Name: visualizing angiogenesis by multiphoton microscopy in vivo in genetically modified 3d-plga/nhap scaffold for calvarial critical bone defect repair
Uploaded: 2017-09-07T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Visualizing Angiogenesis by Multiphoton Microscopy In Vivo in Genetically Modified 3D-PLGA/nHAp Scaffold for Calvarial Critical Bone Defect Repair at JoVE.com

Diese Studie wurde unterstützt durch das Shenzhen Pfau Programm, China (Nr. 110811003586331), Shenzhen Basic Research-Programm (No. JCYJ20150401150223631, Nr. JCYJ20150401145529020 und Nr. JCYJ20160331190714896), Guangdong öffentliche Forschung und Kapazitätsaufbau Sonderprogramm (Nr. 2015A020212030), National Natural Science Foundation of China (Nr. 81501893), das National Major Basic Forschungsprogramm von China (2013CB945503), und die SIAT Innovationsprogramm für exzellente junge Forscher (Y5G010).

die Pflege der Tiere wurde in Einklang mit dem Leitfaden für die Pflege und Nutzung des Labor Tiere der Provinz Guangdong. Alle Verfahren wurden unter der Aufsicht und Genehmigung der Ethikkommission für Animal Research, Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences durchgeführt.
 1. Lentivirale (LV) Produktion <ol><li>Klon der Pdgf-b cDNA in einen Lentivirale Ausdruck Vektor (pLenti6/5-eGFP oder LV-eGFP) eine benutzerdefinierte Multiple-Klonen Website s...

