Name: fabrication and characterization of layer-by-layer janus base nano-matrix to promote cartilage regeneration
Uploaded: 2022-07-06T13:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Characterization of Layer-By-Layer Janus Base Nano-Matrix to Promote Cartilage Regeneration at JoVE.com

עבודה זו נתמכת על ידי מענקי NIH 7R01AR072027 ו- 7R03AR069383, פרס הקריירה של NSF 1905785, NSF 2025362 ואוניברסיטת קונטיקט. עבודה זו נתמכת בחלקה גם על ידי מענק NIH S10OD016435.

1. סינתזה של JBNts
<ol><li>הכן את מונומר JBNt תוך שימוש בשיטות שפורסמו בעבר, הכוללות סינתזה של מגוון תרכובות12.</li>
	<li>נקה מונומר JBNt גולמי לאחר שהוא מסונתז עם כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים (HPLC) באמצעות עמודה בפאזה הפוכה. השתמש בממס A: 100% מים, ממס B: 100% אצטוניטריל, וממס C: תמ...

<ol>
	<li>Chan, B. P., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaffolding+in+tissue+engineering:+general+approaches+and+tissue-specific+considerations.">Scaffolding in tissue engineering: general approaches and tissue-specific considerations.</a> European Spine Journal. 17, 467-479 (2008).</li><li>Heo, D. N., 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+bioprinting+of+carbohydrazide-modified+gelatin+into+microparticle-suspended+oxidized+alginate+for+the+fabrication+of+complex-shaped+tissue+constructs.">3D bioprinting of carbohydrazide-modified gelatin into microparticle-suspended oxidized alginate for the fabrication of complex-shaped tissue constructs.</a> ACS Applied Material Interfaces. 12 (18), 20295-20306 (2020).</li><li>Almeida, H. V., 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=Anisotropic+shape-memory+alginate+scaffolds+functionalized+with+either+type+i+or+type+ii+collagen+for+cartilage+tissue+engineering.">Anisotropic shape-memory alginate scaffolds functionalized with either type i or type ii collagen for cartilage tissue engineering.</a> Tissue Engineering. Part A. 23 (1-2), 55-68 (2017).</li><li>Vinatier, C., Guicheux, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cartilage+tissue+engineering:+From+biomaterials+and+stem+cells+to+osteoarthritis+treatments.">Cartilage tissue engineering: From biomaterials and stem cells to osteoarthritis treatments.</a> Annals of Physical and Rehabilitation Medicine. 59 (3), 139-144 (2016).</li><li>Filardo, G., Kon, E., Roffi, A., Di Martino, A., Marcacci, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaffold-based+repair+for+cartilage+healing:+a+systematic+review+and+technical+note.">Scaffold-based repair for cartilage healing: a systematic review and technical note.</a> Arthroscopy. 29 (1), 174-186 (2013).</li><li>James, A. W., 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+review+of+the+clinical+side+effects+of+bone+morphogenetic+protein-2.">A review of the clinical side effects of bone morphogenetic protein-2.</a> Tissue Engineering. Part B, Reviews. 22 (4), 284-297 (2016).</li><li>Blaney Davidson, E. N., vander Kraan, P. M., vanden Berg, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TGF-beta+and+osteoarthritis.">TGF-beta and osteoarthritis.</a> Osteoarthritis Cartilage. 15 (6), 597-604 (2007).</li><li>Chen, Y., Yang, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intra-articular+drug+delivery+systems+for+arthritis+treatment.">Intra-articular drug delivery systems for arthritis treatment.</a> Rheumatology Current Research. 2, 106 (2012).</li><li>Liu, Q., 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=Suppressing+mesenchymal+stem+cell+hypertrophy+and+endochondral+ossification+in+3D+cartilage+regeneration+with+nanofibrous+poly(l-lactic+acid)+scaffold+and+matrilin-3.">Suppressing mesenchymal stem cell hypertrophy and endochondral ossification in 3D cartilage regeneration with nanofibrous poly(l-lactic acid) scaffold and matrilin-3.</a> Acta Biomaterialia. 76, 29-38 (2018).</li><li>Song, S., Chen, Y., Yan, Z., Fenniri, H., Webster, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembled+rosette+nanotubes+for+incorporating+hydrophobic+drugs+in+physiological+environments.">Self-assembled rosette nanotubes for incorporating hydrophobic drugs in physiological environments.</a> International Journal of Nanomedicine. 6, 101-107 (2011).</li><li>Zhou, L., 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=Self-assembled+biomimetic+Nano-Matrix+for+stem+cell+anchorage.">Self-assembled biomimetic Nano-Matrix for stem cell anchorage.</a> Journal of Biomedical Materials Research. Part A. 108 (4), 984-991 (2020).</li><li>Zhou, L., Yau, A., Zhang, W., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+a+biomimetic+nano-matrix+with+janus+base+nanotubes+and+fibronectin+for+stem+cell+adhesion.">Fabrication of a biomimetic nano-matrix with janus base nanotubes and fibronectin for stem cell adhesion.</a> Journal of Visualized Experiments. (159), e61317 (2020).</li><li>Chen, Y., Song, S., Yan, Z., Fenniri, H., Webster, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembled+rosette+nanotubes+encapsulate+and+slowly+release+dexamethasone.">Self-assembled rosette nanotubes encapsulate and slowly release dexamethasone.</a> International Journal of Nanomedicine. 6, 1035-1044 (2011).</li><li>Chen, 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=Self-assembled+rosette+nanotube/hydrogel+composites+for+cartilage+tissue+engineering.">Self-assembled rosette nanotube/hydrogel composites for cartilage tissue engineering.</a> Tissue Engineering. Part C, Methods. 16 (6), 1233-1243 (2010).</li><li>Yu, H., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+biomedical+techniques+for+gene+delivery.">Advanced biomedical techniques for gene delivery.</a> Recent Patents on Biomedical Engineering (Discontinued). 5 (1), 23-28 (2012).</li><li>Muttigi, M. S., Han, I., Park, H. K., Park, H., Lee, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrilin-3+role+in+cartilage+development+and+osteoarthritis).">Matrilin-3 role in cartilage development and osteoarthritis).</a> International Journal of Molecular Sciences. 17 (4), 590 (2016).</li><li>Pei, M., Luo, J., Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancing+and+maintaining+chondrogenesis+of+synovial+fibroblasts+by+cartilage+extracellular+matrix+protein+matrilins.">Enhancing and maintaining chondrogenesis of synovial fibroblasts by cartilage extracellular matrix protein matrilins.</a> Osteoarthritis Cartilage. 16 (9), 1110-1117 (2008).</li><li>Bello, A. 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=Matrilin3/TGFbeta3+gelatin+microparticles+promote+chondrogenesis,+prevent+hypertrophy,+and+induce+paracrine+release+in+MSC+spheroid+for+disc+regeneration.">Matrilin3/TGFbeta3 gelatin microparticles promote chondrogenesis, prevent hypertrophy, and induce paracrine release in MSC spheroid for disc regeneration.</a> NPJ Regenerative Medicine. 6 (1), 50 (2021).</li><li>Muttigi, M. 