Name: two methods for decellularization of plant tissues for tissue engineering applications
Uploaded: 2018-05-31T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Two Methods for Decellularization of Plant Tissues for Tissue Engineering Applications at JoVE.com

Vi vill tacka John Wirth av Olbrichs trädgårdarna för nådigt levererar de prover som används i detta projekt. Detta arbete stöds delvis av den nationella hjärta, lunga och Blood Institute (R01HL115282 till G.R.G.) National Science Foundation (DGE1144804 till J.R.G och G.R.G.), och University of Wisconsin Institutionen för kirurgi och Alumni fond (H.D.L.). Detta arbete var också stöds delvis av Naturvårdsverket (STAR grant nr 83573701), National Institutes of Health (R01HL093282-01A1 och UH3TR000506) och National Science Foundation (IGERT DGE1144804).

1. decellularization av växtvävnad använder metoden med diskmedel-baserade
<ol><li>
Använd färska eller frysta F. hispida, leaf prover. Frysa oanvända färska prover i en frys-20 ° C och store för framtida användning (upp till ett år). Obs: Använd stam eller blad vävnad av nästan varje önskad anläggning. Utökad lagring gånger kan skada vävnader.<ol>
<li>Bestämma storleken och formen av prover bearbetas utifrån provets avsedd användning (dvs. prover strimlat lä...

