שינוי רב היקף של שתלים מתכתיים עם מילויים נקבוביים, Polyelectrolytes וניטורם העקיף<em&gt; בvivo</em

Summary

בסרטון הזה, נדגים טכניקות שינוי לשתלים מתכתיים נקבוביים כדי לשפר את הפונקציונליות שלהם ולשלוט בנדידת תאים. טכניקות כוללות פיתוח הדרגתיים נקבובית כדי לשלוט בתנועת תא ב3D וייצור של קרום במרתף מחקה כדי לשלוט בתנועת תא ב2-D. כמו כן, שיטה המבוססת על HPLC בשילוב שתל ניטור ב-vivo באמצעות ניתוח של חלבונים בדם מתוארת.

Abstract

שתלים מתכתיים, בעיקר שתלים טיטניום, נמצאים בשימוש נרחב ביישומים קליניים. רקמה בצמיחה ובאינטגרציה לשתלים אלו ברקמות הן פרמטרים חשובים לתוצאות קליניות מוצלחות. על מנת לשפר את שילוב רקמות, שתלים מתכתיים נקבוביים לי מפותחים. פתיחה הנקבוביות של קצף מתכתי הוא יתרון מאוד, שכן יכולים להיות פונקציונליות האזורים הנקבוביות מבלי להתפשר על התכונות מכאניות של המבנה כולו. כאן אנו מתארים שינויים כאלה בשימוש בשתלי טיטניום נקבוביים המבוססים על microbeads טיטניום. על ידי שימוש בתכונות הטבועות פיסיות כגון hydrophobicity של טיטניום, ניתן להשיג הדרגתיים נקבובית הידרופובי בתוך שתלים מתכתיים מבוסס microbead ובו בזמן יש קרום במרתף דומים המבוסס על פולימרים הידרופילי, טבעיים. הדרגתיים נקבובית 3D נוצרים על ידי פולימרים סינטטיים כגון חומצת פולי-L-לקטית (PLLA) על ידי שיטת הקפאת חילוץ. 2D nanofibrillar סורפרצופים נוצרים על ידי השימוש בקולגן / אלגינט ואחריו צעד crosslinking עם crosslinker טבעי (genipin). סרט nanofibrillar זה נבנה על ידי שכבה אחרת שכבה (LbL) שיטת תצהיר של שתי המולקולות הטעונות הפוך, קולגן ואלגינט. לבסוף, ניתן לקבל בו שתל אזורים שונים יכולים להכיל תאים מסוגים שונים, כפי שהדבר דרושים לרקמות תאיות רבות. על ידי, ניתן לשלוט בתנועת הסלולר בדרך זו בכיוונים שונים על ידי תאים מסוגים שונים. מערכת כזו מתוארת למקרה הספציפי של קנה הנשימה התחדשות, אבל זה יכול להיות שונה לאברי המטרה אחרים. ניתוח של נדידת תאים והשיטות האפשריות ליצירת שיפועים נקבוביות שונים פירט. השלב הבא בניתוח של שתלים כאלה הוא אפיונם לאחר השתלה. עם זאת, ניתוח היסטולוגית של שתלים מתכתיים הוא תהליך ארוך ומסורבל, ובכך לתגובת מארח ניטור לשתלים מתכתיים in vivoהשיטה מבוססת על ניטור lternative חלבוני דם CGA ושונים היא גם תאר. שיטות אלה יכולים לשמש לפיתוח בהגירת מחוייט מבחנה ובדיקות קולוניזציה ולשמש גם לניתוח של שתלי מתכת פונקציונליות in vivo ללא היסטולוגיה.

