Mechanical Stimulation of Chondrocyte-agarose Hydrogels

Articular cartilage suffers from a limited repair capacity when damaged by mechanical insult or degraded by disease, such as osteoarthritis. To remedy ...

Queen's University 

Notre objectif &eacute;tait d&#39;examiner le potentiel d&#39;un genipin r&eacute;ticul&eacute; syst&egrave;me d&#39;hydrogel de fibrine humaine comme un &eacute;chafaudage pour l&#39;ing&eacute;nierie tissulaire du cartilage articulaire. Chondrocytes articulaires humaines ont &eacute;t&eacute; incorpor&eacute;s dans des gels de fibrine humaine modifi&eacute;e et &eacute;valu&eacute;s propri&eacute;t&eacute;s m&eacute;caniques, la viabilit&eacute; cellulaire, l&#39;expression des g&egrave;nes, la production de matrice extracellulaire et biod&eacute;gradation sous-cutan&eacute;e. Genipin, une origine naturelle compos&eacute; utilis&eacute; dans le traitement de l&#39;inflammation, a &eacute;t&eacute; utilis&eacute; comme un agent. Genipin r&eacute;ticulation n&#39;affectait pas significativement la viabilit&eacute; cellulaire, mais augment&eacute; de fa&ccedil;on significative les modules de compression et de cisaillement dynamiques de l&#39;hydrogel. Le rapport de la variation dans le collag&egrave;ne II versus le collag&egrave;ne je l&#39;expression augment&eacute;e plus de 8 fois plus de 5 semaines tel que d&eacute;tect&eacute; par RT-PCR en temps r&eacute;el. L&#39;accumulation de collag&egrave;ne II et AGGRECANE dans la matrice extracellulaire hydrogel a &eacute;t&eacute; observ&eacute;e apr&egrave;s 5 semaines en culture cellulaire. Dans l&#39;ensemble, nos r&eacute;sultats indiquent que genipin semblait inhiber la r&eacute;action inflammatoire observ&eacute;e 3 semaines apr&egrave;s l&#39;implantation sous-cutan&eacute;e de la fibrine des rats. Par cons&eacute;quent, hydrogels de fibrine r&eacute;ticul&eacute;e genipin utilisable comme &eacute;chafaudages ing&eacute;nierie tissulaire cellulaire compatible pour la r&eacute;g&eacute;n&eacute;ration du cartilage articulaire, pour utilit&eacute; dans les traitements autologues qui &eacute;liminent le risque de rejet des tissus et l&#39;infection virale.

Genipin r&eacute;ticul&eacute; fibrine hydrogels pour la r&eacute;g&eacute;n&eacute;ration tissulaire le cartilage articulaire humaine in vitro.

Es war unser Ziel, das Potenzial von einem Genipin untersuchen menschliche Fibrin Hydrogel System als ein Ger&uuml;st f&uuml;r Gelenkknorpel-Tissue-Engineering vernetzt. Menschliche Articulare Chondrozyten wurden ver&auml;nderte menschliche Fibrin Gele einverleibt und f&uuml;r mechanische Eigenschaften, Zellviabilit&auml;t, Genexpression, Produktion der extrazellul&auml;ren Matrix und subkutane Bioabbau ausgewertet. Genipin, eine nat&uuml;rlich vorkommende Verbindung verwendet in der Behandlung von Entz&uuml;ndungen, diente ein Cross-Linker. Genipin Vernetzung hat die Zellviabilit&auml;t nicht signifikant beeinflusst, aber deutlich erh&ouml;ht die dynamische Komprimierung und Scherung Moduli das Hydrogel. Das Verh&auml;ltnis der &Auml;nderung der Kollagen II im Vergleich zu Kollagen ich Ausdruck erh&ouml;ht mehr als 8-fach &uuml;ber 5 Wochen mit Real-Time RT-PCR nachgewiesen werden. Akkumulation von Kollagen II und Aggrecan in Hydrogel extrazellul&auml;ren Matrix wurde nach 5 Wochen in der Zellkultur beobachtet werden. Unsere Ergebnisse zeigen insgesamt, dass diese Genipin erschien die entz&uuml;ndliche Reaktion beobachtet 3 Wochen nach subkutaner Implantation von der Fibrin in Ratten zu hemmen. Daher Genipin vernetztes Fibrin Hydrogele als Zelle-kompatiblen Gewebe engineering Ger&uuml;ste zur Regeneration des Gelenkknorpels, Utility in Autologen Behandlungen einsetzbar, die das Risiko von Gewebe Ablehnung und virale Infektion zu beseitigen.

