Name: silk film culture system for in vitro analysis and biomaterial design
Uploaded: 2012-04-24T12:00:00
Duration: 11 min 19 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Silk Film Culture System for in vitro Analysis and Biomaterial Design at JoVE.com

بتمويل من المعاهد الوطنية للصحة K08EY015829، R21EY019561، R24EY015656، P41 EB002520، وR01 EY020856 بحوث لمنع العمى جائزة التطوير الوظيفي، وثلاثي المؤسسية مبادرة الخلايا الجذعية. HCLE خط خلية قدمت مجاملة من الدكتور إيلين Gipson. فإن الكتاب أود أن أشكر الدكتور Aihong ليو في كلية طب وايل كورنيل للحصول على المساعدة التقنية والتوجيه لها مع ثقافة الخلية، أنتوني Labissiere في مستشفى الجراحات الخاصة للحصول على المساعدة التقنية لها مع التصوير ووزارة شؤون المرأة، المورد مركز هندسة الأنسجة (TERC) في جامعة تافتس للدعم التقني مع التطور المادي، ومركز كورنيل للعلوم النانومترية الحجم ومرفق التكنولوجيا (كنف) للمساعدة في تصنيع رقاقة السيليكون.

1. تصنيع قوالب مطاط السيليكون <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إنتاج أو شراء سطح المطلوب الطبوغرافية لالصب. سيكون لهذا المنشور يمكن وصفها على مستوى 100 ​​ملم رقاقة السيليكون محفورا (الشكل 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزن خارج polydimethylsiloxane (PDMS) بوتينغ (مكون ألف) والمحفز (B عنصر) حل في نسبة 01:09 (9 ز بوتينغ و 1 محفز ز) على النحو المنصوص عليه في المجموعة التي تم شراؤها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مزيج حلول شاملة للشروع في عملية المعالجة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان سطح رقاقة السيليكون داخل صحن الصب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وزن من 4.5 غرام من حل PDMS على رقاقة السيليكون. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> انتشار PDMS حل لتغطية يبلغ قطرها 100 ملم منطقة من سطح رقاقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إمالة رقاقة لنشر PDMS حل بالتساوي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغطية رقاقة مع 100 غطاء القطر مم طبق بيتري. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان صب الإعداد إلى 60 درجة مئوية الفرن طوال الليل، مما يجعل من المؤكد أن المعالجة تجري على سطح مستو. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان علاجه PDMS / رقاقة السليكون إلى إيثانول 70٪حمام قبل إزالة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدء إزالة PDMS من رقاقة باستخدام شفرة حلاقة لرفع حافة (محيط بأكمله) 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> برفق PDMS قبالة باستخدام ملقط داخل حمام الايثانول 70٪ والحرص على عدم المسيل للدموع سيليكون صب المطاط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لكمة خارج القوالب PDMS الفردية باستخدام 14 لكمة ثقب ملم. تم تصميم هذا القطر لتتناسب مع الإعداد لوحة 24-جيدا. </li></ol> 2. انتاج الحرير الحل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جلب 2 لتر من الماء المقطر (DH 2 O) ليغلي داخل كوب زجاج 7. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع 5 غ من شرانق دودة القز Bombyx موري إلى الثلثين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التخلص من الشرانق الملوثة على نطاق واسع كما هو مبين من قبل المفرط حشرة الجسيمات طلاء السطح الداخلي شرنقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس 4.24 غرام من كربونات الصوديوم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة كربونات الصوديوم ببطء إلى الغليان درهم حجم O 2 لمنع يغلي الماء، والسماح للتفكك التام قبل الشروع في الاستمرار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة إلى قطع شرنقة درهم غليان <suب&gt; 2 O لمدة 40 دقيقة، واستخدام شريط تفلون المغلفة لاثارة ضجة شرانق خلال عملية الغليان. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الغليان، واستنزاف بعناية درهم 2 O في الحوض وخاتم من استخراج الحرير باليد لإزالة المياه الزائدة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> غسل الحرير استخراج ثلاث مرات لمدة 20 دقيقة. كل في 1 لتر من DH 2 O في كوب مختبر، واستخدام بقضيب أن تعمم في حجم كوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد الغسيل، وحلقة من استخراج الحرير من جهة، وانتزاع مكان الألياف الحريرية داخل غطاء محرك السيارة الكيميائية للسماح لتجفيف الموارد البشرية 12. فترة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اليوم التالي، والموازنة بين ألياف الحرير المجفف، والذي هو عادة ~ 3.5 غرام: ___________-G </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد 9.3 حل LiBr M للتوصل الى حل وزن / 20٪ من الحرير. الاستفادة من المعادلات التالية