Introduction

נכון לעכשיו זמינים שתלים מתכתיים מתאימים ליישומי עומס נושאות, אבל שאינו מחייבים פריקותיהם עיצובים אשר להבטיח ממשק חזק עם הרקמה הסובבת אותם ^1. על ידי מתן מבנים המאפשרים הסלולר בצמיחה והתישבות in vivo, חיים שלמים של שתלים מתכתיים יכולים להיות ממושך ^2. שתלים מתכתיים בגלוי נקבובי מבטיחים חומרים להנדסת רקמות ממשק וגם להבטחת קולוניזציה טובה של השתלים. הם כבר השתמשו באופן פעיל כשתלים אורתופדיים וגם כשתלים קנו נשימת ^3-5. עם זאת, עדיין יש בעיות שצריכות לפתור, כגון שליטה המדויקת תנועת תא באזורים הנקבוביות. אי שליטה בתהליך זה עלול להוביל להתישבות שלמה בקצה אחד וrestenosis בצד השני. גם functionalization נוסף של שתלים אלו הוא הכרחי להשגת פונקציות גבוהות יותר, כגון, מסירה של גורמי גדילה,כלי דם בבימויו ובתנועה בו זמנית של תאים מסוגים שונים ^6-8. לשתלים בקנה נשימה, זה חיוני כמו קולוניזציה של השתל על ידי רקמת vascularized רצויה. עם זאת, בלתי מבוקרת של הרקמות בצמיחה ללומן של קנה הנשימה אינן רצויות משום שהיא מקטינה patency שתל.

אפשרות אחת כדי לשלוט בתנועת תא היא הדרת גודל. אם תדע את הגודל של תאי המטרה וביכולתם לקיים אינטראקציה עם פולימר סינטטי נתון זה אפשרי לפתח הדרגתיים של נקבוביות אשר יכול למעשה לקבוע את העומק של תנועת תא. למשל על ידי יצירת ארכיטקטורה נקבובית כי הוא גדול מספיק לכניסה של תאי רקמות חיבור, כגון fibroblasts extraluminally, אך קטן מספיק (פחות מ -10 מיקרומטר) כדי למנוע התנועה שלהם intraluminally שליטה אפקטיבית על קולוניזציה של שתל צינורי יכול להיות מושגת.

משיטות ליצירה נקבוביות זמינות, כגון הקפאת dryiנג, שטיפת חלקיקים, גז קצף ^9,10; הקל ביותר כדי להתאים שיטה להיווצרות מהירה של מעברי צבע נקבוביות עם כמות מינימאלית של ציוד הדרוש הוא להקפיא מיצוי ^11. בשיטה זו, פתרון פולימר הוא קפוא בתערובת בינארית של ממס אורגני ומים. לאחר מכן, החליף הממס באמצעות מיצוי בנוזל ליל מראש צונן כגון אתנול. הקפאה ותנאי חילוץ לקבוע את הצורה ואת הגודל של הנקבוביות ואם החילוץ נעשה באופן שבו ניתן לשלוט בתנועה של פתרון החילוץ, גודל וצורה נקבובית יכולים להיות directionally מווסת.

