Name: wet-spinning-based molding process of gelatin for tissue regeneration
Uploaded: 2019-03-07T14:15:00
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Este estudo foi suportado pelo Ministério da defesa nacional (MAB-105-070; MAB-106-077; MAB-107-032; Mab-107-065), o Ministério da ciência e tecnologia (a maioria dos 107-2320-B016-016), Tri-Service General Hospital, o National Defense centro médico, Taiwan (TSGH-C106-046; TSGH-C106-115; TSGH-C107-041) e Hospital Geral de Cheng-Hsin e cooperação centro de médico de defesa nacional (CH-NDMC-107-8).

Os tecidos gordos foram obtidos em cirurgias ortopédicas como certificada pelo institucional Review Board do Tri-serviço geral Hospital, Taipei, Taiwan, R.O.C. procedimentos envolvendo assuntos animais foram aprovados pelo Comitê de cuidado Animal nacional Centro médico de defesa, Taiwan (R.O.C).
1. Umedeça girando o processo
<ol><li>
Preparação da solução
	<ol>
<li>Dissolva 5 g de gelatina em pó em 100 mL de água bidestilada para obter a concentração da soluç?...

<ol>
	<li>Bagnall, A. M., Jones, L., Duffy, S., Riemsima, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+fixation+surgery+for+acute+traumatic+spinal+cord+injury.">Spinal fixation surgery for acute traumatic spinal cord injury.</a> Cochrane Database of Systematic Reviews. 1, 004725 (2008).</li><li>Fehlings, M. G., Perrin, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+and+timing+of+early+decompression+for+cervical+spinal+cord+injury:+update+with+a+review+of+recent+clinical+evidence.">The role and timing of early decompression for cervical spinal cord injury: update with a review of recent clinical evidence.</a> Injury. 36, 13-26 (2005).</li><li>Yang, L., Jones, N. R., Stoodley, M. A., Blumbergs, P. C., Brown, C. 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W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondroitin+sulphate+proteoglycans+in+the+central+nervous+system:+changes+and+synthesis+after+injury.">Chondroitin sulphate proteoglycans in the central nervous system: changes and synthesis after injury.</a> Biochemical Society Transactions. 31, 335-336 (2003).</li><li>Fawcett, J. W., Asher, R. 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J., Hiltner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+structure+of+collagen+composite+Systems:+lessons+from+biology.">Hierarchical structure of collagen composite Systems: lessons from biology.</a> Pure and Applied Chemistry. 6, 961-973 (2009).</li><li>Harrington, W. F., Von Hippel, P. 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+structure+of+collagen+and+gelatin.">The structure of collagen and gelatin.</a> Advances in Protein Chemistry. 16, 1-138 (1961).</li><li>Veis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Macromolecular Chemistry of Gelatin. , (1994).</li><li>Freyman, T. M., Yannas, I. V., Gibson, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+materials+as+porous+scaffolds+for+tissue+engineering.">Cellular materials as porous scaffolds for tissue engineering.</a> Progress in Materials Science. 46, 273-282 (2001).</li><li>Michalczyk, K., Ziman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nestin+structure+and+predicted+function+in+cellular+cytoskeletal+organization.">Nestin structure and predicted function in cellular cytoskeletal organization.</a> Histology and Histopathology. 20, 665-671 (2005).</li></ol>

Apresentamos o desenvolvimento de biomateriais baseados em gelatina usando um simples molhado girando a técnica que pode ser aplicada no estudo de polímeros naturais para a regeneração de tecidos. Este trabalho demonstrou a possibilidade de fabricação de gelatina como fonte de proteína excelente, sem adição de outras fontes, com o objetivo de otimizar as propriedades da gelatina em si. O desenvolvimento de biomateriais baseados em gelatina foi inteiramente realizado em temperatura ambiente (22-26 ° C). Uma prep...

