A kollagén hidrogélek
a kollagén hidrogélek biológiailag kompatibilis háromdimenziós szerkezetként működnek, hasonlóan a natív szövetekhez, ami megkönnyíti a mesterséges szövetek fejlődését. A kollagén, ezen gélek fő alkotóeleme, a kötőszövetben található extracelluláris mátrixfehérje. Hidrogélek előállítására használják, amelyek elsősorban vízből álló 3D polimer hálózatok. Ez a videó bemutatja a kollagén fiziológiai szerepét, egy eljárást a kollagén izolálására és feldolgozására sertésbőrből, hidrogélek gyártását a tisztított fehérjéből, és végül néhány alkalmazást ezeknek a kollagén hidrogéleknek a felhasználására.
a kötőszövetek extracelluláris mátrixában specifikus sejtek felelősek a kollagéntermelés többségéért, úgynevezett fibroblasztok. Ezek a sejtek hosszú, merev, polipeptidláncokat szintetizálnak. Amelyek összeállnak egyedi hármas spirális rendezett polimerek úgynevezett kollagén molekulák. A kollagén molekulákat ezután vastagabb és nagyobb rostokba csomagolják. Amelyeket ezután még nagyobb szálakba kötnek, hogy biztosítsák az extracelluláris mátrix szerkezeti integritását az általa tapasztalt különféle mechanikai terhelésekhez. A kollagén különböző konfigurációit az egyes szövetek mechanikai igényei szerint állítják elő. A csontszövet például rendkívül kompakt, intenzív rosthálózatot használ a mechanikai terhelések ellenállása érdekében. Más szövetek, mint például a bélfal, diszpergáltabb szerkezetet használnak. Miután kivont kötőszövet a kollagén polimer lehet használni, hogy hozzon létre a különböző anyagok. Mivel a kollagén hidrofil polimer, Erősen nedvszívó. Így hidrogélt képezhet, amely egy polimer hálózat, amely akár 90% vizet is tartalmaz. Ezeket a polimer hálózatokat az egyes polimer láncok térhálósításával alakítják ki különböző módszerekkel. Mint például kémiai keresztkötők, hő vagy UV fény. A térhálósítás mértéke befolyásolja a hidrogél mechanikai tulajdonságait. Így lehetővé teszi, hogy ezeket az anyagokat széles körben használják. Most, hogy a kollagén hidrogélek alapelveit elmagyarázták, vessünk egy pillantást arra, hogyan nyerik ki a kollagént a sertés bőréből és használják hidrogél létrehozására.
a bőrmintából származó kollagén feldolgozásának megkezdéséhez először öblítse le jéghideg desztillált vízben, majd használjon szőrtelenítő krémet gyapjú, szőrme vagy szőrtelenítés céljából. Egyélű borotvapengével tisztítsa meg a mintát a kötőszövetektől és a zsírtól, majd öblítse le még egyszer jéghideg vízben. Ezután szeletelje a bőrmintát centiméter négyzet alakú darabokra. A nem kollagén oldott anyag eltávolításához először mérjünk ki 5 gramm dermális négyzetet 50 milliliter kúpos csőre, majd adjunk hozzá 30 milliliter jéghideg 0,5 moláris nátrium-acetátot minden mintához. Ezután keverje össze a csöveket egy asztali homogenizátorban. Egy perc múlva dobja ki a felülúszót, és keverje össze a mintákat még több jéghideg nátrium-acetátban, összesen hét mosási cikluson keresztül. Az utolsó mosás után öblítse le a mintát jéghideg desztillált vízben, majd keverje össze még egyszer a maradék nátrium-acetát eltávolításához. Ezután nyomja össze a mintát a csővel, hogy eltávolítsa a felesleges folyadékot,és minden feldolgozott 5 grammos bőrmintát friss, 50 milliliter kúpos csövekbe helyezzen. A kollagén kivonásához a mintát kétszer 2 milliliterben mossuk .075 moláris nátrium-citrát puffer gramm mintánként. Dobja ki a felülúszókat, és nyomja össze a mintákat minden egyes mosás után, amelyet korábban bizonyítottak. A második mosás után adjon hozzá egy friss aliquot nátrium-citrát puffert, majd végezzen hat egymást követő keverési ciklust anélkül, hogy eltávolítaná a puffert az egyes ciklusok között. Most vigyük át a felülúszókat az egyes gyűjtőcsövekbe, és adjunk hozzá még egy millilitert .075 moláris nátrium-citrát puffer / gramm minta a végső keverési ciklus elvégzése előtt. Ezután ismét centrifugáljuk a felülúszót egy centrifugális szűrőberendezésben az extrahált kollagén tisztításához. Végül tárolja a tisztított kollázst 4 Celsius fokon.
most, hogy a kollagént megtisztítottuk, egy kollagén-hidrogél előállítható és feltölthető sejtekkel, hogy egy mesterséges szövetkonstrukciót képezzen. Először alaposan keverjük össze a tisztított dermális kollagént egy kúpos csőben. Ezután adjuk hozzá a sejteket azonnal a kollagén oldathoz, és tegyük jégre. Pipettázzuk a jéghideg keveréket egy steril, nem szöveti tenyésztett kezelt felületre, hogy minimalizáljuk a kollagén gélen kívüli sejtek kötődését és növekedését. Pipetta hegyével egyenletesen terítse el az oldatot. Hagyja a gélt szobahőmérsékleten körülbelül 10-15 percig polimerizálni. Ezután fedjük le a géleket, és tegyük őket egy 37 Celsius fokos inkubátorba további 60 percig a polimerizáció befejezéséhez. Polimerizáció után a gél átlátszatlan lesz. A polimerizáció után adjunk hozzá két-három milliliter közeget. Ezután a lakott hidrogél készen áll a szövettenyésztési vizsgálatokra.
most, hogy megtanulta a kollagén hidrogélek felépítését, nézzük meg ezen anyagok néhány gyakorlati alkalmazását. A kollagén hidrogéleket gyakran használják a natív szövetek utánzására, amint az itt látható. A kollagénrost szervezetében azonban változások fordulhatnak elő a természetes szövetekben. Összehangolt struktúrákat eredményez. Ennek eredményeként a mesterséges kollagén mátrixok véletlenszerű vagy igazított konfigurációkban is kialakíthatók. A kollagén hidrogéleket gyakran használják szöveti állványként a mesterséges szövetek kifejlesztéséhez. Azáltal, hogy személyre szabott háromdimenziós struktúrát biztosít a sejtek számára, a kollagén mátrixot később átszervezik, hogy utánozzák a valódi szövet szerkezetét és működését. Például az állványokat oszteoblasztokkal, a csontképződésért felelős sejtekkel lehet ültetni, hogy átszervezzék a mátrixot, hogy jobban hasonlítsanak a natív csontszövet szerkezetére és funkciójára.
most figyelte Jove bevezetés a kollagén hidrogélek. Most meg kell értenie a kollagén szerkezetét, az izolálás módját, valamint a kollagén hidrogélek gyártását a biomérnöki területen alkalmazott különféle alkalmazások mellett. Köszönöm, hogy megnézted!