Genipin vernetzt Fibrin Hydrogele f&uuml;r in-vitro-menschlichen Gelenkknorpel Tissue-engineered Regeneration.

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Our objective was to examine the potential of a genipin cross-linked human fibrin hydrogel system as a scaffold for articular cartilage tissue engineering. Human articular chondrocytes were incorporated into modified human fibrin gels and evaluated for mechanical properties, cell viability, gene expression, extracellular matrix production and subcutaneous biodegradation. Genipin, a naturally occurring compound used in the treatment of inflammation, was used as a cross-linker. Genipin cross-linking did not significantly affect cell viability, but significantly increased the dynamic compression and shear moduli of the hydrogel. The ratio of the change in collagen II versus collagen I expression increased more than 8-fold over 5 weeks as detected with real-time RT-PCR. Accumulation of collagen II and aggrecan in hydrogel extracellular matrix was observed after 5 weeks in cell culture. Overall, our results indicate that genipin appeared to inhibit the inflammatory reaction observed 3 weeks after subcutaneous implantation of the fibrin into rats. Therefore, genipin cross-linked fibrin hydrogels can be used as cell-compatible tissue engineering scaffolds for articular cartilage regeneration, for utility in autologous treatments that eliminate the risk of tissue rejection and viral infection.

Genipin cross-linked fibrin hydrogels for in vitro human articular cartilage tissue-engineered regeneration.

Il nostro obiettivo era di esaminare il potenziale di un Genipina reticolato sistema idrogel fibrina umana come un&#39;impalcatura per ingegneria tissutale della cartilagine articolare. Umani nei condrociti articolari erano incorporati nel gel di fibrina umana modificata e valutati per le propriet&agrave; meccaniche, vitalit&agrave; cellulare, espressione genica, produzione di matrice extracellulare e la biodegradazione sottocutaneo. Genipina, un naturalmente composti utilizzati nel trattamento di infiammazioni, &egrave; stato usato come un cross-linker. Genipina cross-linking non significativamente influisce sulla vitalit&agrave; delle cellule, ma significativamente aumentato i moduli di compressione e taglio dinamici dell&#39;idrogel. Il rapporto del cambio di collagene II versus collagene sono espressione aumentata oltre ad oltre 5 settimane come rilevato con RT-PCR in tempo reale. Accumulo di collagene II e aggrecan nella matrice extracellulare hydrogel &egrave; stata osservata dopo 5 settimane in coltura cellulare. Nel complesso, i nostri risultati indicano che Genipina &egrave; apparso per inibire la reazione infiammatoria osservata 3 settimane dopo l&#39;impianto sottocutaneo della fibrina in ratti. Pertanto, Genipina fibrina idrogel pu&ograve; essere utilizzato come impalcature ingegneria dei tessuti cellulari compatibili per la rigenerazione della cartilagine articolare, per utilit&agrave; in autologhi trattamenti che eliminano il rischio di rigetto dei tessuti e l&#39;infezione virale.

Genipina reticolato idrogel di fibrina per la rigenerazione tessutale cartilagine articolare umana in vitro.