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=Matrilin-3+codelivery+with+adipose-derived+mesenchymal+stem+cells+promotes+articular+cartilage+regeneration+in+a+rat+osteochondral+defect+model.">Matrilin-3 codelivery with adipose-derived mesenchymal stem cells promotes articular cartilage regeneration in a rat osteochondral defect model.</a> Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 12 (3), 667-675 (2018).</li><li>Jayasuriya, C. 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=Matrilin-3+chondrodysplasia+mutations+cause+attenuated+chondrogenesis,+premature+hypertrophy+and+aberrant+response+to+TGF-beta+in+chondroprogenitor+cells.">Matrilin-3 chondrodysplasia mutations cause attenuated chondrogenesis, premature hypertrophy and aberrant response to TGF-beta in chondroprogenitor cells.</a> International Journal of Molecular Sciences. 15 (8), 14555-14573 (2014).</li><li>Poniatowski, L. A., Wojdasiewicz, P., Gasik, R., Szukiewicz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transforming+growth+factor+Beta+family:+insight+into+the+role+of+growth+factors+in+regulation+of+fracture+healing+biology+and+potential+clinical+applications.">Transforming growth factor Beta family: insight into the role of growth factors in regulation of fracture healing biology and potential clinical applications.</a> Mediators of Inflammation. 2015, 137823 (2015).</li><li>Sun, Y., Lu, Y., Hu, Y., Ma, F., Chen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+osteogenesis+by+bovine+platelet+transforming+growth+factor-beta+(TGF-beta)+in+adult+mouse+femur.">Induction of osteogenesis by bovine platelet transforming growth factor-beta (TGF-beta) in adult mouse femur.</a> Chinese Medical Journal (English). 108 (12), 914-918 (1995).</li><li>Sun, 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=Anti-miRNA+oligonucleotide+therapy+for+chondrosarcoma).">Anti-miRNA oligonucleotide therapy for chondrosarcoma).</a> Molecular Cancer Therapeutics. 18 (11), 2021-2029 (2019).</li><li>Jayasuriya, C. T., Chen, Y., Liu, W., Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+influence+of+tissue+microenvironment+on+stem+cell-based+cartilage+repair.">The influence of tissue microenvironment on stem cell-based cartilage repair.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1383 (1), 21-33 (2016).</li><li>Chen, 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=Deficient+mechanical+activation+of+anabolic+transcripts+and+post-traumatic+cartilage+degeneration+in+matrilin-1+knockout+mice.">Deficient mechanical activation of anabolic transcripts and post-traumatic cartilage degeneration in matrilin-1 knockout mice.</a> PLoS One. 11 (6), 0156676 (2016).</li><li>Zhou, L., Zhang, W., Lee, J., Kuhn, L., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+self-assembly+of+DNA-mimicking+nanotubes+to+form+a+layer-by-layer+scaffold+for+homeostatic+tissue+constructs.">Controlled self-assembly of DNA-mimicking nanotubes to form a layer-by-layer scaffold for homeostatic tissue constructs.</a> ACS Applied Material Interfaces. 13 (43), 51321-51332 (2021).</li><li>Belluoccio, D., Schenker, T., Baici, A., Trueb, B. <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+human+matrilin-3+(MATN3).">Characterization of human matrilin-3 (MATN3).</a> Genomics. 53 (3), 391-394 (1998).</li><li>Yau, A., Yu, H., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=mRNA+detection+with+fluorescence-base+imaging+techniques+for+arthritis+diagnosis.">mRNA detection with fluorescence-base imaging techniques for arthritis diagnosis.</a> Journal of Rheumatology Research. 1 (2), 39-46 (2019).</li><li>Lee, J., Sands, I., Zhang, W., Zhou, L., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA-inspired+nanomaterials+for+enhanced+endosomal+escape.">DNA-inspired nanomaterials for enhanced endosomal escape.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 118 (19), (2021).</li><li>Zhang, W., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+engineering+of+DNA-inspired+Janus+base+nanomaterials.">Molecular engineering of DNA-inspired Janus base nanomaterials.</a> Juniper Online Journal Material Science. 5 (4), 555670 (2019).</li><li>Yau, A., Sands, I., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nano-scale+surface+modifications+to+advance+current+treatment+options+for+cervical+degenerative+disc+disease+(CDDD).">Nano-scale surface modifications to advance current treatment options for cervical degenerative disc disease (CDDD).</a> Journal of Orthopedic Research and Therapy. 4 (9), 1147 (2019).</li><li>Mello, M. A., Tuan, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+TGF-beta1+and+triiodothyronine+on+cartilage+maturation:+in+vitro+analysis+using+long-term+high-density+micromass+cultures+of+chick+embryonic+limb+mesenchymal+cells.">Effects of TGF-beta1 and triiodothyronine on cartilage maturation: in vitro analysis using long-term high-density micromass cultures of chick embryonic limb mesenchymal cells.</a> Journal of Orthopaedic Research. 24 (11), 2095-2105 (2006).</li><li>Shi, Y., Massague, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+TGF-beta+signaling+from+cell+membrane+to+the+nucleus.">Mechanisms of TGF-beta signaling from cell membrane to the nucleus.</a> Cell. 113 (6), 685-700 (2003).</li><li>Sands, I., Lee, J., Zhang, W., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA+delivery+via+DNA-inspired+janus+base+nanotubes+for+extracellular+matrix+penetration.">RNA delivery via DNA-inspired janus base nanotubes for extracellular matrix penetration.</a> MRS Advances. 5 (16), 815-823 (2020).</li><li>Zhou, L., Rubin, L. E., Liu, C., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short+interfering+RNA+(siRNA)-based+therapeutics+for+cartilage+diseases.">Short interfering RNA (siRNA)-based therapeutics for cartilage diseases.</a> Regenerative Engineering and Translational Medicine. 7 (3), 283-290 (2020).</li><li>Bi, 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=Deposition+of+PEG+onto+PMMA+microchannel+surface+to+minimize+nonspecific+adsorption.">Deposition of PEG onto PMMA microchannel surface to minimize nonspecific adsorption.</a> Lab on a Chip. 6 (6), 769-775 (2006).</li><li>Chen, Y., Webster, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+osteoblast+functions+in+the+presence+of+BMP-7+short+peptides+for+nanostructured+biomaterial+applications.">Increased osteoblast functions in the presence of BMP-7 short peptides for nanostructured biomaterial applications.</a> Journal of Biomedical Materials Research. Part A. 91 (1), 296-304 (2009).</li><li>Sun, M., Lee, J., Chen, Y., Hoshino, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+of+nanoparticle+delivery+with+in+vitro+bio-engineered+microtissues.">Studies of nanoparticle delivery with in vitro bio-engineered microtissues.</a> Bioactive Materials. 5 (4), 924-937 (2020).</li><li>Yau, A., Lee, J., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomaterials+for+protein+delivery+in+anticancer+applications.">Nanomaterials for protein delivery in anticancer applications.</a> Pharmaceutics. 13 (2), 155 (2021).</li></ol>

