저자는 생물 반응기와 생물 반응기 인큐베이터를 개발하기 위해 자신의 기술 지원을 위해 월 Hansmann (프라운호퍼 IGB, 슈투트가르트) 감사의 말씀을 전합니다.

1. BioVaSc의 탈세 포화 <ol><li> 유관 동맥 액세스 및 PBS와 창자 루멘을 통해 돼지의 jejunal 세그먼트의 혈관 시스템을 씻어 -. 완전히 깨끗해질 때까지 반복합니다. </li><li> 4 어댑터 직경 200 mm의 유리 탱크를 준비하고 연동 펌프 (Ismatec)에 실리콘 튜브를 통해 연결합니다. 부를 제어 압력은 멸균 일회용 돔 (도 1 참조)에 연결되는 압력 센서를 통해 모니터링 할 수있다. </li><li> 탈세 포화 (DZ) 솔루션을 저장 병을 채우고 가능한 기포의 튜브 시스템을 확인합니다. </li><li> 내강의 흐름에 대한 유리 커넥터에 케이블 타이로 장 루멘을 연결합니다. 혈관 시스템의 붉은 동맥 액세스 (그림 1B)에 500 ㎖의 DZ 솔루션을 펌프. 곧 수동으로 전체 창자 루멘을 눌러 펌핑 과정마다 15 분 인터럽트. </li><li> decellularizati 중자연의 혈압을 모델로 100 ㎜ 수은, - 과정에서 완충 용액의 압력은 80 사이 여야합니다. </li><li> PBS와 BioVaSc 씻어 - 그것은 ( &quot;완전히 흰색&quot;) 세포 잔해에서 나올 때까지. </li><li> DZ 솔루션과 완전히 BioVaSc를 기입하고 셰이커를 흔들에서 4 ° C에서 밤새 DZ 솔루션에서 물속에 알을 품다. </li><li> 1.6 단계를 반복합니다. </li><li> DNA 분해 효소 용액에 BioVaSc를 놓고 흔드는 락에 4 ° C에서 밤새 품어. </li><li> DNase의 솔루션을 제거하고 세척 완충액으로 씻어. </li><li> 25 kGy의와 γ-살균 </li></ol> 2. 다른 세포 유형 인간의 기본 피부의 미세 혈관 내피 세포 (mvECs)와 섬유 아세포의 2.1 격리 <ol><li> 2의 스트립으로 피부 조직 검사 (바람직 preputium을) 절단 - 메스 3 mm 폭과이를 PBS로 3 배 씻어 - 솔루션입니다. </li><li> 디스 파제 솔루션으로 조직을 커버하고 16 일을 품다 - 14 ℃에서 8 시간 </li><li> 별도의 2 핀셋 진피에서 표피와는 PBS +로 가득 배양 접시에 모두 개별적으로 전송할 수 있습니다. </li><li> 린스의 진피 센과 1X를 제거합니다. </li><li> 진피 스트립에 10 ㎖ 트립신 / EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) 솔루션을 추가하고 40 분 동안 인큐베이터에서 배양한다. </li><li> 바로 1 % FCS와 효소 반응을 정지. </li><li> VascuLife 가득 배양 접시에 피부 스트립을 전송하고 약간의 압력을 추가, 각면 8 배 메스 각 지구를 뿌려. </li><li> 원심 관에 셀 스트레이너를 통해 생성 된 세포 현탁액을 전송하고 VascuLife와 셀 스트레이너의 3 배를 씻어. </li><li> 5 분 1,200 XG에서 튜브를 원심 분리기와 VascuLife와 세포 펠렛을 resuspend. </li><li> 섬유 아 세포를 분리, 절단 진피는 메스를 사용하여 작은 조각으로 제거합니다. </li><li> 진피 조각에 콜라게나 제 용액 10 ㎖를 추가합니다. </li><li> 인큐베이터에서 45 분 정도를 품어, 다음 스와을 원심 분리기 조심스럽게 제거맑은 상등. </li><li> DMEM + 10 % FCS + % PenStrep, 원심 분리기 함께 펠릿 1X를 세척하고 조심스럽게 뜨는을 제거합니다. </li><li> 배지에서 펠렛을 재현 탁하고 세포 조직 중 성장할 수 있도록 T75 배양 플라스크로 옮긴다. </li></ol> 2.2 종양 세포 라인 S462 (친절 박사 니콜라 캄프, 샤리 테 의과 대학 베를린에서 제공) 종양 세포 라인 S462은 유전 종양 경향 증후군 신경 섬유종증 제 1 형 9 여성 환자의 악성 말초 신경 칼집 종양에서 생성되었습니다. S462는 10 % FCS로 보충 된 DMEM에서 배양 하였다. 3 일 - 매체마다 2 변경할 수 있습니다. 주 일단 세포가 분할되어야한다. 3. 종양 테스트 시스템 : 정적 문화 조건 생물 반응기 시스템에서 동적 인 문화와 비교 <ol><li> 관 SIS-MUC는 한면에 열 두 개의 금속 고리 (셀 크라운 10 mm 직경, 자기 C 사이에 고정 컷onstructed). 