עבודה זו בוצעה בחלקו במרכז ננו מערכות (CNS), חבר ברשת הלאומית לננוטכנולוגיה תשתיות (NNIN), אשר נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדע בפרס NSF לא. ECS-0335765. מערכת עצבים המרכזיים היא חלק מאוניברסיטת הרווארד.

הפרוטוקול ליצירת רקמת שריר לב מתפקד מיושרת ניתן לחלק לשלושה חלקים עיקריים. הייצור של אדון micropatterned באמצעות טכניקות ליתוגרפיה רכות אינו נחשב חלק מהפרוטוקול הבא אבל יכול להתבצע על בסיס שיטה הוקמה 6. 1. הדפסת microcontact של פיברונקטין על PDMS מצעים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבב Sylgard 184 אלסטומר (Dow Corning) PDMS ב10:01 בסיס לריפוי יחס סוכן ודגת ההרכבה באמצעות ייבוש כדי לחסל את כל בועות אוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Cure PDMS נגד אדון מפוברק בעבר עם 20 מיקרומטר רחב ו2 רכסים גבוהים מיקרומטר, מופרד על ידי מרווח מיקרומטר 20 עבור 2 ימים בטמפרטורת חדר או 4 שעות על 65 מעלות צלזיוס להשיג בולי PDMS microtextured. </li></ol> * אשפרה בייבוש מומלצת מאוד לחסל את כל בועות אוויר. <ol start="3" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין המעייל PDMS על גבי תלושי כיסוי זכוכית (למשל22x22 מ&quot;מ) בשעה 5000 סל&quot;ד עבור 2 דקות באמצעות coater ספין התקדמות לייצר דקים ואפילו PDMS מצעים של עובי מיקרומטר 15. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה בולים עם אתנול 70% כדי להסיר אבק וחלקיקי לכלוך. תן להם אוויר יבש. </li></ol> * חותמות ניתן להשתמש מספר פעמים, לעומת זאת, חידוש בולי PDMS על בסיס קבוע מומלץ עקב שחיקה שטח לאורך זמן. <ol start="5" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בולי מקום במנקה SPI פלזמה-Prep השנייה פלזמה ותהליך לדקות 1 ב275 mTorr לעבד משטחי PDMS הידרופילי. </li></ol> * טיפול פלזמת חמצן צריך להיות במעקב. פעמי טיפול ארוכות יותר יכולות לגרום לפיצוח של אלסטומר. <ol start="6" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעקר בולים עם אתנול 70% למשך דקת 1. יבש במהירות עם אוויר דחוס. </li></ol> יש לבצע * צעדים נוספים בארון בטיחות ביולוגי כדי לשמור על סטריליות. <ol start="7" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כיסוי להחתים משטחים עם Fפתרון ibronectin (50 מיקרוגרם / מ&quot;ל בDDH 2 O). תן לו לספוג לפחות 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתנער פתרון פיברונקטין מבולים ויבשים במהירות עם אוויר דחוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליצור קשר קונפורמי בין הבולים וPDMS מצעים עבור 2 דקות ולחץ בחוזקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את מצעי micropatterned עם DDH 2 O. אחסן אותם בDDH 2 O למקסימום של 2 שבועות ב 4 ° C, אלא אם כן השתמשתי בתחילה. חנות PDMS בולים בDDH 2 O. </li></ol> 2. תחזוקה של קווים כפולים מהונדסים תאי גזע עובריים ראשית, להכין את המדיה הבאה לתאי גזע העוברי של עכבר culturing: פיברובלסטים עכבר עוברי (MEF)-בינוני: ES תא או התמיינות בדרגה הבינונית של שינוי נשר Dulbecco (DMEM), 10% בסרום שור עוברי (FBS), 1% פניצילין-סטרפטומיצין (P / S) תאי גזע עובריים (ESC)-בינוניים: DMEM, 15% בדרגת התא ES FBS,1% חומצות אמינו לא חיוניות (NEAA), 0.5% P / S, 0.2% לוקמיה פקטור מעכב (LIF), 0.0007% 2-Mercaptoethanol (2-ME) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צלחות מעייל 6-גם עם 0.1% סטרילי ג&#39;לטין בDDH 2 O ולתת לו 15 דקות לספוג ב 37 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף MEFs מaliquot מופשר ל 50 המ&quot;ל PBS בצינור חרוטים וחובצה אותם ב -1,000 סיבובים לדקה למשך 5 דקות. Resuspend MEFs בMEF הבינוני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הספיחה, aspirate ג&#39;לטין העודף ותוספת MEFs לתוך הבארות. אפשר יום 1 MEFs לצרף. </li></ol> * Aliquot של 10 מ&#39;מספיק MEFs עבור 3 צלחות 6-כן. <ol start="4" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר MEFs צרף, להוסיף תאי גזע עוברי מaliquot מופשר ל 50 המ&quot;ל PBS בצינור חרוטים וחובצה אותם ב -1,000 סיבובים לדקה למשך 5 דקות. תאי גזע עובריים בresuspend הבינוני ESC ולהוסיף אותם לבארות המכילות MEFs. תאי גזע עוברי בתרבית ESC בינוני עד מפגש הוא הגיע. </li></ol> * ברגע שתאי גזע עוברי הגיעו מפגש, passaging הוא required כדי למנוע צמיחת יתר ולשמור על מושבות תאי גזע עוברי. <ol start="5" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את תאי גזע עוברי לpassaging. Aspirate ESC הבינוני ולשטוף פעם אחת עם סטרילי PBS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשאוב PBS ולהוסיף 500 μl של טריפסין. 