מטרת מחקר זה היא לפתח פלטפורמת פיגומים ביומימטיים, JBNm, כדי להתגבר על המגבלות של מבני רקמה קונבנציונליים המסתמכים על סביבות תרביות תאים כדי לתווך התמיינות תאים. ה- JBNm הוא פיגום מבנה שכבה אחר שכבה לבניית רקמת סחוס בת קיימא. העיצוב החדשני מבוסס על ננו-חומרים חדשניים בהשראת דנ"א, ה-JBNts. ה-JBNm, המור...

פיגומים בהנדסת רקמות ממלאים תפקיד חיוני במתן תמיכה מבנית לחיבור תאים ולהתפתחות רקמות לאחר מכן1. בדרך כלל, מבני רקמה קונבנציונליים ללא פיגומים מסתמכים על סביבת תרבית התאים ומוסיפים גורמי גדילה כדי לתווך התמיינות תאים. יתר על כן, תוספת זו של מולקולות ביו-אקטיביות לפיגומים היא לעתים קרובות הגישה המועדפת בהנחיית התמיינות תאים ותפקודם 2,3. פיגומים מסוימים יכולים לחקות את המיקרו-סביבה הביוכימית של רקמות מקומיות באופן עצמאי, בעוד שאחרים יכולים להשפיע ישירות על תפקודי התאים באמצעות גורמי גדילה. עם זאת, חוקרים נתקלים לעתים קרובות באתגרים בבחירת פיגומים שיכולים להשפיע לטובה על הידבקות התאים, גדילתם והתמיינותם, תוך מתן תמיכה מבנית ויציבות אופטימלית לאורך תקופה ארוכהשל 4,5. המולקולות הביו-אקטיביות קשורות לעתים קרובות באופן רופף לפיגום, מה שמוביל לשחרור מהיר של חלבונים אלה בעת ההשתלה, וכתוצאה מכך לשחרורן במקומות לא רצויים. זה מגיע לשיאו בתופעות לוואי על רקמות או תאים שלא הותקפו בכוונה 6,7.
פיגומים עשויים בדרך כלל מחומרים פולימריים. ננו-מטריצת בסיס יאנוס (JBNm) היא פלטפורמת פיגומים ביומימטיים שנוצרה בשיטה חדשנית שכבה אחר שכבה לבניית רקמת סחוסבת קיימא 8. ננו-צינוריות חדשניות אלה בהשראת דנ"א נקראו ננו-צינוריות בסיס יאנוס (JBNts), מכיוון שהן מחקות כראוי את המבנה ואת הכימיה של פני השטח של קולגן המצוי במטריצה החוץ-תאית (ECM). עם תוספת של מולקולות ביו-אקטיביות, כגון מטרילין-3 וגורם גדילה מתמיר בטא-1 (TGF-β1), ה-JBNm יכול ליצור מיקרו-סביבה אופטימלית שיכולה לעורר את תפקוד התאים והרקמות הרצויים9.
JBNts הם ננו-צינוריות חדשניות שמקורן בגרסאות סינתטיות של הנוקלאובסיס אדנין והתימין. ה- JBNts נוצרים באמצעות הרכבה עצמית10; שישה נוקלאו בסיסים סינתטיים נקשרים ליצירת טבעת, וטבעות אלה עוברות אינטראקציות ערימה π-π ליצירת ננו-צינורית באורך 200-300 מיקרומטרבאורך 11. ננו-צינוריות אלה דומות מבחינה מבנית לחלבוני קולגן; על ידי חיקוי היבט של מיקרו-סביבה של סחוס מקומי, הוכח כי JBNts מספקים אתר התקשרות חיובי עבור כונדרוציטים ותאי גזע מזנכימליים אנושיים (hMSCs)11,12,13,14. מכיוון שהננו-צינוריות עוברות הרכבה עצמית ואינן דורשות כל סוג של יוזם (כגון אור UV), הן מראות פוטנציאל מלהיב כפיגום הניתן להזרקה עבור אזורי פגם שקשה להגיע אליהם15.
מטרילין-3 הוא חלבון מטריצה חוץ-תאית מבנית המצוי בסחוס. חלבון זה ממלא תפקיד משמעותי בכונדרוגנזה ובתפקוד סחוס תקין16,17. לאחרונה, הוא נכלל בפיגומים ביו-חומריים, המעודדים כונדרוגנזה ללא היפרטרופיה 9,18,19. על ידי הכללת חלבון זה ב-JBNm, תאי הסחוס נמשכים לפיגום המכיל רכיבים דומים לאלה של המיקרו-סביבה המקורית שלו. בנוסף, הוכח כי מטרילין-3 נחוץ לאיתות תקין של TGF-β1 בתוך כונדרוציטים20. גורמי גדילה מתפקדים כמולקולות איתות, וגורמים לצמיחה ספציפית של תא או רקמה מסוימים. לכן, כדי להשיג התחדשות סחוס אופטימלית, matrilin-3 ו- TGF-β1 הם מרכיבים חיוניים בתוך JBNm. הוספת TGF-β1 לפיגום שכבה אחר שכבה יכולה לקדם עוד יותר את התחדשות הסחוס במבנה הרקמה. TGF-β1 הוא גורם גדילה המשמש לעידוד תהליך הריפוי של פגמים אוסטאוכונדרליים, המעודד התפשטות כונדרוציטים ו-hMSC והתמיינות21,22. לפיכך, TGF-β1 ממלא תפקיד מפתח בהתחדשות הסחוס JBNm (J/T/M JBNm)23, ומעודד צמיחה נכונה במיוחד כאשר הוא מקומי בתוך שכבות JBNm.
כאמור, גורמי גדילה מורכבים בדרך כלל על החלק החיצוני של פיגומים ללא שיטות התאגדות ספציפיות. כאן, עם הננו-ארכיטקטורה המתוכננת במדויק של הביו-חומרים, פותח ה-JBNm למיקוד ספציפי של תאים ורקמות מיועדים. ה-JBNm מורכב מ-TGF-β1 המודבק על משטחי JBNt בשכבה הפנימית ומטרילין-3 המודבק על משטחי JBNt בשכבה החיצונית24,25. השילוב של TGF-β1 בשכבה הפנימית של מבנה שכבה אחר שכבה מאפשר מיקרו-סביבה מקומית מאוד לאורך סיבי JBNm, ויוצר מבנה רקמה הומאוסטטי עם שחרור איטי בהרבה של החלבון12. יכולת ההזרקה של ה-JBNm הופכת אותו למבנה רקמת סחוס אידיאלי עבור יישומים ביו-חומריים עתידיים שונים26.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>10 % Normal Goat Serum</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>50062Z</td>
			<td>Agent used to block nonspecific antibody binding actions during staining.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24-well plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>07-200-740</td>
			<td>24-well plate used for comparative cell culture.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>384-Well Black Untreated Plate</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>262260</td>
			<td>384-well plate used for absorption measurements.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-well chambered coverglass</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>155409PK</td>
			<td>8-well coverglass used for comparative cell culture.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well flat bottom</td>
			<td>Corning</td>
			<td>07-200-91</td>
			<td>96-well plate used for comparative cell culture.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-Well Plate non- treated</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>260895</td>
			<td>96-well plate used for comparative cell culture and analysis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose Gel</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A9539</td>
			<td>Hydrogel used for cell culture.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose Gel</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A9539</td>
			<td>Hydrogel used as an environment for cell culture.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor Microscale Protein Labeling Kit</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>A30006 (488) and A30007 (555)</td>
			<td>Fluorescent dye used to label proteins.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Collagen X Antibody</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>41-9771-82</td>
			<td>Antibody used to stain collagen-X.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bio-Rad PCR Machine</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td></td>
			<td>Equipment used to perform PCR on samples.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C28/I2 Chondrocyte Cell Line</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Cells used to analyze proliferative abilities of various samples.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Counting Kit 8</td>
			<td>Milipore Sigma</td>
			<td>96992</td>
