Bu eser Mükemmeliyet onun Araştırma Merkezleri, mechanobiology Enstitüsü, Singapur biri tarafından yönetilen Singapur Ulusal Araştırma Vakfı tarafından desteklenmiştir. MFAC 1122703037. BKKT mechanobiology Enstitüsü tarafından desteklenen Araştırma Bilim, Teknoloji ve Araştırma Ajansı (Singapur) ve Ulusal Ajans (Fransa) projesi numarası altında ortak program tarafından desteklenmektedir. Biz kanıt okuma video yapımında yardımcı olmak için el yazması ve Bayan Şafak JH Neo Sayın Daniel HC Wong teşekkür ederiz.

Polielektrolit Çözümleri 1. Hazırlanması <ol><li> Liao ve ark ayrıntılı olarak, kitosan saflaştırılır. Kısaca, bir% 1 oluşturmak% 2 çitosan solüsyonu (w / v) (hacim / hacim) asetik asit ve vakum filtre notu 93 filtre kağıdı kullanılarak. PH 10 dakika boyunca 1.200 xg&#39;de 7. Santrifüj çöktürülmüş kitosan stabilize kadar 5M NaOH kullanılarak süzüntü nötralize eder. Süpernatant boşaltacaktır ve kitosan yıkamak için deiyonize su ilave edilir. Santrifujleme ve yıkama adım iki kez daha tekrarlayın. Saflaştırılmış biçimini elde etmek üzere -80 ° C ve liyofilize edilir, O / N oranında çöktürüldü kitosan dondurun. Bir nemi kabine saflaştırılmış kitosan saklayın. </li><li> Steril doku kültürü kabına saflaştırılmış kitosan 1 gr tartılır. Biyolojik güvenlik kabinine UV lambası mümkün olduğu kadar yakın bir doku kültürü çanağı içinde kitosan yerleştirin ve 15 dakika boyunca UV ışığına maruz kalmaktadır. Steril forseps kullanılarak bir cam kap içine steril kitosan yerleştirin. Çözündürün çitosan 0 süzüldü kullanılarak.% 0.5 ve% 1 arasında bir nihai konsantrasyona kadar 15M asetik asit (a / h). </li><li> Alginik asit, sodyum tuzu 0.1 g tartılır ve (ağırlık / hacim) çözeltisi bir% 1 elde etmek üzere iyondan arındırılmış (DDI), su damıtılmış, 10 ml içinde çözülür. Tam çözünmeyi temin etmek amacıyla vorteks karıştırıcıda, en azından 2 saat boyunca alginik asit sodyum tuzu karıştırın. 0.2 mikron bir şırınga filtreden geçirilmiştir aljinat çözeltisi filtre. 4 ° C &#39;de aljinat çözeltisi saklayın. </li><li> Üretici tarafından tavsiye edilen şekilde, sinir büyüme faktörü (NGF), - örneğin vasküler endoteliyal büyüme faktörü (VEGF) veya beta insan rekombinant büyüme faktörleri sulandırın. </li></ol> IPC Elyaf 2. Çizim <ol><li> Benzer bir net yüke sahip polielektrolit çözeltisi 10-20 ul kısım halinde proteinleri, büyüme faktörleri veya diğer biyomoleküllerin karıştırın. Net bir negatif yük (örneğin bovin serum albümini [BSA]) ile Biyolojik moleküller aljinat çözeltisi ile karıştırılır. Net pozitif şarj (örn VEGF) ile Biyolojik moleküller ile karıştırılmalıdırçitosan solüsyonu. </li><li> Parafilm ile kaplı olan bir sabit ve düz bir yüzey üzerinde çitosan ve aljinat az miktar (10-20 ul) yerleştirin. çitosan ve aljinat damlacıkları yakın yerleştirilir fakat birbiri ile temas halinde olmalıdır. </li><li> Hafifçe kitosan ve aljinat damlacıklar halinde forseps bir çift her ucu batırın. Birlikte forseps kısma polielektrolitlerin damlacıklar getirin. Damlacıklarının birbirleriyle temas olduğunda, yavaş yavaş iki damlacıkları (Şekil 1A) arabiriminden IPC fiber çekmek için yukarı dikey forseps çekin. </li><li> Dikkatli bir şekilde dönen mandrel üzerine yapıştırılmış düz bir polimerik iskele olarak bir koleksiyoncu, forseps üzerine çizilen IPC fiberin ucunu yerleştirin (bkz bölüm 3 ve 4). Üniform ve IPC elyaf beadless oluşumuna izin vermek için 10 mm / sn arasında sabit bir hızda mandrel döndürün. Dahil bir patlama salınımına neden olur boncuk oluşturacak IPC lifleri çekme hızını artırmakbiyokimyasal ve erken fiber sonlandırma. 