جيلما هيدروجيل أساس bionics تصبح شعبية جدا في 3D الطباعة الحيوية. ومع ذلك، فإن اللزوجة المنخفضة تحد من إمكانية طباعتها. هنا نحن نشارك استراتيجيات لطباعة GelMA في مختبرنا مع باحثين آخرين.
في هذا الفيديو نستخدم بشكل كامل الخصائص الخاصة لهذه المواد الحيوية ونقترح عدة طرق طباعة للهياكل ثلاثية الأبعاد المختلفة التي يمكن أن تسهم في المزيد من التطبيقات الطبية الحيوية. لاتخاذ تلف الجهاز على سبيل المثال الآثار المحتملة لاستخدامها في العلاج المقابل عن طريق حقن تضمين أو تتبع هياكل جيلما المطبوعة. لن يكون من السهل حل غيلما المجفف بالتجميد في وقت قصير.
لتسريع عملية حل يمكن استخدام خلاط دوامة. كل مادة حيوية سوف تستخدم خصائص خاصة الحميمة من GelMA. اقترحت chemer جديدة يجب أن تأخذ بشكل صحيح تجول ما هو تكييف الحرجة عند الطباعة.
تحدد تفاصيل العملية نجاح إجراءات الطباعة. ولهذا السبب نختار عرضًا مرئيًا لمشاركته مع باحثين آخرين. لتلفيق microspheres تبدأ من خلال ربط اثنين من أقطاب حلقة معدنية مع أعمدة الأرض وإيجابية.
ضع اللوحة المعدنية المتصلة بالجهد العالي أسفل قطب الحلقة وطبق بيتري مع زيت السيليكون على اللوحة المعدنية كجهاز استقبال قطرة. إعداد الحبر الحيوي عن طريق حل تجميد المجففة جيلما وLLA وDPBS تصفية من خلال مرشح 0.22 ميكرومتر للعقم ثم تسخينه في حمام الماء 37 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة. فصل خلايا MDA-MB-231 مع ثلاثة ملليلترات من 0.25 في المئة التربسين و 0.02 في المئة EDTA حل لمدة ثلاث دقائق في 37 درجة مئوية.
نقل الخلايا إلى أنبوب 15 ملليلتر والطرد المركزي لهم في 100 مرة G لمدة خمس دقائق. إزالة supernatant وخلط الخلايا مع ملليلتر واحد من الحبر الحيوي المعدة ببطء الأنابيب صعودا وهبوطا مع التأكد من تجنب فقاعات الهواء. استلهم مليلتر واحد من خليط الحبر الحيوي وخلية إلى حقنة معقمة ثلاثة ملليلتر.
تغذية الحبر الحيوي من قوة الهواء المضغوط ووضع الحقنة على لاعبا اساسيا. التبديل على قوة الجهد العالي وتعيين الجهد كما صفر إلى أربعة كيلوفولت. في وقت واحد بدوره على ضوء 405 نانومتر الطول الموجي لربط عبر قطرات جيلما في خمسة ملليلتر من زيت السيليكون.
decant طبق بيتري للتخلص من معظم زيت السيليكون واستخدام ملعقة لنقل النفط وmicrospheres المتبقية في أنبوب الطرد المركزي 15 ملليلتر. إضافة خمسة ملليلتر من DPBS وهز الخليط الطرد المركزي الأنبوب في 100 مرة G وإزالة نابيرانت. نقل microspheres في طبق بيتري مع DMEM والثقافة لهم في 37 درجة مئوية وخمسة في المئة ثاني أكسيد الكربون لمدة ثلاثة أيام.
بعد ثلاثة أيام تجاهل المتوسطة وغسل microspheres مع DPBS. إصلاحها مع ملليلتر اثنين من أربعة في المئة PFA لمدة 30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة ثم تجاهل PFA وتكرار الغسيل. Permeabilize الخلايا مع ملليلترين من 0.5 في المئة السطح غير الأيونية لمدة خمس دقائق في درجة حرارة الغرفة تجاهل السطحي وغسل microspheres مع DPBS.
وصمة عار المقبل الخلايا مع TRITC-phalloidin لمدة 30 دقيقة ثم DAPI لمدة 10 دقائق في الظلام التخلص من الأصباغ وغسل المجالات مع DPBS بعد كل تلطيخ. صورة microspheres مع المجهر الفلورية confocal. قم بذوبان مسحوق الصوديوم المعقم في الماء الأيوني بنسبة وزن 2 في المئة إلى الحجم.
إعداد حل معقمة الحبر الحيوي كما وصف سابقا ثم تسخين الحبر الحيوي والصوديوم alginate في حمام مائي 37 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة. التربسينيزي والطرد المركزي bMSCs وفقا للإجراء الموصوف سابقا ل MDA-ميغابايت 231 الخلايا ثم إزالة السائل فوق الطاقة وإعادة بيليه الخلية مع 2 ملليلتر من الحبر الحيوي GelMA. استلهم مليلترين من خليط خلايا الحبر الحيوي إلى حقنة 10 ملليلتر ومليلترين من خليط ألجينات الصوديوم إلى حقنة أخرى.
