Name: cellular encapsulation in 3d hydrogels for tissue engineering
Uploaded: 2009-10-26T07:00:00
Duration: 9 min 37 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Cellular Encapsulation in 3D Hydrogels for Tissue Engineering at JoVE.com

Эта работа была поддержана Национальным научным фондом Высшее исследовательский грант на СК и Национального института Хит грант R01EB008722.

<ol>
	<li>Singer, V. L., Jones, L. J., Yue, S. T., Haugland, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+PicoGreen+reagent+and+development+of+a+fluorescence-based+solution+assay+for+double-stranded+DNA+quantitation.">Characterization of PicoGreen reagent and development of a fluorescence-based solution assay for double-stranded DNA quantitation.</a> Anal Biochem. 249, 228-238 (1997).</li><li>Lutolf, M. P., Raeber, G. P., Zisch, A. H., Tirelli, N., Hubbell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell-Responsive+Synthetic+Hydrogels.">Cell-Responsive Synthetic Hydrogels.</a> Adv Mater. 15, 888-892 (2003).</li><li>Elisseeff, J. H., Ruffner, M., Kim, T. G., Williams, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+Photoencapsulation+in+Hydrogels.">Cellular Photoencapsulation in Hydrogels.</a> Culture of Cells for Tissue Engineering. , (2006).</li><li>Chung, C., Mesa, J., Miller, G. J., Randolph, M. A., Gill, T. J., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+auricular+chondrocyte+expansion+on+neocartilage+formation+in+photocrosslinked+hyaluronic+acid+networks.">Effects of auricular chondrocyte expansion on neocartilage formation in photocrosslinked hyaluronic acid networks.</a> Tissue Eng. 12, 2665-2773 (2006).</li><li>Burdick, J. A., Vunjak-Novakovic, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineered+microenvironments+for+controlled+stem+cell+differentiation.">Engineered microenvironments for controlled stem cell differentiation.</a> Tissue Eng. Part A. 15, 205-219 (2008).</li><li>Salinas, C. N., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mixed+Mode+Thiol-Acrylate+Photopolymerization+for+the+Synthesis+of+PEG-Peptide+Hydrogels.">Mixed Mode Thiol-Acrylate Photopolymerization for the Synthesis of PEG-Peptide Hydrogels.</a> Macromolecules. 41, 6019-6026 (2008).</li><li>Kraehenbuehl, T. P., Ferreira, L. S., Zammaretti, P., Hubbell, J. A., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell-responsive+hydrogel+for+encapsulation+of+vascular+cells.">Cell-responsive hydrogel for encapsulation of vascular cells.</a> Biomaterials. 30, 4318-4324 (2009).</li><li>Strehin, I. A., Elisseeff, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterizing+ECM+Production+by+Cells+Encapsulated+in+Hydrogels.">Characterizing ECM Production by Cells Encapsulated in Hydrogels.</a> Methods Mol Biol. 522, 1-14 (2009).</li><li>Khetan, S., Katz, J. S., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+crosslinking+to+control+cellular+spreading+in+3-dimensional+hydrogels.">Sequential crosslinking to control cellular spreading in 3-dimensional hydrogels.</a> Soft Matter. 5, 1601-1606 (2009).</li></ol>