10 </li><li> Dahil etkinliğini belirlemek için, geri kalan tüm sıvılar 1X fosfat tamponlu salin içinde 500 ul (PBS) ile sulandırarak parafilm sol toplar. BCA (BSA) deneyi (VEGF ve NGF için) ELISA veya dahil biyomolekülün tespit etmek için uygun bir tahlil ile artığında protein ya da büyüme faktörü içeriğini ölçmek. </li></ol> Kompozit Hidrojel Pullulan-Dextran&#39;ın İskele (PD) Polisakkarit ve IPC Elyaf 3. Fabrikasyon <ol><li> IPC elyaf toplama gözden çıkarılabilir pullulan çerçeve Fabricating <ol><li> Pullulan polisakarit tartılır ve (ağ / hac), sulu çözelti% 20 oluşturmak için damıtılmış iyonu giderilmiş (DDI), su ile karıştırılır. Homojenliği sağlamak için pullulan çözüm O / N karıştırın. </li><li> 10 cm çaplı doku kültür polistiren (TCPS) çanak içine pullulan çözeltisi 15 g Cast. 37 ° C&#39;de pullulan çözeltisi O / N kurutun. 7 içine pullulan filmleri kesinmm 7 mm kare kare x. </li></ol></li><li> Pullulan-dekstran polisakarit çözeltisi hazırlanması <ol><li> Bir% 30 oluşturmak polisakaritlerin çözeltisi pullulan ve dekstran (w / v): DDI su (3: 1 oran). Polisakarit çözeltisi homojenliği sağlamak için O / N karıştırın. Yavaş yavaş% 20 bir son konsantrasyon elde etmek için polisakarit çözeltisine sodyum bikarbonat eklemek (a / h). Çözeltinin homojenliği sağlamak için O / N karıştırın. 4 ° C&#39;de polisakarit çözeltisi saklayın. </li></ol></li><li> Pullulan çerçeve üzerinde IPC lifleri Toplama <ol><li> Bir timsah klibi kullanarak kurban pullulan çerçevesi (bölüm 3.1) yapıştırın. Plastik kaplamalı yapışkan bant kullanılarak döner mandrel ucunda timsah klibi ve pullulan çerçeveyi yapıştırın. 10 mm / sn arasında sabit bir hızda yapıştırılmış çerçeve ile mandrel döndürün. pullulan çerçevesi istenilen yönlerde dönen mandrel üzerine yapıştırılmış olabilir. </li></ol></li><li> Bir forseps çifti (bölüm 1) ve ATTAC kullanarak IPC lifleri Beraberlikh dönen pullulan çerçeve üzerine IPC liflerinin çizilmiş sonu. Sabit bir hızda IPC lifleri çizin. IPC fiber terminal sonuna ulaştıktan sonra, N oda sıcaklığında / fiberler-on-frame yapısı O kurulayın. </li><li> PD hidrojel iskele içine IPC lifleri gömülmesi </li><li> . (W / v) sodyum sulu çözeltisi ve 100 ul 10M sodyum hidroksit trimetafosfat% 11, 100 ul, pullulan-dekstran çözeltisinin, her gram çapraz bağlanması 7 1-2 dakika boyunca, bir stirplate kullanılarak 60 rpm&#39;de çözelti karıştırın. Sodyum trimetafosfat ve sodyum hidroksit ilave edildikten sonra, polisakarit çözeltisi hemen çapraz olacaktır. IPC lifleri tamamen gömmek için lifler-on-frame yapı üzerine viskoz polisakkarit solüsyonu dökün. Kimyasal olarak çapraz bağlanmış kompozit iskeleleri (Şekil 1B) oluşturmak için 30 dakika boyunca 60 ° C de bir araya pullulan-dekstran-IPC lifler (PD-IPC) inkübe edin. </li><li> DİKKAT: davlumbaz adım 3.3.2 uygulayın ve uygun koruyucu equi kullanınasetik asit gibi pment aşındırıcı ve yanıcı bir olduğunu. </li><li> PD-IPC iskele gözenek oluşumunu teşvik etmek için, 20 dakika boyunca% 20 (ağırlık / hacim) asetik asit bütün iskele daldırın. </li><li> 100 rpm ile çalkalanarak bir 5 dakika boyunca 1X PBS içinde yıkama PD-IPC iskeleler, reaksiyona girmemiş reaktifleri çıkarın. Bu adımı 2 kez tekrarlayın. </li><li> Aşırı PBS çıkarın ve hemen -80 ° CO / N de PD-IPC iskeleleri dondurma. Iskeleleri herhangi kontrollü salım veya biyoaktivite tahlillerinde kullanımdan önce en az 24 saat