<ol>
	<li>Hu, X., 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=GPNMB+enhances+bone+regeneration+by+promoting+angiogenesis+and+osteogenesis:+potential+role+for+tissue+engineering+bone.">GPNMB enhances bone regeneration by promoting angiogenesis and osteogenesis: potential role for tissue engineering bone.</a> J Cell Biochem. 114 (12), 2729-2737 (2013).</li><li>Schroeder, J. E., Mosheiff, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+engineering+approaches+for+bone+repair:+concepts+and+evidence.">Tissue engineering approaches for bone repair: concepts and evidence.</a> Injury. 42 (6), 609-613 (2011).</li><li>Chiarello, E., 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=allograft+and+bone+substitutes+in+reconstructive+orthopedic+surgery.">allograft and bone substitutes in reconstructive orthopedic surgery.</a> Aging Clin Exp Res. 25, S101-S103 (2013).</li><li>Elangovan, S., 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=The+enhancement+of+bone+regeneration+by+gene+activated+matrix+encoding+for+platelet+derived+growth+factor.">The enhancement of bone regeneration by gene activated matrix encoding for platelet derived growth factor.</a> Biomaterials. 35 (2), 737-747 (2014).</li><li>Bouyer, 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=Surface+delivery+of+tunable+doses+of+BMP-2+from+an+adaptable+polymeric+scaffold+induces+volumetric+bone+regeneration.">Surface delivery of tunable doses of BMP-2 from an adaptable polymeric scaffold induces volumetric bone regeneration.</a> Biomaterials. 104, 168-181 (2016).</li><li>Rezwan, K., 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=Biodegradable+and+bioactive+porous+polymer/inorganic+composite+scaffolds+for+bone+tissue+engineering.">Biodegradable and bioactive porous polymer/inorganic composite scaffolds for bone tissue engineering.</a> Biomaterials. 27 (18), 3413-3431 (2006).</li><li>Burg, K. J., Porter, S., Kellam, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomaterial+developments+for+bone+tissue+engineering.">Biomaterial developments for bone tissue engineering.</a> Biomaterials. 21 (23), 2347-2359 (2000).</li><li>Xiao, Y., 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=Modifications+of+collagen-based+biomaterials+with+immobilized+growth+factors+or+peptides.">Modifications of collagen-based biomaterials with immobilized growth factors or peptides.</a> Methods. 84, 44-52 (2015).</li><li>Chen, G., Lv, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immobilization+and+Application+of+Electrospun+Nanofiber+Scaffold-based+Growth+Factor+in+Bone+Tissue+Engineering.">Immobilization and Application of Electrospun Nanofiber Scaffold-based Growth Factor in Bone Tissue Engineering.</a> Curr Pharm Des. 21 (15), 1967-1978 (2015).</li><li>Kofron, M. D., Li, X., Laurencin, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein-+and+gene-based+tissue+engineering+in+bone+repair.">Protein- and gene-based tissue engineering in bone repair.</a> Curr Opin Biotechnol. 15 (5), 399-405 (2004).</li><li>Chen, F. 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=New+insights+into+and+novel+applications+of+release+technology+for+periodontal+reconstructive+therapies.">New insights into and novel applications of release technology for periodontal reconstructive therapies.</a> J Control Release. 149 (2), 92-110 (2011).</li><li>Winn, S. R., 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=Gene+therapy+approaches+for+modulating+bone+regeneration.">Gene therapy approaches for modulating bone regeneration.</a> Adv Drug Deliv Rev. 42 (1-2), 121-138 (2000).</li><li>Chang, P. 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=Adenovirus+Encoding+Human+Platelet-Derived+Growth+Factor-B+Delivered+to+Alveolar+Bone+Defects+Exhibits+Safety+and+Biodistribution+Profiles+Favorable+for+Clinical+Use.">Adenovirus Encoding Human Platelet-Derived Growth Factor-B Delivered to Alveolar Bone Defects Exhibits Safety and Biodistribution Profiles Favorable for Clinical Use.</a> Hum Gene Ther. 20 (5), 486-496 (2009).</li><li>Phipps, M. C., Xu, Y. Y., Bellis, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delivery+of+Platelet-Derived+Growth+Factor+as+a+Chemotactic+Factor+for+Mesenchymal+Stem+Cells+by+Bone-Mimetic+Electrospun+Scaffolds.">Delivery of Platelet-Derived Growth Factor as a Chemotactic Factor for Mesenchymal Stem Cells by Bone-Mimetic Electrospun Scaffolds.