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Merck

Dual-phase osteogenic and vasculogenic engineered tissue for bone formation.

Tissue engineering. Part A (2014-09-18)
Rameshwar R Rao, Marina L Vigen, Alexis W Peterson, David J Caldwell, Andrew J Putnam, Jan P Stegemann
ZUSAMMENFASSUNG

Minimally invasive, injectable bone tissue engineering therapies offer the potential to facilitate orthopedic repair procedures, including in indications where enhanced bone regeneration is needed for complete healing. In this study, we developed a dual-phase tissue construct consisting of osteogenic (Osteo) and vasculogenic (Vasculo) components. A modular tissue engineering approach was used to create collagen/fibrin/hydroxyapatite (COL/FIB/HA) hydrogel microbeads containing embedded human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (bmMSC). These microbeads were predifferentiated toward the osteogenic lineage in vitro for 14 days, and they were then embedded within a COL/FIB vasculogenic phase containing a coculture of undifferentiated bmMSC and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). In vitro studies demonstrated homogenous dispersion of microbeads within the outer phase, with endothelial network formation around the microbeads over 14 days in the coculture conditions. Subcutaneous injection into immunodeficient mice was used to investigate the ability of dual-phase (Osteo+Vasculo) and control (Osteo, Vasculo, Blank) constructs to form neovasculature and ectopic bone. Laser Doppler imaging demonstrated blood perfusion through all constructs at 1, 4, and 8 weeks postimplantation. Histological quantification of total vessel density showed no significant differences between the conditions. Microcomputed tomography indicated significantly higher ectopic bone volume (BV) in the Osteo condition at 4 weeks. At 8 weeks both the Osteo and Blank groups exhibited higher BV compared to the Vasculo and dual Osteo+Vasculo groups. These data not only show that osteogenic microbeads can be used to induce ectopic bone formation, but also suggest an inhibitory effect on BV when undifferentiated bmMSC and HUVEC were included in dual-phase constructs. This work may lead to improved methods for engineering vascularized bone tissue, and to injectable therapies for the treatment of orthopedic pathologies in which bone regeneration is delayed or prevented.

MATERIALIEN
Produktnummer
Marke
Produktbeschreibung

Sigma-Aldrich
Essigsäure, glacial, ACS reagent, ≥99.7%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natriumhydroxid, ACS reagent, ≥97.0%, pellets
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Essigsäure, glacial, ReagentPlus®, ≥99%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natriumhydroxid, reagent grade, ≥98%, pellets (anhydrous)
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natronlauge, 50% in H2O
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Triton X-100, laboratory grade
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dexamethason, powder, BioReagent, suitable for cell culture, ≥97%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
DAPI, for nucleic acid staining
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natronlauge, BioUltra, Molecular Biology, 10 M in H2O
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natronlauge, 1.0 N, BioReagent, suitable for cell culture
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Essigsäure, glacial, ≥99.99% trace metals basis
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Essigsäure, glacial, puriss. p.a., ACS reagent, reag. ISO, reag. Ph. Eur., ≥99.8%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natriumhydroxid, BioXtra, ≥98% (acidimetric), pellets (anhydrous)
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Essigsäure -Lösung, suitable for HPLC
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Sigma-Aldrich
Essigsäure, glacial, puriss., meets analytical specification of Ph. Eur., BP, USP, 99.8-100.5%
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Sigma-Aldrich
Natriumhydroxid, puriss., meets analytical specification of Ph. Eur., BP, NF, E524, 98-100.5%, pellets
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natriumhydroxid, reagent grade, 97%, powder
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natriumhydroxid, puriss. p.a., ACS reagent, reag. Ph. Eur., K ≤0.02%, ≥98%, pellets
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natriumhydroxid, pellets, semiconductor grade, 99.99% trace metals basis
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dexamethason, ≥98% (HPLC), powder
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natronlauge, 5.0 M
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natriumhydroxid, beads, 16-60 mesh, reagent grade, 97%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natriumhydroxid, puriss. p.a., ACS reagent, K ≤0.02%, ≥98.0% (T), pellets
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Glyoxal -Lösung, 40 wt. % in H2O
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Natriumhydroxid, reagent grade, 97%, flakes
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Supelco
Natronlauge, 49-51% in water, eluent for IC
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Essigsäure, suitable for luminescence, BioUltra, ≥99.5% (GC)
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
USP
Eisessig, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Supelco
Natronlauge-Konzentrat, 0.1 M NaOH in water (0.1N), Eluent concentrate for IC
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Supelco
Dexamethason, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
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