3.5 דקות תהליך על 37 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פיפטה פתרון טריפסין מעלה ומטה מספר פעמים כדי לשבור את מושבות תאי גזע עוברי, ולנטרל אותו עם 500 μl של ESC-בינוני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תאי גזע עוברי Passage לפי היחס הרצוי שלך, 33 μl העברה לדוגמה טובה נוסף עם הכינו MEFs בעבר למעבר 1/30. לשמור על תאי גזע עוברי בESC-בינוני. </li></ol> * יחס מעבר של 1/30 מאפשר לתאי גזע עוברי, כדי להגיע לנקודת מפגש תוך 3 ימים. תאי גזע עוברי מעבר על פי לוח זמני בידול המבחנה בשלך. 3. בהתמיינות במבחנה של קווים כפולים מהונדסים תאי גזע עובריים ובידוד והזריעה של אבות קרדיולוגיים ראשית, להכין את followiתקשורת ng דרוש להתמיינות במבחנה של תאי גזע עוברי: הסתגלות-בינוני: הבינוני של Iscove השינוי של Dulbecco (IMDM), 15% ES FBS תא בכיתה, 1% NEAA, 0.5% P / S, 0.2% LIF, 0.0007% 2-ME בידול-בינוני: IMDM, 15% FBS התמיינות בדרגה. 1% NEAA, 0.5% P / S, 0.35% מחומצה אסקורבית 0.1M, 0.0007% 2-ME <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל בהתמיינות תאי גזע עוברי מבחנה כאשר הגיעו מפגש. 10 מנות תרבות סנטימטר מעייל עם 0.1% סטרילי בג&#39;לטין DDH 2 O ולתת לו 15 דקות לספוג ב 37 ° C. </li></ol> * היה מודע משך תהליך בידול המבחנה ב. זה לוקח 8 ימים עד שניתן לבודד אבות לב. תכנן את הניסויים שלך בהתאם. <ol start="2" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תאי גזע עוברי קציר כמו קודם. לאחר הספיחה, aspirate ג&#39;לטין העודף ולהוסיף כ 1/3-1/2 של השעית תאי הגזע העוברי לתרבות המוכנהמאכלים המכילים הסתגלות בינונית. תאי תרבות למשך 2 ימים. </li></ol> * בחר את כמות תאי גזע עוברי, להסתגלות לפי הניסויים שלך. <ol start="3" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קציר מותאם תאי גזע עוברי לתוך צינור חרוטי 50 מ&quot;ל המכיל PBS באמצעות 1. 5 מ&quot;ל של טריפסין. צנטריפוגה תאי גזע עובריים ניתקו ב1000 סל&quot;ד למשך 5 דקות וresuspend אותם בהתמיינות בינונית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפוך גופי embryoid (EBS) של כ -1,000 תאים לכל טיפת μl 10 ב15 מנות תרבות סנטימטר באמצעות פיפטה רבה ערוצית. הפוך את הצלחות והתרבות EBS כתלוי טיפין במשך 2.5 ימים ב 37 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 2.5 ימים, הברכה EBS של 6-8 סנטימטר 15 מנות תרבות לאחד באמצעות בידול בינוני ותרבותם במשך 3.5 ימים נוספים על 37 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר 3.5 ימים, לאסוף EBS בצינור חרוטי 50 מ&quot;ל ולתת להם לשקוע בתחתית לכ 5 דקות. תמצוץ את supernatant ולשטוף עם EBS סטרילי PBS. בואו EBS שוב שוקע לתחתית עבור approximately 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לנתק EBS על ידי עיבודם עם 2. 5 מ&quot;ל של טריפסין למשך 2 דקות באמבט מים ב 37 ° C רועד צינור ברכות. לאחר מכן יש להוסיף 2. 5 מ&quot;ל של PBS סטרילי לפתרון טריפסין ופיפטה מעלה ומטה עם פיפטה 10 מ&quot;ל סרולוגית כ 8-10 פעמים כדי לשבור אשכולות תא. לנטרל טריפסין עם 10 מ&quot;ל של חיץ FACS המכיל 7.5% FBS תא או ES התמיינות בדרגה ו0.01% DAPI ב PBS. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה EBS ניתק ב1000 סל&quot;ד למשך 5 דקות וresuspend כ 1 מ&quot;ל של חיץ FACS. פיפטה מעלה ומטה עם פיפטה 1 מ&quot;ל כ 8-10 פעמים כדי לשבור אשכולות תא. </li></ol> * הוסף חיץ FACS בהתאם לסכום המשוער של EBS ניתק. תאים מרוכזים מדי גבוה עלולים לסתום במהלך FACS ותאים מרוכזים נמוכים מדי עלולים להאריך את זמן FACS שלא לצורך. <ol start="9" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברת תאים לצינור סטרילי עגול עם תחתית מסננת תא 35 מיקרומטר להשיגהשעית תא בודדה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תאי גזע עוברי באמצעות בדיל מיין Cytometer תזרים FACSAria ולקבל מטוהרי אוכלוסיות של CVP. </li></ol> * פתחנו אסטרטגית gating רב שלבים לבודד תאים צבעוניים מטוהרים מאוד. בקיצור, אנחנו השער הראשון במשרעת קדימה פיזור (FSC-) ומשרעת פיזור צד (SSC-) (איור 1 א). זה מאפשר לנו להפריד בין תאים שלמים מפסולת תאית. אנחנו מכן שער בFSC-קדימה ופיזור-רוחב (FSC-W) (1B איור). זה מאפשר לנו לבודד התאים singlets מכפילויות ואגרגטים סלולריים אחרים. אנחנו מכן שער בSSC-וצד פיזור-רוחב (SSC-W) (התרשים 1C). זה מגדיל את טוהר singlets הסלולרי. אנחנו מכן שער בDAPI ההכתמה לבודד תאי קיימא (DAPI שלילי) מתאים שאינם בנות קיימא (1D איור). אנחנו מכן שער בPhycoeryhthrin משרעת (PE-) וPE-Cyanine לצבוע 7 משרעת (PE-Cy7-) כדי לקבל אדום חיובי (R אמיתי + </sup&gt;) ואמיתיים אדומים שליליים-(R - תאים) ולהוציא תאי autofluorescent האדומים שליליים (האיור 1E). + R ו R - תאים אז מגודרים בנפרד על Amplitude fluorescein isothiocyanate (FITC-) וPE-למיין אמיתיים ירוקים חיוביים-(G +) וירוקים אמיתיים שליליים-(G -) תאים בתוך אוכלוסיות אלה (האיור 1F + 1G). התוצאה הוא 4 אוכלוסיות של תאים כדלקמן: R + G + R, + G - ר - ג + ו R - G - (איור 1H). <ol start="11" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Passivate micropatterned מצעים עם Pluronic 1% F-127 בDDH 2 O למשך 10 דקות. לאחר מכן, לשטוף אותם 3x עם PBS סטרילית. </li></ol> * Pluronic F-127 הם שטח הידבקות תא חוסם את זה. הוא תומך בכליאה של הידבקות תא לאזור micropatterned. <ol start="12" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף אטמי PDMS סביב אזור הדוגמתולחץ בחוזקה. ואז, CVP זרע על גבי מצעי פיברונקטין micropatterned. </li></ol>

