Bu çalışma Nanoseviye Sistemleri Merkezi (MSS), hiçbir NSF ödül kapsamında Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen Ulusal Nanoteknoloji Altyapı Ağı (NNIN), bir üyesi azından kısmen yapıldı. ECS-0335765. MSS Harvard Üniversitesi&#39;nden bir parçasıdır.

Hizalanmış fonksiyonel miyokard dokusu oluşturmak için protokol üç ana bölüme ayrılabilir. Yumuşak litografi teknikleri kullanarak micropatterned master imalat aşağıdaki protokolünün bir parçası olarak kabul edilmez ancak kurulan yöntem 6&#39;ya göre yapılabilir. 1. PDMS Yüzeyler üzerine Fibronektin arasında mikrokontak Baskı <ol><li> Ajan oranı ve degas herhangi bir hava kabarcıklarını ortadan kaldırmak için bir desikatörde kullanarak derleme kür için 10:1 üssünde Sylgard 184 (Dow Corning) PDMS elastomer karıştırın. </li><li> ° C Mikrodokulu PDMS pul elde etmek için 65 oda sıcaklığında ya da 4 saatte 2 gün ya da 20 mikron boşluk ile ayrılmış 20 mikron genişliğinde ve 2 mikron boyunda sırtları ile önceden fabrikasyon usta karşı PDMS Cure. </li></ol> * Bir desikatörde Kür yüksek hava kabarcıklarını ortadan kaldırmak için tavsiye edilir. <ol start="3"><li> Cam kapak slipi (örn. üzerine Spin mont PDMS15 um kalınlıkta ince ve düz yüzeyler PDMS üretmek için bir Headway Spin Kaplayıcı kullanılarak 2 dakika için 5000 rpm&#39;de 22x22 mm). </li><li> Toz ve kir parçacıkları temizlemek için% 70 Etanol ile pulları temizleyin. Onları havada kurumasını bekleyin. </li></ol> * Pul birkaç kez kullanılabilir, ancak, düzenli bir PDMS pullar yenileyen bir süre boyunca yüzey sürtünerek aşınma nedeniyle tavsiye edilir. <ol start="5"><li> 275 mTorr az 1 dakika süreyle bir SPI Plazma-Hazırlık II Plazma Temizleyici ve süreç içinde yer pulları PDMS yüzeylerin hidrofilik işlemek için. </li></ol> * Oksijen plazma tedavisi izledi olmalıdır. Daha uzun işlem süresi elastomer çatlaklara neden olabilir. <ol start="6"><li> 1 dakika için% 70 Etanol ile pulları sterilize edin. Basınçlı hava ile hızlı kurulayın. </li></ol> * Ayrıntılı adımlar kısırlık korumak için biyolojik güvenlik kabininde gerçekleştirilmelidir. <ol start="7"><li> F yüzeyler damga Kapakibronectin çözeltisi (GKD 2 O içinde 50 mg / ml). Bu adsorbe en az 10 dakika izin verin. </li><li> Damgalar arasından Fibronektin çözüm Silkelen ve basınçlı hava ile çabuk kurur. </li><li> 2 dakika için pulları ve PDMS yüzeyler arasındaki konform temas kurmak ve sıkıca bastırın. </li><li> GKD 2 O. ile micropatterned yüzeylerde durulayın Başlangıçta kullanılan ° C sürece 4 az 2 hafta en fazla GKD 2 O içinde saklayın. GKD 2 O. Mağaza PDMS pulları </li></ol> 2. Çift Transgenik Embriyonik Kök Hücre Hatlarının Bakım Birincisi, kültür fare ES hücreleri için aşağıdaki ortam hazırlayın: Fare embriyonik fibroblast (MEF)-Ortamı: Dulbecco Modifiye Eagle Ortamı (DMEM),% 10 fetal sığır serumu (FBS) ES hücresi ya da farklılaşma dereceli,% 1 Penisilin-Streptomisin (P / S) Embriyonik Kök Hücre (ESC)-Orta: DMEM,% 15 FBS ES hücre notu,% 1 Temel Olmayan Amino Asitler (NEAA),% 0,5 P / S,% 0.2 lösemi inhibitör faktörü (LIF), 0.0007% 2-mercaptoethanol (2-ME) <ol><li> Steril% 0.1 GKD 2 O Jelatin ve 37 azından adsorbe 15 dakika izin ° C ile kaplayın 6-kuyucuğu </li><li> , Konik bir tüp içinde çözülmüş bir kısım 50 ml PBS ile MEFS ilave edin ve 5 dakika boyunca 1000 rpm&#39;de santrifüj onları. MEF-ortamda süspanse MEFS. </li><li> Kuyulara adsorpsiyon, aspirat aşırı Jelatin ve eklenti MEFS sonra. MEFS 1 gün takmak için izin ver. </li></ol> * 3 6-kuyucuğu için 10 milyon MEFS yeterli bir kısım. <ol start="4"><li> MEFS eklenmiş zaman, konik bir tüp içinde çözülmüş bir kısım 50 ml PBS ile ES hücreleri ilave edin ve 5 dakika boyunca 1000 rpm&#39;de santrifüj onları. Süspanse ES ESC-orta ve MEFS içeren kuyuların ekleyebilirsiniz hücreleri. ESC-ortam içinde kültür ES hücreleri kesişme noktası kadar ulaşır. </li></ol> * Bir kez ES hücreleri pasajlanmasını requ, izdiham olduğunu ulaştıbüyüme önlemek ve ES hücre kolonileri korumak için IRED. <ol start="5"><li> Pasajlanmasını için ES hücreleri hazırlayın. Aspiratif ESC-orta ve steril PBS ile bir kez yıkayın. </li><li> PBS aspire ve tripsin 500 ul ekleyin. 37 Proses 3,5 dak ° C. </li><li> ES hücre kolonilerinin yıkmak ve ESC-orta 500 ul ile nötralize etmek için birkaç kez aşağı Tripsin çözümü pipet ve. </li><li> İstediğiniz oranına göre Passage ES hücreleri, başka bir kuyuya örneğin transfer 33 ul önceki geçişi 1/30 MEFS hazırlanmıştır. ESC-Ortamda ES hücreleri koruyun. </li></ol> * 1/30 arasında bir geçiş alanı oranı, ES hücreleri 3 gün içinde izdiham ulaşmasını sağlar. Passage ES hücreleri in vitro farklılaşma zamanlamaya göre. 3. Çift Transgenik Embriyonik Kök Hücre Hatları ve Kardiyak progenitörlerinin İzolasyon ve Tohumluk in vitro farklılaşma olarak İlk olarak, followi hazırlamakNG ortamı ES hücrelerinin in vitro farklılaşması için gerekli süre: Adaptasyon-Orta: Iscove Modifiye Dulbecco Orta (IMDM),% 15 FBS ES hücre notu,% 1 NEAA,% 0,5 P / S,% 0.2 LIF, 0.0007% 2-ME Farklılaşma-Orta: IMDM,% 15 FBS Farklılaşma dereceli. % 1 NEAA,% 0.5 P / S, 0.1M Askorbik Asit, 0.35,% 0.0007% 2-ME <ol><li> ES hücreleri izdiham ulaştığınızda vitro farklılaşma başlayın. Steril% 0.1 GKD 2 O Jelatin ve 37 azından adsorbe 15 dakika izin ° C ile kaplayın 10 cm kültür tabaklarında </li></ol> * In vitro farklılaşma sürecinin süresi farkında olun. Kardiyak progenitörler izole edilebilir gelene kadar 8 gün sürer. Buna göre deney planlayın. <ol start="2"><li> Daha önce olduğu gibi Hasat ES hücreleri. Adsorpsiyon, aspirat aşırı Jelatin sonra ve hazırlanan kültür ES hücre süspansiyonu yaklaşık 1/3-1/2 ekleyinAdaptasyon-medium içeren yemekler. 2 gün boyunca kültür hücreleri. </li></ol> * Da deneylere göre uyarlanması için ES hücrelerinin miktarını belirleyin. <ol start="3"><li> Hasat 1 kullanarak PBS içeren 50 ml&#39;lik konik bir tüp içine ES hücreleri uyarlanmıştır. Tripsin 5 ml. 5 dakika boyunca 1000 rpm&#39;de disosiye ES hücreleri santrifüjleyin ve Farklılaşma-orta onları tekrar süspansiyon haline getirin. </li><li> Bir çok kanallı pipet kullanarak 15 cm kültür tabaklarında 10 ul damla başına yaklaşık 1,000 hücrelerin embriyoid organları (EBS) olun. 37 de 2.5 gün için damlacıkları asılı olarak kültür plakaları ve EBS Invert ° C. </li><li> 2.5 gün sonra, biri 37 bir ek 3.5 gün için Farklılaştırma, orta ve bunları kullanarak kültür içinde 6-8 ° C&#39;de 15 cm kültür tabaklarında bir havuz EBS </li><li> 3.5 gün sonra, 50 ml konik bir tüp içinde EBS toplamak ve bunları yaklaşık 5 dakika boyunca aşağıya doğru nüfuz etmesine izin. Süpernatant kadar Suck ve steril PBS ile EBS yıkayın. EBS yak için alt için tekrar batırmakoximately 5 dk. </li><li> 2 ile bunları işleyerek EBS çözerler. 