			<td>Cell proliferation assay.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Profiler</td>
			<td>Broad Institute</td>
			<td></td>
			<td>Software used to analyze cell images.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryostat Microtome</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Equipment used to produce thin segments of samples for use in staining and microscopy.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>D1306</td>
			<td>Blue fluorescent stain that binds to adenine-thymine DNA regions.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable cuvettes</td>
			<td>FISHER Scientific</td>
			<td>14-955-128</td>
			<td>Container used for spectrophotometry.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM Cell Culture Medium</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>10566032</td>
			<td>Media used to support cellular growth.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>GIBCO</td>
			<td>A4766801</td>
			<td>Serum used in cell culture medium to support cell growth.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoromount-G Mounting Medium</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>00-4958-02</td>
			<td>Solution used to mount slides for immunostaining.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formaldehyde</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Compound used to fix samples prior to microtoming.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-Rabbit IgG (H+L) Highly Cross-Adsorbed Secondary Antibody</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>A16110</td>
			<td>Antibody used for protein staining.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Mesenchymal Stem Cells</td>
			<td>LONZA</td>
			<td>PT-2501</td>
			<td>Cells used to analyze differentiative abilities of various samples.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Mesenchymal Stem Chondrogenic Medium</td>
			<td>LONZA</td>
			<td>PT-3003</td>
			<td>Cell medium used to promote chondrogenic differentiation.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ</td>
			<td>National Institutes of Health</td>
			<td></td>
			<td>Image analysis software used in conjunction with microscopy.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>itaq Universal SYBR Green One-Step Kit</td>
			<td>BioRad</td>
			<td>1725150</td>
			<td>Kit used for PCR.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Janus-base nanotubes (JBNts)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Nanotube made from synthetic nucleobases to act as cell scaffolding tool.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LaB6 20-120 kV Transmission Electronic Microscope</td>
			<td>Tecnai</td>
			<td></td>
			<td>Equipment used to perform transmission electron microscopy on a sample.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLAB</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td></td>
			<td>Statistical software used for modeling and data analysis.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrilin-3</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>3017MN050</td>
			<td>Structural protein used as adhesion sites for chondrocytes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoDrop Spectrophotometer</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td></td>
			<td>Equipment used to measure absorption values of a sample.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nikon A1R Spectral Confocal Microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>A1R HD25</td>
			<td>Confocal microscope used to analyze samples.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Number 1.5 Chamber Coverglass</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>152250</td>
			<td>Environment for sterile cell culture and imaging.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optimal Cutting Temperature Compound Reagent</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Compound used to embed cells prior to microtoming.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>AAJ19943K2</td>
			<td>Compound used to fix cells.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDC-32G Plasma Cleaner</td>
			<td>Harrick Plasma</td>
			<td></td>
			<td>Cleaner used to prepare grids prior to transmission electron microscopy.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>penicillin-streptomycin</td>
			<td>GIBCO</td>
			<td>15-140-148</td>
			<td>Antibiotic agent used to discourage bacterial growth during cell culture.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>10010023</td>
			<td>Solution used to wash cell medium and act as a buffer during experimentation.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rhodamine-phalloidin</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>R415</td>
			<td>F-Actin red fluorescent dye.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rneasy Plant Mini Kit</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>74904</td>
			<td>Kit used to filter and homogenize samples during RNA extraction.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose Solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Solution used to process samples prior to microtoming.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TGF beta-1 Human ELISA Kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>BMS249-4</td>
			<td>Assay kit used to determine the presence of TGF-&#946;1 in a sample.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TGF-&#946;1</td>
			<td>PEPROTECH</td>
			<td>100-21C</td>
			<td>Growth factor used for the stimulation of chondrogenic differentiation and proliferation.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton-X</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>HFH10</td>
			<td>Compound used to lyse cells not fixed during staining process.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TRIzol Reagent</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>15596026</td>
			<td>Reagent used to isolate RNA.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zetasizer Nano ZS</td>
			<td>Malvern Panalytical</td>
			<td></td>
			<td>Equipment used to measure zeta-potential values of a sample.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication and characterization of layer-by-layer janus base nano-matrix to promote cartilage regeneration