liyofilize. </li></ol> PCL ve IPC Elyaf Kompozit Scaffold 4. Fabrikasyon DİKKAT: Diklorometan tehlikeli bir malzemedir. Diklorometan işlerken davlumbaz ve kişisel koruyucu ekipman kullanın. <ol><li> Bozulmamış ve desenli PDMS yüzeylerde oluşturma <ol><li> Yumuşak litografi süreci kullanılarak istenilen boyut TCP&#39;lerin bir parça kullanarak bir bozulmamış polidimetilsiloksan (PDMS) Elastomerik tabaka oluşturun. Patte oluşturİstenilen topografya ile şablonları poli (metil metakrilat) standart yumuşak litografi yöntemleri kullanarak rned PDMS substratlar. 12 </li></ol></li><li> IPC elyaf toplama gözden çıkarılabilir PCL çerçeve Fabricating <ol><li> PCL tartılır ve (ağırlık / hacim) çözeltisi bir% 0.9 oluşturmak için diklorometan içinde çözülür. PDMS alt-tabakanın her 1 cm2 bir alan için,% 0.9 PCL çözeltisi 500 ul bırakın. Tam ile duman davlumbazında buharlaşmaya diklorometan çözücü tüm izin verir. Istenilen kalınlıkta filmi kalınlaşmasına% 0.9 PCL döküm işlemi tekrarlayın. PDMS substrat kurutulmuş PCL filmi çıkarın. Bir uygun boyutlu zımba kullanılarak PCL çerçeve içinde bir delik oluşturur. 2 </li></ol></li><li> PCL çerçeve üzerinde IPC lifleri Toplama <ol><li> Bir timsah klibi (4.2.1 itibaren) delik ile kurbanlık PCL çerçeveyi yapıştırın. Plastik kaplamalı yapışkan bant kullanılarak dönen mandrel üzerine timsah klibi yapıştırın. PCL Fram üzerine IPC fiber çekilmiş ucunu10 mm / sn (bölüm 2) sabit bir hızda dönme başlamadan önce ör. IPC elyaf çekme sona ermesinden sonra, fiber üzerinde çerçeve yapısı göre O / N 4 ° C&#39;de kurutun. </li></ol></li><li> Fiber-on-frame desenli PCL alt tabaka içine inşa gömülmesi <ol><li> Gerektiği gibi, tertemiz bir ya da desenli PCL tabanı oluşturmak için PDMS substrat üzerine% 0.9 PCL çözeltisi 500 ul bırakın. İstenilen kalınlıkta bir iskele elde etmek için% 0.9 PCL çözümünün çoklu katmanlar Cast. Tam ile duman davlumbazında buharlaşmaya diklorometan çözücü tüm izin verir. </li><li> PCL tabanı üzerine elyaf üzerinde çerçeve yapısı (bölüm 4.3.1) yerleştirin. İstenilen kalınlık elde etmek için fiber-on-frame inşa birden çok kez% 0.9 PCL çözüm ekleyin ve tamamen PCL-IPC kompozit iskele (Şekil 1C) imalatı, IPC lifleri gömün. </li></ol></li></ol> Kompozit IPC Yapı iskeleleri Biyolojik Ajanlar Yayın 5. Ölçüm <ol><li> Yeri kompozit PD-IPC veyaPCL-IPC iskeleleri ve stand-alone IPC lifler ayrı bir 24 plaka. </li><li> Iskele daldırın ve stand-alone IPC lifleri 1X PBS 500 ul. 37 ° C&#39;de inkübe edin. Çeşitli zaman noktalarında (salım ortamı) PBS toplayın ve 1X 500 ul PBS ile değiştirin. </li><li> Dahil biyomolekülün kümülatif salım profilini hesaplamak için bir BCA tahlili (BSA), ELISA (VEGF ve NGF) ya da diğer uygun bir deney kullanılarak salım ortamı protein ya da büyüme faktörü miktarını ölçün. </li></ol> Kompozit IPC iskelelerinin üzerinde Hücreleri 6. Tohum Çıkış Biyolojik Ajanlar biyoaktivitesini Test <ol><li> En az 20 dakika süreyle biyolojik güvenlik kabini UV ışık kullanılarak liyofilize PD-IPC veya PCL-IPC kompozit iskeleleri sterilize edin. </li><li> 200 ul büyüme ortamı içinde 2 x 10 5 hücre, bir hücre süspansiyonu elde etmek için, standart hücre kültürü teknikleri kullanarak. Kompozit iskeleleri üzerine konsantre hücre süspansiyonu Tohum. After 20 dakika, tam iskeleler batırmak için büyüme ortamı kontör hacmi. </li><li> Böyle Alamar mavisi metabolik aktivite deneyi, PC12 neurite akıbet tahlil ya immünofloresan gibi standart teknikler yoluyla hücre aktivitesini ölçmek. </li></ol>

