Name: biological compatibility profile on biomaterials for bone regeneration
Uploaded: 2018-11-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Biological Compatibility Profile on Biomaterials for Bone Regeneration at JoVE.com

Dit onderzoeksproject heeft financiering ontvangen van de Europese Unie zevende kaderprogramma (KP7/2007-2013) onder subsidie overeenkomst nr. 263363.

De procedures werden gedaan met BALB/c muizen na alle richtsnoeren voor de zorg en het gebruik van proefdieren van het Oostenrijkse Ministerie van onderwijs, wetenschap en onderzoek en zijn goedgekeurd door de Commissie over de ethiek van het Oostenrijkse Ministerie van onderwijs, wetenschap en onderzoek.
1. primaire muisknop OB cultuur
<ol><li>OB isolatie van neonatale muis snuituil met behulp van enzymatische spijsvertering
	<ol>
<li>1 – 2 daagse oude neonatale pups (60 ...

<ol>
	<li>Einhorn, T. A., Gerstenfeld, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fracture+healing:+mechanisms+and+interventions.">Fracture healing: mechanisms and interventions.</a> Nature Reviews Rheumatology. 11 (1), 45-54 (2015).</li><li>Marsell, R., Einhorn, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biology+of+fracture+healing.">The biology of fracture healing.</a> Injury. 42 (6), 551-555 (2011).</li><li>Cooper, G. 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=Testing+the+critical+size+in+calvarial+bone+defects:+revisiting+the+concept+of+a+critical-size+defect.">Testing the critical size in calvarial bone defects: revisiting the concept of a critical-size defect.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 125 (6), 1685-1692 (2010).</li><li>O'Brien, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomaterials+&amp;+scaffolds+for+tissue+engineering.">Biomaterials &amp; scaffolds for tissue engineering.</a> Materials Today. 14 (3), 88-95 (2011).</li><li>Stanovici, 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=Bone+regeneration+strategies+with+bone+marrow+stromal+cells+in+orthopaedic+surgery.">Bone regeneration strategies with bone marrow stromal cells in orthopaedic surgery.</a> Current Research in Translational Medicine. 64 (2), 83-90 (2016).</li><li>Anderson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Future+challenges+in+the+in+vitro+and+in+vivo+evaluation+of+biomaterial+biocompatibility.">Future challenges in the in vitro and in vivo evaluation of biomaterial biocompatibility.</a> Regenerative Biomaterials. 3 (2), 73-77 (2016).</li><li>Chen, Z., 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=Osteoimmunomodulation+for+the+development+of+advanced+bone+biomaterials.">Osteoimmunomodulation for the development of advanced bone biomaterials.</a> Materials Today. 19 (6), 304-321 (2016).</li><li>Ono, T., Takayanagi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoimmunology+in+bone+fracture+healing.">Osteoimmunology in bone fracture healing.</a> Current Osteoporosis Reports. 15 (4), 367-375 (2017).</li><li>Tsiridis, E., Upadhyay, N., Giannoudis, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+aspects+of+fracture+healing:+Which+are+the+important+molecules?.">Molecular aspects of fracture healing: Which are the important molecules?.</a> Injury. 38, S11-S25 (2007).</li><li>Velasco, M. A., Narvaez-Tovar, C. A., Garzon-Alvarado, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design,+materials,+and+mechanobiology+of+biodegradable+scaffolds+for+bone+tissue+engineering.">Design, materials, and mechanobiology of biodegradable scaffolds for bone tissue engineering.</a> BioMed Research International. 2015, 729076 (2015).</li><li>Bastian, O., 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=Systemic+inflammation+and+fracture+healing.">Systemic inflammation and fracture healing.</a> Journal of Leukocyte Biology. 89 (5), 669-673 (2011).</li><li>El-Jawhari, J. J., Jones, E., Giannoudis, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+roles+of+immune+cells+in+bone+healing;+what+we+know,+do+not+know+and+future+perspectives.">The roles of immune cells in bone healing; what we know, do not know and future perspectives.</a> Injury. 47 (11), 2399-2406 (2016).</li><li>Changi, 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=Biocompatibility+and+immunogenicity+of+elastin-like+recombinamer+biomaterials+in+mouse+models.">Biocompatibility and immunogenicity of elastin-like recombinamer biomaterials in mouse models.