פיגומים ביולוגיים שונים פותחו כדי להנחות הידבקות ושגשוג של תאים בתקווה לקדם פונקציות ספציפיות לשימושים במבחנה וב-in vivo . התוספת של גורמי גדילה לתוך פיגומים ביו-חומריים אלה נעשית בדרך כלל כדי לספק סביבת תרבית תאים אופטימלית, המתווכת את התמיינות התא ואת הפונקציות הבאות שלה. עם זאת, גורמי הגדילה בפיגום ביו-חומרי קונבנציונלי מתוכננים בדרך כלל להשתחרר עם ההשתלה, מה שעלול לגרום לתופעות לוואי לא מכוונות על הרקמות או התאים הסובבים אותם. כאן, ננו-מטריצת הבסיס של Janus בהשראת הדנ"א (JBNm) השיגה בהצלחה מיקרו-סביבה מקומית ביותר עם מבנה שכבה אחר שכבה לבניית רקמות סחוס בנות קיימא. JBNms מורכבים בעצמם מננו-צינוריות בסיס יאנוס (JBNts), מטרילין-3, וגורם גדילה מתמיר בטא-1 (TGF-β1) באמצעות ביו-אפיניות. ה-JBNm הורכב ביחס TGF-β1:matrilin-3:JBNt של 1:4:10, שכן זה היה היחס שנקבע שבו הרכבה נכונה למבנה שכבה אחר שכבה יכולה להתרחש. ראשית, הפתרון TGF-β1 נוסף לפתרון matrilin-3. לאחר מכן, תערובת זו היתה pipetted מספר פעמים כדי להבטיח הומוגניות מספקת לפני תוספת של פתרון JBNt. זה יצר את JBNm שכבה אחר שכבה, לאחר פיפטינג מספר פעמים שוב. מגוון ניסויים נערכו כדי לאפיין את מבנה JBNm שכבה אחר שכבה, JBNts לבדו, מטרילין-3 לבדו ו-TGF-β1 לבדו. היווצרות JBNm נחקרה עם ספקטרום קליטת UV-Vis, ומבנה ה- JBNm נצפה במיקרוסקופ אלקטרונים (TEM). כאשר פיגומי JBNm החדשניים שכבה אחר שכבה נוצרים בקנה מידה מולקולרי, ניתן היה לצפות ב- JBNm המסומן בצבע פלואורסצנטי. ה- TGF-β1 מוגבל בתוך השכבה הפנימית של ה- JBNm הניתן להזרקה, מה שיכול למנוע שחרור של גורמי גדילה לאזורים הסמוכים, לקדם כונדרוגנזה מקומית ולקדם מיקרו-סביבה אנטי-היפרטרופית.

