Name: shape memory polymers for active cell culture
Uploaded: 2011-07-04T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Shape Memory Polymers for Active Cell Culture at JoVE.com

Författarna vill tacka Kelly A. Burke för tekniskt bistånd med ACC substratet. Baserat på artikel i Biomaterial, Davis KA, et al, Dynamisk cellens beteende på form minne polymera substrat, biomaterial, doi:. 10.1016/j.biomaterials.2010.12.006, Copyright Elsevier (2011). Detta material är baserat på arbete som stöds av NSF enligt bidragsavtal nr DMR-0.907.578.

1. Isotermiska UV-härdande av NOA63 <ol><li> En anpassad bota kammare har utvecklats med en glasskiva (75 mm x 25 mm x 1 mm), en 1 mm tjock Teflon spacer, och en aluminiumplåt (75 mm x 25 mm x 3 mm) som visas i figur 1. Kammaren hålls samman med hjälp av små bindemedel klipp. </li><li> Injicera NOA63 in i kammaren genom ett hål i Teflon spacer med en 18 gauge nål. Den NOA63 kan försiktigt värmas för att underlätta injektionen. </li><li> Placera kammaren på en värmeplatta inställd på 125...

<ol>
	<li>Liu, C., Qin, H., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+progress+in+shape-memory+polymers.">Review of progress in shape-memory polymers.</a> J. Mater. Chem. 17, 1543-1543 (2007).</li><li>Mather, P. T., Luo, X. F., Rousseau, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape+Memory+Polymer+Research.">Shape Memory Polymer Research.</a> Annu. Rev. Mater. Res. 39, 445-445 (2009).</li><li>Lendlein, A., Kelch, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape+Memory+Polymers.">Shape Memory Polymers.</a> Angew. Chem. Int. Edit. 41, 2034-2034 (2002).</li><li>Ratna, D., Karger-Kocsis, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+shape+memory+polymers+and+composites:+a+review.">Recent advances in shape memory polymers and composites: a review.</a> J. Mater. Sci. 43, 254-254 (2008).</li><li>Rousseau, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+of+shape+memory+polymers:+A+review+of+the+progress+toward+overcoming+SMP's+limitations.">Challenges of shape memory polymers: A review of the progress toward overcoming SMP's limitations.</a> Polym. Eng. Sci. 48, 2075-2075 (2008).</li><li>Pelham, R. J., Wang, Y. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+locomotion+and+focal+adhesions+are+regulated+by+substrate+flexibility.">Cell locomotion and focal adhesions are regulated by substrate flexibility.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 94, 13661-13661 (1997).</li><li>Addae-Mensah, K. A., Kassebaum, N. J., Bowers, M. J., Reiserer, R. S., Rosenthal, S. J., Moore, P. E., Wikswo, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+flexible,+quantum+dot-labeled+cantilever+post+array+for+studying+cellular+microforces.">A flexible, quantum dot-labeled cantilever post array for studying cellular microforces.</a> Sensor Actuat. a-Phys. 136, 385-385 (2007).</li><li>du Roure, O., Saez, A., Buguin, A., Austin, R. H., Chavrier, P., Siberzan, P., Ladoux, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Force+mapping+in+epithelial+cell+migration.">Force mapping in epithelial cell migration.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102, 2390-2390 (2005).</li><li>Lam, T., Clem, W. C., Takayama, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+on-demand+cell+alignment+using+reconfigurable+microtopography.">Reversible on-demand cell alignment using reconfigurable microtopography.</a> Biomaterials. 29, 1705-1705 (2008).</li><li>Stevens, M. M., George, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploring+and+engineering+the+cell+surface+interface.">Exploring and engineering the cell surface interface.</a> Science. 310, 1135-1135 (2005).</li><li>Tan, L., Tien, J., Pirone, D. M., Gray, D. S., Bhadriraju, K., Chen, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cells+lying+on+a+bed+of+microneedles:+an+approach+to+isolate+mechanical.">Cells lying on a bed of microneedles: an approach to isolate mechanical.</a> 100, 1484-1484 (2003).</li><li>Teixeira, A. I., Nealey, P. F., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+of+human+keratocytes+to+micro-+and+nanostructured+substrates.">Responses of human keratocytes to micro- and nanostructured substrates.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 71A, 369-369 (2004).</li><li>Yang, M., Sniadecki, N., Chen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geometric+Considerations+of+Micro-+to+Nanoscale+Elastomeric+Post+Arrays+to+Study+Cellular+Traction+Forces.">Geometric Considerations of Micro- to Nanoscale Elastomeric Post Arrays to Study Cellular Traction Forces.</a> Adv. Mater. 19, 3119-3119 (2007).</li><li>Zhao, Y., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+Mechanics+Study+in+Cardiac+Myocytes+Using+PDMS+Pillars+Array.">Cellular Mechanics Study in Cardiac Myocytes Using PDMS Pillars Array.</a> Sensor Actuat. a-Phys. 125, 398-398 (2006).</li><li>DiOrio, A. M., Luo, X., Lee, K. M., Mather, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Functionally+Graded+Shape+Memory+Polymer.">A Functionally Graded Shape Memory Polymer.</a> Soft Matter. 7, 68-68 (2011).</li><li>Davis, K. A., Burke, K. A., Mather, P. T., Henderson, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+cell+behavior+on+shape+memory+polymer+substrates.">Dynamic cell behavior on shape memory polymer substrates.</a> Biomaterials. 32, 2285-2285 (2011).</li></ol>