<ol>
	<li>Annabi, N., Tamayol, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=25th+Anniversary+Article:+Rational+design+and+applications+of+hydrogels+in+regenerative+medicine.">25th Anniversary Article: Rational design and applications of hydrogels in regenerative medicine.</a> Adv. Mater. 26 (1), 85-124 (2014).</li><li>Teo, B. K. K., Tan, G. D. S., Yim, E. K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+synergistic+effect+of+nanotopography+and+sustained+dual+release+of+hydrophobic+and+hydrophilic+neurotrophic+factors+on+human+mesenchymal+stem+cell+neuronal+lineage+commitment.">The synergistic effect of nanotopography and sustained dual release of hydrophobic and hydrophilic neurotrophic factors on human mesenchymal stem cell neuronal lineage commitment.</a> Tissue Eng. Part A. 20 (15-16), 2151-2161 (2014).</li><li>Lee, K., Silva, E. A., Mooney, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+factor+delivery-based+tissue+engineering:+general+approaches+and+a+review+of+recent+developments.">Growth factor delivery-based tissue engineering: general approaches and a review of recent developments.</a> J. R. Soc. Interface. 8 (55), 153-170 (2011).</li><li>Sun, Q., Chen, R. R., Shen, Y., Mooney, D. J., Rajagopalan, S., Grossman, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustained+vascular+endothelial+growth+factor+delivery+enhances+angiogenesis+and+perfusion+in+ischemic+hind+limb.">Sustained vascular endothelial growth factor delivery enhances angiogenesis and perfusion in ischemic hind limb.</a> Pharm. Res. 22 (7), 1110-1116 (2005).</li><li>Rui, J., Dadsetan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+release+of+vascular+endothelial+growth+factor+using+poly-lactic-co-glycolic+acid+microspheres:+in+vitro+characterization+and+application+in+polycaprolactone+fumarate+nerve+conduits.">Controlled release of vascular endothelial growth factor using poly-lactic-co-glycolic acid microspheres: in vitro characterization and application in polycaprolactone fumarate nerve conduits.</a> Acta Biomater. 8 (2), 511-518 (2012).</li><li>King, T. W., Patrick, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+in+vitro+characterization+of+vascular+endothelial+growth+factor+(VEGF)-loaded+poly(DL-lactic-co-glycolic+acid)/poly(ethylene+glycol)+microspheres+using+a+solid+encapsulation/single+emulsion/solvent+extraction+technique.">Development and in vitro characterization of vascular endothelial growth factor (VEGF)-loaded poly(DL-lactic-co-glycolic acid)/poly(ethylene glycol) microspheres using a solid encapsulation/single emulsion/solvent extraction technique.</a> J. Biomed. Mater. Res. 51 (3), 383-390 (2000).</li><li>Cutiongco, M. F. A., Tan, M. H., Ng, M. Y. K., Le Visage, C., Yim, E. K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Composite+pullulan-dextran+polysaccharide+scaffold+with+interfacial+polyelectrolyte+complexation+fibers:+A+platform+with+enhanced+cell+interaction+and+spatial+distribution.">Composite pullulan-dextran polysaccharide scaffold with interfacial polyelectrolyte complexation fibers: A platform with enhanced cell interaction and spatial distribution.</a> Acta Biomater. 10 (10), 4410-4418 (2014).</li><li>Yow, S. Z., Quek, C. H., Yim, E. K. F., Lim, C. T., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collagen-based+fibrous+scaffold+for+spatial+organization+of+encapsulated+and+seeded+human+mesenchymal+stem+cells.">Collagen-based fibrous scaffold for spatial organization of encapsulated and seeded human mesenchymal stem cells.</a> Biomaterials. 30 (6), 1133-1142 (2009).</li><li>Yim, E. K. F., Wan, A. C. A., Le Visage, C., Liao, I. C., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proliferation+and+differentiation+of+human+mesenchymal+stem+cell+encapsulated+in+polyelectrolyte+complexation+fibrous+scaffold.">Proliferation and differentiation of human mesenchymal stem cell encapsulated in polyelectrolyte complexation fibrous scaffold.</a> Biomaterials. 27 (36), 6111-6122 (2006).</li><li>Liao, I. C., Wan, A. C., Yim, E. K. F., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+release+from+fibers+of+polyelectrolyte+complexes.">Controlled release from fibers of polyelectrolyte complexes.</a> J. Control. Release. 104 (2), 347-358 (2005).</li><li>Wan, A. C. A., Liao, I. C., Yim, E. K. F., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+fiber+formation+by+interfacial+polyelectrolyte+complexation.">Mechanism of fiber formation by interfacial polyelectrolyte complexation.</a> Macromolecules. 37 (18), 7019-7025 (2004).</li><li>Yim, E. K. F., Reano, R., Pang, S., Yee, A., Chen, C., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanopattern-induced+changes+in+morphology+and+motility+of+smooth+muscle+cells.">Nanopattern-induced changes in morphology and motility of smooth muscle cells.