Kollagenhydrog
Kollagenhydrog fungerer som en biologisk kompatibel tredimensjonal struktur, lik den for innfødt vev, noe som letter utviklingen av konstruert vev. Kollagen, hovedkomponenten i disse gelene, er et ekstracellulært matriksprotein som finnes i bindevev. Og brukes til å fremstille hydrogeler som ER 3D polymer nettverk består hovedsakelig av vann. Denne videoen vil introdusere kollagenets fysiologiske rolle, en prosedyre for isolering og behandling av kollagen fra svineskinn, fremstilling av hydrogeler fra det rensede proteinet, og til slutt noen applikasjoner for bruk av disse kollagenhydrogelene.
Innenfor den ekstracellulære matrisen av bindevev er det spesifikke celler som er ansvarlige for flertallet av kollagenproduksjonen Kalt Fibroblaster. Disse cellene syntetiserer lange, stive, polypeptidkjeder. Som er samlet inn i individuelle triple spiralformede bestilte polymerer kalt Kollagenmolekyler. Kollagenmolekyler blir deretter videre buntet i tykkere Og større Fibriller. Som deretter blir ytterligere buntet i større fibre for å gi strukturell integritet til den ekstracellulære matrisen for de forskjellige mekaniske belastningene det kan oppleve. Ulike konfigurasjoner av kollagen produseres i henhold til de mekaniske behovene til bestemte vev. Bone vev, for eksempel, benytter et svært kompakt intenst nettverk av fibre for å motstå mekaniske belastninger. Imidlertid bruker andre vev, som tarmveggen, en mer spredt struktur. Når det er ekstrahert fra bindevev, kan kollagenpolymeren brukes til å lage forskjellige materialer. Fordi kollagen er en hydrofil polymer, er den svært absorberende. Dermed kan det danne en hydrogel, som er et polymernettverk som holder opptil 90% vann. Disse polymernettene dannes ved kryssbinding av individuelle polymerkjeder ved hjelp av forskjellige metoder. For eksempel kjemiske krysskoblinger, varme eller UV-lys. Graden av tverrbinding påvirker hydrogelens mekaniske egenskaper. Dermed kan disse materialene brukes i et bredt spekter av applikasjoner. Nå som prinsippene for kollagenhydrog har blitt forklart, la oss ta en titt på hvordan kollagen ekstraheres fra svineskinn og brukes til å lage en hydrogel.
for å starte behandlingen av kollagen fra en hudprøve, skyll den først i iskaldt destillert vann og bruk deretter depilatory cream for ull, pels eller hårfjerning. Ved hjelp av en enkelt kantet barberblad, skrape prøven ren av bindevev og fett, og skyll igjen i iskaldt vann. Skar deretter hudprøven i centimeter kvadrerte stykker. For å fjerne det ikke kollagenøse oppløselige materialet, veier du først 5 gram hudfirkanter per 50 milliliter konisk rør, og tilsett deretter 30 milliliter iskald 0,5 Molar natriumacetat til hver prøve. Bland deretter rørene i en benk topp homogenisator. Etter ett minutt kast supernatanten og bland prøvene igjen i mer iskaldt natriumacetat i totalt syv vaskesykluser. Etter siste vask, skyll prøven i iskaldt destillert vann, og bland det en gang til for å fjerne resterende natriumacetat. Komprimer deretter prøven mot røret for å fjerne overflødig væske og overfør hver behandlet 5 gram hudprøve til friske 50 milliliter koniske rør. For å trekke ut kollagenet, vask prøven to ganger i 2 ml .075 Molar natriumsitratbuffer per gram prøve. Kast supernatantene og komprimere prøvene etter hver vask har tidligere vist. Etter den andre vasken, legg til en fersk aliquot natriumsitratbuffer, og utfør deretter seks sekvensielle agitasjonssykluser uten å fjerne bufferen mellom hver syklus. Nå, overføre supernatanter til individuelle samling rør og legge til en ekstra en milliliter .075 Molar natriumsitratbuffer per gram prøve før du utfører en endelig agitasjonssyklus. Deretter sentrifuger supernatanten igjen i en sentrifugalfilteranordning for å rense det ekstraherte kollagenet. Til slutt lagre den rensede collagen ved 4 grader Celsius.
nå som kollagenet har blitt renset, kan en kollagenhydrogel fremstilles og fylles med celler for å danne en konstruert vevskonstruksjon. For å begynne, bland det rensede dermale kollagenet grundig i et konisk rør. Deretter legger du cellene direkte til kollagenoppløsningen og legger den på is. Pipette den iskalde blandingen i en steril, ikke-vev kultivert behandlet overflate for å minimere feste og vekst av celler utenfor kollagengelen. Bruk en pipettespiss for jevnt å spre løsningen. La gelen polymerisere ved romtemperatur i omtrent 10 til 15 minutter. Deretter dekker gelene og flytter dem til en 37 grader Celsius inkubator i ytterligere 60 minutter for å fullføre polymerisering. Ved polymerisering blir gelen ugjennomsiktig. Når polymerisert, tilsett to til tre milliliter media. Da er den befolket hydrogelen klar til bruk i vevskulturstudier.
Nå som du har lært hvordan å konstruere kollagen hydrogels, la oss se på noen praktiske anvendelser av disse materialene. Kollagenhydrogeler brukes ofte til å etterligne innfødt vev, som vist her. Imidlertid kan endringer i kollagenfiberorganisasjonen forekomme i naturlig vev. Resulterer i justerte strukturer. Som et resultat kan konstruerte kollagenmatriser konstrueres i enten tilfeldige eller justerte konfigurasjoner. Kollagenhydrogeler brukes ofte som vev stillas for utvikling av kunstige vev. Ved å gi en tilpasset tredimensjonal struktur for celler å bebo, blir kollagenmatrisen omorganisert for å etterligne strukturen og funksjonen til ekte vev. For eksempel kan stillasene sitte med osteoblaster, cellene som er ansvarlige for beindannelse, for å omorganisere matrisen for å likne strukturen og funksjonen til innfødt beinvev.
Du har nettopp sett Jove ‘ s introduksjon til kollagenhydrog. Du bør nå forstå kollagenstruktur, hvordan den er isolert, og fabrikasjon av kollagenhydrog i tillegg til de forskjellige applikasjonene i bioengineering-feltet. Takk for at du så på!