&#x6211;&#x3005; &#x306E;&#x76EE;&#x7684;&#x306F;&#x3001;genipin &#x306E;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x3092;&#x691C;&#x8A0E;&#x3059;&#x308B;&#x4EBA;&#x9593;&#x306E;&#x30D5;&#x30A3;&#x30D6;&#x30EA;&#x30F3; &#x30CF;&#x30A4;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB; &#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x95A2;&#x7BC0;&#x8EDF;&#x9AA8;&#x7D44;&#x7E54;&#x5DE5;&#x5B66;&#x7528;&#x8DB3;&#x5834;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x67B6;&#x6A4B;&#x3060;&#x3063;&#x305F;&#x3002;&#x4EBA;&#x9593;&#x306E;&#x95A2;&#x7BC0;&#x8EDF;&#x9AA8;&#x5909;&#x66F4;&#x4EBA;&#x9593;&#x30D5;&#x30A3;&#x30D6;&#x30EA;&#x30F3;&#x306B;&#x7D44;&#x307F;&#x8FBC;&#x307E;&#x308C;&#x3066;&#x3001;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x6027;&#x8CEA;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x751F;&#x5B58;&#x7387;&#x3001;&#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x767A;&#x73FE;&#x3001;&#x7D30;&#x80DE;&#x5916;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x751F;&#x7523;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x76AE;&#x4E0B;&#x751F;&#x5206;&#x89E3;&#x306E;&#x8A55;&#x4FA1;&#x3002;&#x708E;&#x75C7;&#x306E;&#x6CBB;&#x7642;&#x306B;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x5316;&#x5408;&#x7269;&#x5929;&#x7136; Genipin&#x3001;&#x67B6;&#x6A4B;&#x5264;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x4F7F;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;Genipin &#x67B6;&#x6A4B;&#x5927;&#x5E45;&#x306B;&#x7D30;&#x80DE;&#x751F;&#x5B58;&#x7387;&#x306B;&#x5F71;&#x97FF;&#x3057;&#x306A;&#x304B;&#x3063;&#x305F;&#x304C;&#x30D2;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x306E;&#x52D5;&#x7684;&#x5727;&#x7E2E;&#x3068;&#x305B;&#x3093;&#x65AD;&#x306E;&#x4FC2;&#x6570;&#x3092;&#x5927;&#x5E45;&#x306B;&#x5897;&#x52A0;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3; II &#x5BFE;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3;&#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x306E;&#x5272;&#x5408;&#x306F;&#x767A;&#x73FE;&#x5897;&#x52A0;&#x3088;&#x308A;&#x3082; 8 &#x500D;&#x4EE5;&#x4E0A; 5 &#x9031;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0; RT-PCR &#x3092;&#x691C;&#x51FA;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30B3;&#x30E9;&#x30FC;&#x30B2;&#x30F3; II &#x3068;&#x30A2;&#x30B0;&#x30EA;&#x30AB;&#x30F3; &#x30CF;&#x30A4;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x7D30;&#x80DE;&#x5916;&#x30DE;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x30B9;&#x306E;&#x84C4;&#x7A4D;&#x7D30;&#x80DE;&#x57F9;&#x990A;&#x3067;&#x306E; 5 &#x9031;&#x9593;&#x5F8C;&#x306B;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x5168;&#x4F53;&#x7684;&#x306B;&#x3001;&#x6211;&#x3005; &#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x30E9;&#x30C3;&#x30C8;&#x3001;&#x30D5;&#x30A3;&#x30D6;&#x30EA;&#x30F3;&#x306E;&#x76AE;&#x4E0B;&#x6CE8;&#x5165;&#x5F8C; 3 &#x9031;&#x9593;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3057;&#x305F;&#x708E;&#x75C7;&#x53CD;&#x5FDC;&#x3092;&#x6291;&#x5236;&#x3059;&#x308B;&#x305D;&#x306E; genipin &#x306B;&#x767B;&#x5834;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3057;&#x305F;&#x304C;&#x3063;&#x3066;&#x3001;genipin &#x67B6;&#x6A4B;&#x30D5;&#x30A3;&#x30D6;&#x30EA;&#x30F3; &#x30D2;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB; &#x30BB;&#x30EB;&#x4E92;&#x63DB;&#x30C6;&#x30A3;&#x30C3;&#x30B7;&#x30E5;&#x5DE5;&#x5B66;&#x306E;&#x8DB3;&#x5834;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x95A2;&#x7BC0;&#x8EDF;&#x9AA8;&#x518D;&#x751F;&#x7D44;&#x7E54;&#x306E;&#x62D2;&#x7D76;&#x53CD;&#x5FDC;&#x3084;&#x30A6;&#x30A4;&#x30EB;&#x30B9;&#x611F;&#x67D3;&#x306E;&#x30EA;&#x30B9;&#x30AF;&#x3092;&#x6392;&#x9664;&#x3059;&#x308B;&#x81EA;&#x5DF1;&#x6CBB;&#x7642;&#x306B;&#x30E6;&#x30FC;&#x30C6;&#x30A3;&#x30EA;&#x30C6;&#x30A3;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