<ol>
	<li>Vacanti, J. <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+and+regenerative+medicine:+from+first+principles+to+state+of+the+art.">Tissue engineering and regenerative medicine: from first principles to state of the art.</a> Journal of Pediatric Surgery. 45 (2), 291-294 (2010).</li><li>Kim, 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=Survival+and+function+of+hepatocytes+on+a+novel+three-dimensional+synthetic+biodegradable+polymer+scaffold+with+an+intrinsic+network+of+channels.">Survival and function of hepatocytes on a novel three-dimensional synthetic biodegradable polymer scaffold with an intrinsic network of channels.</a> Annals of Surgery. 228 (1), 8-13 (1998).</li><li>Park, A., Wu, B., Griffith, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integration+of+surface+modification+and+3D+fabrication+techniques+to+prepare+patterned+poly(L-lactide)+substrates+allowing+regionally+selective+cell+adhesion.">Integration of surface modification and 3D fabrication techniques to prepare patterned poly(L-lactide) substrates allowing regionally selective cell adhesion.</a> Journal of Biomaterial Science, Polymer Edition. 9 (2), 89-110 (1998).</li><li>Steinhoff, G., 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=Tissue+engineering+of+pulmonary+heart+valves+on+allogenic+acellular+matrix+conduits:+in+vivo+restoration+of+valve+tissue.">Tissue engineering of pulmonary heart valves on allogenic acellular matrix conduits: in vivo restoration of valve tissue.</a> Circulation: JAMA. 102 (Suppl 3), III-50- III -55. 102 (Suppl 3), III-50-III-55 (2000).</li><li>Stock, U., 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=Tissue-engineered+valved+conduits+in+the+pulmonary+circulation.">Tissue-engineered valved conduits in the pulmonary circulation.</a> Journal of Thoracic Cardiovascular Surgery. 119 (4 Pt 1), 732-740 (2000).</li><li>Ott, 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=Perfusion-decellularized+matrix:+using+nature's+platform+to+engineer+a+bioartificial+heart.">Perfusion-decellularized matrix: using nature's platform to engineer a bioartificial heart.</a> Nature Medicine. 14 (2), 213-221 (2008).</li><li>Guyette, 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=Bioengineering+Human+Myocardium+on+Native+Extracellular+Matrix.">Bioengineering Human Myocardium on Native Extracellular Matrix.</a> Circulation Research. 118 (1), 56-72 (2016).</li><li>Huerta, S., Varshney, A., Patel, P., Mayo, H., Livingston, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+Mesh+Implants+for+Abdominal+Hernia+Repair:+US+Food+and+Drug+Administration+Approval+Process+and+Systematic+Review+of+Its+Efficacy.">Biological Mesh Implants for Abdominal Hernia Repair: US Food and Drug Administration Approval Process and Systematic Review of Its Efficacy.</a> JAMA Surgery. 151 (4), 374-381 (2016).</li><li>Catalano, E., Cochis, A., Varoni, E., Rimondini, L., Azzimonti, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-engineered+skin+substitutes:+an+overview.">Tissue-engineered skin substitutes: an overview.</a> Journal of Artificial Organs. 16 (4), 397-403 (2013).</li><li>Fang, B., Wan, Y., Tang, T., Gao, C., Dai, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proliferation+and+osteoblastic+differentiation+of+human+bone+marrow+stromal+cells+on+hydroxyapatite/bacterial+cellulose+nanocomposite+scaffolds.">Proliferation and osteoblastic differentiation of human bone marrow stromal cells on hydroxyapatite/bacterial cellulose nanocomposite scaffolds.</a> Tissue Engineering. 15 (5), 1091-1098 (2009).</li><li>Wan, 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=Biomimetic+synthesis+of+hydroxyapatite/bacterial+cellulose+nanocomposites+for+biomedical+applications.">Biomimetic synthesis of hydroxyapatite/bacterial cellulose nanocomposites for biomedical applications.</a> Materials Science and Engineering. 27 (4), 855-864 (2007).</li><li>Vinatier, 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=An+injectable+cellulose-based+hydrogel+for+the+transfer+of+autologous+nasal+chondrocytes+in+articular+cartilage+defects.">An injectable cellulose-based hydrogel for the transfer of autologous nasal chondrocytes in articular cartilage defects.</a> Biotechnology and Bioengineering. 102 (4), 1259-1267 (2009).</li><li>Vinatier, 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=A+silanized+hydroxypropyl+methylcellulose+hydrogel+for+the+three-dimensional+culture+of+chondrocytes.">A silanized hydroxypropyl methylcellulose hydrogel for the three-dimensional culture of chondrocytes.