하룻밤 세포 배양 배지에서 SIS-MUC을 커버. </li><li> SIS (모노 - 또는 공동 문화 셋업) 중 하나 또는 양쪽에 정의 된 세포 수의 씨앗 고립 된 세포 (아래 참조). <ol><li> 종자 8,000 세포 SIS (구 장막)의 기저 표면에 100 μL의 총 부피의 기본 mvECs의 / ㎠. 3 시간 이상 침수 문화를 보장하기 위해 매체를 잘 채운다. </li><li> 내피 세포는 3 일 동안 부착 할 수 있습니다. 180 °에 의해 정적 배양 시스템을 뒤집고 12 - 웰 플레이트로 전송. </li><li> SIS (구 루멘의 측면)의 꼭대기의 표면에 500 μL의 총 부피 내에서 기본 피부 섬유 아 세포의 혼합물 (8,000 세포 / ㎠) 및 종양 세포 (15,000 세포 / cm 2) 씨입니다. </li><li> 세포가 3 시간 동안 밀착 매체 잘 채울 수 있도록 (침수 문화, 중간 : 10 % FCS로 보충 50 % Vasculife + 50 % DMEM). </li><li> 종양 시험 시스템은 정적 조건하에 배양t 37 ° C, 추가로 14 일 동안 인큐베이터에서 5 % CO 2. 3 일 - 매 2 배지를 변경합니다. </li></ol></li><li> 역동적 인 문화를 들어, 두 개의 금속 고리 사이의 SIS-MUC를 수정하고 3.2.1에 설명 된대로 기본 mvECs 종자. 3 일 후에 금속 고리에서 SIS-MUC를 제거하고 (그림 2C와 2D 참조) 흐름 반응기에 막을 삽입합니다. 생물 반응기에서 매트릭스 상에 주사기와 정맥과 피부 섬유 아 세포와 종양 세포의 기본을 적용하고, 세포 배양 배지와 바이오 리액터 시스템을 채우기 전에 3 시간 동안 부착 할 수 있습니다. </li><li> 일정한 매체 흐름과 다음 날 동적 배양 조건에서 (3.8 ㎖ / 분, 37 ° C, 5 % CO 2) 시작할 수 있습니다. 동적 문화가 14 일 동안 유지, 배양 배지는 7 일 후에 변경됩니다. </li><li> 동적 테스트 설정은 펌프와 필요한 온도와 CO 2를 통해 미디어의 흐름을 제공하는 자체 제작 배양기에서 배양 </sub&gt; 내용. </li></ol> 4. 분석을위한 특성화 방법 4.1 고정 및 시드 콜라겐 매트릭스의 파라핀 임베딩 <ol><li> (면역) 조직 학적 특성 분석을위한 배지를 제거하고 2 시간 동안 4 % 파라 포름 알데히드와 조직을 고정합니다. </li><li> 4 % 파라 포름 알데히드를 제거하고 조직을 삽입 카세트에 금속 삽입물에서 SIS를 전송합니다. 남아있는 정착액을 제거하고 파라핀 침투를 위해 탈수 조직을 물. </li><li> 파라핀 블록에 삽입하기 전에, 2에서 SIS를 잘라 - 3 조각 및 절단 된면이 아래로 향하도록 파라핀 채워진 금속베이스 금형에 배치. 백업으로 금형의 상단에있는 조직 카세트를 추가합니다. </li><li> 5 μm의 조각을 잘라 교정을위한 40 ° C의 물을 욕조에 그들을 떠, 다음 적절한 유리 슬라이드에 슬라이드를 탑재합니다. 비 코팅 슬라이드는 면역 조직 염색을위한 폴리 라이신 코팅 슬라이드 첨부 파일을 개선하기 위해, H &amp; E 얼룩에 사용됩니다.슬라이스 건조시킵니다. </li><li> 파라핀을 녹여, 자일 렌을 제거하고 염색을 다음과 같은 사항에 대해 조각을 재수. </li></ol> 4.2 염색 <ol><li> 재수 조각 표준화 개요 염색으로 헤 마톡 / 에오신으로 염색 할 수 있습니다. </li><li> immunhistological 염색에 대한 고정과 파라핀 침투 조직 조각이 항체가 인식하고 특정 항원에 결합 할 수 있도록 항원 검색을 거쳐야합니다. 따라서, 탈 파라핀과 재수 슬라이드는 20 분 동안 가열 구연산 완충액 (pH 6.0)와 증기 밥솥에 배치됩니다. </li><li> 염색 솔루션에 필요한 양을 최소화하기 위해 PAP 펜 세척 완충액 (0.5 M TBS 버퍼 + 0.5 % 트윈) 및 원형 슬라이스로 전송 슬라이드. </li><li> 수분 챔버에서 슬라이드를 놓습니다. 항원 - 항체 결합의 특정 양 고추 냉이 과산화 효소 - 중재 시각화를 확보하기 위해, 내인성 퍼 옥시 다제는 3 % 과산화수소로 포화되어야한다. </li><li> 차 antib멜로디 희석은 조각에 적용 RT에서 1 시간 동안 배양하고 신중하게 세척 완충액으로 씻어됩니다. </li><li> 특정 항원 - 항체 바인딩의 검출을위한 울트라 비전 &#39;콴토 탐지 시스템 HRP DAB (온도 과학)가 권장하는 프로토콜에 따라 사용됩니다. </li><li> 핵은 1 분 동안은 Hematoxylin과 대조된다. </li><li> 슬라이드는 수성 매질에 장착 건조하고, 역 현미경을 사용하여 몇 군데 있습니다. </li></ol>