</a> Journal of Biomedical Materials Research. Part A. 106 (4), 924-934 (2018).</li><li>Laczko, J., Levai, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+differential+staining+method+for+semi-thin+sections+of+ossifying+cartilage+and+bone+tissues+embedded+in+epoxy+resin.">A simple differential staining method for semi-thin sections of ossifying cartilage and bone tissues embedded in epoxy resin.</a> Mikroskopie. 31 (1-2), 1-4 (1975).</li><li>Nakayama, 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=Polarized+osteoclasts+put+marks+of+tartrate-resistant+acid+phosphatase+on+dentin+slices--a+simple+method+for+identifying+polarized+osteoclasts.">Polarized osteoclasts put marks of tartrate-resistant acid phosphatase on dentin slices--a simple method for identifying polarized osteoclasts.</a> Bone. 49 (6), 1331-1339 (2011).</li><li>Deguchi, 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=In+vitro+model+of+bone+to+facilitate+measurement+of+adhesion+forces+and+super-resolution+imaging+of+osteoclasts.">In vitro model of bone to facilitate measurement of adhesion forces and super-resolution imaging of osteoclasts.</a> Scientific Reports. 6, 22585 (2016).</li><li>Epstein, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+analysis+of+noninstrumented+posterolateral+lumbar+fusions+performed+in+predominantly+geriatric+patients+using+lamina+autograft+and+beta+tricalcium+phosphate.">An analysis of noninstrumented posterolateral lumbar fusions performed in predominantly geriatric patients using lamina autograft and beta tricalcium phosphate.</a> Spine Journal. 8 (6), 882-887 (2008).</li><li>Epstein, N. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beta+tricalcium+phosphate:+observation+of+use+in+100+posterolateral+lumbar+instrumented+fusions.">Beta tricalcium phosphate: observation of use in 100 posterolateral lumbar instrumented fusions.</a> Spine Journal. 9 (8), 630-638 (2009).</li><li>Kallai, I., 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=Microcomputed+tomography-based+structural+analysis+of+various+bone+tissue+regeneration+models.">Microcomputed tomography-based structural analysis of various bone tissue regeneration models.</a> Nature Protocols. 6 (1), 105-110 (2011).</li><li>Lo, D. 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=Repair+of+a+critical-sized+calvarial+defect+model+using+adipose-derived+stromal+cells+harvested+from+lipoaspirate.">Repair of a critical-sized calvarial defect model using adipose-derived stromal cells harvested from lipoaspirate.</a> Jove-Journal of Visualized Experiments. (68), (2012).</li><li>Gosain, A. 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=Osteogenesis+in+calvarial+defects:+contribution+of+the+dura,+the+pericranium,+and+the+surrounding+bone+in+adult+versus+infant+animals.">Osteogenesis in calvarial defects: contribution of the dura, the pericranium, and the surrounding bone in adult versus infant animals.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 112 (2), 515-527 (2003).</li><li>Levi, B., 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=Dura+mater+stimulates+human+adipose-derived+stromal+cells+to+undergo+bone+formation+in+mouse+calvarial+defects.">Dura mater stimulates human adipose-derived stromal cells to undergo bone formation in mouse calvarial defects.</a> Stem Cells. 29 (8), 1241-1255 (2011).</li><li>Wang, J., Glimcher, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+matrix-induced+osteogenesis+in+rat+calvarial+bone+defects:+II.+Origins+of+bone-forming+cells.">Characterization of matrix-induced osteogenesis in rat calvarial bone defects: II. Origins of bone-forming cells.</a> Calcified Tissue International. 65 (6), 486-493 (1999).</li></ol>

Hier, laten we een multidisciplinaire aanpak voor de preklinische beoordeling van biocompatibiliteit voor representatieve biomaterialen ontwikkeld voor bot regeneratie en reparatie. We testten de reacties van OBs, OCs, en de helende reactie van in vivo in een kritische bot defect model in muizen, alsmede in vitro en in vivo immuunrespons. We gericht om aan te tonen hoe de testen werken en de gegevens en conclusies die zijn afgeleid van het onderzoek van de biomaterialen samen te vatten. We late...