</a> Biomaterials. 26 (33), 6643-6651 (2005).</li><li>Vinatier, 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=Engineering+cartilage+with+human+nasal+chondrocytes+and+a+silanized+hydroxypropyl+methylcellulose+hydrogel.">Engineering cartilage with human nasal chondrocytes and a silanized hydroxypropyl methylcellulose hydrogel.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 80 (1), 66-74 (2007).</li><li>Helenius, G., B&#228;ckdahl, H., Bodin, A., Nannmark, U., Gatenholm, P., Risberg, B. <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+biocompatibility+of+bacterial+cellulose.">In vivo biocompatibility of bacterial cellulose.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 76 (2), 431-438 (2006).</li><li>Zhong, 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=An+aligned+nanofibrous+collagen+scaffold+by+electrospinning+and+its+effects+on+in+vitro+fibroblast+culture.">An aligned nanofibrous collagen scaffold by electrospinning and its effects on in vitro fibroblast culture.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 79 (3), 456-463 (2006).</li><li>Thomas, 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=A+shape-controlled+tuneable+microgel+platform+to+modulate+angiogenic+paracrine+responses+in+stem+cells.">A shape-controlled tuneable microgel platform to modulate angiogenic paracrine responses in stem cells.</a> Biomaterials. 35 (31), 8757-8766 (2014).</li><li>Lai, C., Zhang, S., Wang, L., Sheng, L., Zhou, Q., Xi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationship+between+microstructure+and+in+vivo+degradation+of+modified+bacterial+cellulose+sponges.">The relationship between microstructure and in vivo degradation of modified bacterial cellulose sponges.</a> Journal of Materials Chemistry B. 3 (46), 9001-9010 (2015).</li><li>M&#228;rtsonad, M., Viljantoa, J., Hurmea, T., Laippalac, P., Saukkob, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+cellulose+sponge+degradable+or+stable+as+implantation+material?+An+in+vivo+subcutaneous+study+in+the+rat.">Is cellulose sponge degradable or stable as implantation material? An in vivo subcutaneous study in the rat.</a> Biomaterials. 20 (21), 1989-1995 (1999).</li><li>Miyamoto, T., Takahashi, S., Ito, H., Inagaki, H., Noishiki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+biocompatibility+of+cellulose+and+its+derivatives.">Tissue biocompatibility of cellulose and its derivatives.</a> Journal of Biomedical Materials Research. 23 (1), 125-133 (1989).</li><li>Entcheva, E., Bien, H., Yin, L., Chung, C., Farrell, M., Kostov, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+cardiac+cell+constructs+on+cellulose-based+scaffolding.">Functional cardiac cell constructs on cellulose-based scaffolding.</a> Biomaterials. 25 (26), 5753-5762 (2004).</li><li>Modulevsky, D., Cuerrier, C., Pelling, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biocompatibility+of+Subcutaneously+Implanted+Plant-Derived+Cellulose+Biomaterials.">Biocompatibility of Subcutaneously Implanted Plant-Derived Cellulose Biomaterials.</a> PLoS One. 11 (6), e0157894 (2016).</li><li>McCulloh, K., Sperry, J., Adler, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+transport+in+plants+obeys+Murray's+law.">Water transport in plants obeys Murray's law.</a> Nature. 421 (6926), 939-942 (2003).</li><li>Gershlak, 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=Crossing+kingdoms:+Using+decellularized+plants+as+perfusable+tissue+engineering+scaffolds.">Crossing kingdoms: Using decellularized plants as perfusable tissue engineering scaffolds.</a> Biomaterials. 125, 13-22 (2017).</li><li>Fontana, G., 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=Biofunctionalized+Plants+as+Diverse+Biomaterials+for+Human+Cell+Culture.">Biofunctionalized Plants as Diverse Biomaterials for Human Cell Culture.</a> Advanced Healthcare Materials. 6 (8), (2017).</li><li>Wegst, U., Bai, H., Saiz, E., Tomsia, A., Ritchie, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioinspired+structural+materials.">Bioinspired structural materials.</a> Nature Materials. 14 (1), 23-36 (2015).</li><li>Gibson, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hierarchical+structure+and+mechanics+of+plant+materials.">The hierarchical structure and mechanics of plant materials.