<ol>
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저자가 공개하는 게 없다.

<html> 더 비싼 접근 방식에도 불구하고 종양 연구, 3D 시스템, 2 차원 및 3 차원 배양 시스템을 비교했을 때, 더 나은 생물 미세 환경의 조건을 모방 입증했다. 그것은 몇 가지 종양 세포가 실제 종양의 상황에 따라되는 일반 2D 문화 (12)에 비해 3D 문화에 훨씬 느리게 성장하는 것으로 나타 수 있습니다. 비셀과 동료 발암 유방 세포의 동작은 매트릭스 내에서 3D 문화 휴대 ECM 상호 작용을 제공하고 더 정확하게 세포 형태 및 신호를 포함하는 생체 내 상황을 반영하는 것이 자신의 작품에서 보여 주었다. 또한, 이들은 환경 상호 작용의 변화가 정상적인 표현형으로 악성 세포의 복귀 주도 것을 입증함으로써 3D로 세포 외 환경의 중요성을 강조 하였다. 또한 가장 중요한 것은, 이러한 결과는 생체 내 동물 모델 (10, 11)에있는 확인할 수 있었다. ontent &quot;&gt; 생체 내 동물 실험과 생체 조직 모델의 직접 비교는 두 시스템의 장점과 단점을 알 수있다. 체외 모델의 장점 중 하나는 더 나은 실시간 또는 현미경으로 고정 된 이미지의 권한입니다. 제한입니다 그들은 생체 시스템은 종종 진행하는 반면, 정적 또는 단기 조건을 모방. 혈관과 작은 분자의 정상적인 전송의 현재 부족. 면역 반응을 호스트 및 기타 세포 - 세포 상호 작용이 생체 외 모델 12의 추가 단점이 있습니다 따라서, 3D 생체 시스템에서 본 연구에서 제시된는 동물 실험에 유망한 추가를 제공합니다. 그들은 인간 유기체에 더 나은 비교를 제공하고, 따라서 실험 오해를 최소화 할 수 있습니다. 생체 모방 생체 모델 시스템에 따라서 암 및 전이성 확산 의존하는 방법을 연구하는 것이 더 관련이 될 것입니다 tumorig을 조절 미세 환경 조건에enesis 11. 우리의 연구는 SIS-MUC에서 제공하는 3D 환경은 일반적인 2 차원 세포 배양에서 관찰되지 않은 세포보다 종양과 같은 조직 형성, (그림 3A 참조)에 이르게 것을 보여줍니다. 또한, 종양 생검에서 파생 된 일차 전지의 사용은 맞춤 의학, 환자의 개인의 필요에 따라 최선의 치료를 식별하는 것을 목표로 훈련을 향한 매우 중요한 단계입니다. 생검 재료에서 분리 기본 환자 특정 종양 세포를 통합하면 치료 전략의 시험 관내 시험에 수 있습니다. 이러한 테스트 시스템은 가능한 시간 및 비용 절감 높은 처리량 검사에 그 다른 약물과 조합을 조사 할 것입니다. 종양의 미세 환경의 영향 종양의 진행 (13)이 suitab으로 증명할 수 있으므로 또한, 본 연구에서와 같이 종양 관련 기질 세포의 통합은 개인의 접근 방식에 중요하다르 치료 대상. 대안 적 개인화 방식으로, 우리의 종양 모델 확립 종양 형성 세포 라인의 혼입에 의해 일반화 된 종양 테스트 시스템의 역할을하도록 변경 될 수있다. 이 기본 연구 목적을위한 유망한 적응이다. 양쪽 약물 테스트에 대한 혈관 구조의 존재는 치료 물질의 분포 및 흡수를 테스트하는 데 필요한 접근한다. SIS-MUC 행렬 장벽 흡수 연구를위한 기본 mvEC와 기저 시드를 허용 BioVaSc의 보존 혈관 구조의 다시 시드가 더 약물 전달 연구를 향상시킬 것입니다. 조직의 모델을 생성하기 위해, 3D 생분해 성 매트릭스는 서로 다른 세포 유형 (14)의 공 배양을위한 프레임 워크로서 사용될 수있다. 이러한 3D 행렬의 사용은 종종 혈관 기능의 부재에 의해 제한된다. 이 문제는 보존 혈관 STR을 구비 BioVaSc의 사용에 의해 해결 될 수있다uctures, 이는 내피 세포로 다시 시드 할 수 있습니다. 게다가 BioVaSc는 세포의 부착을 보장하고 조직의 분화를 촉진 세포 외 성분을 제공한다. 또한 bioartificial 3D 조직 7,8,15의 장시간의 조직 특이 기능을 가능하게한다. 기능 혈관 대체의 설계를위한 전제 조건은 인간의 생리적, 생 역학적 조건의 모방이다. 따라서, 시험 관내에서 이러한 요구 사항을 구현할 수 바이오 리액터 시스템은 생물학적 종양 모델을 생성하기위한 극단적 인 관심이다. BioVaSc의 조합은, 생물 반응기 기술 및 다른 세포 유형의 공동 배양은 혈관 신생 및 전이와 같은 암 진행에 대한 중요한 메커니즘의 연구를 허용 혈관 종양 조직을 생성하기 위해 매우 유망한 방법이다. 우리는 동등한를 제공하여 동물 연구를 보완하기위한 유망한 방법으로 종양 모델을 참조하십시오인간의 종양 생리학.