Bot reparatie is een complex proces dat met de vorming van het hematoom, ontsteking begint, callus vorming en vervolgens het remodelleren van1,2. Bot regeneratie potentiële is echter beperkt tot de omvang van de bot fractuur1,3. Bijvoorbeeld grote botbreuken, veroorzaakt door trauma, kanker of osteoporose kunnen niet genezen en non-adhesie botbreuken worden genoemd. Deze letsels bot vereisen vaak behandeling ter bevordering van gezonde fysiologische bot reparatie en regeneratie. Momenteel, autograft en allograft bot transplantatie is de aanpak van keuze4 met 2,2 miljoen bot vervanging procedures jaarlijks5. Hoewel deze procedures een hoog slagingspercentage hebben, kunnen er complicaties, bijvoorbeeld, beperkte beschikbaarheid van bot, infectie, donor site morbiditeit en afwijzing4. Nieuwe alternatieven voor weefselengineering bot worden gezocht om deze uitdagingen.
Het ontwerp van biomaterialen op basis van natuurlijke of synthetische polymeren, Biokeramiek of metalen in combinatie met cellen en bioactieve moleculen is op de stijging-6. Ons huidige begrip van fysiologische bot genezing en genezing in de context van biomaterialen is afhankelijk van meerdere factoren zoals de mechanische eigenschappen en meerdere lokale en systemische factoren, met inbegrip van cellen uit de omloop en de breuk site7 ,8,9. Biomaterialen voor bot regeneratie gericht op de bevordering van osteogenicity en Osseointegratie10 en zijn een ideale biocompatibel, biologisch afbreekbaar en poreuze (bevordering van cel migratie, zuurstof en voedingsstoffen). Ze moeten ook sterk genoeg ter ondersteuning van de site van de fractuur ter verlichting van de pijn. Daarnaast zijn inflammatoire factoren vereist het helende proces in te leiden. Echter als de biomaterial buitensporige ontstekingen en allergische reacties induceert, kan dit beperken of hinderen van bot genezing11,12. Een interdisciplinaire benadering is dus nodig om te evalueren van biomaterialen ontwikkeld voor bot reparatie.
In deze studie presenteren wij een preklinische evaluatie van representatieve materialen, 1) Orthovita Vitoss schuim die een commercieel beschikbare poreus Bottransplantatievervanging bestaande uit tricalciumfosfaat is samengesteld uit nanometer middelgrote pure β-tricalciumfosfaat fosfaat (β-TCP) deeltjes en boviene collageen Type 1 (C) (β-TCP/C schuim) en 2) β-TCP schijven. Hier, we illustreren biocompatibiliteit testen van deze primaire osteoblast (OB) met biomaterialen en osteoclast (OC) testen, een in vivo model van bot reparatie, immunologische eenbeoordeling bestaande uit in vitro T lymfocyten proliferatie en cytokine productie, en in vivo immunogeniciteit en allergeniteit, als eerder gemeld13.

biological compatibility profile on biomaterials for bone regeneration

Grote non-adhesie botbreuken zijn een belangrijke uitdaging in de orthopedische chirurgie. Hoewel de auto- en allogene bottransplantaten uitstekend geschikt zijn voor de genezing van dergelijke laesies, zijn er mogelijke complicaties met hun gebruik. Dus, materiële wetenschappers ontwikkelen synthetische, biocompatibel biomaterialen om deze problemen. In deze studie presenteren wij een multidisciplinair platform voor de evaluatie van biomaterialen voor bot reparatie. We expertise uit bot biologie en immunologie te ontwikkelen van een platform met inbegrip van in vitro osteoclast (OC) en osteoblast (OB) testen en in vivo Muismodellen van bot reparatie, immunogeniciteit en allergeniciteit gecombineerd. We laten zien hoe uit te voeren van de experimenten, het samenvatten van de resultaten, en het verslag over biomaterial biocompatibiliteit. In het bijzonder, we getest OB levensvatbaarheid, differentiatie, en mineralisatie en OC levensvatbaarheid en differentiatie in de context van β-tricalciumfosfaat fosfaat (β-TCP) schijven. We zijn ook getest met een β-TCP/collageen (β-TCP/C) schuim die een commercieel beschikbare materiaal gebruikte klinisch voor bot reparatie in een kritische en middelgrote calvarial bot defect muismodel om te bepalen van de effecten op de vroege fase van het bot genezing. We geëvalueerd in parallelle experimenten, immuun en allergische reacties in muizen. Onze aanpak genereert een profiel van de biologische verenigbaarheid van een bot-biomaterial met een aantal parameters nodig voor het voorspellen van de biocompatibiliteit van biomaterialen gebruikt voor bot genezing en het herstel bij patiënten.

