콜라겐 하이드로겔은 엔지니어링 조직의 개발을 용이하게 하는 네이티브 조직의 것과 유사한 생물학적으로 호환되는 3차원 구조의 역할을 합니다. 콜라겐, 이러한 젤의 주요 구성 요소, 결합 조직에서 발견 하는 세포 외 매트릭스 단백질. 그리고 주로 물로 구성된 3D 폴리머 네트워크인 하이드로겔을 제조하는 데 사용됩니다. 이 비디오는 콜라겐의 생리적 역할, 돼지 피부에서 콜라겐의 격리 및 처리 절차, 정제 된 단백질에서 하이드로 겔의 제조, 마지막으로 이러한 콜라겐 하이드로 겔의 사용을위한 몇 가지 응용 프로그램을 소개합니다.
결합 조직의 세포 외 매트릭스 내에서 섬유 아세포라는 콜라겐 제조의 대부분에 대한 책임이 특정 세포가있다. 이 세포는 길고 뻣뻣한 폴리 펩티드 사슬을 합성합니다. 이는, 콜라겐 분자에게 불린 개별 적인 삼중 헬리칼 주문 한 폴리머로 조립됩니다. 그런 다음 콜라겐 분자는 더 두껍고 더 큰 피브릴로 번들로 묶여 있으며, 그 다음에는 더 큰 섬유로 번들되어 다양한 기계적 하중을 위한 세포외 매트릭스에 구조적 무결성을 제공합니다. 콜라겐의 다른 구성은 특정 조직의 기계적 요구에 따라 생성됩니다. 예를 들어, 뼈 조직은 기계적 하중을 견딜 수 있도록 매우 컴팩트한 강렬한 섬유 네트워크를 활용합니다. 그러나 장벽과 같은 다른 조직은 보다 분산된 구조를 사용합니다. 일단 결합 조직에서 추출되면 콜라겐 폴리머는 다양한 물질을 만드는 데 사용될 수 있다. 콜라겐은 친수성 중합체이기 때문에 흡수성이 높습니다. 따라서 최대 90%의 물을 보유하는 폴리머 네트워크인 하이드로겔을 형성할 수 있다. 이러한 폴리머 네트워크는 화학 적 크로스링커, 열 또는 UV 광과 같은 다양한 방법을 사용하여 개별 폴리머 체인을 교차 연결하여 형성됩니다. 교차 연결 정도는 하이드로겔의 기계적 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 이러한 재질을 광범위한 응용 분야에서 사용할 수 있도록 합니다. 콜라겐 하이드로겔의 원리가 설명되었으므로 콜라겐이 돼지 피부에서 추출되어 하이드로겔을 만드는 데 어떻게 사용되는지 살펴보겠습니다.
진피 샘플에서 콜라겐의 처리를 시작하려면 먼저 차가운 증류수로 헹구고 양모, 모피 또는 제모용 탈모 크림을 사용합니다. 날카로운 면도날을 사용하여 결합 조직과 지방샘플을 깨끗하게 긁어 내고 얼음 차가운 물에 다시 한 번 헹구습니다. 그런 다음 피부 샘플을 센티미터 제곱 조각으로 슬라이스합니다. 콜라주누아용경축물질을 제거하기 위해 먼저 50밀리리터 원추형 튜브당 5그램의 진피 사각형을 계량한 다음, 각 샘플에 30밀리리터의 얼음 냉기 0.5 어금음 나트륨 아세테이트를 첨가합니다. 그런 다음 벤치 상단 균질화제에 튜브를 혼합합니다. 1 분 후 상체를 버리고 7 개의 세척 주기동안 더 많은 얼음 차가운 나트륨 아세테이트에 샘플을 다시 섞습니다. 마지막 세척 후, 얼음 차가운 증류수에 샘플을 헹구고, 잔류 나트륨 아세테이트를 제거하기 위해 한 번 더 섞는다. 그런 다음 튜브에 대한 샘플을 압축하여 여분의 액체를 제거하고 처리된 각 5그램 진피 샘플을 신선한 50 밀리리터 원내 튜브로 옮기습니다. 콜라겐을 추출하기 위해 샘플 1그램당 .075 어금음 나트륨 구연산 버퍼의 2밀리리터로 샘플을 두 번 세척한다. 수퍼네이츠를 버리고 각 세척이 이전에 입증 된 후 샘플을 압축하십시오. 두 번째 세척 후, 구연산 나트륨 버퍼의 신선한 알리쿼트를 추가한 다음 각 주기 사이의 버퍼를 제거하지 않고 6회 순차적 교반 주기를 수행합니다. 이제 수퍼네티를 개별 수집 튜브로 옮기고 최종 교반 주기를 수행하기 전에 샘플 그램당 .075 굴어 나트륨 구연산 버퍼의 1밀리리터를 추가합니다. 다음으로, 원심 필터 장치에서 상체를 다시 원심분리하여 추출된 콜라겐을 정화합니다. 마지막으로, 정제 된 콜라주를 섭씨 4도에 보관하십시오.
이제 콜라겐이 정제되었으므로 콜라겐 하이드로겔을 조작하고 세포로 채워 엔지니어링 조직 구조를 형성할 수 있습니다. 시작하려면 정결된 진피 콜라겐을 원물 튜브에 완전히 섞습니다. 그런 다음 콜라겐 용액에 즉시 세포를 추가하고 얼음 위에 놓습니다. 얼음 냉단 혼합물을 멸균, 비조직 배양 처리, 표면으로 피펫하여 콜라겐 겔 외부세포의 부착 및 성장을 최소화한다. 파이펫 팁을 사용하여 솔루션을 균등하게 분산시다. 젤이 실온에서 약 10-15분 동안 중합되도록 허용합니다. 다음으로, 젤을 덮고 중합을 완료하기 위해 추가 60 분 동안 섭씨 37도 인큐베이터로 이동합니다. 중합시 겔은 불투명하게 변합니다. 일단 중합되면 2~3밀리리터의 미디어를 추가합니다. 그런 다음 채워진 하이드로겔은 조직 배양 연구에서 사용할 준비가 되어 있습니다.
이제 콜라겐 하이드로겔을 구성하는 방법을 배웠으니 이러한 재료의 실용적인 응용 을 살펴보겠습니다. 콜라겐 하이드로겔은 여기에 표시된 바와 같이 토착 조직을 모방하는 데 자주 사용됩니다. 그러나, 콜라겐 섬유 조직의 변화는 자연 조직에서 발생할 수 있다. 정렬된 구조가 생성됩니다. 따라서 엔지니어링된 콜라겐 행렬은 임의 또는 정렬된 구성으로 구성될 수 있습니다. 콜라겐 하이드로겔은 인공 조직의 발달을 위한 조직 발판으로 자주 사용됩니다. 세포가 거주할 수 있도록 맞춤형 3차원 구조를 제공함으로써 콜라겐 매트릭스는 이후 실제 조직의 구조와 기능을 모방하도록 재구성됩니다. 예를 들어, 스캐폴드는 골 형성을 담당하는 세포인 골세포로 앉을 수 있으며, 매트릭스를 재구성하여 토착 뼈 조직의 구조와 기능과 더 가깝게 유사하게 재구성할 수 있다.
당신은 콜라겐 하이드로겔에 조브의 소개를 보았다. 이제 콜라겐 구조, 고립된 방법, 생물 공학 분야의 다양한 응용 분야 외에도 콜라겐 하이드로겔의 제조를 이해해야 합니다. 시청해 주셔서 감사합니다!