새로운 의약품의 품질, 안전성, 시장의 승인 이전에 효능에 관해서는 검증해야합니다. 지금까지 동물 실험은 약물 테스트 및 검증을위한 표준 방법입니다. 그러나, 종 특이 차이로 동물 실험은 종종 종합적 인간 하나의 화합물의 효과를 평가하지 않는다. 이 때문에, 새로운 약물 및 물질의 시험 관내 시험에 사용될 수 인체 조직의 모델을 생성하는 것이 중요하다. 우리 그룹의 초점을 맞추고 중 하나는 생물학적 혈관 지지체 (BioVaSc) 2,3 생체 외 시험 모델을 만드는 것입니다. BioVaSc는 정적 또는 동적 3D 매트릭스 방식으로 사용될 수있다. 정적 문화, decellularized 돼지 jejunal 세그먼트 (소장 점막하 SIS-MUC)는 셀 다시 시드를위한 금속 삽입물에 배치됩니다. 암과 내피 세포 등 다양한 세포는 발판에 배양 할 수있다. <p역동적 인 문화에 대한 클래스 = &quot;jove_content&quot;&gt;, BioVaSc은 혈관을 통해 또는 지지체의 표면에 걸쳐 흐름을 적용하는 생물 반응기 시스템에 연결되어 있습니다. 현재 바이오 리액터는 세포 4의 분화 나 증식에 작용, 생물학적, 기계적 또는 전기적 자극을 구현합니다. 조직 공학 분야에서 생물 반응기의 경우, 기본 개념은 인체의 조건을 시뮬레이션하는 것이다. 상기 세포는 서로 그들의 주변 세포 외 기질 (extracellular matrix)과 상호 작용할 수있는 자연 환경을 제공한다. 시험 관내 시험 시스템 또는 이식의 생산을위한 적당한 담체 구조 및 바이오 리액터 시스템과 함께 세포의 자연 환경을 모방하는 능력이 중요하다 5. 따라서, 더 복잡하고 기술적으로 장치는 이러한 작업 6을 충족하기 위해 개발해야합니다. 그것은 establ입니다 우리의 발판을 사용하는 것이 또한 가능하다때문에 먹이 동맥, 정맥, 그리고 연결 모세관 침대를 포함하는 보존 관 구조에 혈관 모델의 징벌. 모든 돼지 세포는 화학 기계적 및 탈세 포화 효소에 의해 제거 할 필요가 있고, 발판 감마 멸균. 복원 된 관상 혈관 구조는 이후 같은 산도, 온도, 압력, 영양 공급 및 폐기물 제거 6과 생체 역학 및 / 또는 생화학 매개 변수를 모방 한 재순환 관류 생물 반응기 7을 사용하여 인간의 미세 혈관 내피 세포로 다시 시드 할 수 있습니다. 관 구조의 재 내피 세포는 콜라겐 발판 3,7 내에서 인간의 혈관 상당을 만듭니다. 다음 단계에서, 이전의 루멘 (점막)의 표면은 공동 배양 3,7,8을 확립 일차 인간 세포로 접종 될 수있다. 본 연구에서는 3 차원 종양 테스트 시스템은 일차 명세서와 종양 세포주를 공동 배양하여 설정된SIS-MUC에 대한 정적 및 동적 조건에서 romal 세포.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of the reagent</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalogue number</td>
			<td>Comments (optional)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase solution</td>
			<td>SERVA</td>
			<td>17454</td>
			<td>(500 U/ml)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dispase solution</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>17105-041</td>
			<td>(2.0 U/ml)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM, high-glucose</td>
			<td>PAA</td>
			<td>G0001,3010</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNase</td>
			<td>ROCHE</td>
			<td>10104159001</td>
			<td>200 mg solved in 500 ml PBS+ + 1% PenStrep</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DZ solution</td>
			<td>Roth</td>
			<td>3484.2</td>
			<td>34 g Sodium Desoxychelate, in 1 L Ultra-pure water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FCS</td>
			<td>LONZA</td>
			<td>DE14-801F</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IHC-Kit DCS SuperVision 2 HRP</td>
			<td>DCS</td>
			<td>PD000KIT</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>medical pressure transducer</td>
			<td>MEMSCAP</td>
			<td>SP844</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>monoclonal mouse anti-human Von Willebrand Factor</td>
			<td>DAKO Cytomation</td>
			<td>M0616</td>
			<td>Clone F8/86 0.12 &mu;g/ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mouse monoclonal anti-human p53</td>
			<td>DAKO Cytomation</td>
			<td>IS616</td>
			<td>Clone DO-7 ready-to-use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>peristaltic pump</td>
			<td>Ismatec</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sterile disposable dome</td>
			<td>MEMSCAP</td>
			<td>844-28</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin / EDTA solution</td>
			<td>PAA</td>
			<td>L11-003</td>
			<td>0,05%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VascuLife (VEGF-Mv)</td>
			<td>Lifeline</td>
			<td>LL-0003</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Versene</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15040-033</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tissue engineering of a human 3d in vitro tumor test system

암은 전 세계적으로 사망의 주요 원인 중 하나입니다. 현재 치료 전략은 주로 부적절하게 생체 내에서 생리적 조건을 반영하는 차원 배양 시스템에서 개발된다. 생물학적 차원 매트릭스 조직의 조직 및 세포 분화 연구를 허용 세포에게 세포가 자기 조직화 할 수있는 환경을 제공한다. 이러한 발판이 직접 3D 세포 세포 상호 작용을 연구하는 여러 종류의 세포 혼합물을 시드 할 수 있습니다. 암 종양의 3D 복잡성을 모방하기 위해, 우리의 그룹은 3 차원 생체 외 종양의 테스트 시스템을 개발했다. 우리의 3D 조직의 테스트 시스템 모델 우리가 우리의 decellularized 돼지 jejunal 세그먼트 유래 생물 혈관 지지체 (BioVaSc) 설립 악성 말초 신경 칼집 종양 (MPNSTs)의 생체 내 상황. 우리의 모델에서, 우리는 주요 섬유 아 세포, 미세 혈관 내피 세포 (와 수정 BioVaSc 행렬을 다시 시드mvECs) 및 S462 종양 세포주. 정적 배양 들어 BioVaSc의 혈관 구조를 제거하고 남아있는 지지체는 일측 (소장 점막하 SIS-MUC)에 열린 절단된다. 그 결과 행렬은 두 개의 금속 링 (세포 크라운) 사이에 고정되어 있습니다. 또 다른 옵션은 배양 응력 전단 세포를 노출 유동 바이오 리액터에서 세포 시딩 SIS-MUC이다. 여기서, 바이오 리액터는 자체 구성 인큐베이터에서 연동 펌프에 연결된다. 컴퓨터는 혈압, 온도, 유량 등의 파라미터를 통해 동맥혈 산소 및 영양소의 공급을 조절한다. 이 설정은 압력 조절 박동 또는 일정한 흐름 중 하나와 역동적 인 문화를 할 수 있습니다. 이 연구에서, 우리는 성공적으로 MPNSTs에 대한 정적 및 동적 3 차원 배양 시스템을 모두 구축 할 수 있습니다. 보다 자연스러운 3 차원 환경에서 암 종양을 모델링하는 능력은 발견, 테스트 및 검증을 가능하게인간과 같은 모델에서 미래 제약.