צעד שני לרקמות תאיות הוא היווצרות מחסומים נקבוביים בין סוגי תאים שונים לשליטה באינטראקציה ביניהם. זה גם הכרחי לזמינות של microenvironments שונה לסוגי תאים שונים, בהתאם לדרישות שלהם ^12,13. קנה נשימה היא איבר צינורי שמחבר את הגרון עם bronchאני. יש לו בטנה פנימית pseudostratified אפיתל הריסים עם תאי גביע אשר מייצרים ריר interdispersed. מבנה 3D והיציבות של קנה הנשימה הוא מתוחזק על ידי סחוס בצורה של C-טבעות. כך, בקנה נשימה מלאכותית לא אמורה להיות צומת מוגדרת בין רקמת החיבור ושכבת אפיתל הריסים. בעוד מבנה 3D הוא הכרחי עבור חלק רקמת החיבור, ההגירה של תאי האפיתל מחייבת קרום דמוית מרתף פני השטח כדי להשיג תנועה כיוונית וסגירת הפצע. סרטים רבים שכבתיים polyelectrolyte (PEMs) הם אופציה אפשרית אחת להשיג מחקה קרום במרתף. שיטת שכבה אחר שכבה (LbL) היא תהליך תכליתי להשיג ציפוי פני שטח דק ופונקציונלי. היא מבוססת על אינטראקציות אלקטרוסטטיות של שתי polyelectrolytes הטעונים הפוך והצטברותם באופן רציף כדי לקבל קנה המידה ננומטרי ציפוי פני שטח שתכונותיו יכול להיות מגוונות על ידי משתנים פשוט משתנים כגון מיני polyelectrolyte, pH,מספר שכבה, תוספת של שכבת מכסת, אחד וכו 'crosslinking היתרונות העיקריים של שיטת LbL היא היכולת שלה להתאים את הטופוגרפיה של המצע הבסיסי. לכן, בתנאים מבוקרים בשיטה זו יכולה לשמש גם לקבלת משטח כיסוי של מבנים נקבוביים. אם הקולגן משמש כאחד מpolyelectrolytes זה אפשרי להשיג מבני nanofibrillar שיכול לחקות את פני השטח של קרום במרתף. Hydrophobicity של טיטניום מאפשר פיתוח של מבנים כאלה וfibrillarity ניתן לשמר בציפוי עבה ^14. יכולים גם להיות נשלטו קובץ מצורף והתנועה של תאים על פני השטח בדרך זו. באמצעות הקפאת חילוץ וציפוי סרט LbL ברצף, ניתן להשיג מבנה שבו תנועת תא יכולה להיות נשלט רוחבי, אורכי circumferentially ^15.

כאן אנו מתארים שתי שיטות חדשניות לשינוי שתלי טיטניום באמצעות ההתנהגות הידרופובי שלהם שיכולים להיותהוארך לשינוי של שתלים נקבוביים שונים: א) היווצרות הדרגתיים של micropores בתוך שתלי טיטניום macroporous עם הידרופובי, פולימרים סינטטיים ii) היווצרות של שכבת סרט פולימרים עבה על פני השטח השתל שתומך בגדילת תאים והיווצרות רירית ידי multilayers polyelectrolyte. ניתן להשתמש בשיטות אלה ברצף או בנפרד. הם מספקים מבנים המבטיחים הגירה מבוקרת וארגון המרחבי של תאים מסוגים שונים ברקמות תאיות ^16,17. למקרה הספציפי של קנה הנשימה, את התוצאה הרצויה לשתל תהיה קולוניזציה על ידי רקמת fibrovascular בתוך הדרגתיים micropore ללא restenosis וההיווצרות של הציפוי הפנימי של תאי אפיתל ריסים על multilayers polyelectrolyte.

אחת דרכים לשליטה באינטגרציה של שתלים היא לעשות התערבויות כירורגיות קטנות בתקופת האינטגרציה שלהם עם המארח באתרו. על מנת להיות לא מסוגלo להחליט על העיתוי של ההתערבויות, חשוב לקבל מידע על ההשפעות המערכתיות של השתל. חלבון מגיב C (CRP) כבר משמש לניטור של זיהום ותגובה דלקתית במסגרות קליניות. Chromogranin (CGA) יכול לשמש גם באופן דומה ועשויים לספק תוצאות מדויקות יותר כדי לבחון את הרמה של דלקת ^18. כדרך אפשרית של התבוננות אינטגרציה שתל מתכתית in vivo, אנו מציגים הליך ניטור רציף של תופעות מערכתיות שתל על ידי אפיון של דגימות דם של בעלי חיים עם כרומטוגרפיה נוזלית בלחץ גבוה (HPLC) ורצף חלבון שלאחר מכן. שכלול של שיטה זו יכול לשמש גם כדי להתחמק מניתוח היסטולוגית נקודת סיום קבוע. חיתוך היסטולוגית של שתלים מתכתיים הוא תהליך ארוך, מסורבל ויקר, ויכול להתבצע רק בנקודות זמן ספציפיות. בגלל סיבה זו, בדיקות דם המספקים מידע חזק על בריאות השתל מתוכננת היטב, הייתייהיו מסלולים אפשריים כדי להקטין את הניסויים בבעלי חיים כפי שנקבע לפי כללי האיחוד האירופי האחרונים הנוגעים לניסויים בבעלי החיים.