37, bir su banyosu içinde 2 dakika süreyle, 5 ml tripsin ° C&#39;de yavaşça sallama tüpü. Ardından, 2 ekleyin. 5 Tripsin solüsyonu steril PBS ml ve 10 ml lik bir serolojik pipet ile hücre kümeleri yıkmak için yaklaşık 8-10 kat yukarı ve aşağı Pipeti. FACS tampon 10 ml% 7.5 PBS FBS ES hücre veya Farklılaşma dereceli ve% 0.01 DAPI içeren ile tripsin nötralize. </li><li> 5 dakika boyunca 1,000 rpm&#39;de santrifüje EBS ayrılmış ve FACS tamponu, yaklaşık 1 ml bunları tekrar süspansiyon. Bir 1 ml pipet ile hücre kümeleri yıkmak için yaklaşık 8-10 kat yukarı ve aşağı pipet. </li></ol> * Disosiye EBS tahmini miktarına göre FACS tampon ekleyin. Çok yüksek konsantre hücreler FACS sırasında yapışmasına neden olabilir ve çok düşük konsantre hücre gereksiz FACS zamanını uzatabilir. <ol start="9"><li> Elde etmek için 35 mikron hücre süzgecinden steril bir yuvarlak tabanlı tüp hücreleri aktarıntek bir hücre süspansiyonu. </li><li> Sıralama farklılaşmış ES hücreleri bir FACSAria Akış Sitometresi kullanarak ve CVP nüfus saflaştırılmış edinin. </li></ol> * Biz son derece saf renkli hücreler izole etmek için bir çok adım geçitleme strateji geliştirdi. Kısacası, biz Forward Scatter Genlik (FSC-A) ve Yana Saçılım Genlik (SSC-A) (Şekil 1A) üzerine ilk kapı. Bu bizi hücresel artıklardan bütün hücreler ayrı sağlar. Biz o zaman FSC-A ve Forward Scatter-Genişlik (FSC-W) (Şekil 1B) üzerine kapısı. Bu bize çiftler ve diğer hücresel büyüklükler hücre mayoları izole sağlar. Daha sonra SSC-A ve Yana Saçılım-Genişlik (SSC-W) (Şekil 1C) üzerindeki kapısı. Bu hücre, singlet saflığını artırır. Biz o DAPI üzerine kapısı cansız hücreleri (Şekil 1D) dan canlı hücreler (DAPI-negatif) ayırmak için boyama. Daha sonra Phycoeryhthrin Genlik (PE-A) ve PE-siyanin boya 7 Genlik (PE-Cy7-A) gerçek kırmızı-pozitif (R elde etmek için kapı + </&gt; sup) ve gerçek (R kırmızı-negatif -) hücreler ve autofluorescent kırmızı-negatif hücre (Şekil 1E) dışlamak için. R + ve R - bu popülasyonlar (Şekil 1F içinde hücreleri + - hücreleri Floresein izotiyosiyanat Genlik (FITC-A) ve PE-gerçek bir yeşil-pozitif (G +) ve gerçek (G) yeşil-negatif sıralamak için ayrı ayrı ardından Geçitli vardır 1G). Aşağıdaki gibi hücrelerin 4 popülasyonlarında Bu sonuçlar: R + G + R + G -, R - G + ve R - G - (Şekil 1H). <ol start="11"><li> 10 dakika için GKD 2 O içinde% 1 Pluronic F-127 ile micropatterned substratlar etkisizleştirmek. Sonra steril PBS ile 3x yıkayın. </li></ol> * Pluronic F-127 engelleyen hücre yapışması bir yüzey aktiftir. Bu micropatterned bölge için hücre yapışma kısıtlanmasının destekler. <ol start="12"><li> Desenli bölgenin etrafında PDMS contaları takınve sıkıca bastırın. Fibronektin micropatterned yüzeylere Sonra tohum CVP. </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>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının olmadığını beyan ederim.