בעקבות הפרוטוקול, JBNts סונתזו בהצלחה ואופיינו בספיגת UV-Vis ו- TEM. ה- JBNm הוא פיגום מוצק הניתן להזרקה העובר תהליך ביומימטי מהיר. לאחר ש-JBNts נוספו לתערובת של תמיסת TGF-β1/matrilin-3 בסביבה פיזיולוגית, נוצר פיגום רשת לבן מוצק המעיד על הרכבה מוצלחת של JBNm, כפי שניתן לראות באיור 1. הדבר הודגם בש?...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication and Characterization of Layer-By-Layer Janus Base Nano-Matrix to Promote Cartilage Regeneration at JoVE.com

Fabrication and Characterization of Layer-By-Layer Janus Base Nano-Matrix to Promote Cartilage Regeneration

פרוטוקול זה מתאר את ההרכבה של פיגומי ננו-מטריצת בסיס יאנוס (JBNm) שכבה אחר שכבה על ידי הוספת ננו-צינוריות בסיס יאנוס (JBNts), מטרילין-3 וגורם גדילה מתמיר בטא-1 (TGF-β1) ברצף. ה-JBNm היה מפוברק ומאופיין; בנוסף, הוא הפגין פעילות ביולוגית מצוינת, ועודד תפקודי תאים כגון הידבקות, שגשוג והתמיינות.

ייצור ואפיון של ננו-מטריצת בסיס יאנוס שכבה אחר שכבה לקידום התחדשות הסחוס

Various biomaterial scaffolds have been developed to guide cell adhesion and proliferation in hopes to promote specific functions for in vitro and in vivo ...