도 1b에 도시 된 바와 같이, 우리는 모세관 네트워크의 보존 관형 구조로 돼지 jejunal 세그먼트 (약 2 길이 m 및 직경 20 mm)를 decellularized. 화학, 효소 및 기계 탈세 포화 후, 우리는 3 차원 세포 배양에 사용할 수있는 콜라겐 I / III의 발판을 얻을. Feulgen 시험 행렬 (데이터 미도시)의 순도 (아니오 DNA 잔재)을 보여주기 위해 수행되었다. 도 2a 및도 2b는 휴대 크라운하여 주시기 SIS-MUC의 정적 배양을 나타낸다. 우리는 역동적 인 문화에 대한 자체 설계 생물 반응기 (그림 2C)에서 SIS-MUC를 해결했습니다. 그림 2D는 생물 반응기의 챔버를 통해 시뮬레이션 동적 흐름을 보여줍니다. 생물 반응기는 자기 - 구성 시스템 인큐베이터에 넣고 연동 펌프와 연결된다. 이 설정은 압력 조절 타악기 흐름 또는 C와 함께 역동적 인 문화를 수<html> onstant 흐름. 그림 3은 2 차원의 단일 문화의 정적 배양 S462의 종양 세포 라인의 개요 (그림 3A)를 제공하고 3 차원 공 배양 (그림 3B-3D)에. 그림 (b)는 종양 세포 S462와 SIS의 혀끝의 측면에서 주요 섬유 아 세포의 트리플 문화를 보여줍니다 기저 측 (구 장막 측)에-MUC (구 내부 루멘 측)과 mvEC. 다른 세포 유형의 식별은 mvEC (그림 3C)를 레이블 등의 폰 빌레 브란트 인자로 세포 유형 특정 마커를, 염색이 가능합니다. p53의 양성 S462 세포는 p53의 음성 차 섬유 아 세포 (그림 3D) 및 세포의 3 차원 분포를 분석 할 수있는 구별 될 수있다. 동적 배양 트리플 문화의 그림 3과 4는 염색에 해당하는 그림. <html> 0460/50460fig1.jpg &quot;/&gt; 그림 1. 탈세 포화 설정입니다. (A) 생물 반응기 및 PC ​​모니터링하는 BioVaSc을 decellularizing위한 펌프 설정. (B) Decellularized BioVaSc 유리 탱크. 루멘과 동맥 유입구 어댑터에 연결된다. . <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/50460/50460fig2.jpg" /> 그림 2. 서로 다른 문화 셋업의 뷰입니다. 미세 적정 잘 플레이트에서 정적 문화 시스템 (A) CAD 단면도, (B) 정적 문화에 대한 금속 삽입, 흐름 생물 반응기의 상부 덮개의 동적 문화 (C) 매체 흐름 시뮬레이션 (속도 장 [m / 초]) (D) 연동 펌프에 연결된 동적 문화 흐름 생물 반응기. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50460/50460fig2large.jpg" target="_blank">큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오</a> 천만에 &quot;FO : 유지 - together.within 페이지를 =&quot;항상 &quot;&gt; <img alt="그림 3" fo:content-src="/files/ftp_upload/50460fig3highres.jpg" fo:content-width="5.5in" src="/files/ftp_upload/50460/50460fig3.jpg" /> 그림 3. 정적 3D 종양 모델의 면역 조직 특성의 개요. Permanox 슬라이드에 S462 세포의 정적 배양 2D 모노 문화의 (A) 헤 마톡 얼룩, 정적 배양 3D 트리플 문화의 (B) H &amp; E 염색, 화살표는, 폰 빌레 브란트 인자 (C) 면역 조직 염색, (D 내피 세포를 표시 p53의 경우) 면역 조직 염색. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50460/50460fig3large.jpg" target="_blank">큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오</a> <img alt="그림 4" fo:content-src="/files/ftp_upload/50460fig4highres.jpg" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50460/50460fig4.jpg" /> <st룽&gt; 그림 4. 동적 3D 종양 모델의 면역 조직 특성의 개요. (A) 동적 배양 3D 트리플 문화의 H &amp; E 염색, 화살표가 내피 세포 (B)를 표시 폰 빌레 브란트 인자에 대한 면역 조직 염색, p53의 대한 (C) 면역 조직 염색. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50460/50460fig4large.jpg" target="_blank">큰 그림를 보려면 여기를 클릭하십시오</a>

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Tissue Engineering of a Human 3D in vitro Tumor Test System

테스트 시스템으로 인간의 3D 종양 조직을 만들 수있는 방법이 설명되어 있습니다. 이러한 기술은 decellularized 생물 혈관을 비계 (BioVaSc), 인간의 기본 세포와 흐름 생물 반응기의 동적 조건에서뿐만 아니라 정적에서 배양 할 수있는 종양 세포 라인을 기반으로합니다.

인간의 3 차원의 조직 공학<em&gt; 시험관</em&gt; 종양 테스트 시스템

Cancer is one of the leading causes of death worldwide.  Current therapeutic strategies are predominantly developed in 2D culture  systems, which ...

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

Tissue Engineering of a Human 3D in vitro Tumor Test System

21.2K 조회수.  University Hospital Würzburg.  테스트 시스템으로 인간의 3D 종양 조직을 만들 수있는 방법이 설명되어 있습니다. 이러한 기술은 decellularized 생물 혈관을 비계 (BioVaSc), 인간의 기본 세포와 흐름 생물 반응기의 동적 조건에서뿐만 아니라 정적에서 배양 할 수있는 종양 세포 라인을 기반으로합니다. 

비디오: Tissue Engineering of a Human 3D in vitro Tumor Test System

Tissue Engineering: Construction of a Multicellular 3D Scaffold for the Delivery of Layered Cell Sheets

Many tissues, such as the adult human hearts, are unable to adequately regenerate after damage.2,3 Strategies in tissue engineering propose innovations to assist the body in recovery and repair. For example, TE approaches may be able to attenuate heart remodeling after myocardial infarction (MI) and possibly increase total heart function to a near normal pre-MI level.4 As with any functional tissue, successful regeneration of cardiac tissue involves the proper delivery of multiple cell types with environmental cues favoring integration and survival of the implanted cell/tissue graft. Engineered tissues should address multiple parameters including: soluble signals, cell-to-cell interactions, and matrix materials evaluated as delivery vehicles, their effects on cell survival, material strength, and facilitation of cell-to-tissue organization. Studies employing the direct injection of graft cells only ignore these essential elements.2,5,6 A tissue design combining these ingredients has yet to be developed. Here, we present an example of integrated designs using layering of patterned cell sheets with two distinct types of biological-derived materials containing the target organ cell type and endothelial cells for enhancing new vessels formation in the &#8220;tissue&#8221;. Although these studies focus on the generation of heart-like tissue, this tissue design can be applied to many organs other than heart with minimal design and material changes, and is meant to be an off-the-shelf product for regenerative therapies. The protocol contains five detailed steps. A temperature sensitive Poly(N-isopropylacrylamide) (pNIPAAM) is used to coat tissue culture dishes. Then, tissue specific cells are cultured on the surface of the coated plates/micropattern surfaces to form cell sheets with strong lateral adhesions. Thirdly, a base matrix is created for the tissue by combining porous matrix with neovascular permissive hydrogels and endothelial cells. Finally, the cell sheets are lifted from the pNIPAAM coated dishes and transferred to the base element, making the complete construct.