</a> Journal of the Royal Society Interface. 9 (76), 2749-2766 (2012).</li><li>Hoshiba, T., 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=Decellularized+Extracellular+Matrix+as+an+In+vitro+Model+to+Study+the+Comprehensive+Roles+of+the+ECM+in+Stem+Cell+Differentiation.">Decellularized Extracellular Matrix as an In vitro Model to Study the Comprehensive Roles of the ECM in Stem Cell Differentiation.</a> Stem Cells International. 2016, (2016).</li><li>Guyette, 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=Perfusion+decellularization+of+whole+organs.">Perfusion decellularization of whole organs.</a> Nature Protocols. 9 (6), 1451-1468 (2014).</li><li>Modulevsky, D. 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=Apple+derived+cellulose+scaffolds+for+3D+mammalian+cell+culture.">Apple derived cellulose scaffolds for 3D mammalian cell culture.</a> PLoS ONE. 9 (5), e97835 (2014).</li><li>Seba, A., Sloane, 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+Anatomical+Preparation+of+Vegetables,+by+Albertus+Seba,+F.+R.+S.+Communicated+to+the+Royal+Society+by+Sir+Hans+Sloane,+Bart.+Pr.+R.+S.+and+Col.+Med.+Lond.+Translated+from+the+German,+by+Mr.+Zolman,+F.+R.+S.">The Anatomical Preparation of Vegetables, by Albertus Seba, F. R. S. Communicated to the Royal Society by Sir Hans Sloane, Bart. Pr. R. S. and Col. Med. Lond. Translated from the German, by Mr. Zolman, F. R. S.</a> Philosophical Transactions. 36 (407), 441-444 (1775).</li><li>Parrish, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Phantom+Boutique:+A+Popular+Treatise+on+the+Art+of+Skeletonizing+Leaves+and+Seed-Vessels+and+Adapting+Them+to+Embellish+the+Home+of+Taste.">The Phantom Boutique: A Popular Treatise on the Art of Skeletonizing Leaves and Seed-Vessels and Adapting Them to Embellish the Home of Taste.</a> The Phantom Boutique: A Popular Treatise on the Art of Skeletonizing Leaves and Seed-Vessels and Adapting Them to Embellish the Home of Taste. , (1865).</li><li>Coffin, S., Gaudette, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aprotinin+extends+mechanical+integrity+time+of+cell-seeded+fibrin+sutures.">Aprotinin extends mechanical integrity time of cell-seeded fibrin sutures.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 104 (9), 2271-2279 (2016).</li><li>Zangala, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+Genomic+DNA+from+Mouse+Tails.">Isolation of Genomic DNA from Mouse Tails.</a> Journal of Visualized Experiments: JoVE. (6), e246 (2007).</li><li>Borselli, C., Cezar, C., Shvartsman, D., Vandenburgh, H., Mooney, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+multifunctional+delivery+scaffold+in+the+ability+of+cultured+myoblasts+to+promote+muscle+regeneration.">The role of multifunctional delivery scaffold in the ability of cultured myoblasts to promote muscle regeneration.</a> Biomaterials. 32 (34), 8905-8914 (2011).</li><li>Hill, E., Boontheekul, T., Mooney, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+Scaffolds+to+Enhance+Transplanted+Myoblast+Survival+and+Migration.">Designing Scaffolds to Enhance Transplanted Myoblast Survival and Migration.</a> Tissue Engineering. 12 (5), 1295-1304 (2006).</li><li>Hill, E., Boontheekul, T., Mooney, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulating+activation+of+transplanted+cells+controls+tissue+regeneration.">Regulating activation of transplanted cells controls tissue regeneration.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 103 (8), 2494-2499 (2006).</li><li>Ma, J., Holden, K., Zhu, J., Pan, H., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Application+of+Three-Dimensional+Collagen-Scaffolds+Seeded+with+Myoblasts+to+Repair+Skeletal+Muscle+Defects.">The Application of Three-Dimensional Collagen-Scaffolds Seeded with Myoblasts to Repair Skeletal Muscle Defects.</a> Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 1-9 (2011).</li><li>Tyree, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+hydraulics:+the+ascent+of+water.">Plant hydraulics: the ascent of water.</a> Nature. 424 (6943), 923 (2003).</li><li>Raven, P., Evert, R., Eichhorn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biology of Plants. , (2005).</li><li>Turrell, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+area+of+the+internal+exposed+surface+of+dicotyledon+leaves.">The area of the internal exposed surface of dicotyledon leaves.</a> American Journal of Botany. 23 (4), 255-264 (1936).</li></ol>