لحساب الوزن الضرورية ومجلدات: <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> (مقتطف من الحرير الوزن الخطوة 10) × (4) = ___________ ملليمترا من مجموع 9،3 حل LiBr M </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> [(807.705) × (LiBr حجم جزء من 11.a)] / 1000 = ___________ غرام من LiBr إضافة إلى DH 2 O </li></ol> &lt;/ لى&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة قياس الوزن LiBr في كأس زجاج من حجم درهم التالية O 2: <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> (0.8) × (حجم محسوب من الخطوة 11.a) = ___________ مل من DH 2 O </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> صب هذا الحل الى الحجم المناسب وتخرج اسطوانة، وتقديم حل ما يصل إلى الحجم النهائي وفقا لحسابات في جزء 11.a. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع مستخلص الحرير في دورق وتصب حل LiBr على ألياف الحرير التأكد مغمورة ألياف الحرير في حل LiBr باستخدام ملعقة مختبر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الحرير المنحل إلى 60 درجة مئوية الفرن لمدة 4 الموارد البشرية: وقت البدء: ___________ نهاية الوقت: ___________ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام محقنة الحجم المناسب وضع 12 مل من محلول الحرير. تضع إبرة 18G في نهاية حقنة، وحقن ثم حل في كاسيت لغسيل الكلى (3،500 ميغاواط coutoff، الشرائح-A-Lyzer، الحرارية العلمية). بعد ملء كاسيت، ورسم في الهواء المتبقية للخروج من كاسيت مع المحقنة يفرغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان فايlled كاسيت لغسيل الكلى في 1 لتر من DH 2 O. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تغيير درهم حجم O 2 بعد 1 ساعة، ساعة 4 و 8 و ساعة ثم كل ساعة 12 3X ليصبح المجموع 6 التغييرات: <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نبدأ: ___________ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 1hr: ___________ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 4hr: ___________ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 8 ساعات: ___________ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 12 ساعة: ___________ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 12 ساعة: ___________ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 12 ساعة: ___________ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نهاية: ___________ </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد غسيل الكلى، وجمع ببطء حل الحرير من أشرطة الكاسيت مع حقنة. حل مكان إلى 10000 أنابيب ز الطرد المركزي في التصنيف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> منبذة الحل مرتين في 10000 ز في 4 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة، كل. بعد كل مكان طاف الطرد المركزي في أنبوب جديد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مخزن حل الحرير عبتي في الثلاجة 4 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ماصة 2 عينات من 0.5 ملم في حل الحرير تزن طبق صغير، ومكان وزن أطباق داخل 60 درجة مئوية فرن جاف لمدة 12 ساعة أو حتى يجف حل الحرير. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وزن ما تبقى من فيلم الحرير متين من بوتح عينات لقياس الوزن في المئة من الحرير حل لتركيز بروتين حجم: <ol class="lalpha" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الوزن من مجموع 2 عينات فيلم الحرير: ___________ ملغ </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> (وزن من 23.a) × (100) = الحرير ___________٪ </li></ol></li></ol> 3. إعداد أفلام الحرير والثقافة إعداد النظام <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحضير السطوح الصب PDMS عن طريق تنظيف مع شريط واضح لإزالة الغبار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نظيفة PDMS ركائز عن طريق نقع في EtOH 70٪ وغسل ثلاث مرات مع DH 2 O. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مكان 14 ملم قوالب PDMS على لوحة حامل، وهو عادة من 24 لوحة غطاء جيد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لإنتاج فيلم ميكرون 50 سميك، ينتشر 70 μls من حل الحرير 8٪ في قوالب PDMS باستخدام أداة سائل الانتشار التي هي عادة حقنة 1 مل نصيحة 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السماح للأفلام الحرير لتجف كشف على مقعد نظيفة تشغيل ضغط تدفق الهواء من 150 باسكال لمدة 90 دقيقة أو حتى الأفلام جافة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة الأفلام هي مكان جاف كامل مجموعة من الأفلام، بما في ذلك م PDMSالأطفال الذين تتراوح أعمارهم، في غرفة المياه طهي للساعة 4&gt; لإنتاج فيلم المياه غير قابلة للذوبان. هذا هو عادة وغرفة مجفف فارغة بالماء في الجزء السفلي من حوض سحبت في فراغ كيلوباسكال 25 15. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الأفلام الحرير من غرفة المياه الصلب ومكان على مقعد نظيفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يعد حمام EtOH 70٪ في غضون طبق بيتري 35 مم، وركائز سيطرة مكان (أي من الزجاج أو البلاستيك السطوح) وحلقات الفولاذ المقاوم للصدأ في الآبار للحصول على ما لا يقل عن 10 دقيقة لتعقيم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الأفلام الحرير من قوالب PDMS باستخدام ملقط، وتراجع لهم في EtOH 70٪، وعينة مكان إلى 24 صفيحة مملوءة مسبقا بشكل جيد مع 1 مل من EtOH 70٪ والتأكد من جانب نمط تواجه للسماح للالتصاق الخلية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد وضع كل عينة فيلم الحرير في المقابل غير القابل للصدأ مكان جيد الأوزان حلقة من الصلب (11.65 مم القطر الداخلي، وقطره الخارجي 15.45 ملم، وسماكة 1،18 ملم) على القمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> السماح للعينات مع حلقات لاحتضان لمدة 10 دقائق للتأكد من عقم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ريموهاء EtOH وتغسل كل عينة 3x مع 1 مل من برنامج تلفزيوني. يسمح لكل غسيل الجلوس لمدة 5 دقائق للسماح للنشر كاملة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة PBS باستخدام الشفط ماصة الزجاج، مع التأكد من إزالة معظم الفقاعات تحت عينات فيلم الحرير. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يعد خط خلية للبذار. كمثال على ذلك، يعرض للتريبسين القرنية، الحوفي الظهارية البشرية خط الخلية (HCLE) مع التربسين 0.25٪ وحمض ethylenediaminetetraacetic (EDTA) حل لدقيقة-7. وأضاف تنشيط التربسين باستخدام 01:01 حجم النسر Dulbecco والمتوسطة معدلة (DMEM) وسائل الاعلام مع مرور FBS 10٪. منبذة الخلايا HCLE trypsinized، إضافة 8 مل من خلية كيراتينية-المصل وسائل الإعلام الحرة (K-SFM) لتكوير الخلية، تستنهض الهمم بلطف لتفريق HCLEs، وتوليد عدد خلايا. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عينة 500 ميكرولتر من تعليق HCLE لكل بئر باستخدام عادة خلايا 10000 / سم 2 كثافة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الثقافات مكان ضمن حاضنة عند 37 درجة مئوية، ونسبة 5٪ من ثاني أكسيد الكربون (2) وبروتوكول تشغيل تجريبي المطلوب. </li></ol> 4. ممثل النتائج &lt;ف الطبقة = &quot;jove_content&quot;&gt; <img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/3646/3646fig1.jpg" /> الرسم البياني رقم التدفق 1. توضيح موجز 10 خطوة عملية لإنتاج فيلم الحرير وثقافة إعداد النظام. <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/3646/3646fig2.jpg" /> الشكل 2. (A) 21-صبغ مجموعة من طوبوغرافيات منقوشة سطح خط إنتاجها على رقاقة السيليكون بقطر 90 ملم التي تستخدم معيار تقنيات الحفر الطباعة التصويرية وجاف. (ب) الأفلام الحرير تحتفظ الأصلي ملامح خط مواز على غرار صب صب PDMS على السطوح. (C) تخطيطي حجم ميزة إظهار تصميم اختيار لتعزيز التوافق الخلوية. (د) قطاع عريض من الحرير فيلم يوضح الاحتفاظ اصطف مواز سطح منقوشة. <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/3646/3646fig3.jpg" /> الشكل 3. مسح الميكروسكوب الالكتروني من خط خلية HCLE الالتزام (A) منقوشةو (ب) الأفلام الحرير شقة في يوم 2 في الثقافة. الثقافات HCLE تستمر في الانتشار إلى التقاء على (C) ونقش (D) الأسطح المسطحة التي كتبها يوم 8 في الثقافة. <img alt="الشكل 4" src="/files/ftp_upload/3646/3646fig4.jpg" /> الشكل 4. (A، D، G) المزخرفة و(B، E، H) شقة ثقافة الأفلام الخلايا HCLE الحرير نسبيا إلى (C، F، I) ركائز السيطرة على الزجاج (AC) 1 يوم، (مدافع) يوم 4، و 8 ايام (GI) في الثقافة. (J) CyQuant محتوى الحمض النووي و(K) (3 - (4،5-Dimethylthiazol-2-يل) -2،5-diphenyltetrazolium بروميد (MTT) فحص النشاط الأيضي بيانات تبين جدوى HCLE على كل نمط وشقة ركائز فيلم الحرير بالمقارنة مع أسطح التحكم الزجاج على مر الزمن (الحانات نطاق = 100 ميكرومتر). (فيديو 1). الفاصل الزمني المرحلة على النقيض من التصوير من الخلايا HCLE ترحيل أكثر من فيلم منقوشة سطح الحرير خلال ساعة 18. الفترة الزمنية. وفازت المصنفة الخلايا في كثافة 2 10k/cm وتربيتها لمدة 2 ساعة. قبل التصوير. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3646/3646movie1.MOV" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة الفيلم</a> . فيديو 2. الفاصل الزمني المرحلة على النقيض من التصوير من الخلايا HCLE المهاجرة على سطح مستو مراقبة TCP خلال ساعة 18. الفترة الزمنية. وفازت المصنفة الخلايا في كثافة 2 10k/cm وتربيتها لمدة 2 ساعة. قبل التصوير. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3646/3646movie2.MOV" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة الفيلم</a> .