Om te beoordelen van β-TCP voor de doeltreffendheid ervan als een biomaterial voor bot reparatie, we gebruikten in vitro en in vivo screeningmethoden. Ten eerste, we gemeten de OB-reacties op de schijven van de β-TCP vergeleken met basislijn middellange alleen besturingselementen. Figuur 2 toont de levensvatbaarheid van de OB naar aanleiding van β-TCP schijven op 7 en 14 dagen van cultuur. Levensvatbaarheid van de cellen gemeten vanaf met...

Watch this Scientific Journal Video about Biological Compatibility Profile on Biomaterials for Bone Regeneration at JoVE.com

Biological Compatibility Profile on Biomaterials for Bone Regeneration

Biologische verenigbaarheid profiel op biomaterialen voor bot regeneratie

Het aantal nieuwe biomaterialen ontworpen voor het herstellen van grote bot laesies groeit voortdurend met als doel het verbeteren bot genezing en het overwinnen van de complicaties geassocieerd met bot transplantatie. Hier presenteren we een multidisciplinaire strategie voor preklinische biocompatibiliteit testen van biomaterialen voor bot reparatie.

Large non-union bone fractures are a significant challenge in orthopedic surgery. Although auto- and allogeneic bone grafts are excellent for healing such ...

Deze methoden kunnen helpen bij het beantwoorden van de belangrijkste vragen op het gebied van biomaterialen. Vooral voor botregeneratie. Ze worden gebruikt om de effectiviteit van biomaterialen en potentiële immuunreacties te evalueren.Het belangrijkste voordeel van dit multidisciplinaire platform is dat het een reeks parameters biedt voor het voorspellen van biocompatibiliteit van biomaterialen die worden gebruikt voor botreparatie. De implicaties van deze in vitro en in vivo bottechnieken reiken tot andere botaandoeningen. Vanwege de noodzaak van preklinische screening van nieuwe orthopedische biomaterialen.De dermatologische methodologie kan inzicht geven in biomaterialen voor botgenezing, het kan ook worden toegepast op biomateriële beoordelingen voor andere klinische indicaties. Aspirate cultuurmedium van primaire osteoblasten 14 dagen na de toevoeging van osteogeen mineralisatiemedium. Spoel twee maal af met 0,5 milliliter 1X PBS.Bevestig vervolgens de cellen door 0,5 milliliter van 10% gebufferde formaline oplossing toe te voegen en 10 minuten bij kamertemperatuur uit te broeden. Na 10 minuten, aspirate de 10%gebufferd formaline met een single-use pipet en was twee keer met 0,5 milliliter ultrazuiver water. Voeg vervolgens 250 microliters van 40 millimolar Alizarin Red S kleuroplossing toe aan de vaste osteoblasten.En de plaat 10 minuten lang op kamertemperatuur incubeer maken op een shaker met 100 shakes per minuut. Na de incubatie met kleuroplossing, aspirate de kleuroplossing met een single-use pipet en spoel met een milliliter ultrazuiver water. Herhaal deze stap vijf tot 10 keer totdat de spoeloplossing vrijkomt om niet-specifieke vlekken te verwijderen.Na het aspirating van de laatste was, voeg een milliliter koude PBS. En de plaat 10 minuten lang op kamertemperatuur incubeer maken op een shaker. Breng vervolgens de gekleurde tricalciumfosfaatschijven over naar een nieuwe put en scan de platen met een flatbedscanner om mineralisatie vast te leggen.Voeg na het vastleggen van de afbeelding 250 microliters van 10% cetylpyridiniumchlorideoplossing toe en schud gedurende 15 minuten om de Alizarin Red S-kleurstof te extraheren. Breng vervolgens de oplossing van de putten over naar afzonderlijke buizen van 1,5 milliliter en centrifuge op 17,000 x g gedurende vijf minuten bij kamertemperatuur. Verdun het extract met 10%cetylpyridiniumchlorideoplossing bij een verdunningsrantsoen van 1:10 tot 1:20 in een buis van 1,5 milliliter.Breng vervolgens 300 microliter van elk verdund monster over in de putten van de 96-putplaat. Neem twee lege putten op die slechts 10% cetylpyridiniumchloride bevatten. Bereid vervolgens zeven Alizarin Red S-referentienormen voor, variërend van 4 400 micromolar door 40 milliomolar Alizarin Red S-kleuroplossing te verdunnen met 10% cetylpyridiniumchlorideoplossing om een standaardcurve te genereren.Laad 300 microliter van elke standaard in de plaat. Lees ten slotte de absorpties van de monsters, blanks en referentienormen op 520 nanometer. Isoleer beenmerg osteoplast precursoren van de femurs en scheenbeen van een geëuthanaseerde muis met behulp van steriele schaar om de benen te verwijderen uit het lichaam op het heupgewricht.Snijd de ledematen aan de knie- en enkelgewrichten en verwijder het zachte weefsel met steriele scalpel en tangen. Snijd de epifyses af. Steek een 27-meter naald bevestigd aan een spuit gevuld met een milliliter botgroeimedium in het lumen en spoel het merg in een zes centimeter steriele petrischaal.Na het herhalen van dit voor alle femurs en tibiae, breng de celsuspensie naar een 50 milliliter conische buis. Was de zes