השיטות שהוצגו כאן יכולות לשמש כדי לשפר את הביצועים של שתלים מתכתיים באמצעות functionalization או שיש דרך חלופית של ניטור את השתלים הקיימים.

Protocol

1. הכנת מעברי צבע micropore בשתלים מתכתיים Macroporous

1. נקה את השתלים (כמו שתלים העשויים מחרוזי טיטניום כיתה רפואיים עם מגוון גודל של מיקרומטר 400-500, Neyco SAS, צרפת) עם אתנול ולאחר מכן sonicate באצטון למשך 15 דקות.
2. עיצוב ותבניות טפלון לייצר על פי גודל השתל והצורה (לניסויים סטנדרטיים, תבניות גליליות בקוטר 1.5 ס"מ בגובה של 2 ס"מ משמשות). תבניות צריכה להיות מודולרי, כך שניתן להסיר את החלקים מסוימים במהלך חילוץ. כגון עיצוב עובש מבטיח שליטה על תהליך החילוץ על ידי לאלץ את התנועה של נוזל המיצוי באופן מכוון.
3. לשתלים צינורי שנועדו להחליף את קנה הנשימה, את המבנה צריך להיות מורכב משלושה חלקים: א) חלק תחתון כדי לקבוע את גודל השתל, II) mandrel וIII) ליבה חיצונית אשר ניתנת להסרה. בדרך זו, יכול להיווצר שיפוע הגודל הנקבובית מבחוץ כלפי פנימה.
4. הכן את פתרון הפולימר הסינטטי (PLLA): לפתרון PLLA הקפאה / חילוץ צריך להיות מוכן בתערובת בינארית של dioxane ומים (87:13%, V: V).
5. מחממים את התערובת עד 60 ° C כדי להשיג פתרון הומוגני. 60 ° C שנבחר כפי שהוא המגבלה גבוהה יותר של ההתנגדות לטמפרטורת מזרקי זכוכית הדיוק שיש לו כדי לשמש לכניסתה של הפתרון לשתלים.
6. אם נעשה שימוש בפתרוני ריכוז גבוה (≥ 6%), משקל מולקולריים גבוהים PLLA, להציג את הפתרון לתוך השתל לאחר החימום באופן מיידי. אחרת gelation של הפתרון מתרחש ללא טבילה מלאה.
7. חשב את הנפח של תמיסת הפולימר נדרשה בגין הנקבוביות של השתל, לשינוי הדיוק בנפח של הפתרון הקפוא יכול להילקח בחשבון.
8. להציג את הפתרון לשתלים עם מזרקים זכוכית דיוק עם 0.1 דיוק μl. הגבול התחתון לריכוז הפולימר הוא3% להיווצרות שיפוע נקבובית לשעתק ואילו הוא הופך להיות קשה להשיג הפצה הומוגני בדגימות העבות מעל 6%. עם זאת, עבור יישומים ספציפיים ניתן להשתמש בו ריכוזים אחרים.
9. להקפיא את הדגימות באופן ישיר ב -80 ° C או עם תקופת דגירה מוקדמת של 30 דקות בטמפרטורת חדר. תנאי הקפאה לקבוע באופן חלקי את היווצרות הנקבובית, ובכך ניתן להתאים את תנאי ההקפאה לפי נקבוביות מטרה. לשמור את הדגימות למשך הלילה ב -80 ° C.
10. הפקה: לטבול את השתלים ב80% EtOH מראש צונן. לבצע את החילוץ ב -20 ° C במשך לילה. כדי להשיג הדרגתיים נקבוביות, להסיר את כל חלקי עובש למעט mandrel לשתלי צינורי ואת כל החלקים מלבד חלק התחתון של שתלים בצורת דיסק. השתמש באזמל מראש צונן להפרדה קלה יותר של העובש.
11. לאחר החילוץ ב -20 ° C למשך לילה ^19, להסיר את החלקים הנותרים עובש ואוויר יבש את השתלים. לאפיון שלהנקבוביות הכולל של ניתוח מרקורי Porosimeter המבנה הוא הכרחי. מדידות הראו מרקורי Porosimeter שיאים ברורים שתואמים את הנקבוביות על שני הצדדים של השתל ואת הנקבוביות interdispersed הקטנות יותר. עם זאת את הנתונים חיוניים יותר הוא ההבדל בין porosities של משטחי intraluminal וextraluminal, אשר יכול להיות מנותח על ידי J תמונה להפצת גודל נקבובית עם מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) ^20. לצורך האימות של השיפוע הנקבובית, להקפיא את השבר הדגימות ולבחון את החתך עם SEM.
12. בשל אופייה הפתוח הנקבובי של השתלים בשימוש, ואת הקיבולת המשקפת אור של טיטניום, זה אפשרי לעשות את Z-ערימות של תאים שכותרתו בתוך השתלים נקבוביים. לתייג את התאים עם PKH26 או Calcein-AM ולדמיין את השתלים עם מיקרוסקופ לייזר confocal.

