Name: electrospun fibrous scaffolds of poly(glycerol-dodecanedioate) for engineering neural tissues from mouse embryonic stem cells
Uploaded: 2014-06-18T15:00:00
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Diese Arbeit wurde mit den Einrichtungen des Biomedical Engineering Department an der Florida International University durchgeführt.

1. Elektrospinning Collector Setup- <ol><li> Schneiden die Aluminiumfolie in einem rechteckigen Stück. </li><li> Falten Sie das rechteckige Stück in einen rechteckigen Streifen, und befestigen Sie es senkrecht zu einer flachen Metallplatte mit Klebeband (Abbildung 1). Hinweis: Die Größe der Fasermatte hängt von der Länge und Breite des Streifens. Somit kann die Bandabmessungen nach Bedarf eingestellt werden. </li></ol> 2. Polymere Herstellung der Lösung <ol><li> Mische...

<ol>
	<li>Migneco, F., Huang, Y. -. C., Birla, R. K., Hollister, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly+(glycerol-dodecanoate),+a+biodegradable+polyester+for+medical+devices+and+tissue+engineering+scaffolds.">Poly (glycerol-dodecanoate), a biodegradable polyester for medical devices and tissue engineering scaffolds.</a> Biomaterials. 30, 6479-6484 (2009).</li><li>Reneker, D. H., Yarin, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospinning+jets+and+polymer+nanofibers.">Electrospinning jets and polymer nanofibers.</a> Polymer. 49, 2387-2425 (2008).</li><li>Wang, Y., Ameer, G. A., Sheppard, B. 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P., Sell, S. A., Boland, E. D., Simpson, D. G., Bowlin, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanofiber+technology:+designing+the+next+generation+of+tissue+engineering+scaffolds.">Nanofiber technology: designing the next generation of tissue engineering scaffolds.</a> Advanced drug delivery reviews. 59, 1413-1433 (2007).</li><li>Li, W. -. J., Mauck, R. L., Tuan, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+nanofibrous+scaffolds:+production,+characterization,+and+applications+for+tissue+engineering+and+drug+delivery.">Electrospun nanofibrous scaffolds: production, characterization, and applications for tissue engineering and drug delivery.</a> Journal of Biomedical Nanotechnology. 1, 259-275 (2005).</li><li>Pham, Q. P., Sharma, U., 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=Electrospinning+of+polymeric+nanofibers+for+tissue+engineering+applications:+a+review.">Electrospinning of polymeric nanofibers for tissue engineering applications: a review.</a> Tissue engineering. 12, 1197-1211 (2006).</li><li>Lim, S. H., Mao, H. -. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+scaffolds+for+stem+cell+engineering.">Electrospun scaffolds for stem cell engineering.</a> Advanced drug delivery reviews. 61, 1084-1096 (2009).</li><li>Lowery, J. L., Datta, N., Rutledge, G. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bilayered+scaffold+for+engineering+cellularized+blood+vessels.">Bilayered scaffold for engineering cellularized blood vessels.</a> Biomaterials. 31, 4313-4321 (2010).</li><li>McCullen, S. D., 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=In+situ+collagen+polymerization+of+layered+cell-seeded+electrospun+scaffolds+for+bone+tissue+engineering+applications.">In situ collagen polymerization of layered cell-seeded electrospun scaffolds for bone tissue engineering applications.</a> Tissue Engineering Part C: Methods. 16, 1095-1105 (2010).</li></ol>

Die Grenzen der einfachen Kollektoren oder die Komplexität der Drehkollektoren, die derzeit zum Elektro erhöhen die Beschränkung der Erhalt der gewünschten Länge und Größe der Fasermatte für einige Anwendungen verwendet werden. Zusätzlich Übertragen Fasern aus dem Erdkollektor in die Kulturschale oder anderen Substraten 5 ist eine Herausforderung. In diesem Bericht wird ein neu gestalteten Sammler, durch das Hinzufügen einer Aluminiumfolienstreifen mit der geerdeten Kollektor hergestellt, konnte di...