centimeter petrischaal met vijf milliliter botgroeimedium en breng het over op dezelfde 50 milliliter conische buis. Centrifuge op 350 x g bij vier graden Celsius gedurende vijf minuten.Na centrifugatie opnieuw opschorten van de cellen in een milliliter per put van osteoclast differentiatie medium. Een BALB / c muis biedt voldoende aantallen osteoclast precursoren voor een 24-well cultuur plaat. Voeg primaire osteoblasten die in botgroeimedium zijn opgehangen aan het biomateriaal en de controles op 8,8*10^4 cellen per vierkante centimeter.Hier worden bètatricalciumfosfaatschijven, gecontroleerd runderbeen en weefselkweekplastic gebruikt. Incubeer bij 37 graden Celsius in vijf procent kooldioxide gedurende 24 uur. Voeg na 24 uur vers geïsoleerde beenmergoclastvoor precursoren en osteoclastendimiddel toe aan de gekweekte primaire osteoblasten en keer terug naar de couveuse voor vijf dagen cultuur bij 37 graden Celsius bij vijf procent kooldioxide.Vervang het medium om de dag door vers bereide osteoclast differentiatiemedium. Dan vlek osteoclasten voor tartraat resistente zuurfosfatase om differentiatie te evalueren. Scheer de hoofdhuid van een verdoofde acht weken oude BALB/c muis en maak het oppervlak schoon met 7,5% povidone jodiumoplossing en 70% ethanol.Bedek de ogen met oogheelkundige zalf om te voorkomen dat drogen tijdens de procedure. Zorg voor een passend niveau van anesthesie door gebrek aan een reactie op een teen en staart snuifje. Dan na het maken van een middellijn sagittale incisie verwijder de paracranium bindweefsel boven de juiste pariëtale bot door schrapen met een scalpel.Gebruik vervolgens een steriele tandtrefine met een diameter van vier millimeter bij 2000 rotaties per minuut om een kritisch defect in het rechter pariëtale bot te creëren. Irrigeer het gebied voortdurend met steriele zoutoplossing terwijl het juiste pariëtale bot wordt opgevallen en de ectocortext en sommige endocortex doorsnijdt. Om schade aan de Dera Mater te voorkomen, gebruikt u een kleine periosteallift om de resterende endocortex te doorbreken.Gebruik vervolgens tangen om het calvariale bot voorzichtig op te tillen en te verwijderen. Het resulterende defect moet cirkelvormig zijn en ongeveer 3,5 millimeter in diameter. Vul vervolgens het calvariale defect met bètatricalciumfosfaatcollageenschuim, voorgekookt in steriele PBS.Om het biomateriaal op zijn plaats te houden, breng 0,5 microliter weefsellijm aan het einde van het defect op twee tegenovergestelde punten. Sluit vervolgens de huid met een niet-ondreerbare hechting. Plaats een verdoofde muis op zijn rug, scheer de buikbont en maak het geschoren oppervlak schoon met 7,5% povidone jodiumoplossing en 70% ethanol.Na het maken van een acht millimeter lange middellijn incisie door de huid langs de linea alba van de buik, implantaat PBS doorweekt biomateriaal onder de huid. Hecht vervolgens de huid met een niet-onabsorbare hechting. Acht weken na de implantatie, de implantatieplaats wegvoeren met omringend weefsel van de geëuthanaseerde muis.Dit beeld toont aan dat de groei op bèta tricalciumfosfaatschijven die in open staven worden getoond geen osteoblast levensvatbaarheid in vergelijking met de groei op weefselcultuur plastic op zeven en 14 dagen van de cultuur. Gekweekte osteoblasten werden na 14 dagen bevlekt met Alizarin Red S. Mineralisatie was hoger voor mineralisatie medium controles in vergelijking met osteoblasten gekweekt in medium alleen.En op bèta tricalciumfosfaatschijven in suspensiecultuurputten. Wanneer een chirurgisch geïnduceerd calvariaaldefect van cruciaal formaat leeg bleef, werd een dunne laag waargenomen die het gehele defect bedekte, maar er was geen significante botvorming aanwezig na 12 weken na de operatie. Wanneer het defect daarentegen bètatricalciumfosfaatcollageschuim bevatte, overbrugden schuimresten omringd door dicht vezelig weefsel, waaronder sommige bloedvaten en ontstekingscellen, het defectgebied zonder bewijs van botvorming.Na onderhuidse bètatricalciumfosfaatcollageen schuim implantatie, een ontstekingsreactie met vreemde lichaam gigantische cellen werd waargenomen op hematoxylin en Eosin-gekleurde secties een bewijs van fibrose op trilchrome masson's gekleurde secties op acht weken. In tegenstelling, de implantatie site van de sham controles had minimale ontsteking en geen fibrose. Tijdens een poging tot deze procedure is het belangrijk om nauwkeurige en reproduceerbare notching van het calvarium te doen zonder het dier pijn te doen.Na deze procedure andere methoden zoals osteoclast differentiaties testen en hoge doorvoer in peritoneale immuunmodellen kunnen worden voorgevormd om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals osteoclast's reactie op biomaterialen en het type van immuunrespons.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Shape Memory Polymers for Active Cell Culture