<ol>
	<li>Rockwood, D., Preda, R. C., Yucel, T., Wang, X., Lovett, M. L., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+Fabrication+from+Bombyx+mori+Silk+Fibroin.">Materials Fabrication from Bombyx mori Silk Fibroin.</a> Nature protocols. , (2011).</li><li>Lawrence, B., Omenetto, F., Chui, K., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processing+methods+to+control+silk+fibroin+film+biomaterial+features.">Processing methods to control silk fibroin film biomaterial features.</a> Journal of materials science. 43, 6967-6985 (2008).</li><li>Altman, G., Diaz, F., Jakuba, C., Calabro, T., Horan, R., Chen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk-based+biomaterials.">Silk-based biomaterials.</a> Biomaterials. 24, 401-416 (2003).</li><li>Hofmann, S., Wong, P. o., Foo, C., Rossetti, F., Textor, M., Vunjak-Novakovic, G., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+fibroin+as+an+organic+polymer+for+controlled+drug+delivery.">Silk fibroin as an organic polymer for controlled drug delivery.</a> Journal of Controlled Release. 111, 219-227 (2006).</li><li>Demura, M., Asakura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immobilization+of+glucose+oxidase+with+Bombyx+mori+silk+fibroin+by+only+stretching+treatment+and+its+application+to+glucose+sensor.">Immobilization of glucose oxidase with Bombyx mori silk fibroin by only stretching treatment and its application to glucose sensor.</a> Biotechnology and bioengineering. 33, 598-603 (1989).</li><li>Cebe, P., Kaplan, D. <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+enzymatic+degradation+of+beta-sheet+crystals.">Mechanism of enzymatic degradation of beta-sheet crystals.</a> Biomaterials. , (2010).</li><li>Lawrence, B., Cronin-Golomb, M., Georgakoudi, I., Kaplan, D., Omenetto, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioactive+silk+protein+biomaterial+systems+for+optical+devices.">Bioactive silk protein biomaterial systems for optical devices.</a> Biomacromolecules. 9, 1214-1220 (2008).</li><li>Meinel, L., Hofmann, S., Karageorgiou, V., Kirker-Head, C., McCool, J., Gronowicz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+inflammatory+responses+to+silk+films+in+vitro+and+in+vivo.">The inflammatory responses to silk films in vitro and in vivo.</a> Biomaterials. 26, 147-155 (2005).</li><li>Vepari, C., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+as+a+biomaterial.">Silk as a biomaterial.</a> Progress in Polymer Science. 32, 8-9 (2007).</li><li>Li, M., Ogiso, M., Minoura, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzymatic+degradation+behavior+of+porous+silk+fibroin+sheets.">Enzymatic degradation behavior of porous silk fibroin sheets.</a> Biomaterials. 24, 357-365 (2003).</li><li>Arai, T., Freddi, G., Innocenti, R., Tsukada, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodegradation+of+Bombyx+mori+silk+fibroin+fibers+and+films.">Biodegradation of Bombyx mori silk fibroin fibers and films.</a> Journal of Applied Polymer Science. 91, 2383-2390 (2004).</li><li>Lawrence, B., Marchant, J., Pindrus, M., Omenetto, F., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+film+biomaterials+for+cornea+tissue+engineering.">Silk film biomaterials for cornea tissue engineering.</a> Biomaterials. 30, 1299-1308 (2009).</li><li>Ma, X., Cao, C., Zhu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biocompatibility+of+silk+fibroin+films+containing+sulfonated+silk+fibroin.">The biocompatibility of silk fibroin films containing sulfonated silk fibroin.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. 78, 89-96 (2006).