O mais recente desenvolvimento na regeneração de tecidos envolve a aplicação de engenharia de tecidos, o que representa um desafio para a melhoria de novas estratégias terapêuticas em tratamentos médicos. Por exemplo, o limitado potencial de regeneração do sistema nervoso, seguir lesão ou doença, coloca um problema de saúde significativo em todo o mundo. Devido à complexidade dos processos fisiopatológicos associados com o sistema nervoso, o uso de auto-enxerto tradicional ou a execução de cirurgia de estabilização tem sido mostrada para oferecer benefícios em termos de resultados funcionais, mas não há nenhuma evidência forte para os efeitos de fixação da coluna vertebral, cirurgia1,2. O tecido na área danificada é perdido e substituído com astrócitos hypertrophically induzido3, eventualmente formando uma densa cicatriz glial4,5. Esta matriz age como uma barreira que bloqueia a recuperação do nervo função6,7 e é, assim, dificulta grandemente regeneração. Portanto, espera-se um material de abertura de enchimento adequado para evitar a perda de tecido e reduzir a formação de cicatriz-associado do tecido conjuntivo, mantendo a integridade da área danificada, bem como fornecendo a substituição direta de células neurais e circuitos para promover a regeneração do axônio.
Biomateriais poliméricos tem sido preferidos como andaimes para a terapia de regeneração de tecido, baseado na regulamentação da progressão de comportamento e o tecido celular ou axônio através de suporte natural da matriz extracelular (ECM). O formato da fibra é comumente considerado como um bloco de construção para vários materiais, devido à sua estrutura unidimensional8. As fibras geralmente podem ser obtidas por extrusão de derretimento ou molhado girando o método; no entanto, o grande tamanho e custo do equipamento e a dificuldade para realizar esses métodos são desafiadores. Além disso, a maioria dos trabalhos relacionados com fibras de polímero tem sido focada em materiais sintéticos ou compostos. Polímeros naturais como fonte de biomaterial oferecem melhor biocompatibilidade Propriedades, para o corpo humano. No entanto, para obter o alinhamento das fibras de polímero natural é relativamente mais difícil do que de polímero sintético fontes9. Portanto, a conversão de um polímero natural, como uma rica fonte de proteína em fibras biomaterial é uma importante estratégia — não somente as fibras do biomaterial podem ser diretamente isolado da matéria-prima, evitando assim uma transformação desnecessária de monômeros, mas o fibras de proteínas também têm uma boa aparência e características favoráveis10.
A este respeito, nós descrevemos um método de baixo custo de processamento para a fabricação de fibras de polímero natural através do conceito básico de fiação úmida, que pode ser implementada na escala de laboratório para a engenharia de tecidos. Fiação úmida é executada pela extrusão e coagulação de uma solução de polímero em um nonsolvent de polímero apropriado. Uma solução adequada, viscous dopada em meio de coagulação faz com que as moléculas de polímero dissolver. Durante a transição de fase, os filamentos então perdem sua solubilidade e são precipitados sob a forma de um polímero sólido fase11. Referindo-se a este conceito, então ampliamos o desenvolvimento de gelatina para a forma de tubo por um processo de moldagem, que é considerado adequado para a aplicação de regeneração do tecido. Além disso, intrinsecamente, podemos também desenvolver qualquer forma de material de fibras de gelatina (por exemplo, canalização de gelatina enrolado de várias fibras de gelatina), para outro desejado aplicações.
Gelatina, um polímero natural e biodegradável, é formada por colágeno hidrolisado e desnaturado, incluindo qualquer estado helicoidal semicrystalline, amorfo ou triplo de colágeno12. É sabido que o colágeno é a proteína estrutural essencial em todos os tecidos conjuntivos de vertebrados e invertebrados13,14, que é semelhante à estrutura da proteína do ECM principal que induz o crescimento do nervo e, simultaneamente, substitui uma grande quantidade de glicosaminoglicano secretada durante lesões na medula espinhal. Portanto, o uso da gelatina como uma fonte seria uma ótima escolha para qualquer veículo a médica. Além de ser uma fonte de baixo custo, a gelatina também é biodegradável e cytocompatible e clinicamente provado ser um temporário defeito de enchimento15. Desenvolvido em forma de tubo,, testes in vitro e in vivo, descritos aqui demonstram que a gelatina tem um excelente biocompatibilidade e adequação do tecido futura aplicações de engenharia. Cultivadas com células-tronco adiposas humanas, tubos de gelatina melhoram a diferenciação de célula em células progenitoras neurais usando positivo nestin coloração como um marcador de células nervosas. Além disso, gelatina como enchimento material de lacuna, como produzido pelo método estabelecido neste estudo, é esperada para ser seguro e gerenciável e beneficiar muito engenheiros de tecido que estão actualmente a desenvolver polímeros naturais correlativos ao reforço de tecido estratégias de regeneração.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td colspan="4">Solution preparation:</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelatin type B (porcine)</td>
			<td>Ferak</td>
			<td>Art. -Nr. 10733</td>
			<td>500 g vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wet spinning process:</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristaltic pump</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>Model M312</td>
			<td>Minipuls*3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic tube connector</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>14011</td>
			<td>1 box</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe</td>
			<td>Sterican</td>
			<td>5A06258541</td>
			<td>26Gx1/2&#34;(0.45 x 12mm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Ferak</td>
			<td>Art. -Nr. 00010</td>
			<td>2.5 L vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycaprolactone CAPA 6500</td>
			<td>Perstorp</td>
			<td>24980-41-4</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane&#160;</td>
			<td>Scharlau</td>
			<td>CL03421000</td>
			<td>1 L vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Pasteur pipette</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-678-20A</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemostat</td>
			<td>Shinetec instruments</td>
			<td>ST-B021</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peripheral venous catheter (Introcan Certo)</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>1B03258241</td>
			<td>24Gx3/4&#34;(0.7 x 19mm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="4">Morphology of the gelatin tube:</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ion sputter coater machine&#160;</td>
			<td>Hitachi</td>
			<td>e1010</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning electron microscopy</td>
			<td>Hitachi</td>
			<td>S-3000N</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cultivation of cells on the gelatin tube:</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>488625</td>
			<td>100 mL vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>923119</td>
			<td>500 mL vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s modified Eagle&#39;s medium&#160;</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>31600-034</td>
			<td>Powder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Keratinocyte-SFM medium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10744-019</td>
			<td>500 mL vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T25 culture flask</td>
			<td>TPP</td>
			<td>90025</td>
			<td>VENT type</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6-well plate</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>1209938</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immunocytochemistry:</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phospate-buffered saline</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>654471</td>
			<td>500 mL vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic acid glacial</td>
			<td>Ferak</td>
			<td>Art. -Nr. 00697</td>
			<td>500 mL vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NP-40 surfactant (Tergitol solution)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>056K0151</td>
			<td>500 mL vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal goat serum</td>
			<td>Vector Laboratories</td>
			<td>S-1000-20</td>
			<td>20 mL vial, concentrate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nestin (primary antibody)</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>SC-23927</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey anti-mouse-fluorescein isothiocyanate (secondary antibody)</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>SC-2099</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoechst 33342</td>
			<td>Anaspec</td>
			<td>AS-83218</td>
			<td>5 mL vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>In vivo biocompatibility test:</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tiletamine+zolazepam&#160;</td>
			<td>Virbac</td>
			<td>BC91</td>
			<td>5 mL vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Bayer korea</td>
			<td>KR03227</td>
			<td>10 mL vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketoprofen</td>
			<td>Astar</td>
			<td>1406232</td>
			<td>2 mL vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-iodine solution</td>
			<td>Everstar</td>
			<td>HA161202</td>
			<td>4 L barrel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cefazolin</td>
			<td>China Chemical &#38; Pharmaceutical</td>
			<td>18P909</td>
			<td>1 g vial</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel blade</td>
			<td>Shinetec instruments</td>
			<td>ST-B021</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scissor</td>
			<td>Shinetec instruments</td>
			<td>ST-B021</td>
			<td>-</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