פרוטוקול זה מראה כיצד הרכבנו ואפיינו את השכבה לפי שכבה JBNm ברמה המולקולרית. JBNm עוטף את TGF-B1, ומונע את שחרורו ברקמה הסובבת, ובכך מקדם כונדרוגנזה מקומית. היווצרות ה- JBNm מתוקננת, ומאפשרת ליצור JBNms שונים עבור יישומים עתידיים.מבנה השכבה הייחודי מאפשר עטיפת גורם גדילה, יצירת שחרור מקומי קבוע, המונע היפרטרופיה, ומקיים צמיחה. JBNm מספקת מיקרו-סביבה הומאוסטטית להתחדשות רקמת סחוס, בתוך מקום סגור, בשל יכולת ההזרקה שלה, אשר יכולה לשמש לתרחישים שונים, כמו שברים או חללים בצורה לא סדירה. כדי להתחיל, להוסיף שמונה מיקרוליטר של מיליגרם אחד למיליליטר TGF-B1, תלוי במים ל 32 מיקרוליטר של מיליגרם אחד למיליליטר Matrilin-3 תלוי במים.פיפטה כדי להבטיח ערבוב נכון של חלבונים אלה. הוסף 80 מיקרוליטר של מיליגרם אחד למיליליטר. ננו-צינוריות בסיס יאנוס, או JBNts תלויות במים, לתמיסת TGF-B1, Matrilin-3.פיפטה שוב ושוב כדי להבטיח מיזוג נכון. עבור קבוצת JBNt, הוסף חמישה מיקרוליטרים של מיליגרם אחד למיליליטר, JBNts ל-50 מיקרוליטר מים כדי ליצור תמיסה של 90.9 מיקרוגרם למיליליטר. עבור קבוצת Matrilin-3, הוסף 40 מיקרוליטרים של 10 מיקרוגרם למיליליטר מטרילין-3 עד 15 מיקרוליטר מים, כדי ליצור תמיסה של 7.3 מיקרוגרם למיליליטר.עבור קבוצת TGF-B1, הוסף 10 מיקרוליטרים של 10 מיקרוגרם למיליליטר, של TGF-B1 ל-45 מיקרוליטר מים, כדי ליצור תמיסה של 1.8 מיקרוגרם למיליליטר. עבור קבוצת הננו-מטריקס של בסיס יאנוס או JBNm, הוסף 40 מיקרוליטרים של 10 מיקרוגרם למיליליטר, מטרילין-3 עד 10 מיקרוליטרים של 10 מיקרוגרם למיליליטר TGF-B1. התסיסו כדי להבטיח ערבוב נכון.לאחר מכן, הוסף חמישה מיקרוליטרים של מיליגרם אחד למיליליטר JBNts לתמיסה, שוב ושוב pipetting לערבב את הדגימה. באמצעות ספקטרופוטומטר, מדוד את ספקטרום הקליטה של כל קבוצה. תייג את ה-TGF-B1 באמצעות ערכה לסימון חלבונים, בהתאם להוראות היצרן.הוסף 20 מיקרוליטר של 20 מיקרוגרם למיליליטר, המסומנים TGF-B1, ל -25 מיקרוליטר מים, כדי ליצור תמיסת בדיקה של 8.9 מיקרוגרם למיליליטר. תייג את Matrilin-3 באמצעות ערכת תיוג נפרדת. הוסף 20 מיקרוליטרים של 80 מיקרוגרם למיליליטר המסומנים Matrilin-3 עד 25 מיקרוליטר מים, כדי ליצור פתרון בדיקה של 36 מיקרוגרם למיליליטר.יש לערבב 20 מיקרוליטרים של 80 מיקרוגרם למיליליטר עם התווית Matrilin-3 עם 20 מיקרוליטרים של 20 מיקרוגרם למיליליטר המסומנים TGF-B1, וחמישה מיקרוליטרים של מים, והתוצאה היא TGF-B1, תרכובת Matrilin-3 המסומנת. פיפטה את התערובת מספר פעמים כדי לערבב. הוסיפו חמישה מיקרוליטרים של מיליגרם אחד למיליליטר JBNts ל-40 מיקרוליטרים של מים, והתוצאה היא תמיסה של 111 מיקרוגרם למיליליטר.לאחר מכן הוסיפו חמישה מיקרוליטרים של מיליגרם אחד למיליליטר JBNts לתמיסת TGF-B1, Matrilin-3 המסומנת, ופיפטה שוב ושוב כדי לערבב את התרכובת. מעבירים כל קבוצת דגימה לבאר של צלחת באר 384 שחורה. טען את הצלחת לקורא מיקרו-פלטות רב-מצבי, ובצע מדידות באורכי גל עירור של 488 ו-555 ננומטר בהתאם לפרוטוקולים של היצרן.בתנאים פיזיולוגיים, ספקטרום פוטנציאל הזטה של מטרילין-3 היה טעון שלילית בשל הנקודה האיזואלקטרית שלו. לאחר הוספת TGF-B1 למטרילין-3, פוטנציאל הזטה של תרכובת TGF-B1 Matrilin-3 גדל לערך כמעט נייטרלי. פוטנציאל הזטה של JBNm היה הגבוה ביותר מבין שלוש הקבוצות.ספקטרום הקליטה הנראה לעין של UV אישר את היווצרות השכבה ההיררכית לפי מבנה פנימי של השכבה של ה- JBNm, הטבעות הארומטיות של שרשראות הצד של הליזין, וה- JBNts תרמו לפסגות הקליטה, ב 220 ו -280 ננומטר בהתאמה. TEM שימש לאפיון המורפולוגיה של JBNts ו- JBNm. לאחר שילוב עם חלבונים, צרורות עבים של JBNm נצפו יוצרים מבנה פיגומים.מיקרוסקופיה פלואורסצנטית אישרה את נוכחות השכבה לפי מבנה שכבה, והדגימה את חתך הרוחב של JBNm. לאחר סימון הפלואורסצנט האדום Matrilin-3 עטף את צרורות JBNt, ויצר את השכבה החיצונית של JBNm, בעוד TGF-B1 הפלואורסצנטי הירוק יצר שכבה פנימית. העברת אנרגיית התהודה הפלואורסצנטית הציגה שיאי פליטה של 520 ננומטר עבור קבוצות TGF-B1 המסומנות, ו-570 ננומטר עבור קבוצות מטרילין-3.נבדקה ההשפעה של JBNm על ההידבקות והתפשטות התאים של HMSC. ה-JBNm הראה ש-HMSCs מקובצים יחד עם עצמו, בעוד שפחות תאים דבקו ב-JBNts. יישור התאים וגודל התאים ב-JBNm הראו כי JBNts מילאו תפקיד בהידבקות התאים, בעוד שהחלבונים הגבירו את הזיקה של הידבקות תאים.לאחר היום הראשון של תרבית התאים, קבוצות JBNm ו-TGF-B1 הראו שגשוג תאים משמעותי בהשוואה לקבוצות האחרות. כאשר משך מבנה התא הוגדל לשלושה וחמישה ימים, קבוצות JBNm ו-TGF-B1 הדגימו התפשטות תאים מוגברת עוד יותר. כאשר מתייגים באופן פלואורסצנטי את ה- JBNm, חשוב שה- TGF-B1 וה- Matrilin-3 יסומנו בנפרד ויתערבבו לפני הוספת ה- JBNts, כדי לאפשר היווצרות תקינה של השכבה לפי מבנה שכבה.הערכה נוספת של הפיגומים יכולה לספק הבנה כיצד הם יעילים בטיפולים טיפוליים. ליתר דיוק, בדיקת התפשטות תפוקה גבוהה, יכולה לקבוע את המינון האופטימלי במבחנה, ומאוחר יותר in vivo. יצירת NanoMatriX חדשנית זו מאפשרת לחוקרים להשתמש בפיגום הזרקה המבוסס על ננו-חומר כדי לחדש את הסחוס.גישה זו של חיקוי פולי מאפשרת אנדרוגנזה משופרת והתפשטות אתר נגדי.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Microfluidic Chip Fabrication and Method to Detect Influenza