For creation of highly organized structures of complex tissue, one must assemble multiple material and cell types into an integrated composite. This combinatorial design incorporates organ-specific layered cell sheets with two distinct biologically-derived materials containing a strong fibrous matrix base, and endothelial cells for enhancing new vessels formation.

조직 공학 : 계층화 된 세포 시트의 전달을위한 다세포 3D 비계 건설

Many tissues, such as the adult human hearts, are unable to adequately regenerate after damage.2,3 Strategies in tissue engineering propose innovations to ...

연구

생체공학

Tissue Engineering of Tumor Stromal Microenvironment with Application to Cancer Cell Invasion

3D organotypic cultures of epithelial cells on a matrix embedded with mesenchymal cells are widely used to study epithelial cell differentiation and invasion. Rat tail type I collagen and/or matrix derived from Engelbreth-Holm-Swarm mouse sarcoma cells have been traditionally employed as the substrates to model the matrix or stromal microenvironment into which mesenchymal cells (usually fibroblasts) are populated. Although experiments using such matrices are very informative, it can be argued that due to an overriding presence of a single protein (such as in type I Collagen) or a high content of basement membrane components and growth factors (such as in matrix derived from mouse sarcoma cells), these substrates do not best reflect the contribution to matrix composition made by the stromal cells themselves. To study native matrices produced by primary dermal fibroblasts isolated from patients with a tumor prone, genetic blistering disorder (recessive dystrophic epidermolysis bullosa), we have adapted an existing native matrix protocol to study tumor cell invasion. Fibroblasts are induced to produce their own matrix over a prolonged period in culture. This native matrix is then detached from the culture dish and epithelial cells are seeded onto it before the entire coculture is raised to the air-liquid interface. Cellular differentiation and/or invasion can then be assessed over time. This technique provides the ability to assess epithelial-mesenchymal cell interactions in a 3D setting without the need for a synthetic or foreign matrix with the only disadvantage being the prolonged period of time required to produce the native matrix. Here we describe the application of this technique to assess the ability of a single molecule expressed by fibroblasts, type VII collagen, to inhibit tumor cell invasion.

Tissue engineered fibroblast-derived native matrix is an emerging tool to generate a stromal substrate which supports epithelial cell proliferation and differentiation. Here a protocol applying this methodology to assess the impact of different stromal cell types on tumor cell biology is presented.

암 세포의 침략에 응용 프로그램을 사용하여 종양의 기질 미시의 조직 공학

3D organotypic cultures of epithelial cells on a matrix embedded with mesenchymal cells are widely used to study epithelial cell differentiation and ...

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore esophageal adenocarcinoma generally has a poor prognosis, with little improvement in survival rates in recent years. These are difficult conditions to study and there has been a lack of suitable experimental platforms to investigate disorders of the esophageal mucosa.
A model of the human esophageal mucosa has been developed in the MacNeil laboratory which, unlike conventional 2D cell culture systems, recapitulates the cell-cell and cell-matrix interactions present in vivo and produces a mature, stratified epithelium similar to that of the normal human esophagus. Briefly, the model utilizes non-transformed normal primary human esophageal fibroblasts and epithelial cells grown within a porcine-derived acellular esophageal scaffold. Immunohistochemical characterization of this model by CK4, CK14, Ki67 and involucrin staining demonstrates appropriate recapitulation of the histology of the normal human esophageal mucosa.
This model provides a robust, biologically relevant experimental model of the human esophageal mucosa. It can easily be manipulated to investigate a number of research questions including the effectiveness of pharmacological agents and the impact of exposure to environmental factors such as alcohol, toxins, high temperature or gastro-esophageal refluxate components. The model also facilitates extended culture periods not achievable with conventional 2D cell culture, enabling, inter alia, the study of the impact of repeated exposure of a mature epithelium to the agent of interest for up to 20 days. Furthermore, a variety of cell lines, such as those derived from esophageal tumors or Barrett&#8217;s Metaplasia, can be incorporated into the model to investigate processes such as tumor invasion and drug responsiveness in a more biologically relevant environment.

This manuscript describes the production, characterization and potential uses of a tissue engineered 3D esophageal construct prepared from normal primary human esophageal fibroblast and squamous epithelial cells seeded within a de-cellularized porcine scaffold. The results demonstrate the formation of a mature stratified epithelium similar to the normal human esophagus.

3 차원 조직 공학 인간의 식도 점막 모델의 제조, 특성 및 사용 가능성

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

Engineering 3D Cellularized Collagen Gels for Vascular Tissue Regeneration

Synthetic materials are known to initiate clinical complications such as inflammation, stenosis, and infections when implanted as vascular substitutes. Collagen has been extensively used for a wide range of biomedical applications and is considered a valid alternative to synthetic materials due to its inherent biocompatibility (i.e., low antigenicity, inflammation, and cytotoxic responses). However, the limited mechanical properties and the related low hand-ability of collagen gels have hampered their use as scaffold materials for vascular tissue engineering. Therefore, the rationale behind this work was first to engineer cellularized collagen gels into a tubular-shaped geometry and second to enhance smooth muscle cells driven reorganization of collagen matrix to obtain tissues stiff enough to be handled.
The strategy described here is based on the direct assembling of collagen and smooth muscle cells (construct) in a 3D cylindrical geometry with the use of a molding technique. This process requires a maturation period, during which the constructs are cultured in a bioreactor under static conditions (without applied external dynamic mechanical constraints) for 1 or 2 weeks. The &#8220;static bioreactor&#8221; provides a monitored and controlled sterile environment (pH, temperature, gas exchange, nutrient supply and waste removal) to the constructs. During culture period, thickness measurements were performed to evaluate the cells-driven remodeling of the collagen matrix, and glucose consumption and lactate production rates were measured to monitor the cells metabolic activity. Finally, mechanical and viscoelastic properties were assessed for the resulting tubular constructs. To this end, specific protocols and a focused know-how (manipulation, gripping, working in hydrated environment, and so on) were developed to characterize the engineered tissues.