</a> Biomaterials. 26 (26), 5405-5413 (2005).</li><li>Sun, H., Xu, F., Guo, D., Yu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+evaluation+of+NGF-microsphere+conduits+for+regeneration+of+defective+nerves.">Preparation and evaluation of NGF-microsphere conduits for regeneration of defective nerves.</a> Neurol. Res. 34 (5), 491-497 (2012).</li><li>Sim&#243;n-Yarza, T., Formiga, F. R., Tamayo, E., Pelacho, B., Prosper, F., Blanco-Prieto, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PEGylated-PLGA+microparticles+containing+VEGF+for+long+term+drug+delivery.">PEGylated-PLGA microparticles containing VEGF for long term drug delivery.</a> Int. J. Pharm. 440 (1), 13-18 (2013).</li><li>Patel, Z. S., Ueda, H., Yamamoto, M., Tabata, Y., Mikos, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+and+in+vivo+release+of+vascular+endothelial+growth+factor+from+gelatin+microparticles+and+biodegradable+composite+scaffolds.">In vitro and in vivo release of vascular endothelial growth factor from gelatin microparticles and biodegradable composite scaffolds.</a> Pharm. Res. 25 (10), 2370-2378 (2008).</li><li>Sun, H., Xu, F., Guo, D., Liu, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+evaluation+of+the+effects+of+various+additives+and+polymers+on+nerve+growth+factor+microspheres.">In vitro evaluation of the effects of various additives and polymers on nerve growth factor microspheres.</a> Drug Dev. Int. Pharm. 40 (4), 452-457 (2014).</li><li>Lee, P. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+drug+release+from+hydrogel+matrices.">Kinetics of drug release from hydrogel matrices.</a> J. Control. Release. 2, 277-288 (1985).</li><li>Cutiongco, M. F. A., Choo, R. K. T., Shen, N. J. X., Chua, B. M. X., Sju, E., Choo, A. W. L., Le Visage, C., Yim, E. K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Composite+scaffold+of+poly(vinyl+alcohol)+and+interfacial+polyelectrolyte+complexation+fibers+for+controlled+biomolecule+delivery.">Composite scaffold of poly(vinyl alcohol) and interfacial polyelectrolyte complexation fibers for controlled biomolecule delivery.</a> Front. Bioeng. Biotechnol. 3 (3), 1-12 (2015).</li><li>Yow, S. Z., Lim, T. H., Yim, E. K. F., Lim, C. T., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+3D+Electroactive+Polypyrrole-Collagen+Fibrous+Scaffold+for+Tissue+Engineering.">A 3D Electroactive Polypyrrole-Collagen Fibrous Scaffold for Tissue Engineering.</a> Polymers. 3 (1), 527-544 (2011).</li><li>Leong, M. F., Toh, J. K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterned+prevascularised+tissue+constructs+by+assembly+of+polyelectrolyte+hydrogel+fibres.">Patterned prevascularised tissue constructs by assembly of polyelectrolyte hydrogel fibres.</a> Nat. Commun. 4, 2353 (2013).</li><li>Di Benedetto, F., Biasco, A., Pisignano, D., Cingolani, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterning+polyacrylamide+hydrogels+by+soft+lithography.">Patterning polyacrylamide hydrogels by soft lithography.</a> Nanotechnology. 16 (5), S165 (2005).</li><li>Revzin, A., Russell, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+poly(ethylene+glycol)+hydrogel+microstructures+using+photolithography.">Fabrication of poly(ethylene glycol) hydrogel microstructures using photolithography.</a> Langmuir. 17 (18), 5440-5447 (2001).</li><li>Yim, E. K. F., Liao, I. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+compatibility+of+interfacial+polyelectrolyte+complexation+fibrous+scaffold:+evaluation+of+blood+compatibility+and+biocompatibility.">Tissue compatibility of interfacial polyelectrolyte complexation fibrous scaffold: evaluation of blood compatibility and biocompatibility.</a> Tissue Eng. Part A. 13 (2), 423-433 (2007).</li><li>Chaouat, M., Le Visage, C., Autissier, A., Chaubet, F., Letourneur, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evaluation+of+a+small-diameter+polysaccharide-based+arterial+graft+in+rats.">The evaluation of a small-diameter polysaccharide-based arterial graft in rats.</a> Biomaterials. 27, 5546-5553 (2006).</li><li>Eshraghi, S., Das, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+and+microstructural+properties+of+polycaprolactone+scaffolds+with+one-dimensional,+two+dimensional,+and+three-dimensional+orthogonally+oriented+porous+architectures+produced+by+selective+laser+sintering.">Mechanical and microstructural properties of polycaprolactone scaffolds with one-dimensional, two dimensional, and three-dimensional orthogonally oriented porous architectures produced by selective laser sintering.</a> Acta Biomater. 6, 2467-2476 (2010).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