ייצור שבבים microfluidic ושיטה לגילוי שפעת

Fast  and effective diagnostics play an important role in controlling infectious  disease by enabling effective patient management and treatment. Here, we ...

Human Cartilage Tissue Fabrication Using Three-dimensional Inkjet Printing Technology

ייצור רקמת סחוס אנושי באמצעות שלושה ממדי הזרקת דיו טכנולוגיית הדפסה

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and ...

Fabrication and Characterization of a Conformal Skin-like Electronic System for Quantitative, Cutaneous Wound Management

ייצור ואפיון של מערכת אלקטרונית כמו-עור קונפורמי לניהול כמותי, עורית פצע

Recent advances in the development of electronic technologies and biomedical devices offer opportunities for non-invasive, quantitative assessment of ...

Layer-by-layer Collagen Deposition in Microfluidic Devices for Microtissue Stabilization

קולגן שכבת הפקדת-ידי שכבה במכשירי microfluidic לMicrotissue ייצוב

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D ...

An Experimental and Finite Element Protocol to Investigate the Transport of Neutral and Charged Solutes across Articular Cartilage

ניסויי ו אלמנטים סופיים פרוטוקול לחקר התחבורה של מומסים ניטראליים והואשמו ברחבי Articular סחוס

Osteoarthritis (OA) is a debilitating disease that is associated with degeneration of articular cartilage and subchondral bone. Degeneration of articular ...

3D Magnetic Stem Cell Aggregation and Bioreactor Maturation for Cartilage Regeneration

צבירת Cell מגנטי גזע 3D והתבגרות Bioreactor להתחדשות סחוס

Cartilage engineering remains a challenge due to the difficulties in creating an in vitro functional implant similar to the native tissue. An approach ...

Fabrication and Characterization of Griffithsin-modified Fiber Scaffolds for Prevention of Sexually Transmitted Infections

ייצור ואפיון של סיבים Griffithsin-השתנה פיגומים לצורך מניעת מחלות המועברות

Electrospun fibers (EFs) have been widely used in a variety of therapeutic applications; however, they have only recently been applied as a technology to ...

Fabrication and Characterization of Optical Tissue Phantoms Containing Macrostructure

ייצור ואפיון רקמות אופטי הפאנטומים המכיל למפלגות

The rapid development of new optical imaging techniques is dependent on the availability of low-cost, customizable, and easily reproducible standards. By ...

Fabrication of Decellularized Cartilage-derived Matrix Scaffolds

ייצור של מטריקס הסחוס, נגזר Decellularized פיגומים

Osteochondral defects lack sufficient intrinsic repair capacity to regenerate functionally sound bone and cartilage tissue. To this extent, cartilage ...