</li><li>Patel, A., Thakar, R., Chown, M., Ayala, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biophysical+mechanisms+of+single-cell+interactions+with+microtopographical+cues.">Biophysical mechanisms of single-cell interactions with microtopographical cues.</a> Biomedical. , (2010).</li><li>Jin, H., Park, J., Karageorgiou, V., Kim, U., Valluzzi, R., Cebe, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water-Stable+Silk+Films+with+Reduced+&#x03B2;-Sheet+Content.">Water-Stable Silk Films with Reduced &#x03B2;-Sheet Content.</a> Advanced Functional Materials. 15, 1241-1247 (2005).</li><li>Lawrence, B., Wharram, S., Kluge, J., Leisk, G., Omenetto, F., Rosenblatt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+Hydration+on+Silk+Film+Material+Properties.">Effect of Hydration on Silk Film Material Properties.</a> Macromolecular Bioscience. 10, 393-403 (2010).</li><li>Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+silk+fibroin+as+a+support+for+enzyme+immobilization.">Natural silk fibroin as a support for enzyme immobilization.</a> Biotechnology Advances. 16, 961-971 (1998).</li><li>Cebe, P., Kaplan, D. <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+enzymatic+degradation+of+beta-sheet+crystals.">Mechanism of enzymatic degradation of beta-sheet crystals.</a> Biomaterials. , (2010).</li><li>Shaw, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fractionation+of+the+fibroin+of+Bombyx+mori+with+trypsin.">Fractionation of the fibroin of Bombyx mori with trypsin.</a> Biochemical Journal. 93, 45 (1964).</li><li>Rice, W., Firdous, S., Gupta, S., Hunter, M., Foo, C., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+characterization+of+structure+and+morphology+of+silk+fibroin+biomaterials+using+non-linear+microscopy.">Non-invasive characterization of structure and morphology of silk fibroin biomaterials using non-linear microscopy.</a> Biomaterials. 29, 2015-2024 (2008).</li><li>Chirila, T., Barnard, Z., Harkin, D., Schwab, I., Hirst, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bombyx+mori+silk+fibroin+membranes+as+potential+substrata+for+epithelial+constructs+used+in+the+management+of+ocular+surface+disorders.">Bombyx mori silk fibroin membranes as potential substrata for epithelial constructs used in the management of ocular surface disorders.</a> Tissue Engineering Part A. 14, 1203-1211 (2008).</li><li>Hu, X., Shmelev, K., Sun, L., Gil, E. -. S., Park, S. -. H., Cebe, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+Silk+Material+Structure+by+Temperature-Controlled+Water+Vapor+Annealing.">Regulation of Silk Material Structure by Temperature-Controlled Water Vapor Annealing.</a> Biomacromolecules. 12, 1686-1696 (2011).</li><li>Omenetto, F., Kaplan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+route+for+silk.">A new route for silk.</a> Nature Photonics. 2, 641-643 (2008).</li><li>Bray, L. J., George, K. A., Ainscough, S. L., Hutmacher, D. W., Chirila, T. V., Harkin, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+corneal+epithelial+equivalents+constructed+on+Bombyx+mori+silk+fibroin+membranes.">Human corneal epithelial equivalents constructed on Bombyx mori silk fibroin membranes.</a> Biomaterials. 32, 5086-5091 (2011).</li><li>Wang, N., Tytell, J. D., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanotransduction+at+a+distance:+mechanically+coupling+the+extracellular+matrix+with+the+nucleus.">Mechanotransduction at a distance: mechanically coupling the extracellular matrix with the nucleus.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 10, 75-82 (2009).</li><li>Jaalouk, D. E., Lammerding, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanotransduction+gone+awry.">Mechanotransduction gone awry.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 10, 63-73 (2009).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