Häri, beskrivs två metoder för att decellularize växt vävnader. Resultaten presenteras här, tillsammans med resultaten av tidigare studier25, tyder på att protokollen uträcka sannolikt gäller för ett brett spektrum av växtarter och kan utföras på både stjälkar och blad. Dessa förfaranden är enkel och kräver inte specialutrustning, så växten decellularization kan utföras i de flesta laboratorier. Det är anmärkningsvärt att ställningar måste vara functionalized efter decell...

Vävnadsteknik dök upp på 1980-talet att skapa levande vävnad substitut, och potentiellt adress betydande organ och vävnad brist1. En strategi har använt ställningar för att stimulera och vägleda kroppen att regenerera saknas vävnader eller organ. Även om avancerad tillverkning metoder såsom 3D-utskrift har producerat ställningar med unika fysiska egenskaper, förblir förmågan att tillverka ställningar med ett varierat utbud av uppnåeliga fysiska och biologiska egenskaper en utmaning2 , 3. Dessutom på grund av en funktionell vaskulär nätverk, dessa tekniker har begränsats i regenererande 3-dimensionell vävnader. Användning av cell-lösa djur och mänskliga vävnader som ställningar har hjälpt kringgå detta problem4,5,6,7. Men höga kostnader, sats till sats variabilitet och begränsad tillgänglighet kan begränsa utbredd användning av cell-lösa djur ställningar8. Det finns också farhågor om potentiella sjukdomsspridning till patienter och immunologisk reaktion mot vissa cell-lösa däggdjur vävnader9.
Cellulosa, härrör från växt- och bakteriella källor, har använts i stor utsträckning att generera biomaterial för ett brett användningsområde inom regenerativ medicin. Några exempel är: Ben10,11, brosk12,13,14 och15för sårläkning. Ställningar som består av cellulosa har en fördel i att de är hållbara och motståndskraftiga mot att brytas ner av däggdjursceller. Detta är på grund av att däggdjursceller inte producerar enzymerna som är nödvändiga för att bryta ner cellulosa molekyler. I jämförelse, ställningar produceras med hjälp av makromolekyler från den extracellulära matrixen, såsom kollagen, bryts lätt ned16 och kanske inte passar till långsiktiga program. Kollagen ställningar kan stabiliseras av kemiska cross-linking. Det finns dock en avvägning på grund av den inneboende toxiciteten för de cross-linkers som påverkar biokompatibiliteten av ställningar17. Omvänt, cellulosa har potential att vara närvarande vid implanteringsstället för längre perioder eftersom det är okänsligt mot enzymatisk nedbrytning av däggdjursceller18,19,20. Detta kan ändras genom att trimma nedbrytningshastighet genom hydrolys förbehandling och samtidig leverans av ställningar med cellulases21. Biokompatibiliteten av cell-lösa vegetabiliska cellulosa ställningar i vivo har också påvisats i en studie på möss22.
Genom hundratals miljoner år av evolution, har växter förfinat sin struktur och sammansättning för att öka effektiviteten i vätsketransport och lagring. Anläggningen vaskulär fartyg minimera hydrauliska motstånd genom förgrening till mindre fartyg, liknar den hos däggdjur vaskulatur enligt Murrays lag23. Efter decellularization bibehålls växtens komplext nätverk av fartyg och sammankopplade porer. Med tanke på det stora antalet olika växtarter som är lättillgänglig har vegetabiliska ställningar potential att övervinna designbegränsningar som för närvarande påverkar ställningar i tissue engineering24,25. Exempelvis visat Modulevsky et al. att angiogenes och cell migration inträffade när cell-lösa apple vävnad var implanteras subkutant på baksidan av en mus22. Likaså visade Gershlak et al. att endotelceller kunde odlas inom vaskulatur cell-lösa blad24. I en separat experiment kunde Gershlak et al. också visa att hjärtmuskelcellerna kan odlas på ytan av blad och skulle kunna ingå avtal24.
Växter även komplexa organisationen från cellnivå till makroskopiska skalan, vilket är svårt att uppnå även med de mest avancerade tillverkningstekniker som utvecklat hittills. Den komplexa hierarkiska utformningen av växt vävnader gör dem starkare än summan av deras beståndsdelar26. Växter har en uppsjö av olika mekaniska egenskaper alltifrån styv och tuff komponenter såsom stjälkar, till mycket mer flexibel och smidig kära som lämnar27. Bladen varierar beroende på Art storleksmässigt, forma, bryta styrka, graden av vaskularisering, och kan bära olika grader av hydrophilicitet. Sammantaget tyder dessa växt-egenskaper på att cell-lösa växter kan tjäna som unika och mycket funktionell medicintekniska produkter, inklusive som Vävnadsrekonstruktion ställningar.
