In vivo and in vitro tracking of erosion in biodegradable materials using non-invasive fluorescence imaging.
In vivo and in vitro tracking of erosion in biodegradable materials using non-invasive fluorescence imaging.
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DOI：
10.1038/nmat3095
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发表时间：
2011-08-21
期刊：
影响因子：
41.2
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中科院分区：
文献类型：
--
作者：
可腐蚀生物材料的设计依赖于对其存活时间进行编程的能力，这就需要对侵蚀进行实时监测。然而，体内性能并不总是通过传统的体外侵蚀测定来预测，并且标准方法牺牲了样品或动物，从而阻止了对同一标本的连续测量。我们利用非侵入性荧光成像来依次跟踪体内物质质量损失，以模拟水解（PEG：葡聚糖水凝胶）和酶（胶原蛋白）的材料降解。水凝胶在体内和体外的侵蚀速率相关，从而能够根据体外数据预测新材料配方的体内侵蚀。胶原蛋白体内侵蚀被用来推断模拟体内侵蚀环境的生理体外条件。这种方法可以实现材料的快速体外筛选，并且可以扩展到同时确定药物释放和药物洗脱支架的物质侵蚀，或者组织工程配方中的细胞活力和材料命运。
The design of erodible biomaterials relies on the ability to program thein vivoretention time, which necessitates real-time monitoring of erosion. However,in vivoperformance cannot always be predicted by traditional determination ofin vitroerosion,, and standard methods sacrifice samples or animals, preventing sequential measures of the same specimen. We harnessed non-invasive fluorescence imaging to sequentially followin vivomaterial-mass loss to model the degradation of materials hydrolytically (PEG:dextran hydrogel) and enzymatically (collagen). Hydrogel erosion ratesin vivoandin vitrocorrelated, enabling the prediction ofin vivoerosion of new material formulations fromin vitrodata. Collagenin vivoerosion was used to infer physiologicin vitroconditions that mimic erosivein vivoenvironments. This approach enables rapidin vitroscreening of materials, and can be extended to simultaneously determine drug release and material erosion from a drug-eluting scaffold, or cell viability and material fate in tissue-engineering formulations.
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