In this work, we present a technique for the rapid fabrication of living vascular tissues by direct culturing of collagen, smooth muscle cells and endothelial cells. In addition, a new protocol for the mechanical characterization of engineered vascular tissues is described.

혈관 조직 재생을위한 엔지니어링 3D Cellularized 콜라겐 젤

Synthetic materials are known to initiate clinical complications such as inflammation, stenosis, and infections when implanted as vascular substitutes. ...

Eye Irritation Test (EIT) for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial (RhCE) Tissue Model

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and accurate assessment of ocular toxicity in man are needed. To address this need, we have developed an eye irritation test (EIT) which utilizes a three dimensional reconstructed human cornea-like epithelial (RhCE) tissue model that is based on normal human cells. The EIT is able to separate ocular&#160;irritants and corrosives (GHS Categories 1 and 2 combined) and those that do not require labeling (GHS No Category). The test utilizes two separate protocols, one designed for liquid chemicals and a second, similar protocol for solid test articles. The EIT prediction model uses a single exposure period (30 min for liquids, 6 hr for solids) and a single tissue viability cut-off (60.0% as determined by the MTT assay). Based on the results for 83 chemicals (44 liquids and 39 solids) EIT achieved 95.5/68.2/ and 81.8% sensitivity/specificity and accuracy (SS&#38;A) for liquids, 100.0/68.4/ and 84.6% SS&#38;A for solids, and 97.6/68.3/ and 83.1% for overall SS&#38;A. The EIT will contribute significantly to classifying the ocular irritation potential of a wide range of liquid and solid chemicals without the use of animals to meet regulatory testing requirements. The EpiOcular EIT method was implemented in 2015 into the OECD Test Guidelines as TG 492.

Eye Irritation Test EIT for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial RhCE Tissue Model

We have developed an eye irritation test which utilizes a three dimensional reconstructed human cornea-like epithelial (RhCE) tissue model. The test is able to discriminate between ocular irritant and corrosive materials (GHS Categories 1 and 2 combined) and those that do not require labeling (GHS No Category).

복원 된 인간의 각막 모양의 상피 (RHCE) 조직 모델을 사용하여 눈에 자극성 화학 물질의 위험 식별을위한 눈 자극 시험 (EIT)

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and ...

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

In the present study, we combined an in vitro 3D lung tumor model with an in silico model to optimize predictions of drug response based on a specific mutational background. The model is generated on a decellularized porcine scaffold that reproduces tissue-specific characteristics regarding extracellular matrix composition and architecture including the basement membrane. We standardized a protocol that allows artificial tumor tissue generation within 14 days including three days of drug treatment. Our article provides several detailed descriptions of 3D read-out screening techniques like the determination of the proliferation index Ki67 staining&#39;s, apoptosis from supernatants by M30-ELISA and assessment of epithelial to mesenchymal transition (EMT), which are helpful tools for evaluating the effectiveness of therapeutic compounds. We could show compared to 2D culture a reduction of proliferation in our 3D tumor model that is related to the clinical situation. Despite of this lower proliferation, the model predicted EGFR-targeted drug responses correctly according to the biomarker status as shown by comparison of the lung carcinoma cell lines HCC827 (EGFR -mutated, KRAS wild-type) and A549 (EGFR wild-type, KRAS-mutated) treated with the tyrosine-kinase inhibitor (TKI) gefitinib. To investigate drug responses of more advanced tumor cells, we induced EMT by long-term treatment with TGF-beta-1 as assessed by vimentin/pan-cytokeratin immunofluorescence staining. A flow-bioreactor was employed to adjust culture to physiological conditions, which improved tissue generation. Furthermore, we show the integration of drug responses upon gefitinib treatment or TGF-beta-1 stimulation - apoptosis, proliferation index and EMT - into a Boolean in silico model. Additionally, we explain how drug responses of tumor cells with a specific mutational background and counterstrategies against resistance can be predicted. We are confident that our 3D in vitro approach especially with its in silico expansion provides an additional value for preclinical drug testing in more realistic conditions than in 2D cell culture.

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

We present a three-dimensional (3D) lung cancer model based on a biological collagen scaffold to study sensitivity towards non-small-cell-lung-cancer-(NSCLC)-targeted therapies. We demonstrate different read-out techniques to determine the proliferation index, apoptosis and epithelial-mesenchymal transition (EMT) status. Collected data are integrated into an in silico model for prediction of drug sensitivity.

결합 된 3 차원 조직은 엔지니어링<em&gt; 체외</em&gt; /<em&gt; 인 실리코</em특정 돌연변이 배경에서 약물의 효과를 예측&gt; 폐 종양 모델

In the present study, we combined an in vitro 3D lung tumor model with an in silico model to optimize predictions of drug response based on a specific ...

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

In reconstructive surgery, there is a clinical need for an alternative to the current methods of autologous reconstruction which are complex, costly and trade one defect for another. Tissue engineering holds the promise to address this increasing demand. However, most tissue engineering strategies fail to generate stable and functional tissue substitutes because of poor vascularization. This paper focuses on an in vivo tissue engineering chamber model of intrinsic vascularization where a perfused artery and a vein either as an arteriovenous loop or a flow-through pedicle configuration is directed inside a protected hollow chamber. In this chamber-based system angiogenic sprouting occurs from the arteriovenous vessels and this system attracts ischemic and inflammatory driven endogenous cell migration which gradually fills the chamber space with fibro-vascular tissue. Exogenous cell/matrix implantation at the time of chamber construction enhances cell survival and determines specificity of the engineered tissues which develop. Our studies have shown that this chamber model can successfully generate different tissues such as fat, cardiac muscle, liver and others. However, modifications and refinements are required to ensure target tissue formation is consistent and reproducible. This article describes a standardized protocol for the fabrication of two different vascularized tissue engineering chamber models in vivo.

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

This is a guideline for constructing in vivo vascularized tissue using a microsurgical arteriovenous loop or a flow-through pedicle configuration inside a tissue engineering chamber. The vascularized tissues generated can be employed for organ regeneration and replacement of tissue defects, as well as for drug testing and disease modeling.