IPC lifler, iki bir birbirine zıt yüklü polielektrolitlerin etkileşimi ile oluşturulmaktadır. işlem stabil lif oluşumu için bir kendi kendine-montaj işlemi kolaylaştırmak polielektrolitlerin arayüzünden kompleksinin çıkarma kullanmaktadır. IPC elyaf formasyonu mekanizması, benzer yüklü polielektrolit kompleks işlemi sırasında dahil edilebilir herhangi bir biyomolekül ilave sağlar. 10,11 Bunun aksine, bir birbirine zıt yüklü polielektrolit bir biyo-molekülün eklenmesi anında çö...

The extracellular matrix has inherent biochemical and biophysical cues that direct cell behaviors. Mimicking this physiological three-dimensional (3D) microenvironment is a widely explored strategy for regenerative medicine and tissue engineering applications. For example, both naturally-derived and synthetic substrates have been modified with topographical cues as a means to mimic the biophysical cellular environment.1 For example, polycaprolactone (PCL) scaffolds can be easily patterned by casting on patterned PDMS substrates.2 However, most synthetic scaffolds inadequately recapitulate the controlled biochemical environment in vivo. Bulk or surface modification of synthetic materials only present biochemical cues for cell attachment but still lack temporal regulation of biochemical delivery.3 Thus, there is a need for optimal scaffolds that can mimic the temporally regulated biochemical delivery system of the extracellular matrix. 
Biochemical delivery systems such as microspheres are plagued by problems of loss of bioactivity and low incorporation efficiency due to the severity and complexity of multi-step synthesis process.4-6 Alternative methods that use a one-step fabrication and incorporation method were proven to have excellent potential to create a favorable biochemical microenvironment without the accompanying inefficiency in incorporation and loss of bioactivity. One viable solution is the use of interfacial polyelectrolyte complexation (IPC) fibers to deliver and protect biological agents. When two oppositely charged polyelectrolyte aqueous solutions are brought together, IPC fibers can be drawn out from the interface. Virtually any type of hydrophlic biomolecule in aqueous solution can be added into either the negatively- or positively-charged polyelectrolyte solution, thus facilitating the incorporation of useful biomolecules into the IPC fiber during the complexation process. Furthermore, this process only requires aqueous and ambient conditions, thereby decreasing the risk of loss of bioactivity. Using this method, active growth factors2,7 even cells8,9 have been successfully delivered. In addition, the simple method of forming IPC fibers allows molding into any shape or orientation. The stability of such fibers has been advantageous in its incorporation into both hydrophobic2 and hydrophilic polymers7 to create composite scaffolds. These composite scaffolds with IPC fibers are beneficial for creating a physiologically relevant biochemical environment while providing physical anchorage for cells. 
In this study, we show a method to incorporate IPC fibers into a hydrophilic and a hydrophobic scaffold with topography for controlled release of active biomolecules. As a proof-of-concept, we incorporate IPC fibers made from chitosan and alginate into the biocompatible, non-immunogenic and non-antigenic pullulan-dextran hydrophilic hydrogel or the biocompatible polycaprolactone hydrophobic scaffold.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Pullulan&#160;</td>
			<td>Hayashibara Inc Okayama Japan</td>
			<td></td>
			<td>Molecular weight (MW) 200 kDa. This material is pharmaceutical grade pullulan used to make pullulan frames and PD-IPC scaffolds.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextran</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D1037</td>
			<td>MW 500 kDa. This material is no longer being produced by Sigma Aldrich. Alternative suggested is catalog number 31392 (Sigma Aldrich). This material is used to make PD-IPC scaffolds.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Bicarbonate&#160;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S5761</td>
			<td>Sodium bicarbonate must be slowly added to the pullulan-dextran polysaccharide solution. Rapid addition of sodium bicarbonate will result in precipitation.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Trimetaphosphate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>T5508</td>
			<td>This chemical is hygroscopic and must be stored in the dehumidifying cabinet. Aqueous solution of sodium trimetaphosphate must always be made fresh.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Hydroxide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S5881</td>
			<td>This material is hazardous and must be handled with proper protective equipment such as nitrile gloves.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chitosan</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>448877</td>
			<td>MW 190-310 kDa. Acetylation degree of 75 to 85%. Purification of chitosan is required to create stable IPC fibers.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic Acid</td>
			<td>Merck</td>
			<td></td>
			<td>This can be replaced by another brand type. This material is corrosive and flammable. Protective equipment such as face shield, nitrile gloves, lab coat and shoe cover must be worn when handling this chemical in the fume hood.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alginic acid sodium salt from brown algae, low viscosity</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A2158</td>
