Ce protocole a rapporté la transformation des nanofibremembranes électrospun traditionnels de 2D à 3D, par la dépressurisation du fluide subcritical de CO2 qui n’a pas été réalisé précédemment. Cette méthode élimine de nombreux problèmes associés aux approches antérieures, y compris l’utilisation de solutions aqueuse et de réactions chimiques, les processus à plusieurs étapes, la perte d’activité des molécules biologiques encapsulées et les limitations des polymères hydrophobes. Shixuan Chen, postdoc de mon labo, démontre cette procédure.
Dans un tube de verre de 20 mililitres, dissoudre deux grammes de PCL dans un mélange solvant de dichloromethane et de DMF, avec un rapport de quatre pour un à une concentration de 10 pour cent. Placez le tube de verre dans un rotateur de laboratoire jusqu’à ce que la solution devienne claire. La solution peut se mélanger pendant la nuit.
Pour configurer l’appareil d’électrospinning, d’abord, ajoutez la solution PCL à une seringue de 20 millilitres avec une aiguille émoussée de calibre 21 attachée. Assurez-vous qu’il n’y a pas d’air dans la seringue et que le tube est dissocié. Placez un tambour en acier rotatif avec le collecteur de sol à 12 centimètres de la pointe de l’aiguille.
À l’aide de pinces alligator, connectez l’alimentation à haute tension à courant direct à l’aiguille et assurez-vous que le collecteur est cloué au sol. Pour les 20 millilitres de solution PCL, définissez le paramètre de la pompe à seringues à l’aide d’un diamètre de 20,27 millimètres et d’un débit de 0,5 millilitres par heure. Vérifiez si les gouttelettes se forment au bout de l’aiguille.
Appliquez un potentiel électrique de 20 kilovolts entre le spinneret et un collecteur au sol situé à 20 centimètres du spinneret. Recueillir les tapis de nanofibres alignés dans un tambour, en tournant à 2000 RPM. Recueillir les tapis de nanofibres PCL une fois qu’ils atteignent une épaisseur d’environ un millimètre.
Plonger les tapis de nanofibres PCL dans de l’azote liquide pendant cinq minutes. Gardez les tapis de nanofibres PCL dans de l’azote liquide et poinçonner les tapis de nanofibres PCL avec un poinçon de 0,5 millimètre de diamètre. Placez les tapis de nanofibres PCL dans de l’azote liquide pendant cinq minutes.
Couper les nattes en un centimètre par un centimètre carrés à l’aide de ciseaux chirurgicaux pointus tout en étant immergés dans de l’azote liquide pour éviter la déformation des bords. Placer le tapis coupé dans un tube de centrifugeuse de 30 millilitres avec environ un gramme de glace sèche. Bien caler le couvercle et laisser la glace sèche se transformer en dioxyde de carbone liquide.
Une fois que le liquide s’est formé dans le tube, relâchez rapidement la pression en ouvrant le bouchon. Retirez et observez l’échafaudage soufflé du tube. Placez l’échafaudage dans un nouveau tube de centrifugeuse avec de la glace sèche, et répétez en utilisant l’épaisseur du désir est atteint.
Stériliser les échafaudages de nanofibres élargis dans l’oxyde d’éthylène avant l’incubation avec les cellules. L’efficacité de l’expansion des tapis de nanofibres électrospun 2D traditionnels en échafaudages 3D par dépressurisation du fluide sous-critique de CO2 est montrée sur la gauche après le deuxième traitement. L’épaisseur de l’échafaudage est passée d’un millimètre lorsqu’il n’est pas traité à 2,5 millimètres avec un traitement au CO2, à 19,2 millimètres avec deux traitements au CO2.
La porosité des échafaudages est passée de 79,5 p. 100 pour les tapis non traités à 92,1 p. 100 après le premier traitement, à 99,0 p. 100 après le deuxième traitement. Ceci est significatif parce que le degré de pénétration cellulaire dans un échafaudage, et donc son efficacité à induire la régénération, dépend en grande partie de la porosité. Les images sem révèlent que la structure fibulaire densément emballée des nattes 2D non traitées ont été transformées en structures ordonnées et superposées avec des fibres nano alignées après expansion avec du CO2.
Dans les études vevo ont été réalisées par implantation sous-cutanée d’échafaudages nano-fibres élargies au CO2 avec des trous carrés pour les rats. Cela permet la migration cellulaire et la prolifération dans les trous, ainsi que d’autres infiltrations dans les couches de fibres nano qui ont été créés au cours de l’expansion. De la première à la quatrième semaine après l’implantation, les échafaudages élargis ont montré une augmentation significative du nombre de vaisseaux sanguins formés, et des cellules géantes multinucléées par rapport à un tapis nano fibreux traditionnel.
Après cette procédure, différentes molécules, y compris les facteurs de croissance, les composés amino-modulants, les agents hémostatiques et les agents anti-microtubulaires peuvent être incorporées dans les nano nattes de fibres et étendues dans le fluide sous-critique de CO2. De tels échafaudages de nano fibres élargies fonctionnalisés pourraient être utilisés pour explorer de nouvelles questions dans d’autres domaines scientifiques, tels que l’hémostase, la prévention et le traitement de l’infection, l’immunologie et la régénération et la réparation des tissus. Les solvants organiques sont toxiques et doivent être manipulés dans une hotte chimique.
En outre, un récipient qui peut supporter la haute pression du fluide sous-critique de CO2 devrait être employé pour l’expansion.