Detta protokoll fokuserar på två metoder att decellularize växt vävnader, såsom blad och stjälkar, för användning som ställningar i vävnadsteknik. Den första metoden är ett diskmedel-baserade teknik som använder en rad bad att ta bort DNA och cellulära materia, som har anpassats från en allmänt använd teknik decellularize däggdjur och plantera vävnader6,22,25 ,28,29,30. Den andra metoden är fritt från rengöringsmedel och är anpassade från en ”skeletonization”-protokollet används ofta för att ta bort de mjuka vävnaderna i blad31. Tidigare arbete visade att puttra bladen i en blekmedel och natriumbikarbonat lösning underlättat separation av kärlsystemet från omgivande mjukvävnad31. Denna teknik kan hänvisas tillbaka till experiment som utförts i den 17: e och 18: e århundraden, såsom Albertus Seba32 och Edward Parrish33arbete. Dessa experiment centrerad kring lämnar växtmaterial, som löv och frukt, nedsänkt i vatten under längre tid (veckor till månader) och att låta mjukare vävnader att förfalla bort naturligt. Här är metoden ”skeletonization” anpassad för att använda mildare villkor, såsom längre inkubationstider vid lägre temperaturer, att ta bort cellulära rester och undvika påtagligt störa mjuk vävnad struktur. För de experiment som beskrivs häri, tre växttyper användes: Ficus hispida, Pachira aquatica och en art av Garcinia. Resultaten av DNA kvantifiering, mekaniska tester och inverkan på cellulära metaboliska aktiviteten från båda metoderna beskrivs.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:771px;" width="771">
	<tbody>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">Sodium dodecyl sulfate</td>
			<td style="width:111px;">Sigma Life Science</td>
			<td style="width:136px;">75746-1KG</td>
			<td style="width:277px;"></td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:247px;">Triton X-100</td>
			<td style="width:111px;">MP Biomedicals, LLC</td>
			<td style="width:136px;">807426</td>
			<td style="width:277px;">Non-ionic surfactant referenced in paper. Very viscous reagent, can help to cut end of pipette tip when drawing it up.</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">Concentrated bleach (8.25% sodium hypochlorite)</td>
			<td style="width:111px;">Clorox</td>
			<td style="width:136px;">Item #: 31009</td>
			<td style="width:277px;">Standard concentrated bleach.</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">Sodium bicarbonate</td>
			<td style="width:111px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:136px;">217120010</td>
			<td style="width:277px;">Can be substituted with sodium hydroxide or sodium carbonate.</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">8 mm Biopunch</td>
			<td style="width:111px;">HealthLink</td>
			<td style="width:136px;">15111-80</td>
			<td style="width:277px;">Cuts samples that fit well in 24 well plate</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:247px;">Belly Dancer-Shake table</td>
			<td style="width:111px;">Stovall Life Sciences</td>
			<td style="width:136px;">BDRAA115S</td>
			<td style="width:277px;">Use low speeds to not damage tissues. Can use any model/brand of shake table.</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">Isotemp hot/stir plate</td>
			<td style="width:111px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:277px;">Can use any style/brand of hot/stir plate.</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:247px;">Beaker</td>
			<td style="width:111px;">Any</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:277px;">Can use any size beaker as long as it will fit your samples and not overcrowd them.</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">Tris Hydrochloride</td>
			<td style="width:111px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:136px;">BP153-500</td>
			<td style="width:277px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">DMEM</td>
			<td style="width:111px;">Corning</td>
			<td style="width:136px;">MT50003PC</td>
			<td style="width:277px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:247px;">Quant-iT Picogreen dsDNA assay</td>
			<td style="width:111px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:136px;">P11496</td>
			<td style="width:277px;">Can use any dsDNA quantification mehtod on hand.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