wet-spinning-based molding process of gelatin for tissue regeneration

Este artigo apresenta um método de baixo custo para fabricar gelatina, como um polímero natural, em fibras monofilamento ou outras formas adequadas. Através da fiação método molhado, fibras de gelatina são fabricadas por extrusão suave em um meio adequado de coagulação. Para aumentar a superfície funcional destas fibras de gelatina e sua capacidade de imitar as características dos tecidos, a gelatina pode ser moldada em forma de tubo referindo-se a este conceito. Examinado por testes in vitro e in vivo, os tubos de gelatina demonstram um grande potencial para aplicação em engenharia de tecidos. Atuando como um material de enchimento adequado lacuna, gelatina de tubos podem ser usados para substituir o tecido na área danificada (por exemplo, no sistema nervoso ou cardiovascular), bem como a promover a revitalização, fornecendo uma substituição direta de células-tronco e circuitos neurais. Este protocolo fornece um procedimento detalhado para a criação de um biomaterial, baseado em um polímero natural, e sua implementação deverá beneficiar muito o desenvolvimento de polímeros naturais correlativos, que ajudam a perceber as estratégias de regeneração do tecido.

Neste estudo, temos desenvolvido com sucesso a gelatina em fibras(Figura 2)e tubos (Figura 2B, C), através do conceito de fiação úmida user-friendly. Estes materiais à base de gelatina podem ser utilizados como qualquer ferramenta médica, dependendo de suas formas. Considerando que a superfície funcional e quadro de tais materiais são mais apropriados para a regeneração dos tecidos, exa...

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Wet-spinning-based Molding Process of Gelatin for Tissue Regeneration

Desenvolvemos e descrever um protocolo baseado no conceito de fiação úmida, para a construção de biomateriais baseados em gelatina, usada para a aplicação da engenharia de tecidos.

Processo de moldagem baseados em molhado-fiação de gelatina para regeneração de tecidos

This article presents an inexpensive method to fabricate gelatin, as a natural polymer, into monofilament fibers or other appropriate forms. Through the ...