</a> Plos One. 7 (7), (2012).</li><li>Gehmert, S., 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=Angiogenesis:+The+role+of+PDGF-BB+on+Adiopse-tissue+derived+Stem+Cells+(ASCs).">Angiogenesis: The role of PDGF-BB on Adiopse-tissue derived Stem Cells (ASCs).</a> Clin Hemorheol and Microcirc. 48 (1-3), 5-13 (2011).</li><li>Chang, P. 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=PDGF-B+gene+therapy+accelerates+bone+engineering+and+oral+implant+osseointegration.">PDGF-B gene therapy accelerates bone engineering and oral implant osseointegration.</a> Gene Ther. 17 (1), 95-104 (2010).</li><li>Javed, F., 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=Significance+of+the+platelet-derived+growth+factor+in+periodontal+tissue+regeneration.">Significance of the platelet-derived growth factor in periodontal tissue regeneration.</a> Arch Oral Biol. 56 (12), 1476-1484 (2011).</li><li>Murali, R., 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=Biomimetic+hybrid+porous+scaffolds+immobilized+with+platelet+derived+growth+factor-BB+promote+cellularization+and+vascularization+in+tissue+engineering.">Biomimetic hybrid porous scaffolds immobilized with platelet derived growth factor-BB promote cellularization and vascularization in tissue engineering.</a> J Biomed Mater Res A. 104 (2), 388-396 (2016).</li><li>Andrae, J., Gallini, R., Betsholtz, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+platelet-derived+growth+factors+in+physiology+and+medicine.">Role of platelet-derived growth factors in physiology and medicine.</a> Genes Dev. 22 (10), 1276-1312 (2008).</li><li>Wosnitza, 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=Plasticity+of+human+adipose+stem+cells+to+perform+adipogenic+and+endothelial+differentiation.">Plasticity of human adipose stem cells to perform adipogenic and endothelial differentiation.</a> Differentiation. 75 (1), 12-23 (2007).</li><li>Hankenson, K. 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=Angiogenesis+in+bone+regeneration.">Angiogenesis in bone regeneration.</a> Injury. 42 (6), 556-561 (2011).</li><li>Schmidt, 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=Rapid+three-dimensional+quantification+of+VEGF-induced+scaffold+neovascularisation+by+microcomputed+tomography.">Rapid three-dimensional quantification of VEGF-induced scaffold neovascularisation by microcomputed tomography.</a> Biomaterials. 30 (30), 5959-5968 (2009).</li><li>Perng, C. K., 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+Vivo+Angiogenesis+Effect+of+Porous+Collagen+Scaffold+with+Hyaluronic+Acid+Oligosaccharides.">In Vivo Angiogenesis Effect of Porous Collagen Scaffold with Hyaluronic Acid Oligosaccharides.</a> J Surg Res. 168 (1), 9-15 (2011).</li><li>Sun, Y., 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=Imaging+tissue+engineering+scaffolds+using+multiphoton+microscopy.">Imaging tissue engineering scaffolds using multiphoton microscopy.</a> Microsc Res Tech. 71 (2), 140-145 (2008).</li><li>Fan, X., 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=Noninvasive+monitoring+of+placenta-specific+transgene+expression+by+bioluminescence+imaging.">Noninvasive monitoring of placenta-specific transgene expression by bioluminescence imaging.</a> PLoS One. 6 (1), e16348 (2011).</li><li>Yeo, M. G., Kim, G. 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+Characterization+of+3D+Composite+Scaffolds+Based+on+Rapid-Prototyped+PCL/&#946;-TCP+Struts+and+Electrospun+PCL+Coated+with+Collagen+and+HA+for+Bone+Regeneration.">Preparation and Characterization of 3D Composite Scaffolds Based on Rapid-Prototyped PCL/&#946;-TCP Struts and Electrospun PCL Coated with Collagen and HA for Bone Regeneration.</a> Chem Mater. 24 (5), 903-913 (2012).</li><li>Mao, Y., 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=Lentiviral+Vectors+Mediate+Long-Term+and+High+Efficiency+Transgene+Expression+in+HEK+293T+cells.">Lentiviral Vectors Mediate Long-Term and High Efficiency Transgene Expression in HEK 293T cells.</a> Int J Med Sci. 12 (5), 407-415 (2015).