<ol>
	<li>Alcon, A., Cagavi Bozkulak, E., Qyang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regenerating+functional+heart+tissue+for+myocardial+repair.">Regenerating functional heart tissue for myocardial repair.</a> Cell Mol. Life Sci. , (2012).</li><li>Chien, K. R., Domian, I. J., Parker, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiogenesis+and+the+complex+biology+of+regenerative+cardiovascular+medicine.">Cardiogenesis and the complex biology of regenerative cardiovascular medicine.</a> Science. 322, 1494-1497 (2008).</li><li>Domian, I. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+functional+ventricular+heart+muscle+from+mouse+ventricular+progenitor+cells.">Generation of functional ventricular heart muscle from mouse ventricular progenitor cells.</a> Science. 326, 426-429 (2009).</li><li>Chan, B. P., Leong, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaffolding+in+tissue+engineering:+general+approaches+and+tissue-specific+considerations.">Scaffolding in tissue engineering: general approaches and tissue-specific considerations.</a> Eur. Spine J. 17, 467-479 (2008).</li><li>Eschenhagen, T., Eder, A., Vollert, I., Hansen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+aspects+of+cardiac+tissue+engineering.">Physiological aspects of cardiac tissue engineering.</a> Am. J. Physiol Heart Circ Physiol. 303, H133-H143 (2012).</li><li>Feinberg, A. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscular+thin+films+for+building+actuators+and+powering+devices.">Muscular thin films for building actuators and powering devices.</a> Science. 317, 1366-1370 (2007).</li><li>Li, F., Li, B., Wang, Q. M., Wang, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+shape+regulates+collagen+type+I+expression+in+human+tendon+fibroblasts.">Cell shape regulates collagen type I expression in human tendon fibroblasts.</a> Cell Motil. Cytoskeleton. 65, 332-341 (2008).</li><li>Sarkar, S., Dadhania, M., Rourke, P., Desai, T. A., Wong, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+tissue+engineering:+microtextured+scaffold+templates+to+control+organization+of+vascular+smooth+muscle+cells+and+extracellular+matrix.">Vascular tissue engineering: microtextured scaffold templates to control organization of vascular smooth muscle cells and extracellular matrix.</a> Acta Biomater. 1, 93-100 (2005).</li><li>Isenberg, B. C., Wong, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Building+structure+into+engineered+tissues.">Building structure into engineered tissues.</a> Materials Today. 9, 54-60 (2006).</li><li>Athanasiou, K. A., Zhu, C., Lanctot, D. R., Agrawal, C. M., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fundamentals+of+biomechanics+in+tissue+engineering+of+bone.">Fundamentals of biomechanics in tissue engineering of bone.</a> Tissue Eng. 6, 361-381 (2000).</li><li>Feinberg, A. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+contractile+strength+of+engineered+cardiac+muscle+by+hierarchal+tissue+architecture.">Controlling the contractile strength of engineered cardiac muscle by hierarchal tissue architecture.</a> Biomaterials. 33, 5732-5741 (2012).</li><li>Black, L. D., Meyers, J. D., Weinbaum, J. S., Shvelidze, Y. A., Tranquillo, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell-induced+alignment+augments+twitch+force+in+fibrin+gel-based+engineered+myocardium+via+gap+junction+modification.">Cell-induced alignment augments twitch force in fibrin gel-based engineered myocardium via gap junction modification.</a> Tissue Eng. Part A. 15, 3099-3108 (2009).</li><li>Kim, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoscale+cues+regulate+the+structure+and+function+of+macroscopic+cardiac+tissue+constructs.">Nanoscale cues regulate the structure and function of macroscopic cardiac tissue constructs.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 565-570 (2010).</li><li>Evans, N. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Substrate+stiffness+affects+early+differentiation+events+in+embryonic+stem+cells.">Substrate stiffness affects early differentiation events in embryonic stem cells.</a> Eur. Cell Mater. 18, 1-14 (2009).</li><li>Tan, J. L., Liu, W., Nelson, C. M., Raghavan, S., Chen, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+approach+to+micropattern+cells+on+common+culture+substrates+by+tuning+substrate+wettability.">Simple approach to micropattern cells on common culture substrates by tuning substrate wettability.</a> Tissue Eng. 10, 865-872 (2004).</li><li>Leu, M., Ehler, E., Perriard, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterisation+of+postnatal+growth+of+the+murine+heart.">Characterisation of postnatal growth of the murine heart.</a> Anat. Embryol. (Berl). 204, 217-224 (2001).</li><li>Li, F., Wang, X., Capasso, J. M., Gerdes, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+transition+of+cardiac+myocytes+from+hyperplasia+to+hypertrophy+during+postnatal+development.">Rapid transition of cardiac myocytes from hyperplasia to hypertrophy during postnatal development.</a> J. Mol. Cell Cardiol. 28, 1737-1746 (1996).</li><li>Porrello, E. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heritable+pathologic+cardiac+hypertrophy+in+adulthood+is+preceded+by+neonatal+cardiac+growth+restriction.">Heritable pathologic cardiac hypertrophy in adulthood is preceded by neonatal cardiac growth restriction.</a> Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 296, 672-680 (2009).</li><li>Snir, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+the+ultrastructural+and+proliferative+properties+of+human+embryonic+stem+cell-derived+cardiomyocytes.">Assessment of the ultrastructural and proliferative properties of human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes.</a> Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 285, H2355-H2363 (2003).</li><li>Ohler, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-photon+laser+scanning+microscopy+of+the+transverse-axial+tubule+system+in+ventricular+cardiomyocytes+from+failing+and+non-failing+human+hearts.">Two-photon laser scanning microscopy of the transverse-axial tubule system in ventricular cardiomyocytes from failing and non-failing human hearts.</a> Cardiol. Res. Pract. 2009, 802373 (2009).</li><li>Takahashi, H., Nakayama, M., Shimizu, T., Yamato, M., Okano, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+cell+sheets+for+constructing+three-dimensional+tissue+with+well-organized+cell+orientation.">Anisotropic cell sheets for constructing three-dimensional tissue with well-organized cell orientation.</a> Biomaterials. 32, 8830-8838 (2011).</li><li>Williams, C., Xie, A. W., Yamato, M., Okano, T., Wong, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stacking+of+aligned+cell+sheets+for+layer-by-layer+control+of+complex+tissue+structure.">Stacking of aligned cell sheets for layer-by-layer control of complex tissue structure.</a> Biomaterials. 32, 5625-5632 (2011).</li></ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