에 내장 혈관 신생에 의하여 조직 공학<em&gt; 생체</em&gt; 조직 공학 상공 회의소

In reconstructive surgery, there is a clinical need for an alternative to the current methods of autologous reconstruction which are complex, costly and ...

Force System with Vertical V-Bends: A 3D In Vitro Assessment of Elastic and Rigid Rectangular Archwires

A proper understanding of the force system created by various orthodontic appliances can make treatment of patients efficient and predictable. Reducing the complicated multi-bracket appliances to a simple two-bracket system for the purpose of force system evaluation will be the first step in this direction. However, much of the orthodontic biomechanics in this regard is confined to 2D experimental studies, computer modeling/analysis or theoretical extrapolation of existing models. The objective of this protocol is to design, construct and validate an in vitro 3D model capable of measuring the forces and moments generated by an archwire with a V-bend placed between two brackets. Additional objectives are to compare the force system generated by different types of archwires among themselves and to previous models. For this purpose, a 2 x 4 appliance representing a molar and an incisor has been simulated. An orthodontic wire tester (OWT) is constructed consisting of two multi-axis force transducers or load cells (nanosensors) to which the orthodontic brackets are attached. The load cells are capable of measuring the force system in all the three planes of space. Two types of archwires, stainless-steel and beta-titanium of three different sizes (0.016 x 0.022 inch, 0.017 x 0.025 inch and 0.019 x 0.025 inch), are tested. Each wire receives a single vertical V-bend systematically placed at a specific position with a predefined angle. Similar V-bends are replicated on different archwires at 11 different locations between the molar and incisor attachments. This is the first time an attempt has been made in vitro to simulate an orthodontic appliance utilizing V-bends on different archwires.

Force System with Vertical V-Bends: A 3D In Vitro Assessment of Elastic and Rigid Rectangular Archwires

The method presented here is designed to construct and validate an in vitro 3D model capable of measuring the force system generated by different archwires with V-bends placed between two brackets. Additional objectives are to compare this force system with different types of archwires and to previous models.

A proper understanding of the force system created by various orthodontic appliances can make treatment of patients efficient and predictable. Reducing ...

A Human 3D Extracellular Matrix-Adipocyte Culture Model for Studying Matrix-Cell Metabolic Crosstalk

The extracellular matrix (ECM) plays a central role in regulating tissue homeostasis, engaging in crosstalk with cells and regulating multiple aspects of cellular function. The ECM plays a particularly important role in adipose tissue function in obesity, and alterations in adipose tissue ECM deposition and composition are associated with metabolic disease in mice and humans. Tractable in vitro models that permit dissection of the roles of the ECM and cells in contributing to global tissue phenotype are sparse. We describe a novel 3D in vitro model of human ECM-adipocyte culture that permits study of the specific roles of the ECM and adipocytes in regulating adipose tissue metabolic phenotype. Human adipose tissue is decellularized to isolate ECM, which is subsequently repopulated with preadipocytes that are then differentiated within the ECM into mature adipocytes. This method creates ECM-adipocyte constructs that are metabolically active and retain characteristics of the tissues and patients from which they are derived. We have used this system to demonstrate disease-specific ECM-adipocyte crosstalk in human adipose tissue. This culture model provides a tool for dissecting the roles of the ECM and adipocytes in contributing to global adipose tissue metabolic phenotype and permits study of the role of the ECM in regulating adipose tissue homeostasis.

We describe a 3D human extracellular matrix-adipocyte in vitro culture system that permits dissection of the roles of the matrix and adipocytes in contributing to adipose tissue metabolic phenotype.

매트릭스 세포 대사 크로스토크 연구를 위한 인간 3D 세포외 세포외 매트릭스-세포세포 배양 모델

The extracellular matrix (ECM) plays a central role in regulating tissue homeostasis, engaging in crosstalk with cells and regulating multiple aspects of ...

Developing 3D Organized Human Cardiac Tissue within a Microfluidic Platform

The leading cause of death worldwide persists as cardiovascular disease (CVD). However, modeling the physiological and biological complexity of the heart muscle, the myocardium, is notoriously difficult to accomplish in vitro. Mainly, obstacles lie in the need for human cardiomyocytes (CMs) that are either adult or exhibit adult-like phenotypes and can successfully replicate the myocardium&#39;s cellular complexity and intricate 3D architecture. Unfortunately, due to ethical concerns and lack of available primary patient-derived human cardiac tissue, combined with the minimal proliferation of CMs, the sourcing of viable human CMs has been a limiting step for cardiac tissue engineering. To this end, most research has transitioned toward cardiac differentiation of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) as the primary source of human CMs, resulting in the wide incorporation of hiPSC-CMs within in vitro assays for cardiac tissue modeling.
Here in this work, we demonstrate a protocol for developing a 3D mature stem cell-derived human cardiac tissue within a microfluidic device. We specifically explain and visually demonstrate the production of a 3D in vitro anisotropic cardiac tissue-on-a-chip model from hiPSC-derived CMs. We primarily describe a purification protocol to select for CMs, the co-culture of cells with a defined ratio via mixing CMs with human CFs (hCFs), and suspension of this co-culture within the collagen-based hydrogel. We further demonstrate the injection of the cell-laden hydrogel within our well-defined microfluidic device, embedded with staggered elliptical microposts that serve as surface topography to induce a high degree of alignment of the surrounding cells and the hydrogel matrix, mimicking the architecture of the native myocardium. We envision that the proposed 3D anisotropic cardiac tissue-on-chip model is suitable for fundamental biology studies, disease modeling, and, through its use as a screening tool, pharmaceutical testing.

The goal of this protocol is to explain and demonstrate the development of a three-dimensional (3D) microfluidic model of highly aligned human cardiac tissue, composed of stem cell-derived cardiomyocytes co-cultured with cardiac fibroblasts (CFs) within a biomimetic, collagen-based hydrogel, for applications in cardiac tissue engineering, drug screening, and disease modeling.

미세 유체 플랫폼 내에서 3D 조직 된 인간 심장 조직 개발

The leading cause of death worldwide persists as cardiovascular disease (CVD). However, modeling the physiological and biological complexity of the heart ...