</li><li>Li, 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=Investigation+of+angiogenesis+in+bioactive+3-dimensional+poly+(D,L-lactide-co-glycolide)/nano-hydroxyapatite+scaffolds+by+in+vivo+multiphoton+microscopy+in+murine+calvarial+critical+bone+defect.">Investigation of angiogenesis in bioactive 3-dimensional poly (D,L-lactide-co-glycolide)/nano-hydroxyapatite scaffolds by in vivo multiphoton microscopy in murine calvarial critical bone defect.</a> Acta Biomater. 42, 389-399 (2016).</li><li>Abbasi, H., 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=Lentiviral+vector-mediated+transduction+of+goat+undifferentiated+spermatogonia.">Lentiviral vector-mediated transduction of goat undifferentiated spermatogonia.</a> Anim Reprod Sci. 163, 10-17 (2015).</li><li>Pigossi, S. 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=Bacterial+cellulose-hydroxyapatite+composites+with+osteogenic+growth+peptide+(OGP)+or+pentapeptide+OGP+on+bone+regeneration+in+critical-size+calvarial+defect+model.">Bacterial cellulose-hydroxyapatite composites with osteogenic growth peptide (OGP) or pentapeptide OGP on bone regeneration in critical-size calvarial defect model.</a> J Biomed Mater Res A. , (2015).</li><li>Bos, G. 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=The+effect+of+histocompatibility+matching+on+canine+frozen+bone+allografts.">The effect of histocompatibility matching on canine frozen bone allografts.</a> J Bone Joint Surg Am. 65 (1), 89-96 (1983).</li><li>Hollinger, J. O., Kleinschmidt, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+critical+size+defect+as+an+experimental+model+to+test+bone+repair+materials.">The critical size defect as an experimental model to test bone repair materials.</a> J Craniofac Surg. 1 (1), 60-68 (1990).</li><li>Hollanders, K., 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=Bevacizumab+Revisited:+Its+Use+in+Different+Mouse+Models+of+Ocular+Pathologies.">Bevacizumab Revisited: Its Use in Different Mouse Models of Ocular Pathologies.</a> Curr Eye Res. 40 (6), 611-621 (2015).</li><li>Gao, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=QSIM:+quantitative+structured+illumination+microscopy+image+processing+in+ImageJ.">QSIM: quantitative structured illumination microscopy image processing in ImageJ.</a> Biomed Eng Online. 14, 4 (2015).</li><li>Kobat, 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=Deep+tissue+multiphoton+microscopy+using+longer+wavelength+excitation.">Deep tissue multiphoton microscopy using longer wavelength excitation.</a> Opt Express. 17 (16), 13354-13364 (2009).</li><li>Lohmann, P., 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=Bone+regeneration+induced+by+a+3D+architectured+hydrogel+in+a+rat+critical-size+calvarial+defect.">Bone regeneration induced by a 3D architectured hydrogel in a rat critical-size calvarial defect.</a> Biomaterials. 113, 158-169 (2016).</li><li>Lv, 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=Enhanced+angiogenesis+and+osteogenesis+in+critical+bone+defects+by+the+controlled+release+of+BMP-2+and+VEGF:+implantation+of+electron+beam+melting-fabricated+porous+Ti6Al4V+scaffolds+incorporating+growth+factor-doped+fibrin+glue.">Enhanced angiogenesis and osteogenesis in critical bone defects by the controlled release of BMP-2 and VEGF: implantation of electron beam melting-fabricated porous Ti6Al4V scaffolds incorporating growth factor-doped fibrin glue.</a> Biomed Mater. 10 (3), (2015).</li><li>Guldberg, R. E., 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=3D+imaging+of+tissue+integration+with+porous+biomaterials.">3D imaging of tissue integration with porous biomaterials.</a> Biomaterials. 29 (28), 3757-3761 (2008).</li><li>Boehler, R. 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=A+PLG/HAp+composite+scaffold+for+lentivirus+delivery.">A PLG/HAp composite scaffold for lentivirus delivery.</a> Biomaterials. 34 (21), 5431-5438 (2013).</li><li>Heo, S. 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+and+characterization+of+novel+nano-+and+micro-HA/PCL+composite+scaffolds+using+a+modified+rapid+prototyping+process.">Fabrication and characterization of novel nano- and micro-HA/PCL composite scaffolds using a modified rapid prototyping process.</a> J Biomed Mater Res A. 89 (1), 108-116 (2009).</li></ol>