Elektrospinnen ist eine der wirksamsten Methoden, um die Verarbeitung der Mikro-zur Nanometer-Größe Fasergerüste herzustellen. Das Grundprinzip der Elektro beinhaltet eine Taylor-Konus der Lösung, die an der Öffnung der Nadel durch Anlegen einer Hochspannung zwischen der Nadelspitze und einem geerdeten Kollektor gehalten wird. Wenn die elektrostatische Abstoßung in der Lösung überwindet die Oberflächenspannung, wird eine geladene Flüssigkeitsstrahl von der Nadelspitze ausgestoßen wird, durch die Luft mit Lösungsmittelverdampfung, und wird schließlich auf der geerdeten Kollektor abgeschieden. Die Spritzenpumpe stellt einen kontinuierlichen Fluss von Lösung aus der Spinndüse austretende und damit mehrere Kopien der elektrogesponnenen Fasern in kurzer Zeit hergestellt werden. Im Verlauf Verlassen der Spinndüse zu dem Kollektor zu gelangen, wird der geladene Strahl durchlaufen Dehnung und Schlag nach einer Anzahl von Parametern, die die Viskosität und die Oberflächenspannung der Polymerlösung enthalten, die elektrostac Kraft in der Lösung, und die Wechselwirkung des externen elektrischen Feldes, usw. 2. In der Elektrospinnverfahren dient ein Sammler als ein leitfähiges Substrat, wo die Mikro-bis Nanometer-Fasern abgelagert werden könnte. In dieser Studie wurde eine neue Art von Fasersammler wurde entwickelt, um Fasermatten mit der gewünschten Größe (Länge x Breite) zu erhalten. Traditionell wird die Aluminiumfolie als Kollektor verwendet, aber es ist schwierig, die Fasern von der flachen Oberfläche an ein anderes Substrat zu übertragen. Die Schwierigkeiten bei der Ernte eine intakte Fasermatte von einem traditionellen Sammler war vor allem aufgrund der Tatsache, dass die elektrogesponnenen Fasern legen stark an die Sammler-Oberfläche. Daher modifizierten wir die Sammler durch Falten ein Stück Aluminiumfolie zu einem rechteckigen Streifen und Befestigung senkrecht zu einer flachen Metallplatte. Die elektrogesponnenen Fasern in dem Bereich zwischen der Spitze des Streifens und der Metallplatte, die leicht auf einen anderen übertragen werden können substrat gestrecktE. Das Interesse an thermisch vernetzten elastomeren Polymeren wächst schnell, weil der Pionierarbeit von Robert Langer-Gruppe, die Poly (Glycerin Sebacat) (PGS), ein Polyester, der analog zu vulkanisierten Kautschuks in 2002 3. Ähnlich PGS eingeführt wurde, haben wir erfolgreich entwickelt Poly (Glycerin-Dodecanoat) (PID) durch thermische Kondensation von Glycerin und Dodecandisäure und demonstriert seine einzigartige Formgedächtniseigenschaft ein. Im Gegensatz zu steiferen synthetischen Materialien Poly (Hydroxybutyrat) oder Poly (L-lactid) (Young-Modul von 250 MPa und 660 MPa) aufweist PGD elastomere Eigenschaft wie Gummi, mit einem Young-Modul von 1,08 MPa, wenn die Temperatur über 37 ° ist C, die eine enge Übereinstimmung mit der in-situ peripheren Nerven (0,45 MPa) ist. Darüber hinaus ist die PID biologisch abbaubar und die Abbauzeit kann durch Variation des Verhältnisses von Glycerin und Dodecandisäure fein abgestimmt werden. Dodecandisäure ist ein Zwölf-Kohlenstoff-UnterPosition mit zwei endständigen Carboxygruppen, HOOC (CH 2) 10 COOH. Auch nummeriert Dicarbonsäuren wie Sebacinsäure und Dodecandisäure kann metabolisiert werden zu Acetyl-CoA und geben Sie den Tricarbonsäurezyklus (TCA) / (Zitronensäure-Zyklus). Das Stoffwechselprodukt von Dicarbonsäuren, Succinyl-CoA, ein gluconeogenetischen Vorläufer und Zwischen der TCA-Zyklus 4. So schlugen einige Studien, dass sie als alternativer Kraftstoff Substrat für die enterale und parenterale Ernährung, insbesondere bei der pathologischen Bedingungen verwendet werden. Außerdem weist eindeutige PID Formgedächtnis weil ihre Glasübergangstemperatur 31 ° C, so zeigt es verschiedene mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur und Körpertemperatur. In der Summe ist die PID biologisch abbaubare, biokompatible, Ausstellen einzigartigen elastischen Eigenschaften mit ähnlichen Nervengewebe mechanische Eigenschaften; Daher ist es ein geeignetes Material für Nervengewebe Technik. In diesem Protokoll wird die elektrolange Fasern überspannt eine große Ablagefläche wurden über die neu gestalteten Sammler aus PGD hergestellt. Die Fasergerüste können mit der Maus pluripotente Stammzellen Wachstum und die Differenzierung zu unterstützen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="729">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Glycerol</td>
			<td style="width:175px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">G7757</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Dodecanedioic acid</td>
			<td style="width:175px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">D1009</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Gelatin</td>
			<td style="width:175px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">D1890</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Poly (ehtylene oxide) (PEO)</td>
			<td style="width:175px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">182028</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Riboflavin</td>
			<td style="width:175px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">132350250</td>
			<td style="width:167px;">0.10%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Mouse embryonic stem cells</td>
			<td style="width:175px;">GlobalStem</td>
			<td style="width:119px;">GSC-5002</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Matrigel</td>
			<td style="width:175px;">Becton Dickinson</td>
			<td style="width:119px;">356234</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">DMEM/F12</td>
			<td style="width:175px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:119px;">SH30272.02</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">N2 supplement&#160;</td>
			<td style="width:175px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">17502048</td>
			<td style="width:167px;">1%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">FGF2</td>
			<td style="width:175px;">Stemgent</td>
			<td style="width:119px;">03-0002</td>
			<td style="width:167px;">10ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Accutase</td>
			<td style="width:175px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">A11105-01</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Phosphate buffered saline (PBS)</td>
			<td style="width:175px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:119px;">10010-031&#160;</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Resazurin fluorescence dye&#160;</td>
			<td style="width:175px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">62758-13-8&#160;</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">SV Total RNA Isolation System</td>
			<td style="width:175px;">Promega</td>
			<td style="width:119px;">Z3100</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">GoScript Reverse Transcription System</td>
			<td style="width:175px;">Promega</td>
			<td style="width:119px;">A5000</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">GoTaq&#129; qPCR Master Mix</td>
			<td style="width:175px;">Promega</td>
			<td style="width:119px;">A6001</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Syringe pump&#160;</td>
			<td style="width:175px;">Fisher scientific</td>
			<td style="width:119px;">14-831-200</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;width:268px;">High voltage power source&#160;</td>
			<td style="width:175px;">Spellman High Voltage Electronics Corporation</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">SL30</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">UV light</td>
			<td style="width:175px;">Philips</td>
			<td style="width:119px;">308643</td>
			<td style="width:167px;">15W/G15T8</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Synergy HT Multi-Mode Microplate Reader</td>
			<td style="width:175px;">BioTek</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">Perkin Elmer GeneAmp PCR System 9600</td>
			<td style="width:175px;">Perkin Elmer</td>
			<td style="width:119px;">8488</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:268px;">StepOne Real-time PCR System</td>
			<td style="width:175px;">Applied Biosystems</td>
			<td style="width:119px;">4376357</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electrospun fibrous scaffolds of poly(glycerol-dodecanedioate) for engineering neural tissues from mouse embryonic stem cells