			<td>Dissolve in water overnight. Filter through sterile 0.2&#181;m syringe filter before use. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent</td>
			<td></td>
			<td>Dissolve in sterile PBS and filter using 0.2 &#181;m syringe filter before use.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BCA assay kit</td>
			<td>Pierce</td>
			<td>23225</td>
			<td>This kit was used to measure BSA release from PD-IPC scaffolds.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Recombinant Vascular Endothelial Growth Factor</td>
			<td>R&#38;D systems</td>
			<td>293-VE</td>
			<td>Dissolve growth factor in 0.2% heparin solution to a final concentration of 5 mg/ml.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin Sodium Salt From Porcine</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>H3393</td>
			<td>This can be replaced by another brand type. Dissolve heparin salt in sterile water at a final concentration of 1% and filter through 0.2 &#181;m syringe filter before use.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVEC)</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>C2517A</td>
			<td>This primary cell type was used in the assay to determine VEGF bioactivity after release from PD-IPC scaffolds.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alamar blue</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>DAL1025</td>
			<td>This is used to measure cell metabolic activity. Incubate Alamar blue with cells and maintain in standard cell culture conditions for 2 to 4 hours. Measure absorbance at 570 nm to determine Alamar blue percent reduction, which is correlated to the cell activity.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ScanVac Coolsafe Lyophilizer</td>
			<td>Labogene</td>
			<td>7.001.200.060</td>
			<td>This is a non-programmable freeze dryer that operates at -105 to -110 &#176;C, This can be replaced by other standard lab lyophilizers.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycaprolactone (PCL)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>181609</td>
			<td>MW 65 kDa. This is no longer being manufactured by Sigma Aldrich. This can be replaced by Sigma Aldrich catalog number 704105.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>V800151</td>
			<td>This can be replaced by another brand type. This material is hazardous and must be handled in the fume hood. Protective equipment must be worn at all times when handling this chemical.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polydimethylsiloxane (PDMS; 184 Silicone Elastomer Kit)</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>(240)4019862</td>
			<td>The elastomer kit comes with polymer base and crosslinker. Mixing the polymer base and crosslinker in different ratios will result in different stiffness of the PDMS.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Recombinant Beta-Nerve Growth Factor (NGF)</td>
			<td>R&#38;D systems</td>
			<td>256-GF</td>
			<td>Reconstituted in sterile DI water to a final concentration of 100 &#181;g/ml. Aliquot and store in -20 &#176;C until use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Mesenchymal Stem Cells (hMSC)</td>
			<td>Cambrex</td>
			<td></td>
			<td>This cell type was used in the assay to determine synergistic effect of NGF and nanotopography.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat PC12 Pheochromocytoma Cells&#160;</td>
			<td>ATCC</td>
			<td></td>
			<td>This cell type was used in the neurite outgrowth assay to determine bioactivity of NGF. After exposure to release media with NGF, measure number of cells with neurite extensions and normalize to total number of cells.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grade 93 filter paper</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>Z699675</td>
			<td>This is used for the purification of chitosan after its precipitation with sodium hydroxide at pH 7.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Swing bucket centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5810R</td>
			<td>To be used during the purification of chitosan using 1200 x g speed.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motor with mandrel rotating at constant speed</td>
			<td>Rhymebus</td>
			<td>RM5E</td>
			<td>The motor is used for the fabrication of IPC fibers on pullulan or PCL frame.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline</td>
			<td>FirstBase</td>
			<td></td>
			<td>Sterilize through filtration (0.2 &#181;m filter) and autoclave.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10-mm diameter Tissue Culture Polystyrene Dish (TCPS)</td>
			<td>Greiner</td>
			<td></td>
			<td>The TCPS dish is used for casting of pullulan frame.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human VEGF ELISA kit</td>
			<td>R&#38;D systems</td>
			<td>DVE00</td>
			<td>The ELISA kit is used for detection of VEGF in the release medium.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human NGF ELISA kit</td>
			<td>R&#38;D systems</td>
			<td>DY256</td>
			<td>&#160;The ELISA kit is used for detection of NGF in the release medium.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Coated Adhesive Tape</td>
			<td>Bel-Art</td>
			<td>9040336</td>
			<td>The adhesive tape is used to securely stick the alligator clip to the rotating mandrel</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

