrol hücre davranış arasındaki etkileşimleri aktif araştırma alanları. Tanımlanan topografya Substratlar bu mekanizmaların soruşturma güçlü bir araç olarak ortaya çıkmıştır. Mesoscale, microscale ve substrat topografya nano ölçekli desen hücre hizalama, hücre tutunması ve hücre çekiş güçleri 7-14 doğrudan gösterilmiştir. Bu bulgular, kontrolü ve testi, hücre kültürü sırasında hücreler ve onların fiziksel çevre arasındaki mekanik etkileşimleri taban topografyası için bir potansiyel altını var, ama bugüne kadar kullanılan substratlar genelde pasif olmuş ve kültürü içinde önemli bir değişiklik programlanmış olamazdı. Bu fiziksel staz kültür hücreleri kontrol etmek için topografik yüzeylerin potansiyeli sınırlıdır. Burada, aktif hücre kültürü (ACC) SMP substratlar, substrat topografya ve deformasyon programlanmış kontrolü sağlamak için yüzey şekil hafızalı istihdam tanıtıldı. Bu yüzeyler, geçici bir yivli topografya ikinci, neredeyse düz bir hafızaya topografya geçiş yeteneği göstermektedir. Topografya Bu değişiklik, standart hücre kültürü koşullar altında hücre davranışını kontrol etmek için kullanılabilir.

Hücre kültürü substratlar kültür sırasında topografya değiştirme yeteneği geliştirmek için bir yöntem açıklanmıştır. Bu yöntem, kalıcı bir şekil ezberlemek yeteneğine sahip şekil hafızalı polimerler olarak bilinen akıllı malzemelerin kullanımını sağlar. Bu konsept, malzeme ve uygulamaları geniş bir yelpazede uyarlanabilir.

Aktif Hücre Kültürü Şekil Bellek Polimerler

Şekil bellekli polimerler (SMP'ler), sabit, geçici bir şekilden önceden belirlenmiş kalıcı bir şekle dönüşme yeteneğine sahip "akıllı" malzeme sınıfıdır...

Bu prosedürün genel amacı, hücreleri zamanla değişen bir topografyaya sahip bir substratta kültüre etmektir. Bu işlem, öncelikle bir şekil hafızalı polimerin hatırlanabilecek kalıcı bir şekle programlanmasıyla gerçekleştirilir. Ardından şekil hafızalı polimer, hücrelerin daha sonra üzerine ekildiği geçici bir şekle programlanır.Prosedürün son adımı, sıcaklığı artırarak şekil hafızalı polimerin kalıcı şekline dönmesini tetiklemektir; sonuç olarak, floresan mikroskobu aracılığıyla hücre davranışındaki değişikliği gösteren bulgular elde edilebilir. Merhaba, ismim Pat Mather. Syracuse Üniversitesi'nde biyomedikal ve kimya mühendisliği profesörü ve Syracuse Biyomalzemeler Enstitüsü direktörüyüm.Bu tekniğin, hücreleri germek için kullanılan ticari veya özel düzeneklere göre temel avantajı, tek bir polimerik sistem içinde hücrelere çok çeşitli ve karmaşık gerilmeler uygulayabilmemizdir. Ben Jay Henderson. Biyomedikal ve Kimya Mühendisliği bölümünde yardımcı doçentim ve Syracuse Biyomalzemeler Enstitüsü üyesiyim.Bu yöntem, hücrelerin fiziksel çevrelerindeki dinamik değişikliklere nasıl tepki verdiği gibi Mekanobiyoloji alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Benim adım

shape-memory-polymers-for-active-cell-culture

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Bu protokolde, teknolojinin dayandığı dikey yerinden mesajların microactuator dizi imalat, ve nasıl bu temel teknoloji, yüksek verimli mekanik dinamik hücre kültürü, hem de iki boyutlu ve üç boyutlu kültür yapmak için değiştirilebilir göstermektedir paradigmalar.

Mekanik Dinamik Hücre Kültürü için Microfabricated platformlar

Hızlı, düzenli hücre kültürü yüzeylerde dinamik maske projeksiyon litografi için bir dijital micromirror cihaz kullanarak microfabricated sinir kültür sistemleri üretimi için basit teknikleri açıklanmıştır. Bu kültür sistemleri doğal biyolojik mimarisi daha iyi temsil olabilir, ve açıklanan teknikleri çok çeşitli uygulamalar için adapte olabilir.

Dinamik Maske Projeksiyon Fotolitografi kullanarak Sinir Kültür Sistemleri Micropatterned Hidrojeller Fabrikasyon

Bu video, glial hücrelerin üç boyutlu bir kültürünü oluşturmak için bir tekniği göstermektedir. Sıçan beyninden türetilen glial hücreler, hücre dışı matris bileşenleri içeren fotokrosçapraz bağlanabilir bir polimer matris içinde kapsüllenir. Bir büyüme ortamında inkübe edildikten sonra, glial hücreler, üç boyutlu bir kültür oluşturmak için destekleyici matris içinde çoğalır.