Für Tissue-Engineering-Anwendungen ist die Herstellung von biologisch abbaubaren und biokompatiblen Stützgerüste der wünschenswerteste aber schwierige Aufgabe. Von den verschiedenen Herstellungsverfahren, ist die Elektro attraktiv wegen ihrer Einfachheit und Vielseitigkeit. Zusätzlich elektrogesponnene Nano imitieren die Größe der natürlichen extrazellulären Matrix gewährleistet zusätzliche Unterstützung für das Überleben der Zelle und Wachstum. Diese Studie zeigte, die Lebensfähigkeit der Herstellung von Langfasern sich über eine größere Ablagefläche für eine neuartige biologisch abbaubare und biokompatible Polymer namens Poly (Glycerin-Dodecanoat) (PGD) 1 unter Verwendung einer neu entwickelten Kollektor für Elektro. PID zeigt einzigartige elastischen Eigenschaften mit ähnlichen mechanischen Eigenschaften von Nervengewebe, somit geeignet für neuronale Gewebe-Engineering-Anwendungen ist es. Die Synthese und Herstellung Set-up für die Herstellung von Fasergerüstmaterial war einfach, sehr gut reproduzierbar und kostengünstig. BiokompatibilitätTests könnten Zellen aus embryonalen Stammzellen der Maus abgeleitet zu haften und wachsen an den elektro PGD Fasern. Zusammenfassend dieses Protokoll ein vielseitiger Herstellungsverfahren für die Herstellung von PGD elektrogesponnenen Fasern um das Wachstum von embryonalen Maus-Stammzellen abgeleitete neuronale Linie Zellen unterstützen.

