Layer-by-layer paper-stacking nanofibrous membranes to deliver adipose-derived stem cells for bone regeneration
Notice bibliographique
Résumé
Wenbing Wan,1–3,* Shiwen Zhang,2–4,* Liangpeng Ge,2,3,5 Qingtao Li,1 Xingxing Fang,1 Quan Yuan,4 Wen Zhong,6 Jun Ouyang,1 Malcolm Xing1,2,7 1Department of Anatomy, Guangdong Provincial Medical Biomechanical Key Laboratory, Southern Medical University, Guangzhou, People’s Republic of China; 2Department of Mechanical Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, MB, Canada; 3Manitoba Institute of Child Health, Winnipeg, MB, Canada; 4Sichuan University, Chengdu, People’s Republic of China; 5Chongqing Academy of Animal Sciences, Chongqing, People’s Republic of China; 6Department of Textile Sciences, University of Manitoba, Winnipeg, MB, Canada; 7Department of Biochemistry and Medical Genetics, University of Manitoba, Winnipeg, MB, Canada *These authors contributed equally to this work Abstract: Bone tissue engineering through seeding of stem cells in three-dimensional scaffolds has greatly improved bone regeneration technology, which historically has been a constant challenge. In this study, we researched the use of adipose-derived stem cell (ADSC)-laden layer-by-layer paper-stacking polycaprolactone/gelatin electrospinning nanofibrous membranes for bone regeneration. Using this novel paper-stacking method makes oxygen distribution, nutrition, and waste transportation work more efficiently. ADSCs can also secrete multiple growth factors required for osteogenesis. After the characterization of ADSC surface markers CD29, CD90, and CD49d using flow cytometry, we seeded ADSCs on the membranes and found cells differentiated, with significant expression of the osteogenic-related proteins osteopontin, osteocalcin, and osteoprotegerin. During 4 weeks in vitro, the ADSCs cultured on the paper-stacking membranes in the osteogenic medium exhibited the highest osteogenic-related gene expressions. In vivo, the paper-stacking scaffolds were implanted into the rat calvarial defects (5 mm diameter, one defect per parietal bone) for 12 weeks. Investigating with microcomputer tomography, the ADSC-laden paper-stacking membranes showed the most significant bone reconstruction, and from a morphological perspective, this group occupied 90% of the surface area of the defect, produced the highest bone regeneration volume, and showed the highest bone mineral density of 823.06 mg/cm3. From hematoxylin and eosin and Masson staining, the new bone tissue was most evident in the ADSC-laden scaffold group. Using quantitative polymerase chain reaction analysis from collected tissues, we found that the ADSC-laden paper-stacking membrane group presented the highest osteogenic-related gene expressions of osteocalcin, osteopontin, osteoprotegerin, bone sialoprotein, runt-related transcription factor 2, and osterix (two to three times higher than the control group, and 1.5 times higher than the paper-stacking membrane group in all the genes). It is proposed that ADSC-laden layer-by-layer paper-stacking scaffolds could be used as a way of promoting bone defect treatment. Keywords: paper-stacking, layer-by-layer membrane, bone regeneration, adipose-derived stem cells, calvarial defect
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».