בפרוטוקול זה, הציג שיטה לבודדות אוכלוסיות מטוהרות של אבות קרדיוגני ולזרעם על מצעי micropatterned פיברונקטין מה מאפשר להם ליישר ולקחת צורת מוט myocyte דמוית לב. ארגון סלולרי רגיל הוא קריטי לתפקוד תקין רקמה 8,10, בפרט לרקמת שריר לב. myocytes הלבבי הוכח לפתח 11,12 השתפרו מכאני?...

למרות התקדמות בטיפול רפואי, אי ספיקת לב מתקדמת נשארה גורם מוביל לתמותה ותחלואה בעולם המפותח. התסמונת הקלינית נובעת מאובדן של רקמת שריר לב פונקציונלית ובהמשך חוסר יכולת של לב לא מצליח לענות על הדרישות מטבוליות של אנשים מושפעים. מאז הלב יש יכולת התחדשות מוגבלת, השתלת לב אוטולוגית היא הטיפול היחיד הנוכחי קבל קליני המכוונים במישרין חידוש רקמת לב מתפקד לאיבוד. חסרונות משמעותיים של השתלת לב, כולל מספר מוגבל של לבבות תורמים ואת הצורך בטיפול לדיכוי חיסוני לטווח ארוך, למנוע את השימוש הנרחב של טיפול זה. כתוצאה מכך, טיפול הרפואי היה עמוד התווך של טיפול בחולים עם מחלת לב. אתגר עיקרי בפיתוח תרופה הוא זיהוי של מבחנים סלולריים במדויק לסכם פיזיולוגית שריר לב בריאה וחולה, במבחנה. <html> ההתכנסות האחרונה של טכנולוגיית הנדסת רקמות וביולוגיה של תאי גזע מעלה אפיקים מבטיחים חדשים להתחדשות לב. יצירת רקמת שריר לב פונקציונלית ממקור מתחדש מטופל ספציפי תהיה התקדמות גדולה בתחום. היכולת זו תאפשר לפיתוח מבחנים סלולריים ספציפיים לפיתוח תרופה למחלות וגילוי והייתי להניח את היסודות לרפואת רגנרטיבית לב. תאי גזע עוברי אנושיים (ES) ומה שחשוב יותר, תאי גזע pluripotent מושרים אדם (IPS) מייצגים מקור פוטנציאלי מתחדש מטופל ספציפי של תאי אב חדרית וחדרית myocytes הבוגר. שילוב של ביולוגיה של תאי גזע והנדסת רקמות אסטרטגיות מטפל בבעיה על ידי יצירת רקמת לב מתפקדת במבחנה שיכול לשמש בפיתוח של מבחנים סלולריים לגילוי סמים או בגישות משובי לב לטיפול באי ספיקת לב מתקדם. _content &quot;&gt; אתגר מרכזי בהתחדשות לב כבר זיהוי של סוג תא אופטימלי. מגוון רחב של תאים נחקר 1, אך עד היום, למרות שמבשרי קרדיוגני multipotent שונים ממקורות שונים כבר גילו, זיהוי של תא המקור שעונה על דרישות קריטיות כגון מחויבות לגורל התא myogenic, תחזוקה של היכולת להרחיב in vivo או במבחנה והרכבו לרקמת שריר לב פונקציונלית הוכיח להיות בעיה מרכזית 2. כבר תארו מערכת עכברית מהונדסת כפולה בעבר המאפשר בידוד של אוכלוסיות מטוהרות של אבות מחויבים חדרית (CVP) מתאי גזע עוברי במבחנה המבדילה מאוד. אנחנו שנוצרנו עכבר מהונדס כפול רומן שמבטא את חלבון פלואורסצנטי האדום dsRed תחת שליטתו של משפר Isl1 תלוי של הגן וMEF2c החלבון פלואורסצנטי הירוק המשופר בשליטהלב הספציפי Nkx2.5 המשפר. בהתבסס על מערכת זו שני צבעי ניאון כתב, אבות ראשונים ושניים בלב שדה מתאי גזע עוברי מתפתחים שאפשר לבודד באמצעות מיון פלואורסצנטי הופעל תא (FACS) על פי הביטוי של MEF2c וNkx2.5 גנים שלהם. CVP להידמות myocytes לב המבוסס על דפוסי הביטוי של סמני שריר לב ואיכויות מבניות ותפקודיות 3, מה מציע הבטחה גדולה למטרות התחדשות רקמת לב. למרות שיש כבר התקדמות הרבה בתחום הנדסת רקמות, מחק ארכיטקטורת הסלולר מולדת נשאר אתגר מרכזי. שיטות מקובלות להתמודדות עם אתגר זה כוללים זריעת פיגומים ביולוגיים או סינטטיים עם תאים במבחנה. בשל מספר החסרונות של פיגומים, כולל פירוק מהיר, יציבות פיזית ומכאנית מוגבלת וצפיפות הנמוכה של תאי 1,4,5, יש לנו ניסינו להנדס פיגום פחות רקמות. Altתאי לב אף יכולים לשנות microenvironment המקומי שלהם על ידי ההפרשה של חלבונים תאיים מטריקס, יש להם יכולת מוגבלת יותר להתארגן לmyocytes לב בצורת המוט בהיעדר רמזים תאיים. לפיכך, תבנית שמספקת תאי רמזים מרחביים וביולוגיים מתאימים לרקמת שריר לב מרכיבים פונקציונלית נדרשת. הדפסת microcontact מטפלת האתגר הזה על ידי מתן טכניקה פשוטה וזולה לשלוט במדויק צורת תא, ארגון ותפקוד 6-8, כל אלה הם קריטיים עבור הדור של רקמת שריר לב מתפקד מיושרת. היא כוללת שימוש בבולי microtextured polydimethylsiloxane (PDMS) עם גדלי תכונה הנעים במורד עד 2 מיקרומטר 9 שיאפשר התצהיר של חלבונים תאיים מטריקס על גבי מצעי PDMS בדפוסים מדויקים ובכך להשפיע על הידבקות התא מרחבית. בזאת, אנו מציעים לשלב טכנולוגית bioengineering רקמות עם הגזע cell ביולוגיה ליצור רקמת שריר לב מתפקד איזוטרופי. בהתאם לכך, אנחנו כאן להפגין הגישה שפורסמה לאחרונה את הדברים הבאים: (1) את הדור של משטחי חלבון micropatterned על PDMS מצעים ידי הדפסת microcontact עבור הדור של תבנית לרקמת שריר לב בציר, (2) הבידוד של מטוהר אבות לבביים מאוד מ תאי גזע עוברי הבחנה במבחנה, ו( 3) שילוב של שתי הטכניקות ליצירת רקמת שריר לב מיושר פונקציונלית.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שמו של חומר </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> חומצת L-אסקורבית </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> A4544 </td><td> להכין תמיסת 0.1M בDDH 2 O </td></tr><tr><td> ייבוש, אבק 10 אינץ </td><td> נובה טק International, Inc </td><td> 55206 </td><td></td></tr><tr><td> 4 &#39;,6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride (DAPI) </td><td> חי טכנולוגיות </td><td> D1306 </td><td></td></tr><tr><td> של Dulbecco שינוי הנשר הבינוני </td><td> Thermo Scientific </td><td> SH30022.01 </td><td></td></tr><tr><td> DPBS </td><td> Gibco </td><td> 14190 </td><td></td></tr><tr><td> Cytometer הזרימה השנייה FACSAria </td><td> BD Biosciences </td><td></td><td></td></tr><tr><td> סרום שור עובריES תא כיתה </td><td> ג&#39;מיני Bio-מוצרים </td><td> 100-106 </td><td></td></tr><tr><td> התמיינות בדרגת סרום שור עוברי </td><td> ג&#39;מיני Bio-מוצרים </td><td> 100-500 </td><td></td></tr><tr><td> פיברונקטין משור הפלזמה </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> F4759 </td><td> Solubilize ל1 מ&quot;ג / מ&quot;ל בDDH 2 O </td></tr><tr><td> Fisherfinest פרימיום כיסוי הזכוכית 22x22mm </td><td> הפישר סיינטיפיק </td><td> 12-548-B </td><td></td></tr><tr><td> ג&#39;לטין מעור חזירי </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> G1890 </td><td> להכין תמיסת 0.1% בDDH 2 O </td></tr><tr><td> Coater ספין ההתקדמות </td><td> התקדמות Research, Inc </td><td> PWM32-PS-CB15 </td><td></td></tr><tr><td> הבינוני של Iscove השינוי של Dulbecco </td><td> Thermo Scientific </td><td> SH30228.01 </td><td></td></tr><tr><td> פקטור מעכב וקמיה </td><td> עצמי-הוכן משורות תאי LIF-מפרישים </td><td></td><td> להכין תמיסת מניות 500x </td></tr><tr><td> ממ חומצות אמינו לא חיוניות </td><td> Gibco </td><td> 11140-050 </td><td></td></tr><tr><td> 2-Mercaptoethanol </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> M6250 </td><td></td></tr><tr><td> פיברובלסטים עובריים של עכבר </td><td> נקטף 12-15 עוברי עכברי יום </td><td></td><td></td></tr><tr><td> פניצילין סטרפטומיצין </td><td> Gibco </td><td> 15140-122 </td><td></td></tr><tr><td> Pluronic F-127 </td><td> סיגמה אולדריץ </td><td> P2443 </td><td> להכין תמיסה של 1% בDDH 2 O </td></tr><tr><td> Tube ישבן עגול עם מסננת תא 35 מיקרומטר </td><td> BD Biosciences </td><td> 352235 </td><td></td></tr><tr><td> מנקה SPI פלזמה-Prep השנייה פלזמה </td><td> ספקי SPI </td><td> 11005-AB </td><td></td></tr><tr><td> Sylgardערכת סיליקון אלסטומר 184 </td><td> Dow Corning </td><td> 184 SIL Elast KIT 0.5KG </td><td></td></tr><tr><td> 0.25% טריפסין-EDTA </td><td> Gibco </td><td> 25200-056 </td><td></td></tr><tr><td> מד ואקום </td><td> ספקי SPI </td><td> 11019-AB </td><td></td></tr></tbody></table>