Bu protokolde, biz onları hizalamak ve bir kardiyak miyosit benzeri çubuk şekil almaya izin verir ne kardiyojenik progenitörlerinin saflaştırılmış popülasyonları ayırmak ve micropatterned Fibronektin yüzeylerde tohum onları için bir yöntem sundu. Normal hücresel organizasyonu miyokard dokusunun özellikle normal doku fonksiyonu 8,10 için kritik öneme sahiptir. Kardiyak miyositlerin anizotropik hücre dizileri oluştururken geliştirilmiş mekanik 11,12 ve elektrofizyolojik özell...

Medikal tedavideki gelişmelere rağmen, ileri kalp yetmezliği gelişmiş dünyada mortalite ve morbiditenin önde gelen nedenidir. Klinik sendrom fonksiyonel miyokard doku kaybı ve etkilenen bireylerin metabolik ihtiyaçları karşılamak için başarısız kalp sonradan bir yetersizlik ortaya çıkar. Kalp sınırlı yenilenme kapasitesi olduğundan, otolog kalp nakli doğrudan kaybetti işlevsel kalp dokusu yenilenmesi hedefleniyor sadece mevcut klinik kabul tedavisidir. Donör kalpleri sınırlı sayıda ve uzun süreli immünosupresif tedavi için, bu tedavinin yaygın kullanılmasına engel ihtiyacı da dahil olmak üzere kalp nakli önemli sakıncaları. Sonuç olarak, tıbbi tedavi kalp hastalığı olan hastalar için tedavi dayanak noktası olmuştur. Ilaç geliştirilmesinde önemli bir meydan okuma doğru vitro normal ve hastalıklı miyokard fizyolojisi recapitulate hücresel testlerinin tanımlanmasıdır. <html> Kök hücre biyolojisi ve doku mühendisliği teknolojinin son yakınsama kardiyak rejenerasyon için yeni umut verici yollar yükseltir. Yenilenebilir bir hastaya özgü kaynak işlevsel miyokard dokusu oluşturuluyor alanında önemli bir ilerleme olacaktır. Bu ilaç geliştirme ve keşif için hastalığa spesifik hücresel testlerin geliştirilmesi için izin verecek ve kardiyak rejeneratif tıp için temellerini atacak. İnsan embriyonik kök (ES) hücreler ve, daha da önemlisi, insan kaynaklı pluripotent kök (iPS) hücreler ventriküler progenitör hücreler ve olgun ventriküler miyositlerin potansiyel yenilenebilir hastaya özgü kaynağı temsil eder. Stem hücre biyolojisi ve doku mühendisliği yöntemi kombinasyonu ilaç keşfi için veya ileri kalp yetmezliğinin tedavisi için kalp rejeneratif yaklaşımlar hücre testlerin geliştirilmesinde kullanılabilecek in vitro fonksiyonel kalp dokusu oluşturularak bu sorunu ortadan kaldırır. _content &quot;&gt; kardiyak rejenerasyon olarak merkezi bir meydan okuma optimal hücre tipinin belirlenmesi olmuştur. çeşitli kaynaklardan farklı multipotent kardiyojenik öncüleri keşfedilmiş olmasına rağmen hücrelerin geniş bir dizi, bununla birlikte, şimdiye kadar, bir hücre kimlik 1 incelenmiştir Böyle miyojenik hücre kaderinin bağlılık gibi kritik gereksinimlerini karşılayan kaynak, fonksiyonel miyokard dokusunun in vivo ya da in vitro ve kompozisyon genişletmek için kapasite bakım merkezi bir sorunu 2 olduğu