2. ציפוי פני השטח של שתלים מתכתיים נקבוביים עם multilayers קולגן / אלגינט

1. להצטברותשל multilayers, שחזור הגבוה ביותר מתקבל עם רובוטים טבילה. עם זאת, אם רובוט טבילה אינו זמין ניתן לעשות את הפעולות הבאות באופן ידני.
2. השתמש רפואי כיתה קולגן סוג ואלגינט הנתרן. הריכוזים האופטימליים הם 0.5 גר '/ ל' לכל 150 מ"מ NaCl בחיץ ציטרט ב-pH 3.8.
3. ממיסים את פתרון קולגן הלילה על מנת להבטיח את ההומוגניות של הפתרון. ה-pH חומצי של 3.8 הכרחית ליציבות הצטברות של השכבות כמבנה אינו יציב לפני crosslinking בpH ניטראלי.
4. להפקיד את השכבות על ידי מערכת רובוט טבילה על ידי טבילת השתלים לתוך פתרונות קולגן ואלגינט לחלופין. זמן הפקדת הוא 15 דקות לכל שכבה שלאחר מכן. יש לשטוף את המבנה בשלבים בין תצהיר עם 150 מ"מ NaCl ב-pH 3.8 למשך 5 דקות.
5. בעל עיצוב ספציפי לניצול של השתלים עם רובוטים טבילה המשמשים בייצור רב שכבתי polyelectrolyte. להפקיד את השכבות על פני השטח של טיטניום או רק implaNTS או שתלים שונה כאמור בסעיף 1.
6. התייצבות של הקרום במרתף לחקות עם genipin: הכן את פתרון crosslinking בחיץ ציטרט dimethylsulfoxide (DMSO) / (150 מ"מ NaCl, pH 3.8) בשעה 01:04 V: יחס V. מגוון רחב של ריכוזים יכול לשמש ו100 מ"מ הוא נאותים לcrosslinking. ממיסים genipin הראשונה ברכיב DMSO ולהוסיף רכיב המים מאוחר יותר, כדי למנוע יצירת גושים.
7. Crosslink הדגימות על ידי הטבילה בפתרון crosslinking בין 12-24 שעות. לאחר מכן לשטוף עם כמות שפע של חיץ ציטרט (pH 3.8).
8. לאחר שלבי כביסה, לעקר את הדגימות או עם טיפול בקרינת UV (30 דקות) או אמבטיה אנטיביוטיקה / פטריות (פניצילין / סטרפטומיצין, Fungizone).
9. הפרמטרים העיקריים הקובעים את איכותו של הקרום במרתף הם לחקות את עוביו והקוטר של הסיבים. לחשב את קטרי הסיבים באמצעות מיקרוסקופית כוח אטומי (AFM) המתקבלות במצב קשר תמונות. לייבש את הדגימות עםזרימת חנקן לפני ההדמיה. לכמת את העובי של לפחות 10 סיבי לכל תמונה כדי לקבוע את העובי הממוצע יפון עם תוכנת J תמונה.
10. העובי של הסרטים יכול להיקבע על ידי בדיקות התחלה באמצעות AFM. יבש (COL / ALG) ₂₄ סרטים רבים שכבתיים / COL. שימוש במחט מזרק לגרד את הסרט. לאחר הלוקליזציה של השריטה עם מיקרוסקופ אור, להשיג תמונות עם AFM על 10 משטחים ² מיקרומטר 10 x בגבול של השריטה. לחשב את הגבהים מהפרופילים שהושגו עם תוכנת AFM, המספק עובי שכבת הסרט.