وقد اكتسب استخدام الأفلام الحرير مجدد باعتباره ركيزة للثقافة خلية في شعبية على مدى العقدين الماضيين نتيجة لتوصيف واسعة من الخصائص المادية لهذا البروتين وزيادة الفهم للمادة بيولوجية لها فائدة 3،8. نظام الثقافة وصفها هنا يمثل رواية في نظام الاختبار في المختبر لتقييم التفاعلات سطح الخلية على الحرير المزخرف ركائز بيولوجية فيلم 7. ويتيح هذا النظام في تحليل معمق لالتفاعلات الخلوية مع مرور الوقت التي يمكن اعتمادها بسهولة لجمع البيانات عالية الإنتاجية. يتم تمكين هذا إلى حد كبير لأن الأفلام الحرير امتلاك عدد من الخصائص مادة بيولوجية الانضباطي التي يمكن تعديلها لتؤثر بشكل مباشر على وظيفة الخلية 8،9،12، بما في ذلك: السيطرة على سطح مايكرو / نانو سطح تضاريس 7؛ كيمياء السطح المختلفة من خلال تعديل التساهمية أو الامتزاز من جزيئات بيولوجية نشطة 13؛ الميكانيكية قويanical خصائص 15،16، والرقابة على المواد hydrophilicity / hydrophobicity 16؛ تحميل الجزء الأكبر من المركبات البيولوجية للافراج 4،8،17، وانحلال للرقابة / معدلات التحلل الأنزيمي من خلال السيطرة على هيكل ثانوي (بيتا محتوى ورقة) 11،18،19 . ويتم تحقيق الشفافية في الأفلام الحرير من خلال الصلب الأفلام لفترة من الزمن في ظل فراغ في وجود بخار الماء 7،15. هذا النهج تجهيز يسمح لتشكيل β ورقة هيكل الثانوي، وتعزيز الذوبان من المواد في المياه في الوقت الذي تسمح حيود الحد الأدنى للضوء 15. هذه الشفافية من الأفلام هو مفتاح الحل في تمكين المباشرة الحية الخلية التصوير التي يمكن استخدامها في إطار عدد من طرائق التصوير (أي واسع المجال ومضان) باستخدام أي عدد من النظم مجهر 12،20. بالإضافة إلى التصوير الخلية الحية، ويمكن إزالتها بسهولة أفلام الحرير من اله نظام الثقافة للسماح لتثبيت إضافية وتحليلها. وهكذا، فإن مجموعة كبيرة ومتنوعة من التقييمات التجريبية المباشرة التي يمكن القيام بها في هذا النظام هي التي تنطبق على مجموعة واسعة من الخلايا / الأنسجة مصادر لكثير من المجالات الفنية 3،8،9،12،13،21. في الوقت الفاصل بين نتائج التصوير توضيح كيف يمكن جمع البيانات ثقافة في الوقت الحقيقي، وكما استخدمت مثال لتوضيح كيفية تضاريس سطح الخلية يؤثر على التفاعلات. نتائج ممثل توضح كيف يمكن استخدام المواد الحيوية فيلم الحرير لدعم HCLE نمو الثقافة، وقابلة للتعديل لعدد من الانتشار الخلوي القياسية والمقايسات الأيض (الشكل 4). وبالإضافة إلى ذلك، يتم إصلاح الثقافات ومعالجتها لمسح التصوير الإلكتروني أو غيرها من البروتوكولات (الشكل 3). ويتم إنتاج فيلم ركائز الحرير في المختبر مع الدقة العالية، والاتساق، وبتكلفة منخفضة نسبيا (الشكل 1) وهذا يتيح reproduciبيليتي في كل ثقافة إعداد النظام والنتائج التجريبية. وقد ثبت أن المياه يصلب معالجة تنتج فيلم الحرير مادة مستقرة داخل الثقافة التي حددت معدلات التدهور في انتظار تركيز البروتياز في حل 2،15،22. ونتيجة لذلك قد تستخدم هذه المواد لفترات طويلة من الوقت لزراعة الخلايا على المدى الطويل، أو لا تزال تزرع لشهور أو سنوات تبعا لموقع الفسيولوجية 8. وبالإضافة إلى ذلك، أظهرت الأعمال الأخيرة أن كلا من بنية البروتين وخصائص المواد من الأفلام الحرير المياه صلب تتفق من حزمة إلى أخرى مما يسمح للنتائج ثقافة استنساخه كما هو مبين من خلال مختلف طرق الاختبار الميكانيكية والفيزيائية الحيوية 15،16. وبالإضافة إلى ذلك، أظهرت سطح المادة والاخلاص الكبير بين دفعات الفيلم كما هو مبين من قبل، ووزارة شؤون المرأة micrscopy القوة الذرية (فؤاد)، ودراسات ثقافة خلية {لورانس: 2008wr، Omenetto: 2008tc، براي: 2011kq} 7،23،24. مادة stabilإيتي والاتساق هو عامل مهم لكيفية خلية لن تشعر الركيزة ثقافة من خلال مسارات mechanotransduction مختلفة، وتنتج في نهاية المطاف الاستجابة المطلوبة / غير مرغوب فيها الخلوية 25،26. المعايير التاريخية لركائز الثقافة، مثل البلاستيك زراعة الأنسجة المعالجة أو الزجاج، وتوفير ركائز كافية لمرفق الخلية. ومع ذلك، فإن هذه المواد ليست قابلة للتعديل للفائدة أخرى في الجسم الحي. ويمكن تصور أنه يمكن تخصيصها من الحرير فيلم مادة بيولوجية في المختبر، ومتى تحققت التوقعات التجريبية يمكن للفيلم مخصص ترجمة مباشرة إلى نموذج في الجسم الحي. مثل تصميم تقرن بين في التجارب المختبرية والتجارب المجراة يوفر ميزة كبيرة لمثل هذه المواد الحيوية الحرير زرع أكثر من ركائز الأخرى التي تستخدم عادة في المختبر.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم المادة </td><td> شركة </td><td> فهرس العدد </td></tr><tr><td> شرانق الحرير </td><td> تاجيما شوجي المحدودة. </td><td> NA </td></tr><tr><td> PDMS مونومر وعبر رابط، </td><td> Momentive </td><td> RTV615A 01P </td></tr><tr><td> كربونات الصوديوم </td><td> سيغما </td><td> S2127 </td></tr><tr><td> الليثيوم بروميد </td><td> سيغما </td><td> 213225 </td></tr><tr><td> الشريحة-A-Lyzer </td><td> الحرارية العلمية </td><td> 66110 </td></tr><tr><td> 1 مل حقنة </td><td> بيكتون ديكنسون، </td><td> 309602 </td></tr><tr><td> الفولاذ المقاوم للصدأ غسالة </td><td> متفوقة الغسالة </td><td> 81610 </td></tr><tr><td> 24 لوحة جيد </td><td> VWR </td><td> 353047 </td></tr></tbody></table>