تغذية الحلول مع اثنين من حقنة مضخات الحبر الحيوي في 50 ميكرومتر في الدقيقة الواحدة و alginate الصوديوم في 350 ميكرومتر في الدقيقة الواحدة. بدوره على ضوء الطول الموجي نانومتر 405 لتشعيع أنبوب شفاف وعبر ربط ألياف جيلما. استخدم طبق بيتري لاستلام الألياف وجمعها بملعقة.
نقل الألياف إلى طبق مع DMEM/F12 وثقافتها لمدة ثلاثة أيام في 37 درجة مئوية و5 في المئة ثاني أكسيد الكربون. بعد زراعة الخلايا اتبع التوجيهات الموصوفة سابقا لمراقبة الألياف تحت مجهر الفلورانس confocal. قم بحل صبغة الجافة وLA وDPBS وأضف صبغة أرجوانية صالحة للأكل في الحل لتحسين دقة الطباعة.
تصفية الحل من خلال مرشح 0.22 ميكرومتر للعقم وتسخينه في حمام مائي 37 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة. بناء نماذج 3D مع برنامج كندي واستيراد وثائق النموذج إلى البرنامج العلوي من الطباعة الحيوية DLP التطبيقية. إضافة عشرة ملليلترات من الحبر الحيوي المعدة إلى الحوض الصغير للطبعة الحيوية.
تعيين معلمات الطباعة وفقا لاتجاهات المخطوطة ثم بدء الطباعة. عندما تكتمل إزالة الهيكل المطبوع من الطابعة الحيوية وتزج في DPBS في طبق بيتري. فصل بيليه MDA-MB 231 الخلايا كما هو موضح سابقا.
resuspend لهم مليلتر اثنين من DMEM وإضافة تعليق إلى هيكل المطبوعة. زراعة الخلايا في 37 درجة مئوية وخمسة في المئة ثاني أكسيد الكربون لمدة ثلاثة أيام ثم إعداد الهياكل للمراقبة مع المجهر الفلوري confocal كما وصف سابقا. إعداد 10 في المئة من الوزن لحجم GelMA و 0.5 في المئة الوزن لحجم حل LAP ثم تصفية من خلال مرشح 0.22 ميكرومتر.
تعقيم مسحوق الجيلاتين تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية لمدة 30 دقيقة وإضافته إلى حل جلما LAP بنسبة وزن بنسبة خمسة بالمائة إلى الحجم. سخني الخليط في حمام مائي 37 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة. ملء القوالب مع الحبر الحيوي المعدة ووضعها في ثلاجة أربع درجات مئوية لمدة 30 دقيقة.
استخدام شفرة لإزالة صحائف هيدروجيل عبر جزئيا من القوالب. الجمع بين 2D أوراق هيدروجيل مصبوب والسندات لهم مع GelMA عن طريق تشعيع في 405 نانومتر لمدة دقيقة واحدة. فصل و بيليه HUVECs خلط الخلايا مع مليلتر اثنين من DMEM وحقن التعليق في microchannel مع فوهة وحقنة.
للساعات الثلاث المقبلة الوجه رقاقة رأسا على عقب كل 15 دقيقة لتحقيق موحدة وكاملة مقاعد الخلية. ثقافة رقائق في طبق بيتري لمدة ثلاثة أيام في DMEM في 37 درجة مئوية وخمسة في المئة ثاني أكسيد الكربون ثم إعدادها للمراقبة المورفولوجية. عندما سقطت قطرات GelMA في زيت السيليكون المتلقي احتفظوا بشكل كروي قياسي بدون ذيول.
حافظت الخلايا المغلفة التي تعاني من قوة حقل الجهد الكهربائي عالية قدرتها على الانتشار التي تحققت من التوافق الحيوي لطريقة التصنيع الكهربائية المدعومة. تم اختيار طابعة DLP الحيوية لتصنيع هياكل GelMA مع أشكال أكثر تعقيدا مثل الأذن الأنف وغرفة متعددة. HUVECs المصنفة تعلق على المواد GelMA وانتشرت على سطح هياكل جيلما المترابطة مما يدل على أن هذا التطبيق يحمل إمكانات لهندسة الأنسجة.
تم استخدام استراتيجية ربط مرتين لتلفيق رقائق microfluidic تستند GelMA. تم بناء رقائق مع مختلف microchannels من خلال تصميم قوالب مختلفة على الطلب و HUVECs كانت مبذرة في القنوات وتعلق على جدار القناة تشكيل شكل السفينة العيانية. يتم تطبيق مصدر الجهد العالي عند تصنيع microspheres.
يجب على الباحثين فحص الدوائر من قبل وعدم لمس المليبارات المكشوفة التي تحمي المشغلين أو يجعل الخلايا من الضرر الناجم عن الدائرة القصيرة. يمكن أن تكون قاعدة المياه بالموجات فوق الصوتية خيار آخر لتسريع السرعة المستحقة. بالتأكيد هذه المساهمة لخصت طرق الطباعة الحيوية 3D من جيلما في مختبرنا.
يمكن للباحثين الرجوع إلى الفيديو وتحسين أو توسيع استراتيجيات الطباعة لتلبية المزيد من المتطلبات الطبية الحيوية.