Описаны протоколы представляют собой простой и мощный способ инкапсуляции клеток в гидрогель лесов в cytocompatible образом. Такие методы особенно важны, так как терминально дифференцированные и стволовые клетки могут проявлять поведение заметно отличается в 2D по сравнению с 3D микросреды. Даже для использования в терапевтических подходов, включающих внедрение материалов (например, на месте радикальной полимеризации), ячейка инкапсуляции и анализ на жизнеспособность и дифференциация может помочь в процессе разработки материала. Описаны последовательный процесс может быть использован для управления пространственно гидрогеля окружающей среды, и, следовательно сотовой поведения (см. Khetan и соавт.). В целом, наиболее важным элементом описанных протоколов однородности всех решений используется. В частности, особое внимание должно уделяться обеспечению клетки равномерно распределены в форполимер решение, и это решение хорошо перемешивается ресуспендирования пипетки после добавления сшивателя решение. Будучи не в состоянии обеспечить это может привести к слипания клеток или локальные изменения в структуре геля и отек. Хотя протоколы, представленные здесь ориентированы прежде всего на процедуру для инкапсуляции клеток, важно отметить также, что инкапсуляция может потребоваться некоторая корректировка для анализа протоколов, которые, как правило, написаны для 2D посева. Некоторые примеры были проиллюстрированы для визуализации и оценки клеток в гидрогелей.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>I2959</td>
<td>Reagent</td>
<td>Ciba Specialty Chemicals</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>.2 M Triethanolamine Buffer</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma</td>
<td>T0449</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>PBS</td>
<td>Reagent</td>
<td>Invitrogen</td>
<td>14040-117</td>
<td>1x, sterile liquid</td>
</tr>
<tr>
<td>Live/Dead staining kit</td>
<td>Reagent</td>
<td>Invitrogen</td>
<td>L3224</td>
<td>Includes live (Calcein AM) and dead (ethidium homodimer-1) probes</td>
</tr>
<tr>
<td>Phalloidin-FITC</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma</td>
<td>P5282</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Rhodamine Phalloidin</td>
<td>Reagent</td>
<td>Invitrogen</td>
<td>R415</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>DAPI</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma</td>
<td>D9542</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Methacryloxyethyl thiocarbamoyl rhodamine B (MeRho)</td>
<td>Reagent</td>
<td>Polysciences</td>
<td>23591</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Bovine Serum Albumin</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma</td>
<td>A7030</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tween 20</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma</td>
<td>P1379</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Triton X-100</td>
<td>Reagent</td>
<td>Sigma</td>
<td>T8787</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Citrisolv</td>
<td>Reagent</td>
<td>Fisher</td>
<td>22-143975</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Micro-cut paraffin</td>
<td>Reagent</td>
<td>Polysciences, Inc.</td>
<td>24202</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Trizol reagent</td>
<td>Reagent</td>
<td>Invitrogen</td>
<td>15596-026</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>0.22 &mu;m pore size nylon syringe filters</td>
<td>Equipment</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>09-719C</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>1 mL disposable syringes</td>
<td>Equipment</td>
<td>BD biosciences</td>
<td>309602</td>
<td>Cut syringes at consistent height for UV exposure</td>
</tr>
<tr>
<td>Wide orifice pipette tips</td>
<td>Equipment</td>
<td>Sigma</td>
<td>P6800</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Omnicure UV Spot Cure System with 365 nm filter</td>
<td>Equipment</td>
<td>Exfo Life Sciences Division</td>
<td>S1000</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>254 nm germicidal UV light source</td>
<td>Equipment</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Built into most biological safety cabinets</td>
</tr>		</tbody>
		</table>
		</div>

cellular encapsulation in 3d hydrogels for tissue engineering 

3D инкапсуляции клеток в гидрогели представляет все более важной и популярной техникой для культивирования клеток и в направлении развития конструкции для тканевой инженерии. Эта среда лучше имитирует то, что клетки наблюдать в естественных условиях, по сравнению со стандартными культуры ткани, из ткани, как свойства и 3D-среде. Синтетические полимерные гидрогели водой опухшие сетей, которые могут быть предназначены для стабильной или деградировать в результате гидролиза или протеолиза как новые ткани, сданный на хранение инкапсулированные клетки. Широкий спектр полимеров были исследованы для этих приложений, такие как поли (этиленгликоля) и гиалуроновой кислоты. Чаще всего, полимер функционализированных с реактивными группами, такими как метакрилаты или акрилатов способны подвергаться сшивания помощью различных механизмов. В последнее десятилетие значительный прогресс был достигнут в машиностроении этих микросреды - например, через физические или кулон ковалентные включение биохимические сигналы - для повышения жизнеспособности и прямых сотовых фенотипом, включая дифференциацию инкапсулированные стволовых клеток (Бердик и соавт.). Следующие методы для 3D инкапсуляции клеток были оптимизированы в нашей и других лабораториях, максимально cytocompatibility и свести к минимуму количество шагов гидрогеля обработки. В следующих протоколов (см. рисунок 1 для иллюстрации процедуры), предполагается, что функционализированных полимеров, способных к сшивания уже в руке; отличные отзывы химии полимеров применительно к области тканевой инженерии можно найти в другом месте (Бердик и др.). и эти методы, совместимые с различными типами полимера. Кроме того, Майкл типа того (см. Lutolf и соавт.) И легкой инициированной свободными радикалами (см. Elisseeff и др.). Механизмов сосредоточено здесь составляют лишь небольшую часть сообщили методы сшивания. Смешанные сшивания режим, в котором часть реактивных групп сначала потребляемые того сшивание и следовал по радикальному механизму, является еще одним распространенным и мощная парадигма для направления фенотип инкапсулированные клетки (Khetan и соавт., Салинас и соавт.).

Watch this Scientific Journal Video about Cellular Encapsulation in 3D Hydrogels for Tissue Engineering at JoVE.com

Cellular Encapsulation in 3D Hydrogels for Tissue Engineering

Мы представляем протоколов для 3-мерного (3D) инкапсуляции клеток в синтетических гидрогелей. Инкапсуляция процедуры приводится в течение двух распространенных методов сшивания (Michael типа сложения и свет по инициативе свободных радикалов механизмов), а также ряд методов для оценки поведения инкапсулированные клетки.

Сотовая Инкапсуляция в 3D гидрогелей для тканевой инженерии

The 3D encapsulation of cells within hydrogels represents an increasingly important and popular technique for culturing cells and towards the development ...

Research

JoVE Journal

Biology

Cellular Encapsulation in 3D Hydrogels for Tissue Engineering 

Experimental Approaches to Tissue Engineering

Экспериментальные подходы к тканевой инженерии

Title Cell Encapsulation by Droplets

Название сотовый Инкапсуляция воздушно-капельным путем

Electrospinning Fibrous Polymer Scaffolds for Tissue Engineering and Cell Culture

Электропрядения Волокнистые Строительные леса Полимер для тканевой инженерии и клеточной культуры

As the field of tissue engineering evolves, there is a tremendous demand to produce more suitable materials and processing techniques in order to address ...

PuraMatrix Encapsulation of Cancer Cells

PuraMatrix Инкапсуляция раковых клеток

Increasing evidence suggests that culturing cancer cells in three dimensions more accurately recapitulates the complexity of tumor biology. Many of these ...

Studying the Effects of Matrix Stiffness on Cellular Function using Acrylamide-based Hydrogels

Изучение воздействия Матрица жесткости на клеточную функцию использования на основе акриламида Гидрогели

Tissue stiffness is an important determinant of cellular function, and changes in tissue stiffness are commonly associated with fibrosis, cancer and ...

A System for Culturing Iris Pigment Epithelial Cells to Study Lens Regeneration in Newt

Система для культивирования Ирис пигмента эпителиальных клеток по изучению регенерации линз в Ньют

Salamanders like newt and axolotl possess the ability to regenerate many of its lost body parts such as limbs, the tail with spinal cord, eye, brain, ...

Quantitative Comparison of cis-Regulatory Element (CRE) Activities in Transgenic Drosophila melanogaster

Quantitative Comparison of cis-Regulatory Element CRE Activities in Transgenic Drosophila melanogaster

Количественное сравнение СНГ-Регуляторного элемента (CRE) Деятельность в Трансгенные Дрозофилы</em

Gene expression patterns are specified by cis-regulatory element (CRE) sequences, which are also called enhancers or cis-regulatory modules. A typical CRE ...

A 3D System for Culturing Human Articular Chondrocytes in Synovial Fluid

3D системы для культивирования правам суставные хондроциты в синовиальной жидкости

Cartilage destruction is a central pathological feature of osteoarthritis, a leading cause of disability in the US. Cartilage in the adult does not ...

Rat Mesentery Exteriorization: A Model for Investigating the Cellular Dynamics Involved in Angiogenesis

Крысы Брыжейка экстериоризации: модель для исследования Клеточная динамика, вовлеченных в ангиогенез

Microvacular network growth and remodeling are critical aspects of wound healing, inflammation, diabetic retinopathy, tumor growth and other disease ...

Mechanical Stimulation of Chondrocyte-agarose Hydrogels

Механическая стимуляция хондроцитов-агарозы Гидрогели

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