generation of aligned functional myocardial tissue through microcontact printing

אי ספיקת לב מתקדמת מהווה אתגר קליני מסופק עיקרי, הנובעת מהאובדן של תאי שריר לב קיימא ו / או תפקודיים באופן מלא. למרות טיפול תרופתי אופטימלי, אי ספיקת לב מהווה גורם מוביל לתמותה ותחלואה בעולם המפותח. אתגר עיקרי בפיתוח תרופה הוא זיהוי של מבחנים סלולריים במדויק לסכם פיזיולוגית שריר לב אנושית בריאה וחולה במבחנה. כמו כן, את האתגרים המרכזיים בביולוגית לב משובים סובבים סביב זיהוי והבידוד של אבות לב מטופל ספציפיים בכמויות רלוונטיות קליני. תאים אלה צריכים אז להרכיב לתוך רקמה פונקציונלית דומות לארכיטקטורת רקמת לב הילידים. הדפסת microcontact מאפשרת יצירה של צורות חלבון micropatterned מדויקות המזכירות ארגון מבני של הלב, ובכך לספק רמזים גיאומטריים לשלוט הידבקות התא מרחבית. בזהאנו מתארים את הגישה שלנו לבידוד של תאי שריר לב המטוהר ביותר מתאי הגזע pluripotent המבדיל במבחנה, הדור של משטחי צמיחת תא micropatterned עם חלבונים תאיים מטריקס, וההרכבה של תאי גזע המופקים מתאי שריר הלב לתוך רקמת שריר הלב איזוטרופי.