Knochen ist ein stark vaskularisierte Gewebe mit einer einzigartigen Kapazität kontinuierlich zu heilen und während der gesamten Lebensdauer eines einzelnen1umzugestalten. Das Niveau der Vaskularisierung ist wichtig für Osteogenesis und defekt Reparatur. Niedrige Vaskularisierung begrenzt die breite klinische Anwendung von Tissue-Engineering Knochen. Bau eines stark vaskularisierte Tissue-Engineering Knochens nach der Theorie der Bionik ist ein Werkzeug für die Reparatur von Knochendefekten gr...

Knochen ist ein stark vaskularisierte Gewebe, die auch weiterhin während der Laufzeit eines einzelnen1umzugestalten. Die schnelle und effektive Knochenregeneration von großen Knochendefekten infolge Trauma, Pseudarthrose, Tumor Resektionen oder kraniofaziale Fehlbildungen ist ein komplexer physiologischer Vorgang. Traditionelle therapeutische Ansätze verwendet für Knochen defekt Reparatur Autotransplantation und Allograft-Implantierung unter anderem ihre Verwendung umfasst mehrere Probleme und Einschränkungen, z. B. begrenzte Verfügbarkeit, wichtiger Geber Website Morbidität, ein hohes Risiko der Infektion, und Hosten Sie Immunabwehr2,3. Künstliche Knochentransplantate bieten jedoch eine effiziente Alternative um diese Einschränkungen zu lindern. Sie können aus biologisch abbaubaren Materialien hergestellt werden, sind einfach zu fabrizieren werden mit einer geeigneten Porengröße und können genetisch veränderten4,5.
Verschiedene Gewebe-engineering-Gerüste sind derzeit in der Entwicklung von Tissue-Engineering Knochen6,7eingesetzt worden. Knochen-Reparatur und Regeneration effektiver induzieren, veränderte Biomaterialien kombiniert mit Wachstumsfaktoren entstanden und erzielt gute Ergebnisse8,9. Leider begrenzen die kurze Halbwertszeit, leicht zu verlieren-Aktivität und Supraphysiological Dosierung von Wachstumsfaktoren für die therapeutische Wirksamkeit ihrer klinischen Anwendung10. Um diese Probleme zu überwinden, wurde die Lieferung von Wachstumsfaktor Genen anstelle von Wachstumsfaktoren als einen wirksamen Ansatz zu Bioaktivität zur Behandlung von knöcherner Defekte und Krankheiten11,12nachgewiesen. Virale Vektoren sind vielversprechende Lieferung Werkzeuge für die Geweberegeneration aufgrund ihrer hohen Effizienz13zum Ausdruck zu bringen.
Unter den Wachstumsfaktoren wurde Platelet-derived Wachstumsfaktor (PDGF-BB) in dieser Studie ausgewählt, weil es nicht nur ein Mitogen und Lockstoffgradient für mesenchymale und osteogene Zellen, sondern auch ein Stimulans für Angiogenese14,15 ist . Präklinische und klinische Studien zeigten, dass PDGF-BB Knochen Reparatur parodontalen knöcherner Defekte16,17sicher und effektiv fördern könnte. Neuere Studien gezeigt, dass PDGF-BB Angiogenese durch motivierende Endothelzellen Migration und Proliferation in Vivo18,19stimuliert. Außerdem kann PDGF-BB auch mesenchymalen Stammzellen (MSCs) in der Lage, Differenzierung in Endothelzellen20, und diese weitere Highlights die potenzielle Rolle von MSCs in Neovaskularisation machen. Induzieren die de Novo Bildung des Gefäßsystems in Gerüste mit PDGF-BB ist daher ein wichtiger Schritt für die Reparatur von Gewebe zu Gerüste in Knochen Gewebe-Engineering entwickelt.
Knochenheilung defekt ist ein dynamisches Gewebe morphogenetischen Prozess, der koordinierte Osteogenesis und Angiogenese bei der Reparatur von Positionen21erfordert. Neoangiogenese in implantierten Tissue-Engineering Gerüste ist eine wesentliche Voraussetzung für die Versorgung der Zellen mit Nährstoffen und Sauerstoff für Wachstum und überleben und zum Entfernen von Stoffwechselschlacken. Häufig verwendet, bildgebende Verfahren, berechnete Mikro-einschließlich Röntgen Computertomographie (MicroCT), Magnet-Resonanz-Tomographie (MRI), Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Optische Kohärenztomografie (OCT) und konfokale Laser-scanning-Mikroskopie, anstelle von angewendet werden histologische Untersuchung Angiogenese Informationen22,23zu erhalten. Diese Methoden stehen jedoch verschiedene Hindernisse zu visualisieren und Neovasculature in 3D Gerüste im Knochen Tissue Engineering zu messen. Multiphoton Mikroskopie (MPM) ist eine vergleichsweise neue Bio-Imaging-Technik, die den entscheidenden Vorteil gleichzeitig Zellen, extrazelluläre Matrix, die Visualisierung und die umliegenden vaskulärer Netzwerken hat in-vivo. Es besitzt eine inhärente dreidimensionale Bildgebung Fähigkeit für tiefe Gewebe eindringen und verursacht geringe lichtbedingten. Daher hat MPM in den letzten zehn Jahren viel Aufmerksamkeit in biomedizinischen Studien24, darunter in Neurowissenschaften, Immunologie und Stammzellen Dynamik gewonnen. Es ist jedoch kaum in der orthopädischen Forschung verwendet.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Poly(D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P1941</td>
			<td>L/G ratio 75:25, MW 66000-107000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydroxyapatite nanoparticles</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>702153</td>
			<td>Average diameter &#60; 200nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroquine diphosphate salt</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C6628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FITC-conjugated 250-kD dextran</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>FD250S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,4-dioxane</td>
			<td>lingfeng,Shanghai</td>
			<td></td>
			<td>0.45 micron</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stericup filters</td>
			<td>Merck Millipore Corporation</td>
			<td>SLHV033RB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDGF-BB Cdna</td>
			<td>Sino Biological, Inc</td>
			<td>MZ50801-G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-PDGF-BB mouse polyclonal antibody</td>
			<td> BioVision, Inc</td>
			<td>5489-30T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDGF-BB recombinant protein</td>
			<td></td>
			<td>4489-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium-phosphate transfection solution</td>
			<td>Promega Corporation</td>
			<td>E1200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-DMEM</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30021.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30028.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin, Liquid</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FBS</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10099-141</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transwell </td>
			<td>Corning</td>
			<td>3422</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Male BALB/c mice</td>
			<td>Guangdong Medical Laboratory Animal Center </td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium pentobarbital </td>
			<td>Merck</td>
			<td>1063180500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>multiphoton microscopy</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>A homemade in Shenzhen Institutes of Advanced Technology to detect two-photon excited fluorescence (TPEF) and second harmonic generation signal (SHG).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>isoflurane</td>
			<td>Keyuan, Shandong</td>
			<td>401750169</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TRIzol reagent</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15596018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PrimeScript RT Master Mix (Perfect Real Time)</td>
			<td>Takara</td>
			<td>RR420B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYBR Premix Ex Taq (Tli RNaseH Plus)</td>
			<td>Takara</td>
			<td>RR036B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin and eosin</td>
			<td>Beyotime</td>
			<td>C0105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraffin</td>
			<td>Leica </td>
			<td>RM2235</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge OPtima L-100XP</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>L-100XP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low-temperature printer </td>
			<td>Tsinghua university</td>
			<td></td>
			<td>A homemade in Tsinghua university</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LightCycler 480 instrument </td>
			<td>Roche</td>
			<td>5815916001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microCT</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>1176</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>commercial software</td>
			<td>Bruker</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