kanıtlanmıştır. Biz daha önce bir çift transgenik fare sistemi nitelendirdiler Bu son derece in vitro farklılaşan ES hücrelerinin kararlı ventriküler öncü hücrelerden (CVP) popülasyonlarının saflaştırılmış izolasyon sağlar. Bu MEF2c geninin bir Isl1-bağımlı artırıcı madde kontrolü altında DsRed kırmızı flöresanlı protein ifade eden yeni bir çift transgenik fare oluşturulur ve denetimi altında geliştirilmiş bir yeşil floresan proteinkardiyak spesifik Nkx2.5 arttırıcı. Bu iki-renkli flüoresan raportör sistemi, MEF2c ve Nkx2.5 genlerin kendi ifade göre Flüoresans Aktif hücre sıralama (FACS) vasıtasıyla izole edilebilir, gelişmekte olan ES hücreleri geçen ilk ve ikinci kalp alan öncüllerinden esas alınmıştır. CVP kardiyak doku rejeneratif amaçlı büyük umut sunduklarıyla miyokard belirteçler ve yapısal ve işlevsel özellikleri, 3, ifade şekillerine göre kardiyak miyositler benzerler. Doku mühendisliği alanında birçok gelişmeler olmuştur rağmen, yerel hücresel mimarisini taklit önemli bir sorun olmaya devam etmektedir. Bu sorunu gidermek için geleneksel yöntemler Vitro hücreleri ile tohum, biyolojik veya sentetik iskeleleri bulunmaktadır. Hızla bozulması, sınırlı fiziksel ve mekanik stabilite ve düşük hücre yoğunluğu 1,4,5 gibi iskeleleri, dezavantajları bir dizi nedeniyle, iskele-az doku mühendisi çalışmışlardır. AltHough kalp hücrelerinin ekstrasellüler matriks proteinlerinin salgılanması ile kendi yerel mikroçevrede değiştirebilir, onlar ekstraselüler ipuçlarının yokluğunda çubuk şekilli kardiyak miyositler için kendilerini organize etmek için daha sınırlı bir kapasiteye sahiptir. Böylece, fonksiyonel miyokard dokusu oluşturmak için hücreleri uygun mekansal ve biyolojik ipuçları sağlayan bir şablon gereklidir. Mikrokontak baskı hassas hizalanmış fonksiyonel miyokard doku üretimi için önemli olan her hangi hücre şekli, organizasyon ve fonksiyonu 6-8, kontrol etmek için basit ve ucuz bir yöntem sağlayarak bu sorunu giderir. Bu, hassas kalıplar içinde PDMS substratlar üzerine hücre dışı matris proteinlerinin birikmesi sağlamak ve böylece mekansal olarak hücre yapışma etkiler 2 um ile 9 arasında değişen aşağı özelliği boyutlarına sahip Mikrodokulu polidimetilsiloksan (PDMS) mühür kullanımını kapsamaktadır. Bu yazıda, kök cel ile doku biyomühendislik teknolojisi birleştirmek teklifl biyoloji anizotropik fonksiyonel miyokard dokusu oluşturmak için. Buna göre, biz burada şu bizim son zamanlarda yayınlanan bir yaklaşım göstermektedir: (1) hizalanmış miyokard dokusu için bir şablon nesil için mikrokontak baskı ile PDMS yüzeylerde micropatterned protein yüzeylerin nesil (2) Şiddetle gelen kardiyak progenitörlerin saflaştırılmış izolasyonu ES hücreleri in vitro farklılaşan, ve (3) oluşturmak için iki tekniği kombinasyon fonksiyonel miyokardiyal doku hizalanır.