FACS-טיהור בתאי גזע עוברי בדיל מבחנה התגלתה ארבעה אוכלוסיות שונות של אבות (איור 1). הנוכחות של פיברונקטין micropatterned אושרה על ידי מיקרוסקופיה immunofluorescence שמוצגת העברה מלאה של קווי פיברונקטין רציפים (איור 2). ציפוי של אבות FACS-מבודדים על micropatterns פיבר...

Watch this Scientific Journal Video about Generation of Aligned Functional Myocardial Tissue Through Microcontact Printing at JoVE.com

Generation of Aligned Functional Myocardial Tissue Through Microcontact Printing

הדור של רקמת שריר לב מיושר הוא דרישת מפתח להתאמת ההתקדמות בביולוגיה של תאי גזע למטרות שימושיות מבחינה קלינית. להלן נתאר גישת הדפסת microcontact לשליטה המדויקת של צורת תא ותפקודו. שימוש באוכלוסיות מטוהרות מאוד של תאי גזע עובריים מופקים אבות לב, אז אנחנו מייצרים רקמת שריר לב מתפקד איזוטרופי.

דור של רקמות שריר לב פונקציונליות מזדהות באמצעות הדפסת microcontact

Advanced heart failure represents a major unmet clinical challenge,  arising from the loss of viable and/or fully functional cardiac muscle  cells. ...

generation-aligned-functional-myocardial-tissue-through-microcontact

Research

JoVE Journal

Bioengineering

11.1K Views.  Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School. הדור של רקמת שריר לב מיושר הוא דרישת מפתח להתאמת ההתקדמות בביולוגיה של תאי גזע למטרות שימושיות מבחינה קלינית. להלן נתאר גישת הדפסת microcontact לשליטה המדויקת של צורת תא ותפקודו. שימוש באוכלוסיות מטוהרות מאוד של תאי גזע עובריים מופקים אבות לב, אז אנחנו מייצרים רקמת שר...

Video: Generation of Aligned Functional Myocardial Tissue Through Microcontact Printing

Fabrication of Biologically Derived Injectable Materials for Myocardial Tissue Engineering

This protocol provides methods for the preparation of an injectable extracellular matrix (ECM) gel for myocardial tissue engineering applications. Briefly, decellularized tissue is lyophilized, milled, enzymatically digested, and then brought to physiological pH. The lyophilization removes all water content from the tissue, resulting in dry ECM that can be ground into a fine powder with a small mill. After milling, the ECM powder is digested with pepsin to form an injectable matrix. After adjustment to pH 7.4, the liquid matrix material can be injected into the myocardium. Results of previous characterization assays have shown that matrix gels produced from decellularized pericardial and myocardial tissue retain native ECM components, including diverse proteins, peptides and glycosaminoglycans. Given the use of this material for tissue engineering, in vivo characterization is especially useful; here, a method for performing an intramural injection into the left ventricular (LV) free wall is presented as a means of analyzing the host response to the matrix gel in a small animal model. Access to the chest cavity is gained through the diaphragm and the injection is made slightly above the apex in the LV free wall. The biologically derived scaffold can be visualized by biotin-labeling before injection and then staining tissue sections with a horse radish peroxidase-conjugated neutravidin and visualizing via diaminobenzidine (DAB) staining. Analysis of the injection region can also be done with histological and immunohistochemical staining. In this way, the previously examined pericardial and myocardial matrix gels were shown to form fibrous, porous networks and promote vessel formation within the injection region.

Methods for preparing an injectable matrix gel from decellularized tissue and injecting it into rat myocardium in vivo are described.

ייצור של חומרים בזריקות נגזר ביולוגית של הנדסת רקמות שריר הלב

This protocol provides methods for the preparation of an injectable extracellular matrix (ECM) gel for myocardial tissue engineering applications.  ...

Human Cartilage Tissue Fabrication Using Three-dimensional Inkjet Printing Technology

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and regenerative medicine. With digital control&#160;cells, scaffolds, and growth factors can be precisely deposited to the desired two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) locations rapidly. Therefore, this technology is an ideal approach to fabricate tissues mimicking their native anatomic structures. In order to engineer cartilage with native zonal organization, extracellular matrix composition (ECM), and mechanical properties, we developed a bioprinting platform using a commercial inkjet printer with simultaneous photopolymerization capable for 3D cartilage tissue engineering. Human chondrocytes suspended in poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) were printed for 3D neocartilage construction via layer-by-layer assembly. The printed cells were fixed at their original deposited positions, supported by the surrounding scaffold in simultaneous photopolymerization. The mechanical properties of the printed tissue were similar to the native cartilage. Compared to conventional tissue fabrication, which requires longer UV exposure, the viability of the printed cells with simultaneous photopolymerization was significantly higher. Printed neocartilage demonstrated excellent glycosaminoglycan (GAG) and collagen type II production, which was consistent with gene expression. Therefore, this platform is ideal for accurate cell distribution and arrangement for anatomic tissue engineering.

The methods described in this paper show how to convert a commercial inkjet printer into a bioprinter with simultaneous UV polymerization. The printer is capable of constructing 3D tissue structure with cells and biomaterials. The study demonstrated here constructed a 3D neocartilage.

ייצור רקמת סחוס אנושי באמצעות שלושה ממדי הזרקת דיו טכנולוגיית הדפסה

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and ...

Fabricating Complex Culture Substrates Using Robotic Microcontact Printing (R-&#181;CP) and Sequential Nucleophilic Substitution

In tissue engineering, it is desirable to exhibit spatial control of tissue morphology and cell fate in culture on the micron scale. Culture substrates presenting grafted poly(ethylene glycol) (PEG) brushes can be used to achieve this task by creating microscale, non-fouling and cell adhesion resistant regions as well as regions where cells participate in biospecific interactions with covalently tethered ligands. To engineer complex tissues using such substrates, it will be necessary to sequentially pattern multiple PEG brushes functionalized to confer differential bioactivities and aligned in microscale orientations that mimic in vivo niches. Microcontact printing (&#956;CP) is a versatile technique to pattern such grafted PEG brushes, but manual &#956;CP cannot be performed with microscale precision. Thus, we combined advanced robotics with soft-lithography techniques and emerging surface chemistry reactions to develop a robotic microcontact printing (R-&#956;CP)-assisted method for fabricating culture substrates with complex, microscale, and highly ordered patterns of PEG brushes presenting orthogonal &#8216;click&#8217; chemistries. Here, we describe in detail the workflow to manufacture such substrates.