3. ניטור עקיף של אינטגרציה שתל in vivo על ידי ניתוח של פלזמה דם

1. כל האישורים הנדרשים הוועדה צריכים להיות מובן ניסויים בבעלי חיים בהתאם לכללים המסדירים עבור כל מדינה ^21. במקרה שלנו המדריך לטיפול ושימוש בחי מעבדה (המועצה הלאומית למחקר, 2010) ואחריו והדואר אישור ועדת אתיקה של האוניברסיטה שטרסבורג מתקבל.
2. לבצע את ההשתלה באתר היעד. פרוטוקול ניטור הדם ניתנו כאן שימש להחלפת קנה הנשימה בארנבים לבנים בניו זילנד של כריתת קנה הנשימה 15 מ"מ.
3. בעקבות השתלת מעקב יומי הוא הכרחי כגון montioring רווחתם של בעלי החיים (ריפוי סביב אתרי הניתוח, קצב נשימה) הכללי ורישום המשקל שלהם.
4. כדי לאמת את בדיקת הדם, להשתמש בשיטה מבוססת היטב כגון בדיקות ELISA לרמות ה-CRP בדם. בדיקות ה-CRP לבעלי חיים רבים זמינות והמבחן הספציפי המשמש לארנבונים מופיע בטבלה 1. כמו כן, השתמש המערבי סופג לקביעת רמות CGA. נוגדנים נגד CGA חד שבטיים (אנטי CGA _47-68) היו בשימוש בפרוטוקול זה.
5. לאפיון פלזמה, להשיג דגימות דם מורידי האוזניים של הארנבים. צנטריפוגה ב 5000 סל"ד במשך 20 דקות ב 4 °, ג השתמש supernatant מתקבל לניתוח. בהליך שלנו, בדיקות אלה נעשות על בסיס שבועי, אבל בדיקות תכופות יותר גם אפשרית.
6. היפוך שלב טיהור HPLC של תכולת חלבון פלזמה: חלץ את הפלזמה הארנב עם 0.1% של חומצת trifluoroacetic (1:1; V: V). לטהר את התמצית באמצעות HPLC מערכת Dionex (אולטימטיבי 3000; סאניווייל, קליפורניה ארצות הברית) בשלב הפוך 300-5C18-עמודת nucleosil (4 x 250 מ"מ; גודל חלקיקים 5 מיקרומטר, נקבוביות, 300 א).
7. רשום את הספיגה ב 214 ו 280 ננומטר. מערכת הממס משמשת היא אני) מרכך: 0.1% (V / V) חומצת trifluoroacetic (TFA) במים ושניים) מרכך ב ': 0.09% (V / V) TFA ב70% (V / V) אצטוניטריל מים.
8. השתמש בקצב זרימה של 700 μl / דקות שימוש הדרגתיים לelutions. לאסוף את שברי השיא. לרכז את השברים על ידי אידוי על ידי יישום מהיר ואקום. זה חשוב כדי לעצור את מהירות ואקום לפני היובש מוחלט.
9. לתאם את הפסגות שהושגו בשלב נקודות שונות על פני שיתוףUrse תקופת ההשתלה. השתמש בפפטידים המטוהרים המראים מגמות עקביות במהלך ההשתלה לזיהוי אוטומטי על ידי Edman רצף.
10. אוטומטי Edman רצף של פפטידים: קבע את רצף N-המסוף של פפטידים מטוהרים על ידי השפלה אוטומטית Edman באמצעות microsequencer Procise. טען את הדגימה למסננים מזכוכית polybrene שטופלו. השלב הבא הוא זיהוי של חומצות אמינו (Phenylthiohydantoin-PTH-XAA) על ידי כרומטוגרפיה בעמודת C ₁₈ (, 200 מ"מ C-18 x 2.1 PTH) ^22. לאחר הרצף מתקבל, ניתן לזהות אותו על ידי שימוש בתוכנת מסד נתונים פיצוץ שוויצרי Prot.