Die Hauptkomponenten der Elektro sind in Abbildung 1 dargestellt. Ein großer Größe Fasermatte wurde in der Regel durch die senkrecht befestigt Aluminiumfolienstreifen und einer flachen Metallplatte erhalten. Abbildung 2 zeigt die Kollektordesign und die Elektrofasermatte. Die Breite und Länge kann für unterschiedliche Anwendungen angepasst werden. Die Länge der Faser mit PID-Grundlösung und Polymermischung hergestellt ist, bis zu 10 cm. Die Morphologie der elektrogesponnenen Fase...

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Electrospun Fibrous Scaffolds of Polyglycerol-dodecanedioate for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Synthese und Herstellung von elektro langen Fasern sich über eine größere Ablagefläche über einen neu gestalteten Sammler aus einem neuartigen biologisch abbaubaren Polymer namens Poly (Glycerin-Dodecanoat) (PGD) wurde berichtet. Die Fasern waren in der Lage, das Wachstum von pluripotenten Zellen aus Maus-Stammzellen zu unterstützen.

Elektro Faser-Gerüste von Poly (Glycerin-dodecandioat) für Ingenieurnervengewebe aus embryonalen Stammzellen der Maus

For tissue engineering applications, the preparation of biodegradable and biocompatible scaffolds is the most desirable but challenging task. &#160;Among ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Electrospun Fibrous Scaffolds of Poly(glycerol-dodecanedioate) for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering

Elastomer-PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering

Cardiovascular disease is one of the leading cause of mortality in the US and especially, coronary artery disease increases with an aging population and ...

Forschung

Biotechnik

Preparation of 3D Fibrin Scaffolds for Stem Cell Culture Applications

Erstellung von 3D-Fibrin-Gerüste für Stem Cell Culture Anwendungen

Stem cells are found in naturally occurring 3D microenvironments in vivo, which are often referred to as the stem cell niche 1. Culturing stem cells ...

Postproduction Processing of Electrospun Fibres for Tissue Engineering

Postproduction Verarbeitung von Elektrogesponnene Fasern für Tissue Engineering

Electrospinning is a commonly used and versatile method to produce  scaffolds (often biodegradable) for 3D tissue engineering.1, 2, 3 Many tissues in vivo ...

Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation

Engineering Skeletal Muscle Gewebe von Murine Myoblast Progenitor Cells und Anwendung von Elektrostimulation

Engineered muscle tissues can be used for several different purposes, which include the production of tissues for use as a disease model in vitro, e.g. to ...

Electrospinning Growth Factor Releasing Microspheres into Fibrous Scaffolds

Elektro Growth Factor Releasing Mikrosphären in Fasergerüste

This procedure describes a method to fabricate a multifaceted substrate to direct nerve cell growth.  This system incorporates mechanical, topographical, ...

Optimizing Attachment of Human Mesenchymal Stem Cells on Poly(&#949;-caprolactone) Electrospun Yarns

Optimizing Attachment of Human Mesenchymal Stem Cells on PolyÃƒÅ½Ã‚Âµ-caprolactone Electrospun Yarns

Optimierung der Befestigung der humanen mesenchymalen Stammzellen auf Poly (ε-caprolacton) Elektrogesponnene Garne

Research into biomaterials and tissue engineering often includes cell-based in vitro investigations, which require initial knowledge of the starting cell ...

Electrospun Nanofiber Scaffolds with Gradations in Fiber Organization

Elektronanofasergerüste mit Abstufungen in Fiber-Organisation

The goal of this protocol is to report a simple method for generating nanofiber scaffolds with gradations in fiber organization and test their possible ...

Generation of ESC-derived Mouse Airway Epithelial Cells Using Decellularized Lung Scaffolds

Die Erzeugung von ESC-derived Maus Airway epithelialen Zellen unter Verwendung von Dezellularisierte Lung Scaffolds

Lung lineage differentiation requires integration of complex environmental cues that include growth factor signaling, cell-cell interactions and ...

Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

Mikrofluidische Bioprinting für Engineering durchblutet, Gewebe und Organellen

Engineering vascularized tissue constructs and organoids has been historically challenging. Here we describe a novel method based on microfluidic ...

Two Methods for Decellularization of Plant Tissues for Tissue Engineering Applications

Zwei Methoden zur Decellularization von Pflanzengewebe für Tissue-Engineering-Anwendungen

The autologous, synthetic, and animal-derived grafts currently used as scaffolds for tissue replacement have limitations due to low availability, poor ...