composite scaffolds of interfacial polyelectrolyte fibers for temporally controlled release of biomolecules

Various scaffolds used in tissue engineering require a controlled biochemical environment to mimic the physiological cell niche. Interfacial polyelectrolyte complexation (IPC) fibers can be used for controlled delivery of various biological agents such as small molecule drugs, cells, proteins and growth factors. The simplicity of the methodology in making IPC fibers gives flexibility in its application for controlled biomolecule delivery. Here, we describe a method of incorporating IPC fibers into two different polymeric scaffolds, hydrophilic polysaccharide and hydrophobic polycaprolactone, to create a multi-component composite scaffold. We showed that IPC fibers can be easily embedded into these polymeric structures, enhancing the capability for sustained release and improved preservation of biomolecules. We also created a composite polymeric scaffold with topographical cues and sustained biochemical release that can have synergistic effects on cell behavior. Composite polymeric scaffolds with IPC fibers represent a novel and simple method of recreating the cellular niche.

Bu makalede, çeşitli biyomoleküllerin sürekli salınması için IPC lifleri ile kompozit iskeleleri yaratmaya çalıştı. Bu çalışmada kullanılan ve biyomoleküllerin özellikleri Tablo 1 &#39;de görülmektedir. IPC lifler önce bir PD-IPC kompozit iskeleti (Şekil 1B) oluşturmak için bir hidrofilik PD hidrojel içine yerleştirilmiştir. Model molekülü BSA ilk kontrollü biyomolekülün serbest bırakılması için bir kompozit iskele kullanarak fizibilitesini belirlemek ...

Watch this Scientific Journal Video about Composite Scaffolds of Interfacial Polyelectrolyte Fibers for Temporally Controlled Release of Biomolecules at JoVE.com

Composite Scaffolds of Interfacial Polyelectrolyte Fibers for Temporally Controlled Release of Biomolecules

Scaffolds for tissue engineering need to recapitulate the complex biochemical and biophysical microenvironment of the cellular niche. Here, we show the use of interfacial polyelectrolyte complexation fibers as a platform to create composite, multi-component polymeric scaffolds with sustained biochemical release.

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

Various scaffolds used in tissue engineering require a controlled biochemical environment to mimic the physiological cell niche. Interfacial ...

composite-scaffolds-interfacial-polyelectrolyte-fibers-for-temporally

Research

JoVE Journal

Bioengineering

8.3K Görüntüleme.  National University of Singapore. Scaffolds for tissue engineering need to recapitulate the complex biochemical and biophysical microenvironment of the cellular niche. Here, we show the use of interfacial polyelectrolyte complexation fibers as a platform to create composite, multi-component polymeric scaffolds with sustained biochemical release.