silk film culture system for in vitro analysis and biomaterial design

الأفلام الحرير واعدة البروتين على أساس المواد الحيوية التي يمكن أن تكون ملفقة مع الدقة العالية واقتصاديا ضمن بيئة 1،2 البحوث المختبرية. هذه المواد تكون مرغوبة لانها تملك التحكم الى حد كبير خصائص الابعاد والمادية، وموافق للحياة وتعزيز التصاق الخلية، ويمكن تعديلها من خلال الزخرفة الطبوغرافية أو عن طريق تغيير كيميائيا على السطح، ويمكن أن تستخدم كمستودع للجزيئات البيولوجية النشطة للطلبات المتعلقة بالمخدرات 3-8. وبالإضافة إلى ذلك، والأفلام الحرير هي واضحة نسبيا لتصميم العرف، ويمكن أن تكون مصممة على حل في غضون دقائق أو تتحلل على مدى سنوات في المختبر أو في الجسم الحي، ويتم إنتاج مع فائدة إضافية تتمثل في أن يكون شفافا في الطبيعة، وبالتالي مناسبة للغاية لتطبيقات التصوير 9 - 13. منهجية نظام الثقافة المقدمة هنا يمثل نهجا قابلة للتقييم السريع للفيلم سطح الخلية والحريرالتفاعلات. أهمية خاصة هو استخدام الأفلام سطح الحرير المزخرف لدراسة الاختلافات في تكاثر الخلايا والاستجابات من الخلايا لمحاذاة 12،14. تم زرعها على ثقافات المصنف على كل صغيرة منقوشة ومسطح ركائز فيلم الحرير، ومن ثم تقييمها من خلال التصوير المرحلة على النقيض من الوقت الفاصل، المجهر الإلكتروني، وتقييم البيوكيميائية من النشاط الأيضي ومحتوى حمض النووي. وباختصار، فإن فيلم الحرير في منظومة ثقافة المختبر يوفر الإعداد للتخصيص التجريبية مناسبة لدراسة سطح الخلية التفاعلات على ركيزة مادة بيولوجية، والتي يمكن بعد ذلك أن يكون الأمثل ومن ثم ترجمتها إلى نماذج في الجسم الحي. ويجري حاليا استخدام نظام الملاحظات ثقافة المقدمة هنا تستخدم للمساعدة في تطبيقات تتراوح بين التفاعلات الخلية الأساسية لتصميم الجهاز الطبي، وبالتالي فهي ذات الصلة لمجموعة واسعة من المجالات الطبية.

