وقد زادت الاختلافات في الثقافات المُبسَّطة 2D في البيئات المختبرية مقابل البيئات الشبيهة بالأنسجة ثلاثية الأبعاد من الاهتمام بالنظم ثلاثية الأبعاد لتمثيل التعقيد المكاني والكيميائية للأنسجة الحية. لا تتطلب عملية التصنيع تقنيات مرفق أو التصوير الضوئي. ومع ذلك، يتضمن جهاز PDMS 3D النواقل اللازمة لتطبيقات البيئة الفسيولوجية 3D.
لإعداد الجهاز mesofluidic، واستخدام برنامج تصميم الكمبيوتر بمساعدة الكمبيوتر مناسبة ثلاثية الأبعاد لتصميم قناع القالب لجهاز polydimethylsiloxane أو PDMS وطباعة القالب باستخدام معدات الطباعة الحجرية ستيريو مع راتنج thermoresistant. عندما القالب جاهز، مزيج تقريبا ثلاثة ملليلتر من حل مونومير PDMS لكل قالب مع عامل علاج بنسبة 10 إلى واحد واستخدام فراغ ل degas الخليط في جهاز استنشاق الاستنشاق للفراغ لمدة ساعة واحدة. في نهاية الجفاف، استخدم قطعة من شريط لاصق لإزالة أي غبار من سطح القالب وملء القالب بعناية مع حل PDMS degassed.
بعد ذلك ، علاج PDMS عند 80 درجة مئوية لمدة ساعتين قبل السماح للقالب أن يبرد في درجة حرارة الغرفة. عندما يتم تبريد القالب لمسة، واستخدام شفرة لقطع الحدود بين القالب و PDMS وقشر بعناية PDMS من القالب. تقليم PDMS لتناسب 22 في 22 ملليمتر يغطي ولكمة حفرة في مدخل.
باستخدام أنسجة الوبر المنخفضة والإيثانول بنسبة 70٪، امسح الجهاز وأغطية الجهاز وداب مع قطعة جديدة من شريط لاصق لإزالة أي جزيئات الغبار كبيرة. ثم الأوتوكلاف جهاز PDMS و coverlip في 121 درجة مئوية لمدة ثماني دقائق الرطب و 15 دقيقة الجافة وعلاج السطح السفلي من جزء PDMS و coverlip مع بندقية تفريغ الهالة لمدة خمس دقائق في غطاء لثقافة الأنسجة قبل الترابط القطع معا. لتحميل الجهاز، أولاً إعادة تعليق الخلايا ذات الاهتمام في حجم مناسب من متوسط النمو تكمل مع 1٪ من البنسلين و ستريبتوميسين و 1٪ الأنسولين نقل السيلينيوم-x.
المزيج المقبل 50 ميكرولترات من تعليق الخلايا غدة الثديية مع 425 ميكرولترات من حل الكولاجين تحييد حديثا أعدت وملء ماصة 200 ميكرولتر مع تعليق خلية الكولاجين. حقن التعليق من خلال المدخل في جهاز PDMS حتى يتم تعبئة الغرفة بأكملها ووضع الجهاز في الحاضنة عند 37 درجة مئوية مع 5٪ ثاني أكسيد الكربون لمدة ساعة واحدة للحث على الجل قبل ملء الخزانات على كلا الجانبين مع متوسط النمو وإعادة الجهاز إلى الحاضنة حتى التصوير confocal. ل3D التصوير والكمية، تثبيت خلية حية التصوير غرفة الثقافة على المجهر confocal و مسبقا درجة الحرارة وثاني أكسيد الكربون إلى 37 درجة مئوية و 5٪ على التوالي.
إضافة الماء إلى خزان غرفة التصوير لترطيب الغرفة، ووضع مناديل مبللة في الغرفة حسب الضرورة ووضع الجهاز PDMS في الغرفة. إضافة عامل نمو البشرة إلى أحد الخزانات كمصدر للعامل في تشكيل التدرج ترك الخزان الآخر لتكون بمثابة بالوعة لتطوير توزيع عامل نمو البشرة متدرج مكانيا. ثم تعيين مجموعة من المكدس Z التي تغطي حجم organoids من الفائدة وبدء التصوير.
في نهاية التجربة، استخدم برنامج تحليل الصور المناسب لقياس طول وزاوية الفروع الممتدة من الأعضاء أو هجرة الخلايا الفردية. وكشفت كل من في الاختبارات السيليكو وفي المختبر تشكيل عامل نمو البشرة الخطي مستقرة التدرج عبر منطقة زراعة الخلية التي تستمر لمدة يومين تقريبا دون تجديد الخزانات المصدر أو المصارف مما يشير إلى أن عامل النمو البشرة، وهو بروتين 6.4 كيلودالتون، يمكن أن تشكل تدرج مستقر القائم على الانتشار داخل هلام الكولاجين أعدت على مدى فترة قصيرة نسبيا من الزمن. تشكل العضيات الثديية فروعًا متعددة في وجود عامل نمو بشري نانوي موحد مكانياً 2.5 مع عدم وجود تحيز اتجاهي على مدى ثلاثة أيام إذا تمت إضافة عامل نمو البشرة في التدرج الخطي ليكون 0.5 نانوموللار لكل ملليلتر.
ومع ذلك، يعرض تشكيل الفرع تحيزًا اتجاهيًا كبيرًا. وتجدر الإشارة إلى أن إضافة مثبطات الوصلات الفجوة تقمع قدرة الأعضاء على الاستجابة للتدرج. إنّ مُحلّة الكولاجين ذات الـH أمرُ حاسم بالنسبة للجلّام و قابلية الخلية للصلاحية.
إذا لم يتم تحييد الكولاجين قبل الاختلاط، فإن الخلية البقاء تكون منخفضة. ويمكن توسيع هذه الطريقة لاستيعاب النمذجة الأنسجة أكثر واقعية ويمكن أن تستوعب تشكيل شبكة الأوعية الدموية من الخلايا الفردية داخل هلام.
