Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Biz nerede bir ikincil hücre tipi bozukluklarına doku ve organoids oluşturmak için bu microfibrous yapının interstisyel uzaya daha fazla numaralı seribaşı bir microfibrous vasküler yatağın mühendislik bir mikrosıvısal bioprinting strateji temel alan genel bir protokol sağlar.
Bozukluklarına doku mühendislik yapıları ve organoids tarihsel zorlu olmuştur. Burada bir iskele ile çok katmanlı hidrojel microfibers titreşimli görüntüyü oluşturmak için mikrosıvısal bioprinting dayalı bir roman yöntemi açıklanmaktadır. Pürüzsüz elde etmek için bioprinting, çekirdek akışı ve kılıf akış tarafından taşınan crosslinking çözüm kalıptan çekilmiş bir bileşik bioink formülasyonu içeren bir çekirdek-kılıf mikrosıvısal yazdırma kafasını tasarlanmış ve bioprinter monte. Jelatin methacryloyl (GelMA) aljinat ile karıştırma tarafından varlığı anlık iyonik crosslinking uğrar bir polisakkarit seçin divalent iyonları, kalıcı istikrar elde etmek için GelMA bileşen ikincil bir photocrosslinking tarafından takip, bir microfibrous iskele bu bioprinting strateji kullanarak elde edilebilir. Önemlisi, bioprinted microfibers içinde kapsüllü endotel hücreleri damarlara kültür boyunca 16 gün benzeyen Lümen benzeri yapılar oluşturabilir. Endothelialized microfibrous iskele daha fazla vasküler yatak microfibers interstisyel uzaya ikincil hücre türünün sonraki tohumlama yoluyla bozukluklarına bir doku oluşturmak için kullanılabilir. Mikrosıvısal bioprinting uygun Mühendisliği, yüksek sadakat bozukluklarına dokuların Genelleştirilmiş bir strateji sağlar.
Doku Mühendisliği hedeflerini değiştirmek, geri yükleme veya bu yaralı veya hastalıklı insan vücudu1,2,3,4, sık sık istenen hücre tipleri, biyoaktif molekülleri5,6ve Biyomalzeme7,8,9,10bir birleşimi yoluyla çoğaltmak için kullanılan işlev doku yerine oluşturmak için. Daha yakın zamanlarda, doku Mühendisliği teknolojilerini de giderek ilaç geliştirme, değiştirme geleneksel aşırı Basitleştirilmiş düzlemsel hücre kültürleri11,12,13,14,15,16,17,18,19gibi uygulamalar için in vivo karşılıkları önemli işlevlerini taklit vitro doku ve organ modelleri oluşturmak için kabul edilmiş. Her iki durumda, yetenek karmaşık mikro mimarisi ve insan dokuların hiyerarşik yapısını özetlemek için mühendislik doku10işlevselliğini etkinleştirme önemlidir ve vaskülarizasyon alan20,21,22,23en büyük zorluklardan biri sunar beri özellikle, vasküler bir ağ mühendislik dokuların entegre etmek talebi yollarıdır.
Bugüne kadar çeşitli yaklaşımlar geliştirilmiştir bu konuda başarı8değişik derecelerde ile mühendislik doku yapıları içine damar yapıları oluşturmak için bir girişim. Örneğin, kendinden montajlı endotel hücrelerinin mikrovasküler ağlar24üretimi için izin verir; Teslimat anjiogenik büyüme faktörlerinin sürekli neovaskülarizasyon25,26neden olmaktadır; Vasküler progenitör hücrelerin kullanın ve endotel hücre büyümesi ve derleme24,27perisitlerden kolaylaştırır; İskele özelliklerini tasarlama vaskülarizasyon28,29hassas modülasyon sağlar; ve vasküler katman30uygun manipülasyon için hücre sayfası teknolojisi sağlar. Yine de, bu stratejileri kez kan damarlarının bir mühendislik doku yapısı ve böylece sınırlı tekrarlanabilirlik içinde rasgele dağıtıma giden damarlara, kayma desenlendirme denetleme yeteneğine bağışlamak değil. Son birkaç yıl içinde bioprinting Teknolojileri karmaşık doku desenleri yüksek sadakat ve tekrarlanabilirlik bir otomatik veya yarı otomatik şekilde31,32,33yatırma benzersiz onların çok yönlülüğü nedeniyle böyle bir sorun çözüm doğru etkinleştirmenin bir sınıf olarak ortaya çıkmıştır. Kurban bioprinting34,35,36,37,38, katıştırılmış bioprinting39,40,41ve var içi boş yapı bioprinting/biofabrication42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53 tüm vasküler veya bozukluklarına doku oluşturma fizibilite gösterdi.