T g NOA63 kan enkelt styras via härdningstemperaturen. Vi använde detta för att generera SMP substrat som kan utlösas i en cell kompatibla sortiment. NOA63 är plastad med vatten vilket sänker den torra T g, så vi ökade torra T g genom härdning vid 125 ° C för att flytta den blöta Tg varierar mellan 30 och 37 ° C. Den aktiva cellkultur visade substrat kan kontrollera cellens beteende. Resultaten av microfilament omorganisation belysa möjlighetern...

<table border="1"><tbody><tr><td> Reagensets namn eller instrument </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (frivilligt) </td></tr><tr><td> NOA63 </td><td> Norland Products Inc. </td><td> NOA63 </td><td> Varunummer 111 </td></tr><tr><td> HUNDBEN Punch </td><td> TestResource, Inc. Shakopee, MN </td><td></td><td> Förminskad Typ IV HUNDBEN (ASTM D 638-03) </td></tr><tr><td> Bordsmodell hydraulisk press </td><td> Carver </td><td> 3851 </td><td></td></tr><tr><td> C3H10T1 / 2 mus Embryonala fibroblasts </td><td> ATCC </td><td> CCL-226 </td><td></td></tr><tr><td> Biologisk säkerhetsbänk </td><td> Thermo Fisher </td><td> 1357 </td><td></td></tr><tr><td> UV-lampa </td><td> Spectroline </td><td> SB-100PC </td><td></td></tr><tr><td> Dynamisk Mekanisk Analyzer (DMA) </td><td> TA Instruments, Inc. </td><td> Q800 </td><td></td></tr><tr><td> Inverterad fluorescensmikroskop </td><td> Leica </td><td> Leica DMI 4000B </td><td></td></tr><tr><td> Konfokala laserscanning Mikroskop </td><td> Zeiss </td><td> LSM 710 </td><td> 20x/0.8 NA luft eller en 40x/1.30 NA olja mål </td></tr></tbody></table>

shape memory polymers for active cell culture

Form minne polymerer (SMPS) är en klass av &quot;smarta&quot; material som har förmågan att byta från en fast, tillfällig form till en förutbestämd fast form på ansökan av en retning såsom värme 1-5. I en typisk form minne cykel, är SMP first deformerad vid förhöjd temperatur som är högre än sin övergång temperatur, T trans [antingen smälttemperatur (T m) eller Glasningstemperaturen (T g)]. Deformationen är elastisk i naturen och främst leder till en minskning konformationsanalys entropi av de ingående nätverk kedjorna (efter gummi elasticitetsteori). Den deformerade SMP kyls sedan till en temperatur under sin T trans samtidigt som yttre påfrestning eller stress konstant. Under kylning, materialet övergångar till en styvare tillstånd (halvkristallint eller glasartad), som kinetiskt fällor eller &quot;fryser&quot; materialet i denna låg entropi tillstånd som leder till makroskopiska formen fastställande. Shape återhämtning utlöses genom att kontinuerligt uppvärmning av materialet genom T trans under en stressfri (obegränsad) skick. Genom att låta nätverket kedjorna (med återvunna rörlighet) att koppla till sina termodynamiskt gynnad, max-, entropi stat, väsentliga förändringar från den tillfälliga formen till det fasta form. Celler kan kartlägga de mekaniska egenskaperna hos den omgivande miljön 6. De mekanismer genom vilka mekanisk växelverkan mellan celler och deras fysiska miljön kontroll cellens beteende är områden för aktiv forskning. Substrat definieras topografi har dykt upp som kraftfulla verktyg i utredningen av dessa mekanismer. Mesoskaliga, mikroskala, och nanoskala mönster av substrat topografi har visat sig direkt celljustering, cell adhesion och cell krafter dragkraft 7-14. Dessa resultat har understrukit potential för substratet topografi att kontrollera och analys den mekaniska interaktionen mellan celler och deras fysiska miljön under cellodling, men det substrat som hittills använts har i allmänhet varit passiv och inte kunde programmeras att förändras kraftigt under kultur. Denna fysiska stasis har begränsad potential topografiska underlag för att styra celler i kultur. Här är aktiva cellkultur (ACC) SMP substrat införs som använder minnet ytan utformade att de ger programmerad kontroll av substrat topografi och deformation. Dessa substrat visa förmåga att övergången från en tillfällig räfflad topografi till en andra, nästan platt memorerat topografi. Denna förändring i topografi kan användas för att kontrollera cellens beteende under normala förhållanden cellkultur.