Sıçan Beyninden Elde Edilen Glial Hücrelerin Üç Boyutlu Bir Kültürünün Oluşturulması

Osteoiletkenlik ve biyoaktivite sergilerken kraniyo-maksillofasiyal (CMF) kemik defektlerine sığabilen iskeleler ilgi çekicidir. Bu protokol, erimiş bir tuz şablonu ve bir biyoaktif polidopamin kaplamasının uygulanması kullanan bir solvent döküm partikül liçi (SCPL) yöntemi kullanılarak polikaprolakton diakrilat (PCL-DA) bazlı bir şekil hafızalı iskelenin hazırlanmasını açıklar.

Bir Biyoaktif, PCL-temelli &quot;Kendinden uydurma&quot; Shape Memory Polymer İskele imalatı

Doku mühendisliği için iskeleler, hücresel nişin karmaşık biyokimyasal ve biyofiziksel mikro çevresini özetlemelidir. Burada, sürekli biyokimyasal salınımlı kompozit, çok bileşenli polimerik iskeleler oluşturmak için bir platform olarak arayüzey polielektrolit kompleksleştirme liflerinin kullanımını gösteriyoruz.

Biyomoleküllerin Geçici olarak Kontrollü Release için Yüzey Polielektrolit Elyaf Kompozit Yapı iskeleleri

İn vitro hücre kültürlerinin elektriksel aktivitesinin görünür ışıkla uyarılması için organik yarı iletken polimerlerin kullanımına dayalı bir yöntem tarif edilmiştir.

Konjuge Polimerler tarafından Hücreler Elektrik Etkinliği Yaşam Optik Kontrol

Siloksan bazlı ve epoksi bazlı sıvı kristal elastomerlerin (LCE'ler) ve LCE nanokompozitlerinin hazırlanmasını gösteriyoruz. LCE'ler, tersinir gerinim, sıvı kristal sıralaması ve sertlik açısından karakterize edilir. Potansiyel bir uygulama olarak, aktif hücre kültürü için özel bir cihazda şekle duyarlı substratlar olarak kullanımlarını gösteriyoruz.

Monodomain Sıvı Kristal Elastomerler ve Likit Kristal Elastomer Nanokompozitlerinin Hazırlanması

Üç boyutlu hücre kültürü uygulamaları için sentetik hidrojel matrislerinin ışık aracılı oluşumu ve ardından biyokimyasal modellemesi için sıralı bir süreci tanımlıyoruz. Hidrojellerin sitouyumlu fototıklama kimyası ile yapımı ve modifikasyonu gösterilmiştir. Ek olarak, bu hidrojeller içindeki kalıpları ölçmek ve gözlemlemek ve hücre canlılığını belirlemek için basit teknikler sunulmaktadır.

Hücre Kültürü Uygulamaları için Hidrojeller Işık aracılı Oluşumu ve Desenlendirme

Protein bazlı hydrogels üç boyutlu mimarisinde işlemek için farklı yöntemler burada malzeme özellikleri ile ilgili olarak değerlendirilir. Macroporous ağlar ile bir hücre yapışkanlı peptid functionalized ve onların fizibilite hücre kültüründe iki farklı model hücre hatları kullanılarak hesaplandı.

Protein bazlı Hydrogels mimarilerde kolayca idare hücre kültür uygulamaları için

Burada biz hidrojel tabanlı karmaşık geometriler mühendislik kurcalayarak üretmek için kullanılan özel polydimethylsiloxane kalıpları imalatı için hızlı, facile ve düşük maliyetli bir yöntem mevcut. Ayrıca bu tekniği kullanılarak üretilen mühendislik kalp dokuları üzerinde yürütülen mekanik ve histolojik değerlendirme sonuçları açıklanmıştır.

Özel doku kültürü kalıpları lazer kazınmış ustalardan mühendislik

Mikrometre ölçeğinde 3D baskı, nöronal hücre kültürleri için polimerik cihazların hızlı prototiplenmesini sağlar. Bir prensip kanıtı olarak, nöronlar arasındaki yapısal bağlantılar, nörit büyümesini etkileyen bariyerler ve kanallar oluşturularak kısıtlanırken, bu tür manipülasyonun işlevsel sonuçları hücre dışı elektrofizyoloji tarafından gözlemlendi.

Mikro Ölçekli Nöronal Hücre Kültürü Cihazlarının İki Foton Polimerizasyonu 3D Baskısı

Öğrenin, hücre kültüründe şekil bellek polimerleriyle substrat topografisinin zamanla nasıl değiştirildiğini. Bu yöntem, mekanobiyoloji ve doku mühendisliği araştırmalarında hücre davranışlarını dinamik olarak incelemek için kullanılır.

Aktif Hücre Kültürü Şekil Bellek Polimerler

Daha fazla video keşfet