תוצאות

היווצרות הדרגתיים נקבובית

על ידי שינוי הריכוז של פתרון PLLA, אפשר לשלוט על הגודל של הנקבוביות בצד extraluminal של השתלים. גודל וצורה נקבוביות הושפע באופן משמעותי על ידי הנוכחות של שתלי טיטניום (1A ו-1B דמויות). גודל נקבובית נע 40-100...

Discussion

הדרגתיים נקבובית הם כלים חשובים בהנדסת רקמות ממשק והוא יכול לשמש את המערכת המתוארת כאן לבד או בשילוב עם שתלים מתכתיים כדי ליצור שיפוע נקבובית ללמוד נדידת תאים. המערכת אינה מחייבת כל הגדרה נוספת או ציוד נוסף מלבד מנדף כימי כדי לטפל בממסים אורגניים, ולכן זה יכול להיות ?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Reagent
Dioxane	Sigma-Aldrich	360481	Toxic material, Strictly under chemical hood
PLLA i. Poly(L-lactide) inherent viscosity ~0.5 dl/g ii. Poly(L-lactide) inherent viscosity ~2.0 dl/g	Sigma-Aldrich	94829, 81273	The choice of molecular weight and inherent viscosity is application dependent.
PRONOVA UP LVG (Sodium Alginate)	Novamatrix	4200006	Low viscosity(20-200 mPa.s)
Collagen type I (Bovine)	Symatese	CBPE2US100
Pen/Strep, Fungizone	Promocell	C42020
Genipin	Wako	0703021
Silicon nitride probes with aspring constant of 0.03 N.m-1.	Bruker	MSCT
Trifluoroacetic acid for HPLC ,≥99.0%	Sigma-Aldrich	302031	Hazardous Material, Please follow MSDS carefully
Acetonitrile, for HPLC ,≥99.9%	Sigma-Aldrich	34998
Calcein-AM	Invitrogen	C3100MP
PKH26 Red Fluorescent Cell Linker Kit for General Cell Membrane Labeling	Sigma-Aldrich	PKH26GL
Rabbit C-Reactive Protein (CRP) ELISA kit	Genway Bio	GWB-9BF960
DMSO, Bioreagent, ≥99.7%	Sigma-Aldrich	D2650
Equipment
Multimode Nanoscope IV Atomic Force microscope	Bruker
Procise microsequencer	Applied Biosystems
Ultima 3000 HPLC system	Dionex
Scanning Electron Microscope Hitachi TM 100	Hitachi
Confocal Scanning Laser Microscope Zeiss LSM 510	Zeiss
Table 1. List of Materials and Reagents.