Alternatif olarak, microfibrous iskele imal etmek bir mikrosıvısal bioprinting strateji son zamanlarda geliştirilmiştir, nerede bir hibrid bioink aljinat beste ve jelatin methacryloyl (GelMA) eş merkezli bir yazdırma kafası ve Kalsiyum klorür (CaCl2) çözüm çekirdek aracılığıyla teslim edildi yazdırma kafasını54,55dış kılıf akış gerçekleştirildiği. Co-ekstrüzyon sonraki photocrosslinking çok katmanlı microfibrous iskele kalıcı istikrar sağlanmış iken mikrofiber oluşumu, etkinleştirmek için hemen fiziksel polietilenin aljinat bileşeni için izin iki akış. Not, endotel hücreleri bioprinted microfibers içinde kapsüllü çoğalırlar ve vasküler yatağın54,55taklit Lümen benzeri yapıları varsayarak microfibers çevrelerine karşı geçirmek için bulunamadı. Bu bioprinted endothelialized vasküler yatak daha sonra ile doldurulur ikincil hücre tipleri daha fazla bozukluklarına doku55oluşturmak için istenen. Bu iletişim kuralı böylece bozukluklarına dokuları doku Mühendisliği ve organoid modelleme potansiyel uygulamalar için uygun imalat sağlar konsantrik meme tasarım tarafından etkin böyle bir stratejinin mikrosıvısal bioprinting detaylı bir yordam sağlar.
Bu protokol için kullanılan yenidoğan sıçan cardiomyocytes 2 bayat Sprague-Dawley fareler kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi Brigham ve kadın Hastanesi tarafından onaylanmış bir iyi kurulmuş yordamı56 takip dan izole edildi.
1. Bioprinter araçları
2. Bioprinting Microfibrous vasküler yatağın
3. bozukluklarına doku oluşturma
Mikrosıvısal bioprinting strateji microfibrous iskele düşük viskozite bioinks54,55kullanarak doğrudan ekstrüzyon bioprinting için sağlar. Şekil 2'A, bir iskele 6 × 6 × 6 mm bir boyutu ile gösterildiği gibi3 içeren > microfibers 30 kat bioprinted 10 dk içinde olabilir. CaCl2 aljinat bileşeniyle hemen iyonik polietilenin mükemmel yapısal büt...
İnşaat koaksiyel kafasının doğru başarılı mikrosıvısal bioprinting her iki bioink aynı anda teslim çekirdek ve kılıf itibaren crosslinking ajan için izin vermek için kritik bir adımdır. Bu protokol için bir örnek yazdırma kafasını 27 G iğne çekirdek ve bir 18 G iğne kabuk olarak kullanılarak oluşturulmuş olsa da, kolayca farklı boyutlarda iğne kullanarak kombinasyonları çeşitli için uzatılabilir. Ancak, akışı miktarında değişiklik her aşamasında teslim, iğne boyutlarda değiş...
Yazarlar onlar rakip hiçbir mali çıkarları var bildirin.
Yazarlar Ulusal Kanser Enstitüsü Ulusal Sağlık yolun Enstitüleri bağımsızlık Ödülü (K99CA201603) kabul etmiş oluyorsunuz.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alginic acid sodium salt from brown algae | Sigma-Aldrich | A0682 | BioReagent, plant cell culture tested, low viscosity, powder |
Gelatin type A from porcine skin | Sigma-Aldrich | G2500 | Gel strength 300 |
Irgacure 2959 (2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone) | Sigma-Aldrich | 410896 | 98% |
HEPES buffer | Sigma-Aldrich | H0887 | 1 M, pH 7.0 - 7.6, sterile-filtered, BioReagent, suitable for cell culture |
Fetal bovine serum | Thermo Fisher Scientific | 10438026 | Qualified, heat-inactivated, USDA-approved regions |
Calcium chloride dihydrate | Sigma-Aldrich | C5080 | BioXtra, ≥99.0% |
Phosphate buffered saline | Thermo Fisher Scientific | 10010023 | pH 7.4 |
Human umbilical vein endothelial cells | Angio-Proteomie | cAP-0001 | Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVECs) |
GFP-expressing human umbilical vein endothelial cells | Angio-Proteomie | cAP-0001GFP | GFP-Expressing Human Umbilical Vein Endothelial Cells (GFPHUVECs) |
Endothelial cell growth medium | Lonza | CC-3162 | EGM-2 BulletKit |
Dulbecco’s Modified Eagle Medium | Thermo Fisher Scientific | 12430054 | High glucose, HEPES |
Sylgard 184 silicone elastomer kit | Ellsworth Adhesives | 184 SIL ELAST KIT 0.5KG | Clear 0.5 kg Kit |
UV curing lamp system | Excelitas Technologies | OmniCure S2000 | Spot UV Light Curing System with Intelligent UV Sensor |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır