研究和评论:材料科学杂雷竞技苹果下载志》上
菜单ISSN: 2321 - 6212
ISSN: 2321 - 6212
1生物技术和医学工程系,国家技术研究所、Rourkela, odisha - 769008,印度。
2生物技术学系研究所技术,sujeet kumar恰蒂斯加尔邦- 492010,印度。
3冶金与材料工程系,印度理工学院,kharagpur - 721302,印度。
收到:05/08/2013接受:22/09/2013
访问更多的相关文章rayapp0
肌肉骨骼系统的组件,包括骨骼、韧带肌腱和肌肉最容易受到伤害的运动和相关活动。代替受伤的组织更特别的骨头组织工程师来说是一个挑战。针对再生的骨骼组织,从家蚕丝素蛋白,小说可以使自然的生物相容性聚合物已经探索了单独或作为最佳生长的有机/无机复合材料的骨细胞或干细胞体外骨细胞的分化。在这个过程中,生丝蚕丝蛋白需要脱胶,通常通过碱处理方法,改善丝胶的细胞毒性。最近,丝绸从电纺纳米纤维的显示骨组织工程的承诺。纳米纤维,脱胶丝通常是溶解在兼容的解决方案即氯化钙在不同浓度的水或LiBr C2H5OH透析去除有毒离子紧随其后。离子自由丝绸解决方案可以单独实际上电纺或可以与各种生物聚合物混合nanofibre可生物降解复合材料的制造。其他方法,如生物聚合物的交联数组与丝绸或冷冻干燥丝绸蚕丝蛋白也在管道开发一种新颖的基于丝绸的骨组织工程支架。
Muskuloskletal系统、组织工程、丝绸、电纺的,交联。
组织工程支架应该在块模拟细胞外基质(ECM)结构和生物功能(1]。天然蛋白质丝hasbrilliant生物相容性,卓越的力学性能以及可裁制成衣的降解性(2]。组织工程已经成为一个很好的方法受损的组织修复和再生,通过潜在的绕过所有的局限性自体和同种异体的组织修复(3]。蚕Bombyxmoriderived丝绸纤维是一种常用的丝胶蛋白主要由(外膜)和蚕丝蛋白(内部brin一家)。丝胶蛋白是通过过程称为脱胶生产,以便表达丝通常是用来描述只有一个不当的两个组件,蚕丝蛋白(4]。除了机械性能,蚕丝蛋白也可降解材料。极其结晶丝绸降低一点点,但体内的汇率取决于植入网站&机械力量(5]。脱胶Na2CO3解决方案对蚕丝蛋白纤维,影响天花板随后的热稳定性和结晶度显著减少,纤维拉伸性能是只有一半的脱胶尿素缓冲区。适度脱胶的解决方案是尿素缓冲区,其次是有力的碱性电解铝水(SAEW) [6]。对脱胶等碱金属氢氧化钠(氢氧化钠)或Na2CO3(碳酸钠)现在经常使用。然而,这些y碱治疗实施相对冷漠愤怒丝蚕丝蛋白(7]。
Bombyxmori丝绸的基础与聚(环氧乙烷),B。morisilk蚕丝蛋白煮30分钟在0.02 Na2CO3aqueous解决方案和提取的丝绸被溶解在600 c 9.3 LiBr解决方案使用Slide-a-Lyzer透析,透析在水中。通过添加PEO直接进入丝绸生成丝/ PEO水溶液混合水的准备(8]。
为Silkbased蚕丝蛋白和胶原蛋白准备维管组织productioncocon在0.5 wt % Na2CO3煮水解决方案1 h然后脱胶科幻是溶解在氯化钙/ H2O / C2H5OH解决方案(摩尔比)1/8/2 40分钟在80°C,紧随其后的是3天使用纤维素透析透析。然后HAc的胶原蛋白溶液添加到科幻小说建立科幻/坳混合溶液中胶原蛋白含量的10。准备所有相关温和搅拌和加热的混合解决方案。搅拌温度控制在45 - 55°C之间。为了避免凝胶,准备解决方案是保存在4°C电纺的(9]。
纳米纤维形态和流程优化的调查使用响应面方法b mori茧是de-gummed 1与2 g / l h Na2CO3解决方案,1 g / l商业阴离子洗涤剂在100 oc,紧随其后的是温暖的蒸馏水冲洗为了removeSericin丝纤维的表面。脱胶丝素蛋白(SF)是第一个三元溶剂体系的溶解氯化钙/中/ H2O(摩尔比率1:2:8)在70 oC 4 h。3天后与纤维素透析管式膜在蒸馏水中,蚕丝蛋白的解决方案是冻干获得再生科幻海绵。再生海绵科幻溶解在98%甲酸30分钟准备8 - 14 % (W / V)科幻/甲酸解决方案(10]。
丝素蛋白支架韧带组织工程应用:蚕丝蛋白必须溶解在溶剂的hexafluoroisopropanol (HFIP),水,50/50 HFIP /水比例的组合,以解决溶剂属性用于创建支架之间的方差。目前有机溶剂和组合被用于液化toelectrospinning之前聚合物在溶液中。Electrospinningfrom有机溶剂、水和有机溶剂和水的50/50的分数将创建支架,可以检查平均孔隙度、渗透率和纤维直径、和机械性能(9]。
对无纺布丝素蛋白支架制备原始b . mori丝绸纤维0.5% Na2CO3煮半个小时,并用水冲洗彻底删除glue-like丝胶蛋白质周围的蚕丝蛋白纤维和空气干燥。脱胶丝纤维被浸泡到试管中含有98%的甲酸溶液和0.01 w / v %氯化钙(material-to-fluid比率,1:200)在室温下。纤维悬浮液动摇了30分钟达到同质纤维分布和仍然保持24小时。最后,通过水浴酸溶液的蒸发在40°C的通风装置,以及由此产生的无纺布材料是反复用蒸馏水洗净去除任何残留的盐和真空干燥。脱胶丝绸soaken后完全溶解在氯化钙溶液/乙醇/蒸馏水(1:2:8摩尔比)在80°C通过搅拌4 h。分离纯化得到准备的解决方案是对蒸馏水透析3天。20毫升的蚕丝蛋白的解决方案(V1)浓度为2.5 w / v % (C1)量瓶中举行。最后,丝素蛋白溶液和不同浓度的0.75、1.5、3、6、9和12 w / v %是由稀释或蒸发。接下来,样本冷冻6 h−80°C的温度和真空干燥48 h在冷冻干燥机10]。
宏/微孔丝素蛋白支架制备与关节软骨和半月板组织工程应用潜力,茧煮了1 h水溶液Na2CO3solution(0.02米),然后用蒸馏水为提取彻底冲洗glue-like丝胶蛋白和蜡。纯化蚕丝蛋白溶解1 h在700 C 9.3 LiBr解决方案,收益率16% (w / v)的解决方案,然后透析48 h在蒸馏水使用苯甲酰化的透析管。接下来,丝素蛋白水溶液是透析对20 wt. %聚(乙二醇)解决方案6 h。准备集中丝素蛋白溶液稀释8,10,12和16 wt。%,分别。在12和16%的支架的制备丝素蛋白的解决方案,Na2CO3particles慢慢添加到硅管,这是轻轻地挖掘促进盐粒子的沉淀。这后,硅管被放置在培养皿中,在室温下干燥48 h。为了提取Na2CO3,油管是在蒸馏水浸泡3天。最后,得到了支架使用不锈钢穿孔(内径:6毫米)为了删除生成的外皮,紧随其后的是1天freezingat 80 oc和冻结11]。
生产控制Silk-Based ElectrospinningCocoons煮20分钟的一个0.02米Na2CO3水溶液,然后用蒸馏水彻底冲洗去除丝胶蛋白。干燥后,13.5 g提取蚕丝蛋白溶解在50毫升LiBr解决方案(9.3)60°C 4 h,收益率20% (w / v)的解决方案。这个解决方案使用Slide-a-Lyzer透析对蒸馏水透析磁带72 h除去盐。后的解决方案是剔透的透析,离心去除少量的丝绸聚合形成过程中。准备包含不同纳米结构的丝膜丝的解决方案(4 wt %)是在聚苯乙烯培养皿。丝膜主要由团簇被干燥丝绸准备直接解决方案在12 h,而丝膜主要由nanofilaments形成较慢的干燥时间4天,根据我们以前的程序(12]。
基于架构的丝绸Nanofibrous蚕丝蛋白支架蚕茧被煮20分钟0.02 Na2CO3水溶液,然后用蒸馏水冲洗彻底去除丝胶蛋白,然后是提取丝溶解在9.3 LiBr解决方案60°C 4 h,产生20 wt %的解决方案和透析72 h在蒸馏水使用Slide-a-Lyzer透析磁带。胶原蛋白溶液在4°C和丝绸的解决方案是混合使用不同的胶原蛋白和丝绸的内容通过改变体积比。为了实现支架与不同的孔隙大小,水被添加到混合解决方案调整丝绸和胶原蛋白的浓度。silk-collagen解决方案的水混合不同浓度和比例的丝绸和胶原蛋白直接放置在-20°C约12 h冻结,然后冻干约48 h。控制、丝类支架也由盐分淋洗[13]。
为优化策略实际上电纺蚕丝蛋白组织工程scaffoldsB。moricocoons煮在0.02 Na2CO3水溶液,用ultrapurified水冲洗(超纯水)和溶解在9米LiBr 55°C来生成一个10% w / v的解决方案。这个解决方案是对超纯水透析脱盐后48 h。第二个透析步骤对挂钩6000(200克/ 1.5 l超纯水)来生成一个科幻的解决方案执行更高的浓度。科幻的解决方案获得了12.5%的w / w与超纯水稀释集中科幻的解决方案。科幻/ PEO混合用于电纺的,使稳定和连续旋转。2毫升的PEO溶液(5% w / w)和5毫升的科幻溶液(12.5%)为进一步使用温和搅拌在电纺的过程14]。
实际上电纺制备丝素蛋白纤维垫作为骨支架,泰国蚕种族有黄茧,而DOAE-7是中国/日本混合蚕种族有白色的茧。应该注意的是,DOAE-7是一种混合蚕竞赛由泰国。这两个种族以高质量的纱线。这两种类型的蚕茧第一次煮水,然后干60°C 24 h放在烤箱里获得生丝纤维。这些纤维de-gummed三次为0.5% (w / v) Na2CO3解决方案在100°C 30分钟,然后用温水冲洗。De-gummed丝绸在三元溶剂体系溶解1:2:8氯化钙/乙醇/水的摩尔比在70°C。3天dyalised后,获得科幻的解决方案是过滤和冻干获得科幻海绵。旧金山e-spinning终于解决方案由溶解重数量的科幻海绵在85%甲酸在不同浓度从10到40% (w / v)和5% (w / v)增量15]。
生产丝绸的丝胶/丝素蛋白纳米纤维混合,党卫军的解决方案(20 wt. %)和科幻的解决方案(10 wt. %)由搅拌样品在三氟乙酸(组织)25°C 3 h。解决方案的0.45,0.3,和0.15 g SS和0.3,0.6,和0.9 g科幻分别解决方案,因此,SS /科幻(w / w: 75/25, 50/50, and25/75)混合解决方案准备。SS /科幻(75/25)混合纳米纤维是由解决方案包含75 wt % SS和25 wt %科幻。纯和混合解决方案搅拌3 h和存储在冰箱(4°C) 12 h,虽然theelectrospinning解决方案准备(16]。
丝绸的量化成骨细胞降解生物材料,B的茧。mori在0.02米煮30分钟Na2CO3水溶液,然后用蒸馏水来消除彻底冲洗glue-like丝胶蛋白质。提取的蚕丝蛋白溶解在9.3 M LiBr解决方案60°C 4 h,产生一个20 w / v %的解决方案和在蒸馏水透析2天使用Slide-a-Lyzer透析磁带。13个最后的丝素蛋白溶液的浓度是8% w / v。图案聚二甲硅氧烷基板的2 - 3毫米厚度由铸造在1200线/毫米(闪耀角17°/ 271/2)衍射光栅的表面。PDMS轮打了11毫米直径。PDMS基片被铸造70%乙醇洗三个去离子水洗涤。62年μL整除的8%丝绸的解决方案是槽PDMS基片产生50μm厚film.22。通过干燥过夜,waterannealing过程是由将丝绸电影在waterfilled干燥器在24毫米汞柱真空5 h段(17]。
新创工程网状结缔组织体内的蚕丝蛋白非织造材料、生丝纤维从B。mori茧煮了1 h 0.7% w / v肥皂溶液,然后用蒸馏水冲洗彻底去除口香糖丝胶蛋白,围绕着蚕丝蛋白纤维。在室温下干燥后,将剩余脂肪酸脱胶丝纤维与乙醚提取。科幻的3 d非织造基质然后准备根据Armato et al .简要的方法,脱胶丝纤维被浸泡在室温下到98%甲酸含有0.01% w / v氯化钙(material-to-fluid比率,1:200)和悬挂动摇了大约30分钟达到均匀的纤维分布。在这个治疗科幻小说发生的部分溶解。酸溶液蒸发在大气条件下,和由此产生的非织造材料和双重蒸馏水洗不断消除任何残留的盐,最后真空干18]。
间充质凝结DuringChondrogenic发展的体外模型,丝素蛋白水溶液被集中准备8 wt %的解决方案准备如前所述[34]。总之,mori茧的蚕丝绸(日本田岛Shoji有限公司,有限公司,横滨日本)在0.02米煮30分钟Na2CO3水溶液,然后用蒸馏水提取彻底冲洗glue-like的外层丝胶蛋白质的丝纤维。提取的蚕丝蛋白溶解在9.3 m LiBr解决方案60°C 4人力资源,产生一个20 wt %水溶液和透析对蒸馏水使用幻灯片——3天Lyzer透析磁带(MWCO 3500,皮尔斯)在室温下进行海水淡化。透析液离心两次,每次5°C到10°C 20分钟,去除杂质和聚合。从这个过程中获得的解决方案是大约8 wt % (19]。
Cytocompatibility再生丝素蛋白膜:医学生物材料适用于伤口愈合,国内桑蚕丝纤维脱胶使用Na2CO3解决方案,溶解在CaCl2-CH3CH2OH-H2O(1:2:8摩尔比),分离,过滤,干燥60°C。通过这种方式,净化再生丝素蛋白膜。后60 co-irradiation,无菌再生丝素蛋白(SF)电影,PVC塑料薄膜和聚乙烯塑料薄膜在无菌DMEM培养基(浸出样品的表面积/介质体积= 3厘米2 /毫升)37°C 24 h,然后每个实验组的细胞培养在含有10% FCS的拔掉。对照组的细胞培养只有在完全培养基DMEM 10% FCS (20.]。
PEO与蚕丝蛋白有效混合水溶液,小于1的垫生产实际上电纺im纤维直径被发现,复合反射的溶液浓度。传统蚕丝蛋白构象的转变表明本机结构特点的丝绸被保存在电纺的过程与甲醇诱导治疗的纤维。
在酸性溶液中使用不合适的凝胶的电纺的,因为科幻/坳的解决方案。此外,连续纤维时获得的溶剂是水,而HAc串珠纤维时获得的解决方案是使用。太多造成胶原蛋白片带状纤维的形成和结晶度的轻微下降。延伸率增加10%胶原蛋白减少,这可以解释为结晶度的增加提供的科幻有前途的管状支架。
丝素蛋白和平均处理的电纺纤维直径从80纳米到210纳米是根据获得的电纺的条件。同时得到了更高的溶液浓度均匀和光滑的纤维在外加电压检测的范围。溶液的浓度是最重要的因素,有相当大的对纤维直径的影响及其应用电压标准差而没有对他们产生重大影响。纤维直径和平均纤维直径的标准偏差与聚合物浓度增加根据该关系在实验条件下研究了工作(4]。
溶剂的影响实际上电纺材料已被检查来确定尺寸和二级结构的丝素蛋白纳米纤维的影响有机溶剂选择beforeelectrospinning使溶剂解决方案。实际上电纺水解决方案基于支架的机械性能应该等于或超过支架由HFIP值得进一步研究使用水作为溶剂对电纺的蚕丝蛋白(5]。
使用方法准备无纺布蚕丝蛋白网和冷冻干燥技术,可以制作一个三维多孔丝素蛋白支架与分层精细结构,这可能潜在的使用作为bioscaffold或其他生物材料(6]。
在这项研究中,一个初始的理化特性提出了丝素蛋白支架来自高浓度水丝素蛋白溶液,准备通过结合盐浸出和冷冻干燥方法。形态学研究显示支架具有宏观和微孔结构,根据初始浓度和形态多样。ct机分析进一步表明,准备支架具有高孔隙度和互联互通,这似乎随着丝素蛋白浓度降低。抗压测试和DMA分析表明,丝素蛋白支架的力学性能增加生动丝素蛋白浓度的增加。水吸收数据表明,支架提供了一个大的膨胀能力,随着孔隙率的增加而增加(8]。
丝绸在溶液中纳米结构,丝电纺的关键参数,进行了研究。Nanofilament形成丝绸解决方案增加了丝绸的可纺性,也提高了控制实际上电纺纤维直径。基于这种新的机制控制旋转的丝绸的解决方案,丝绸实际上电纺支架的设计和制备具有可控的大小和特性变得可行,这将进一步促进进一步的效用在组织工程和药物释放系统9]。