Shape Memory Polymeren voor actieve cel Cultuur

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

Use of Human Perivascular Stem Cells for Bone Regeneration

Gebruik van de Mens Perivasculaire stamcellen voor botregeneratie

Human perivascular stem cells (PSCs) can be isolated in sufficient numbers from multiple tissues for purposes of skeletal tissue engineering1-3. PSCs are ...

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

Polymeer Microarrays voor High Throughput Ontdekking van biomaterialen

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

Evaluation of Biomaterials for Bladder Augmentation using Cystometric Analyses in Various Rodent Models

Evaluatie van biomaterialen voor Blaas Vergroting van het gebruik Cystometrische analyses in verschillende diermodellen

Renal function and continence of urine are critically dependent on the proper function of the urinary bladder, which stores urine at low pressure and ...

Micro-particle Image Velocimetry for Velocity Profile Measurements of Micro Blood Flows

Micro-stromingsvisualisatie voor Velocity Profiel Metingen van Micro Blood Flows

Micro-particle image velocimetry (&mu;PIV) is used to visualize paired images of micro particles seeded in blood flows. The images are cross-correlated to ...

In situ Compressive Loading and Correlative Noninvasive Imaging of the Bone-periodontal Ligament-tooth Fibrous Joint

In situ Compressive Loading and Correlative Noninvasive Imaging of the Bone-periodontal Ligament-tooth Fibrous Joint

In situ drukbelasting en Correlatieve Niet-invasieve beeldvorming van de Bone-parodontale ligament-tooth Stapel Joint

This study demonstrates a novel biomechanics testing protocol. The advantage of this protocol includes the use of an in situ loading device coupled to a ...

An Improved Mechanical Testing Method to Assess Bone-implant Anchorage

Een verbeterde mechanische testmethode te beoordelen Bone-implantaat Anchorage

Recent advances in material science have led to a substantial increase in the topographical complexity of implant surfaces, both on a micro- and a ...

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

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

Een Full Skin Defect model te evalueren Vascularisatie Biomaterialen<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 ...

A Coupled Experiment-finite Element Modeling Methodology for Assessing High Strain Rate Mechanical Response of Soft Biomaterials

Een combinatie Experiment-eindige elementen modellering Methodologie voor het beoordelen van Hoge Strain Rate mechanische respons van Soft Biomaterialen

This study offers a combined experimental and finite element (FE) simulation approach for examining the mechanical behavior of soft biomaterials (e.g. ...

Engineering 3D Cellularized Collagen Gels for Vascular Tissue Regeneration

Engineering 3D Cellularized Collageen Gel voor Vasculaire Tissue Regeneration

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