two methods for decellularization of plant tissues for tissue engineering applications

Autolog, syntetiska och animaliska grafterna för närvarande används som ställningar för vävnad ersättare har begränsningar på grund av låg tillgänglighet, dålig biokompatibilitet och kostnad. Växt vävnader har goda egenskaper som gör dem unikt lämpad för använda som ställningar, såsom höga yta, utmärkt vattentransport och lagring, sammankopplade porositet, konstaterad vaskulär nätverk och ett brett utbud av mekaniska egenskaper. Två framgångsrika metoder för växt decellularization för tissue engineering program beskrivs här. Den första metoden bygger på tvättmedel bad för att ta bort cellulära material, som liknar tidigare etablerade metoder användas för att rensa däggdjur vävnader. Andra är en tvättmedel-fri metod anpassad från ett protokoll som isolerar leaf vaskulatur och innebär användning av en uppvärmd blekmedel och salt bad att rensa blad och stjälkar. Båda metoder ge ställningar med jämförbara mekaniska egenskaper och låg cellulära metaboliska effekt, vilket möjliggör för användaren att välja det protokollet som bättre passar deras avsedda tillämpning.

Båda metoderna gav ställningar som var lämpliga för cellodling och Vävnadsrekonstruktion applikationer. Figur 1 visar det allmänna arbetsflödet för decellularization processen med en intakt blad för diskmedel-baserade metod och skära prover (8 mm diameter) för metoden tvättmedel-fri. Lyckad decellularization av Ficus hispida vävnader efter båda metoderna gav tydlig och intakt prover (figur 1A och 1B...

Watch this Scientific Journal Video about Two Methods for Decellularization of Plant Tissues for Tissue Engineering Applications at JoVE.com

Two Methods for Decellularization of Plant Tissues for Tissue Engineering Applications

Två metoder för Decellularization av växt vävnader för Tissue Engineering program

Här presenterar vi och kontrast två protokoll används för att decellularize växt vävnader: en diskmedel-baserade strategi och en tvättmedel-gratis strategi. Båda metoderna lämna bakom den extracellular matrisen av växt vävnader används, som sedan kan utnyttjas som ställningar för tissue engineering program.

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Decellularization and Recellularization of Whole Livers

Decellularization och Recellularization av Whole Lever

The liver is a complex organ which requires constant perfusion for delivery of nutrients and oxygen and removal of waste in order to survive1. Efforts to ...

Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering

Elastomerisk PGS Byggnadsställningar i arteriellt 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 ...

Postproduction Processing of Electrospun Fibres for Tissue Engineering

Postproduktion Bearbetning av Electrospun Fibrer för 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 Skelettmuskulatur Vävnader från murinceller myoblast progenitorceller och tillämpning av elektrisk stimulering

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 ...

Capillary Force Lithography for Cardiac Tissue Engineering

Kapillärkraften Litografi för Cardiac Tissue Engineering

Cardiovascular disease remains the leading cause of death worldwide1. Cardiac tissue engineering holds much promise to deliver groundbreaking medical ...

Surgical Retrieval, Isolation and In vitro Expansion of Human Anterior Cruciate Ligament-derived Cells for Tissue Engineering Applications

Surgical Retrieval, Isolation and In vitro Expansion of Human Anterior Cruciate Ligament-derived Cells for Tissue Engineering Applications

Kirurgisk Retrieval, isolering och<em&gt; In vitro</em&gt; Utbyggnad av mänskliga Främre korsband-härledda celler för Tissue Engineering Applications

Injury to the ACL is a commonly encountered problem in active individuals. Even partial tears of this intra-articular knee ligament lead to biomechanical ...

Engineering 3D Cellularized Collagen Gels for Vascular Tissue Regeneration

Ingenjörs 3D Cellularized kollagengeler för kärlvävnad Regeneration

Synthetic materials are known to initiate clinical complications such as inflammation, stenosis, and infections when implanted as vascular substitutes. ...

Preparation of Thermoresponsive Nanostructured Surfaces for Tissue Engineering

Framställning av termoresponsiv nanostrukturerade ytor för Tissue Engineering

Thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) (PIPAAm)-immobilized surfaces for controlling cell adhesion and detachment were fabricated by the ...

Extraction of Plant-based Capsules for Microencapsulation Applications

Utvinning av vegetabiliska kapslar för Mikroinkapslings Applications

Microcapsules derived from plant-based spores or pollen provide a robust platform for a diverse range of microencapsulation applications. Sporopollenin ...