Este protocolo melhora um conceito básico de fiação úmida para desenvolver um material a partir de uma única tira de fibra em várias tiras que podem ser usadas para qualquer aplicação médica preferida. Esta técnica é simples, barata, e não requer a adição de polímeros sintéticos para personalização dos polímeros naturais em um recurso de proteína para materiais de interesse. Esta técnica pode ser estendida ao desenvolvimento de biomateriais para matar a terapia fria, como tratamento do sistema nervoso central ou periférico, substituição de vasos sanguíneos ou reconstrução direta do trato urinário.Este método destina-se à aplicação médica, inclusive como estratégia para neuralização tecidual ou medicina regenerativa. Esta técnica pode ser facilmente implementada por iniciantes. Observe que, após várias repetições de moldagem, a qualidade da solução deve ser sempre verificada para manter uma formação ideal.Para formar o tubo giratório molhado, primeiro submerse um medidor de 24 por três quartos de polegada cateter venoso periférico em solução de gelatina recém-preparada por três segundos, seguido de imersão em solução de acetona recém-preparada por um minuto. Repita esses passos 20 vezes. Após a última imersão de acetona, deixe o tubo moldado secar por cinco minutos à temperatura ambiente, e use um hemostat para transferir cuidadosamente o tubo de gelatina do cateter para uma pipeta Pasteur de vidro com solução de diclorometano de policaprolactona de 2,5% para uma incubação durante a noite sob a temperatura ambiente.Na manhã seguinte, esterilize a gelatina por duas horas sob luz ultravioleta antes de submergir brevemente o tubo em 75% de etanol. Em seguida, lave o tubo duas vezes com o meio de células-tronco para remover o etanol residual. Para cultivar o tubo de gelatina com a cultura celular, substitua a extremidade supinada das células-tronco adiposas humanas de um frasco de cultura com um mililitro de 0,25% Trypsin-EDTA para uma incubação de 3,5 minutos a 37 graus Celsius e 5% de dióxido de carbono.Quando as células se separarem, prendam a reação com um mililitro de soro bovino fetal e transfiram a suspensão celular para um tubo de microcentrifuge. Colete as células por centrifugação e resuspense a pelota em um mililitro de meio de células-tronco. Em seguida, coloque o tubo de gelatina em um poço de uma placa de seis poços contendo três mililitros de meio de células-tronco.Depois de contar as células, a semente quatro vezes 10 a 4 das células-tronco adiposas humanas no tubo para uma incubação de duas semanas na incubadora de cultura celular. Depois de confirmar o nível apropriado de sedação por falta de resposta ao beliscão do dedo do pé em uma fêmea de oito semanas de idade, raspe o cabelo da área trapézio e esterilize a pele exposta com solução povidone-iodo. Cubra o rato com cortinas cirúrgicas estéreis para reduzir a contaminação bacteriana do local cirúrgico e use uma tesoura cirúrgica para fazer uma incisão de pele rasa de dois centímetros de comprimento.Coloque o tubo de gelatina diretamente na camada entre a fáscia e o músculo e use uma sutura de nylon para fechar a ferida. Em seguida, esterilize a incisão com solução povidone-iodo. Induzir o rato através de uma injeção intramuscular de cetoprofeno e cefazolina e manter o animal sob condições assépticas por sete dias.Este conceito de fiação molhada amigável pode ser usado para desenvolver gelatina em fibras e tubos. Observações morfológicas do tubo de gelatina por meio da microscopia eletrônica de varredura revelam uma superfície não muito lisa com um diâmetro interno superior a 200 micrômetros e uma espessura de aproximadamente 20 micrômetros. A coloração de um tubo de gelatina de cultura de células-tronco adiposas humanas para a expressão do marcador de células neurais demonstra uma coloração positiva para o marcador, juntamente com múltiplos núcleos detectados sugerindo que as células podem penetrar e aderir ao tubo de gelatina e se diferenciar em células progenitoras neurais.A implantação do tubo de gelatina na camada de fáscia confirma sua segurança e biocompatibilidade, pois não há indicação de vermelhidão, inchaço ou outros sintomas de inflamação no tecido local e o tubo é cercado por tecido conjuntivo bem desenvolvido. Ao tentar este procedimento de dois pontos um, garantir a imersão do molde no tempo específico de revestimento em cada solução é muito importante para construir uma forma precisa de tubo. Após este procedimento, nossos experimentos utilizam modelo animal de doença humana para investigar com precisão o resultado dos biomateriais para a estratégia de regeneração tecidual.Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para os pesquisadores no desenvolvimento de polímeros de natureza correlativa simples em qualquer tipo de material para uma aplicação médica decidida. Em condição normal de uso, a solução de policaprolactona dicloroometano é considerada como um risco ambiental mínimo, mas não se esqueça de realizar quaisquer etapas com este produto químico em um armário de biossegurança apropriado.

Research

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