Watch this Scientific Journal Video about Silk Film Culture System for in vitro Analysis and Biomaterial Design at JoVE.com

Silk Film Culture System for in vitro Analysis and Biomaterial Design

الأفلام الحرير هي فئة جديدة من المواد الحيوية للتخصيص بسهولة لمجموعة من التطبيقات الطبية الحيوية. الفيلم الحرير قدم نظام ثقافة قابلة للتكيف للغاية لمجموعة متنوعة من<em&gt; في المختبر</em&gt; التحليلات. هذا النظام يشكل منصة تصميم مادة بيولوجية الطرح<em&gt; في المختبر</em&gt; التحسين قبل ترجمة مباشرة لل<em&gt; في الجسم الحي</em&gt; نماذج.

نظام الحرير ثقافة السينما ل في المختبر تحليل وتصميم مادة بيولوجية

Silk films are promising protein-based biomaterials that can be fabricated with high fidelity and economically within a research laboratory environment ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Silk Film Culture System for in vitro Analysis and Biomaterial Design

A Method for Ovarian Follicle Encapsulation and Culture in a Proteolytically Degradable 3 Dimensional System

وهناك طريقة لتغليف المسام المبيض والثقافة في نظام 3 تحلل Proteolytically الأبعاد

The ovarian follicle is the functional unit of the ovary that secretes sex hormones and supports oocyte maturation. In vitro  follicle techniques provide ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

سقالات الإبلاغ الذاتي للخلية ثقافة 3 الأبعاد

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

Systematic Analysis of In Vitro Cell Rolling Using a Multi-well Plate Microfluidic System

Systematic Analysis of In Vitro Cell Rolling Using a Multi-well Plate Microfluidic System

التحليل المنهجي لل<em&gt; في المختبر</em&gt; الخليوي المتداول باستخدام نظام ميكروفلويديك لوحة متعددة جيدا

A major challenge for cell-based therapy is the inability to systemically target a large quantity of viable cells with high efficiency to tissues of ...

Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications

تصميم بروتين الحرير الحرير المواد سبيكة للتطبيقات الطبية الحيوية

Fibrous proteins display different sequences and structures that have been used for various applications in biomedical fields such as biosensors, ...

In vitro Cell Culture Model for Toxic Inhaled Chemical Testing

In vitro Cell Culture Model for Toxic Inhaled Chemical Testing

في المختبر خلية الثقافة نموذج لاستنشاق الفحوصات الكيميائية السامة

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 ...

Eye Irritation Test (EIT) for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial (RhCE) Tissue Model

Eye Irritation Test EIT for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial RhCE Tissue Model

العين تهيج اختبار (EIT) لتحديد مخاطر العين مهيج للمواد الكيميائية باستخدام يعيد الإنسان القرنية مثل الظهارية (RHCE) الأنسجة نموذج

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and ...

Automated Robotic Liquid Handling Assembly of Modular DNA Devices

الآلي الجمعية معالجة السائل الروبوتية أجهزة وحدات الحمض النووي

Recent advances in modular DNA assembly techniques have enabled synthetic biologists to test significantly more of the available &#34;design space&#34; ...

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

ل<em&gt; في المختبر</em&gt; نموذج الثقافة الجهاز من الفئران فقرات القرص

Intervertebral disc (IVD) degeneration is a significant contributor to low back pain. The IVD is a fibrocartilaginous joint that serves to transmit and ...

A Zebrafish Embryo Model for In Vivo Visualization and Intravital Analysis of Biomaterial-associated Staphylococcus aureus Infection

A Zebrafish Embryo Model for In Vivo Visualization and Intravital Analysis of Biomaterial-associated Staphylococcus aureus Infection

نموذج الجنين الزرد بالتصور فيفو و المرتبطة "تحليل إينترافيتال لمادة بيولوجية" المكوّرات العنقودية الذهبية العدوى

Biomaterial-associated infection (BAI) is a major cause of the failure of biomaterials/medical devices. Staphylococcus aureus is one of the major ...

Design and Analysis for Fall Detection System Simplification

تصميم وتحليل لتبسيط نظام الكشف عن السقوط

This paper presents a methodology based on multimodal sensors to configure a simple, comfortable and fast fall detection and human activity recognition ...