Fabricating Complex Culture Substrates Using Robotic Microcontact Printing R- &amp;#181;CP and Sequential Nucleophilic Substitution

Cell culture substrates functionalized with microscale patterns of biological ligands have immense utility in the field of tissue engineering. Here, we demonstrate the versatile and automated manufacture of tissue culture substrates with multiple, micropatterned poly(ethylene glycol) brushes presenting orthogonal chemistries that enable spatially precise and site-specific immobilization of biological ligands.

בודה מצעים מורכבים תרבות באמצעות רובוטית microcontact הדפסה (R-μCP) והתמר נוקלאופילית סדרתית

In tissue engineering, it is desirable to exhibit spatial control of tissue morphology and cell fate in culture on the micron scale. Culture substrates ...

Generation and Grafting of Tissue-engineered Vessels in a Mouse Model

The construction of vascular conduits is a fundamental strategy for surgical repair of damaged and injured vessels resulting from cardiovascular diseases. The current protocol presents an efficient and reproducible strategy in which functional tissue engineered vessel grafts can be generated using partially induced pluripotent stem cell (PiPSC) from human fibroblasts. We designed a decellularized vessel scaffold bioreactor, which closely mimics the matrix protein structure and blood flow that exists within a native vessel, for seeding of PiPSC-endothelial cells or smooth muscle cells prior to grafting into mice. This approach was demonstrated to be advantageous because immune-deficient mice engrafted with the PiPSC-derived grafts presented with markedly increased survival rate 3 weeks after surgery. This protocol represents a valuable tool for regenerative medicine, tissue engineering and potentially patient-specific cell-therapy in the near future.

Here, we present a protocol to generate tissue engineered vessel grafts that are functional for grafting into mice by double seeding partially induced pluripotent stem cell (PiPSC) - derived smooth muscle cells and PiPSC - derived endothelial cells on a decellularized vessel scaffold bioreactor.

דור והארכת כלי רקמות מהונדסות במודל עכבר

The construction of vascular conduits is a fundamental strategy for surgical repair of damaged and injured vessels resulting from cardiovascular diseases. ...

Generation of a Three-dimensional Full Thickness Skin Equivalent and Automated Wounding

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models reflect the human wound situation better than animal models. Although two-dimensional models are widely used to investigate processes such as cellular migration and proliferation, models that are more complex are required to gain a deeper knowledge about wound healing. Besides a suitable model system, the generation of precise and reproducible wounds is crucial to ensure comparable results between different test runs. In this study, the generation of a three-dimensional full thickness skin equivalent to study wound healing is shown. The dermal part of the models is comprised of human dermal fibroblast embedded in a rat-tail collagen type I hydrogel. Following the inoculation with human epidermal keratinocytes and consequent culture at the air-liquid interface, a multilayered epidermis is formed on top of the models. To study the wound healing process, we additionally developed an automated wounding device, which generates standardized wounds in a sterile atmosphere.

The goal of this protocol is to build up a three-dimensional full thickness skin equivalent, which resembles natural skin. With a specifically constructed automated wounding device, precise and reproducible wounds can be generated under maintenance of sterility.

דור של עור בעובי מלא תלת ממדי Equivalent ואוטומטי פציעה

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models ...

Three-dimensional Tissue Engineered Aligned Astrocyte Networks to Recapitulate Developmental Mechanisms and Facilitate Nervous System Regeneration

Neurotrauma and neurodegenerative disease often result in lasting neurological deficits due to the limited capacity of the central nervous system (CNS) to replace lost neurons and regenerate axonal pathways. However, during nervous system development, neuronal migration and axonal extension often occur along pathways formed by other cells, referred to as &#34;living scaffolds&#34;. Seeking to emulate these mechanisms and to design a strategy that circumvents the inhibitory environment of the CNS, this manuscript presents a protocol to fabricate tissue engineered astrocyte-based &#34;living scaffolds&#34;. To create these constructs, we employed a novel biomaterial encasement scheme to induce astrocytes to self-assemble into dense three-dimensional bundles of bipolar longitudinally-aligned somata and processes. First, hollow hydrogel micro-columns were assembled, and the inner lumen was coated with collagen extracellular-matrix. Dissociated cerebral cortical astrocytes were then delivered into the lumen of the cylindrical micro-column and, at a critical inner diameter of &#60;350 &#181;m, spontaneously self-aligned and contracted to produce long fiber-like cables consisting of dense bundles of astrocyte processes and collagen fibrils measuring &#60;150 &#181;m in diameter yet extending several cm in length. These engineered living scaffolds exhibited &#62;97% cell viability and were virtually exclusively comprised of astrocytes expressing a combination of the intermediate filament proteins glial-fibrillary acidic protein (GFAP), vimentin, and nestin. These aligned astrocyte networks were found to provide a permissive substrate for neuronal attachment and aligned neurite extension. Moreover, these constructs maintain integrity and alignment when extracted from the hydrogel encasement, making them suitable for CNS implantation. These preformed constructs structurally emulate key cytoarchitectural elements of naturally occurring glial-based &#34;living scaffolds&#34; in vivo. As such, these engineered living scaffolds may serve as test-beds to study neurodevelopmental mechanisms in vitro or facilitate neuroregeneration by directing neuronal migration and/or axonal pathfinding following CNS degeneration in vivo.

We showcase the development of self-assembled, three-dimensional bundles of longitudinally aligned astrocytic somata and processes within a novel biomaterial encasement. These engineered &#34;living scaffolds&#34;, exhibiting micron-scale diameter yet extending centimeters in length, may serve as test-beds to study neurodevelopmental mechanisms or facilitate neuroregeneration by directing neuronal migration and/or axonal pathfinding.

תלת מימדי רקמות מהונדסים מיושר אסטרוציט רשתות כדי לסכם מנגנונים התפתחותית וכדי להקל על מערכת העצבים התחדשות

Neurotrauma and neurodegenerative disease often result in lasting neurological deficits due to the limited capacity of the central nervous system (CNS) to ...