Watch this Scientific Journal Video about Shape Memory Polymers for Active Cell Culture at JoVE.com

Shape Memory Polymers for Active Cell Culture

En metod för att utveckla substrat cellodling med förmågan att förändra topografin under kulturen beskrivs. Metoden använder sig av smarta material som kallas polymerer form minne som har en förmåga att memorera en permanent form. Detta koncept kan anpassas till en mängd olika material och applikationer.

Shape Memory Polymers för Active Cell Culture

Shape memory polymers (SMPs) are a class of "smart" materials that have the ability to change from a fixed, temporary shape to a pre-determined permanent ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Microfabricated Platforms for Mechanically Dynamic Cell Culture

Mikrofabricerade Plattformar för Mekaniskt Dynamic Cell Culture

The ability to systematically probe in vitro cellular response to combinations of mechanobiological stimuli for tissue engineering, drug discovery or ...

Rotating Cell Culture Systems for Human Cell Culture: Human Trophoblast Cells as a Model

Roterande Cell Culture System för mänskliga Cell Culture: Mänskliga trofoblasten Celler som modell

The field of human trophoblast research aids in  understanding the complex environment established during placentation. Due to the  nature of these ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Självrapporterings Ställningar för 3-dimensionell cellodling

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Microfluidic Fabrication of Polymeric and Biohybrid Fibers with Predesigned Size and Shape

Mikrofluidisk tillverkning av polymera och biohybridfibrer med fördesignad storlek och form

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and ...

In vitro Cell Culture Model for Toxic Inhaled Chemical Testing

In vitro Cell Culture Model for Toxic Inhaled Chemical Testing

Cellodling in vitro modell för Toxic Inhalerat Chemical Testing

Cell cultures are indispensable to develop and study efficacy of therapeutic agents, prior to their use in animal models. We have the unique ability to ...

Fabrication of a Bioactive, PCL-based "Self-fitting" Shape Memory Polymer Scaffold

Tillverkning av ett bioaktivt, PCL-baserade &quot;Självpassande&quot; formminne polymerskelettet

Tissue engineering has been explored as an alternative strategy for the treatment of critical-sized cranio-maxillofacial (CMF) bone defects. Essential to ...

Optical Control of Living Cells Electrical Activity by Conjugated Polymers

Optisk kontroll av levande celler elektrisk aktivitet av konjugerade polymerer

Hybrid interfaces between organic semiconductors and living tissues represent a new tool for in-vitro and in-vivo applications. In particular, conjugated ...

High-throughput Identification of Bacteria Repellent Polymers for Medical Devices

Hög genomströmning identifiering av bakterier Repellent Polymers för medicintekniska produkter

Medical devices are often associated with hospital-acquired infections, which place enormous strain on patients and the healthcare system as well as ...

Light-mediated Formation and Patterning of Hydrogels for Cell Culture Applications

Ljus medierad Bildning och mönstring av Hydrogeler för cellodling Applications

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In ...

Engineering Molecular Recognition with Bio-mimetic Polymers on Single Walled Carbon Nanotubes

Engineering Molekylär igenkänning med Bio-mimetiska Polymers på Single vägg kolnanorör

Semiconducting single-wall carbon nanotubes (SWNTs) are a class of optically active nanomaterial that fluoresce in the near infrared, coinciding with the ...