visualizing angiogenesis by multiphoton microscopy in vivo in genetically modified 3d-plga/nhap scaffold for calvarial critical bone defect repair

Die Rekonstruktion der kritisch große Knochendefekte bleibt ein ernstes klinische Problem wegen schlechten Angiogenese im Tissue-Engineering Gerüste während der Reparatur, die führt zu einem Mangel an ausreichender Blutversorgung und Nekrose des neuen Gewebes verursacht. Rasche Vaskularisierung ist eine wesentliche Voraussetzung für das neue Gewebe überleben und Integration mit bestehenden Wirtsgewebe. Die de-Novo -Generation des Gefäßsystems in Gerüste ist einer der wichtigsten Schritte bei der Herstellung Knochenregeneration effizienter, so dass Reparatur Gewebe in ein Gerüst zu wachsen. Um dieses Problem zu lösen, wird die gentechnische Veränderung von einem Biomaterial Gerüst zur Angiogenese und Osteogenesis beschleunigen. Allerdings ist Visualisierung und tracking in Vivo Blutgefäß-Bildung in Echtzeit und im dreidimensionalen (3D) Gerüste oder neues Knochengewebe noch ein Hindernis für das Bone Tissue Engineering. Multiphoton Mikroskopie (MPM) ist eine neuartige Bio-Imaging-Modalität, die volumetrische Daten aus biologischer Strukturen in hoher Auflösung und minimal-invasive Weise erwerben kann. Ziel dieser Studie war es, Angiogenese mit multiphoton Mikroskopie in Vivo in einer gentechnisch veränderten 3D-PLGA/nHAp Gerüst für die calvarial kritische Knochen defekt Reparatur zu visualisieren. PLGA/nHAp Gerüste wurden für die nachhaltige Lieferung eines Wachstumsfaktors Pdgf-b Gens tragen Lentivirale Vektoren (LV -Pdgfb) Angiogenese zur Erleichterung und Verbesserung der Knochenregeneration funktionalisiert. In einem Gerüst-implantierten calvarial kritische Knochen defekte Maus-Modell, die Blutgefäß-Bereiche (BVAs) in PHp Gerüste waren deutlich höher als bei PH-Gerüste. Darüber hinaus erhöht sich der Ausdruck von Pdgf-b und Angiogenese-Genen, vWF und VEGFR2, entsprechend. MicroCT-Analyse ergab, dass die Knochenneubildung in der PHp Group erheblich verbessert im Vergleich zu den anderen Gruppen. Unseres Wissens ist dies das erste Mal multiphoton Mikroskopie im Knochen Gewebe-Engineering verwendet wurde, um die Angiogenese in einem 3D biologisch abbaubaren Gerüst in Vivo und in Echtzeit zu untersuchen.

Zylindrischen porösen PLGA/nHAp Gerüste in der Höhe 0,6 mm und 4 mm im Durchmesser mit einem 3D-Drucker hergestellt wurden. Die Morphologien der Gerüste wurden per scanning Electron Microscopy und MicroCT analysiert. Abbildung 1A zeigt das Foto von dem implantierten Gerüst. Scannen von MicroCT ergab, dass mehr als 85 % der Poren Größen von 200 bis 400 µm (Abbildung 1 b) hatte. SEM Bildgebung gezeigt, dass die Oberfläche des Gerüstes hatte eine g...

Watch this Scientific Journal Video about Visualizing Angiogenesis by Multiphoton Microscopy In Vivo in Genetically Modified 3D-PLGA/nHAp Scaffold for Calvarial Critical Bone Defect Repair at JoVE.com

Visualizing Angiogenesis by Multiphoton Microscopy In Vivo in Genetically Modified 3D-PLGA/nHAp Scaffold for Calvarial Critical Bone Defect Repair

Hier präsentieren wir ein Protokoll zur Blutgefäß Bildung in Vivo zu visualisieren und in Echtzeit in 3D Gerüste multiphoton Mikroskopie. Angiogenese in gentechnisch veränderten Gerüste wurde in einem murinen calvarial kritische Knochen-defekt-Modell untersucht. Mehr neue Blutgefäße waren in der Behandlungsgruppe als Kontrollen erkannt.