三维大孔丝支架与nanofibrous架构是从silk-collagen准备水解决方案使用冷冻干燥。通过改变胶原蛋白含量控制丝绸的自组装,纳米结构的大孔壁从不规则nanofibrous结构,然后转化为宏观尺度纤维。silk-collagen支架的nanofibrous架构,类似天然ECM,成纤维细胞提供了良好的微环境,以增加增长和扩散11]。
本研究探讨了支架的优化设计策略的介绍和评价地形,机械和化学信号。我们使用高级分析工具将机械评估从批量属性singlefiber水平。实际上电纺支架的地形是影响电纺的条件,特别是圆柱目标的旋转速度。科幻纤维排列是地形线索导致拉长和面向细胞形态和打开一个有趣的途径可以用科幻的新创工程支架结构组织保持一致。纤连蛋白吸附对科幻小说的支架被烦恼展示展览部分二聚体的延伸臂和充当化学线索提高hMSC粘附和传播(12]。
在低浓度的解决方案(即。10 - 25% (w / v)), e-spinning两种类型的科幻的解决方案产生离散珠子或串珠纤维,溶液浓度较高时(即。w / v)≥30%,只观察到光滑的纤维。e-spun纤维的平均直径从两种类型的科幻的解决方案被发现与溶液浓度的增加单调增加,在217 - 610海里(Nang-Lai科幻),而纤维的(DOAE-7科幻)解决方案的范围在183 - 810海里。EFS的串珠纤维的增强值导致珠子的数量减少和珠子的形状更细长,同时,对光滑的纤维,这是负责观察增加纤维直径(13]。
我们成功地生产SS /科幻混合纳米纤维通过电纺的SS /科幻组织融合的解决方案。“纺纳米纤维表现出光滑的表面,圆形的横截面,bead-free结构。SS /科幻的平均直径(75/25、50/50和25/75)混合纳米纤维被厚比SS或科幻纳米纤维。这些混合纳米纤维的平均直径减少,和珠子的数量略有增强增加溶解时间的SS /科幻混合解决方案之前,电纺。珠子的数量也增加增加科幻的内容。SS /科幻(100/0、75/25和50/50)混合纳米纤维很容易溶解在水中,而SS /科幻(25/75和0/100)混合纳米纤维并没有完全溶解在水中。SS /科幻混合纳米纤维没有溶解在甲醇(14]。
成骨细胞,成骨细胞和破骨细胞,积极退化的蚕丝蛋白蛋白质体外,生物材料广泛应用于骨组织工程。这些细胞MMP和整合素反应的识别退化过程[确认各自的贡献15]。
很明显,而主要的体内生物降解植入科幻非织造布仍有可能在较长的计算,目前的结果意味着认为生物相容性科幻非织造布被集成,至少暂时,进入宿主的组织行动作为组织工程的有效指南/再生修复(18]。
nanofibrous脚手架矩阵的intertwinement合规、细胞形状,细胞骨架力学,和发展过程被解决通过模拟nanofibrillar矩阵在基底膜形态。了解聚合物支架矩阵合规指南chrondrogenic组织再生获得人类胚胎干细胞和成体干细胞在chondrogenic溶性因素。这个相对简单的纳米纤维的研究依赖于体外系统允许3 d chondrogenic发展(19]。
再生丝素蛋白膜没有不良影响的生长和biofunction成纤维细胞和血管内皮细胞。它也不会干扰等血管生成生长因子VEGF的分泌,Ang-1 FGF2 PDGF也。因此,再生丝素蛋白膜是一个很好的生物材料具有良好的生物相容性(20.]。
在各种类型的制造。纳米纤维的直径取决于参数如温度、湿度、浓度的解决方案,应用电压、收藏家距离,材料的粘度。nanofibersdepends机械强度的聚合物的物理化学性质。基于增量丝绸机械强度的纳米纤维在准备一些其他生物聚合物混合。其他丝绸脚手架由低压冻干法othersolvent蒸发方法利用孔隙度可以增强组织工程。