Core/shell Printing Scaffolds For Tissue Engineering Of Tubular Structures

Three-dimensional (3D) printing of core/shell filaments allows direct fabrication of channel structures with a stable shell that is cross-linked at the interface with a liquid core. The latter is removed post-printing, leaving behind a hollow tube. Integrating an additive manufacturing technique (like the one described here with tailor-made [bio]inks, which structurally and biochemically mimic the native extracellular matrix [ECM]) is an important step towards advanced tissue engineering. However, precise fabrication of well-defined structures requires tailored fabrication strategies optimized for the material in use. Therefore, it is sensible to begin with a set-up that is customizable, simple-to-use, and compatible with a broad spectrum of materials and applications. This work presents an easy-to-manufacture core/shell nozzle with luer-compatibility to explore core/shell printing of woodpile structures, tested with a well-defined, alginate-based scaffold material formulation.

Presented here is a simple-to-use, core/shell, three-dimensional bioprinting set-up for one-step fabrication of hollow scaffolds, suitable for tissue engineering of vascular and other tubular structures.

ליבה/פגז הדפסה פיגומים קפלים להנדסת רקמות של מבנים צינורי

Three-dimensional (3D) printing of core/shell filaments allows direct fabrication of channel structures with a stable shell that is cross-linked at the ...

Pancreatic Tissue-Derived Extracellular Matrix Bioink for Printing 3D Cell-Laden Pancreatic Tissue Constructs

The transplantation of pancreatic islets is a promising treatment for patients who suffer from type 1 diabetes accompanied by hypoglycemia and secondary complications. However, islet transplantation still has several limitations such as the low viability of transplanted islets due to poor islet engraftment and hostile environments. In addition, the insulin-producing cells differentiated from human pluripotent stem cells have limited ability to secrete sufficient hormones that can regulate the blood glucose level; therefore, improving the maturation by culturing cells with proper microenvironmental cues is strongly required. In this article, we elucidate protocols for preparing a pancreatic tissue-derived decellularized extracellular matrix (pdECM) bioink to provide a beneficial microenvironment that can increase glucose sensitivity of pancreatic islets, followed by describing the processes for generating 3D pancreatic tissue constructs using a microextrusion-based bioprinting technique.

Decellularized extracellular matrix (dECM) can provide suitable microenvironmental cues to recapitulate the inherent functions of target tissues in an engineered construct. This article elucidates the protocols for the decellularization of pancreatic tissue, evaluation of pancreatic tissue-derived dECM bioink, and generation of 3D pancreatic tissue constructs using a bioprinting technique.

רקמת הלבלב הנגזר מטריקס Bioink עבור הדפסת 3D Cell לאדן רקמות הלבלב בנייה

The transplantation of pancreatic islets is a promising treatment for patients who suffer from type 1 diabetes accompanied by hypoglycemia and secondary ...

Generation and Quantitative Characterization of Functional and Polarized Biliary Epithelial Cysts

Cholangiocytes, the epithelial cells that line up the bile ducts in the liver, oversee bile formation and modification. In the last twenty years, in the context of liver diseases, 3-dimensional (3D) models based on cholangiocytes have emerged such as cysts, spheroids, or tube-like structures to mimic tissue topology for organogenesis, disease modeling, and drug screening studies. These structures have been mainly obtained by embedding cholangiocytes in a hydrogel. The main purpose was to study self-organization by addressing epithelial polarity, functional, and morphological properties. However, very few studies focus on cyst formation efficiency. When this is the case, the efficiency is often quantified from images of a single plane. Functional assays and structural analysis are performed without representing the potential heterogeneity of cyst distribution arising from hydrogel polymerization heterogeneities and side effects. Therefore, the quantitative analysis, when done, cannot be used for comparison from one article to another. Moreover, this methodology does not allow comparisons of 3D growth potential of different matrices and cell types. Additionally, there is no mention of the experimental troubleshooting for immunostaining cysts. In this article, we provide a reliable and universal method to show that the initial cell distribution is related to the heterogeneous vertical distribution of cyst formation. Cholangiocyte cells embedded in hydrogel are followed with Z-stacks analysis along the hydrogel depth over the time course of 10 days. With this method, a robust kinetics of cyst formation efficiency and growth is obtained. We also present methods to evaluate cyst polarity and secretory function. Finally, additional tips for optimizing immunostaining protocols are provided in order to limit cyst collapse for imaging. This approach can be applied to other 3D cell culture studies, thus opening the possibilities to compare one system to another.

Three-dimensional (3D) cellular systems are relevant models for investigating organogenesis. A hydrogel-based method for biliary cysts production and their characterization is proposed. This protocol unravels the barriers of 3D characterization, with a straightforward and reliable method to assess cyst formation efficiency, sizes, and to test their functionality.

ייצור ואפיון כמותי של ציסטות אפיתל מרה פונקציונליות ומקוטבות

Cholangiocytes, the epithelial cells that line up the bile ducts in the liver, oversee bile formation and modification. In the last twenty years, in the ...

Generation of Dynamical Environmental Conditions using a High-Throughput Microfluidic Device

Mimicking in vivo environmental conditions is crucial for in vitro studies on complex life machinery. However, current techniques targeting live cells and organs are either highly expensive, like robotics, or lack nanoliter volume and millisecond time accuracy in liquid manipulation. We herein present the design and fabrication of a microfluidic system, which consists of 1,500 culture units, an array of enhanced peristaltic pumps and an on-site mixing modulus. To demonstrate the capacities of the microfluidic device, neural stem cell (NSC) spheres are maintained in the proposed system. We observed that when the NSC sphere is exposed to CXCL in day 1 and EGF in day 2, the round-shaped conformation is well maintained. Variation in the input order of 6 drugs causes morphological changes to the NSC sphere and the expression level representative marker for NSC stemness (i.e., Hes5 and Dcx). These results indicate that dynamic and complex environmental conditions have great effects on NSC differentiation and self-renewal, and the proposed microfluidic device is a suitable platform for high throughput studies on the complex life machinery.

We present a microfluidic system for high throughput studies on complex life machinery, which consists of 1500 culture units, an array of enhanced peristaltic pumps and an on-site mixing modulus. The microfluidic chip allows for the analysis of the highly complex and dynamic micro-environmental conditions in vivo.

יצירת תנאי סביבה דינמיים באמצעות מכשיר מיקרופלואידי בעל תפוקה גבוהה

Mimicking in vivo environmental conditions is crucial for in vitro studies on complex life machinery. However, current techniques targeting live cells and ...