Visualisierung von Angiogenese durch Multiphoton Mikroskopie In Vivo in gentechnisch veränderten 3D-PLGA/nHAp Gerüst für Calvarial kritische Knochen defekt Reparatur

The reconstruction of critically sized bone defects remains a serious clinical problem because of poor angiogenesis within tissue-engineered scaffolds ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Visualizing Angiogenesis by Multiphoton Microscopy In Vivo in Genetically Modified 3D-PLGA/nHAp Scaffold for Calvarial Critical Bone Defect Repair

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

Dreidimensionale Optische Auflösung photoakustische Mikroskopie

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As ...

Forschung

Biotechnik

Visualizing Proteins and Macromolecular Complexes by Negative Stain EM: from Grid Preparation to Image Acquisition

Visualizing Proteine ​​und Makromolekulare Komplexe von Negative Stain EM: von Grid Vorbereitung auf Image Acquisition

Single particle electron microscopy (EM), of both negative stained or frozen hydrated biological samples, has become a versatile tool in structural ...

Video-rate Scanning Confocal Microscopy and Microendoscopy

Video-rate konfokalen Mikroskopie und Mikroendoskopiesysteme

Confocal microscopy has become an invaluable tool in biology and the biomedical sciences, enabling rapid, high-sensitivity, and high-resolution optical ...

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

Ein Vollhautdefekt Modell zur Vaskularisierung von Biomaterialien Bewerten<em&gt; In Vivo</em

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to ...

Quantification of Global Diastolic Function by Kinematic Modeling-based Analysis of Transmitral Flow via the Parametrized Diastolic Filling Formalism

Quantifizierung der globalen diastolischen Funktion durch kinematische Modellierung basierende Analyse der transmitralen Fluss über die diastolische Füllung Parametrisierte Formalismus

Quantitative cardiac function assessment remains a challenge for physiologists and clinicians.&#160;Although historically invasive methods have comprised ...

Assessing Leukocyte-endothelial Interactions Under Flow Conditions in an Ex Vivo Autoperfused Microflow Chamber Assay

Assessing Leukocyte-endothelial Interactions Under Flow Conditions in an Ex Vivo Autoperfused Microflow Chamber Assay

Bewertung der Leukozyten-Endothel-Interaktionen unter Strömungsbedingungen in einem<em&gt; Ex vivo</em&gt; Autoperfused Microflow Chamber Assay

Leukocyte-endothelial interactions are early and critical events in acute and chronic inflammation and can, when dysregulated, mediate tissue injury ...

Distinctive Capillary Action by Micro-channels in Bone-like Templates can Enhance Recruitment of Cells for Restoration of Large Bony Defect

Distinctive Kapillarwirkung durch Mikrokanäle in knochenähnliche Vorlagen können Rekrutierung von Zellen für die Wiederherstellung der Große Knochendefekt Enhance

Without an active, thriving cell population that is well-distributed and stably anchored to the inserted template, exceptional bone regeneration does not ...

Production of Genetically Engineered Golden Syrian Hamsters by Pronuclear Injection of the CRISPR/Cas9 Complex

Produktion von gentechnisch syrischen Goldhamster durch man Injektion des Komplexes CRISPR/Cas9

The pronuclear (PN) injection technique was first established in mice to introduce foreign genetic materials into the pronuclei of one-cell stage embryos. ...

Rigid Embedding of Fixed and Stained, Whole, Millimeter-Scale Specimens for Section-free 3D Histology by Micro-Computed Tomography

Starre Einbettung von fixiert und gefärbt, im großen und ganzen Millimeter-Skala Exemplare für Abschnitt-free 3D Histologie durch Mikro-Computertomographie

For over a hundred years, the histological study of tissues has been the gold standard for medical diagnosis because histology allows all cell types in ...

Visualizing Adhesion Formation in Cells by Means of Advanced Spinning Disk-Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy

Visualisierung von Adhäsion Bildung in den Zellen durch erweiterte Spinning-Disk-Total Internal Reflection-Fluoreszenz-Mikroskopie

In living cells, processes such as adhesion formation involve extensive structural changes in the plasma membrane and the cell interior. In order to ...