Genipin in vitro &#x3072;&#x3068;&#x95A2;&#x7BC0;&#x8EDF;&#x9AA8;&#x518D;&#x751F;&#x7D44;&#x7E54;&#x5DE5;&#x5B66;&#x30D5;&#x30A3;&#x30D6;&#x30EA;&#x30F3; &#x30D2;&#x30C9;&#x30ED;&#x30B2;&#x30EB;&#x67B6;&#x6A4B;&#x3002;

&#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xBAA9;&#xC801;&#xC740; &#xAD00;&#xC808; &#xC5F0;&#xACE8; &#xC870;&#xC9C1; &#xACF5;&#xD559;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xBE44; &#xACC4;&#xB85C; &#xC778;&#xAC04;&#xC758; &#xC12C;&#xC720; &#xC18C; hydrogel &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; &#xC2ED;&#xC790;&#xAC00; genipin&#xC758; &#xAC00;&#xB2A5;&#xC131;&#xC744; &#xAC80;&#xC0AC; &#xD558;&#xB294;. &#xC778;&#xAC04;&#xC758; &#xAD00;&#xC808; chondrocytes &#xC218;&#xC815;&#xB41C; &#xC778;&#xAC04;&#xC758; &#xC12C;&#xC720; &#xC18C; &#xC824;&#xC5D0; &#xD1B5;&#xD569; &#xB418;&#xC5C8;&#xACE0;, &#xAE30;&#xACC4;&#xC801; &#xD2B9;&#xC131;, &#xC138;&#xD3EC; &#xC0DD;&#xC874; &#xB2A5;&#xB825;, &#xC720;&#xC804;&#xC790; &#xBC1C;&#xD604;, &#xC138;&#xD3EC; &#xC678; &#xAE30;&#xC9C8; &#xC0DD;&#xC0B0; &#xBC0F; &#xD53C;&#xD558; biodegradation &#xD3C9;&#xAC00;. &#xC790;&#xC5F0; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD654;&#xD569;&#xBB3C; &#xC5FC;&#xC99D;&#xC758; &#xCE58;&#xB8CC;&#xC5D0; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB418;&#xB294; Genipin&#xB294; cross-linker&#xB85C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. Genipin &#xD06C;&#xB85C;&#xC2A4; &#xC138;&#xD3EC; &#xC0DD;&#xC874; &#xB2A5;&#xB825;&#xC5D0; &#xD070; &#xC601;&#xD5A5;&#xC744; &#xC8FC;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC558;&#xB2E4; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xD06C;&#xAC8C; &#xC99D;&#xAC00; &#xD558;&#xB294; hydrogel&#xC758; &#xB3D9;&#xC801; &#xC555;&#xCD95; &#xBC0F; &#xC804;&#xB2E8; &#xC751;&#xC6A9;. &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90; II &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90; &#xB300; &#xBCC0;&#xD654;&#xC758; &#xBE44;&#xC728; &#xB098; &#xC2DD; &#xC8FC; &#xC2E4;&#xC2DC;&#xAC04; RT-PCR&#xC640; &#xAC10;&#xC9C0; 8-fold &#xC774;&#xC0C1; 5 &#xBCF4;&#xB2E4; &#xB354; &#xC99D;&#xAC00; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xCF5C;&#xB77C;&#xAC90; II&#xC640; aggrecan hydrogel &#xC138;&#xD3EC; &#xC678; &#xAE30;&#xC9C8;&#xC5D0;&#xC758; &#xCD95;&#xC801;&#xC740; &#xC138;&#xD3EC; &#xBC30;&#xC591;&#xC5D0;&#xC11C; 5 &#xC8FC; &#xD6C4;&#xC5D0; &#xAD00;&#xCC30; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xC804;&#xBC18;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; &#xC950;&#xC5D0;&#xB294; &#xC12C;&#xC720; &#xC18C;&#xC758; &#xD53C;&#xD558; &#xC8FC;&#xC785; &#xD6C4; 3 &#xC8FC; &#xAD00;&#xCC30; &#xC5FC;&#xC99D; &#xBC18;&#xC751;&#xC744; &#xC5B5;&#xC81C; &#xD558;&#xB294; genipin &#xB4F1;&#xC7A5; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0C5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB530;&#xB77C;&#xC11C;, genipin &#xBCF5;&#xC0AC;&#xD574;&#xC62C;&#xB41C; &#xC12C;&#xC720; &#xC18C; hydrogels &#xD5CC; &#xCE58;&#xB8CC;&#xC5D0; &#xC870;&#xC9C1;&#xC758; &#xC81C;&#xAC70;&#xC640; &#xBC14;&#xC774;&#xB7EC;&#xC2A4; &#xC131; &#xAC10;&#xC5FC;&#xC758; &#xC704;&#xD5D8;&#xC744; &#xC81C;&#xAC70; &#xD558;&#xB294; &#xC720;&#xD2F8;&#xB9AC;&#xD2F0;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xAD00;&#xC808; &#xC5F0;&#xACE8; &#xC7AC;&#xC0DD;&#xC744; &#xC704;&#xD55C; &#xC138;&#xD3EC; &#xD638;&#xD658; &#xC870;&#xC9C1; &#xC5D4;&#xC9C0;&#xB2C8;&#xC5B4;&#xB9C1; &#xAC74;&#xC124; &#xAE30;&#xACC4; &#xC784;&#xB300;&#xB85C; &#xC0AC;&#xC6A9;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Genipin &#xCCB4; &#xC678; &#xC778;&#xAC04; &#xAD00;&#xC808; &#xC5F0;&#xACE8; &#xC870;&#xC9C1; &#xACF5;&#xD559; &#xC7AC;&#xC0DD; &#xC12C;&#xC720; &#xC18C; hydrogels &#xC2ED;&#xC790;&#xAC00;.

Nuestro objetivo era examinar el potencial de un genipin reticulado sistema de hidrogel de fibrina humana como un andamio para ingenier&iacute;a de tejidos del cart&iacute;lago articular. Condrocitos articulares humanos fueron incorporados gel de fibrina humana modificado y evaluados para propiedades mec&aacute;nicas, viabilidad celular, expresi&oacute;n g&eacute;nica, producci&oacute;n de matriz extracelular y biodegradaci&oacute;n subcut&aacute;nea. Genipin, un natural compuesto utilizado en el tratamiento de la inflamaci&oacute;n, fue utilizado como un vinculante. Genipin Cross-linking no afect&oacute; significativamente la viabilidad celular, pero aument&oacute; significativamente las din&aacute;micas m&oacute;dulos de compresi&oacute;n y cizalla del hidrogel. El cociente del cambio de col&aacute;geno II versus col&aacute;geno I expresi&oacute;n aumentada m&aacute;s 8 m&aacute;s de 5 semanas como detectado con RT-PCR en tiempo real. Acumulaci&oacute;n de col&aacute;geno II y aggrecan en la matriz extracelular de hidrogel fue observada despu&eacute;s de 5 semanas en cultivo celular. En general, nuestros resultados indican que genipin parece inhibir la reacci&oacute;n inflamatoria observada 3 semanas despu&eacute;s de la implantaci&oacute;n subcut&aacute;nea de la fibrina en ratas. Por lo tanto, genipin fibrina entrecruzada hidrogeles pueden utilizarse como tejido celular compatible con ingenier&iacute;a andamios para la regeneraci&oacute;n de cart&iacute;lago articular, para utilidad en tratamientos aut&oacute;logos que eliminan el riesgo de rechazo del tejido y la infecci&oacute;n viral.

James A. Kaupp

Department of Mechanical and Materials Engineering

Queen's University

Mechanical Stimulation of Chondrocyte-agarose Hydrogels

James A. Kaupp

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Department of Mechanical and Materials Engineering

Queen's University

Mechanical Stimulation of Chondrocyte-agarose Hydrogels

Department of Mechanical and Materials Engineering