<table border="1"><tbody><tr><td> Malzeme Adı </td><td> Şirket </td><td> Katalog Numarası </td><td> Yorumlar </td></tr><tr><td> L-Askorbik Asit </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A4544 </td><td> GKD 2 O içinde 0.1M çözelti hazırlayın </td></tr><tr><td> Desikatör, Vakumlu 10 inç </td><td> Nova-Tech International, Inc </td><td> 55206 </td><td></td></tr><tr><td> 4 &#39;,6-Diamidino-2-fenilindol, dihidroklorür (DAPI) </td><td> Yaşam Teknolojileri </td><td> D1306 </td><td></td></tr><tr><td> Dulbecco Modifiye Eagle Ortamı </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> FACSAria II Akış Sitometresi </td><td> BD Biosciences </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Fetal Bovine SerumES hücre notu </td><td> İkizler Bio-Ürünler </td><td> 100-106 </td><td></td></tr><tr><td> Fetal Bovine Serum Farklılaşma dereceli </td><td> İkizler Bio-Ürünler </td><td> 100-500 </td><td></td></tr><tr><td> Sığır plazma fibronektin </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F4759 </td><td> GKD 2 O içinde 1 mg / ml &#39;çözünür </td></tr><tr><td> Fisherfinest Premium Kapak Cam 22x22mm </td><td> Fisher Scientific </td><td> 12-548-B </td><td></td></tr><tr><td> Domuz derisinden Jelatin </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G1890 </td><td> GKD 2 O% 0.1 çözeltisi hazırlayın </td></tr><tr><td> Headway Spin Kaplayıcı </td><td> Headway Research, Inc </td><td> PWM32-PS-CB15 </td><td></td></tr><tr><td> Iscove Modifiye Dulbecco Orta </td><td> Thermo Scientific </td><td> SH30228.01 </td><td></td></tr><tr><td> Lösemi İnhibitör Faktörün </td><td> ÖzLIF-salgılayan hücre hatları hazırlanmış </td><td></td><td> 500x stok solüsyonu hazırlayın </td></tr><tr><td> MEM Temel Olmayan Amino Asitler </td><td> Gibco </td><td> 11140-050 </td><td></td></tr><tr><td> 2-merkaptoetanol </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M6250 </td><td></td></tr><tr><td> Fare Embriyonik Fibroblast </td><td> Günde 12-15 fare embriyoları hasat </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Penisilin-Streptomisin </td><td> Gibco </td><td> 15140-122 </td><td></td></tr><tr><td> Pluronic F-127 </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> P2443 </td><td> GKD 2 O% 1 çözeltisi hazırlayın </td></tr><tr><td> Yuvarlak Dipli Tüp 35 mikron hücre süzgecinden ile </td><td> BD Biosciences </td><td> 352235 </td><td></td></tr><tr><td> SPI Plazma-Hazırlık II Plazma Temizleyici </td><td> SPI Malzemeleri </td><td> 11005-AB </td><td></td></tr><tr><td> Sylgard184 Silikon Elastomer Takımı </td><td> Dow Corning </td><td> 184 SIL ELAST TAKIMI 0.5KG </td><td></td></tr><tr><td> % 0.25 tripsin-EDTA </td><td> Gibco </td><td> 25200-056 </td><td></td></tr><tr><td> Vakum monometresi </td><td> SPI Malzemeleri </td><td> 11019-AB </td><td></td></tr></tbody></table>

generation of aligned functional myocardial tissue through microcontact printing

İleri kalp yetmezliği uygulanabilir ve / veya tamamen fonksiyonel kalp kası hücrelerinin kaybından kaynaklanan, büyük karşılanmamış klinik sorun teşkil etmektedir. Optimum ilaç tedavisine rağmen kalp yetersizliği gelişmiş dünyada morbidite ve mortalitenin önde gelen nedenidir temsil eder. Ilaç geliştirilmesinde önemli bir meydan okuma doğru vitro normal ve hastalıklı insan miyokard fizyolojisi recapitulate hücresel testlerinin tanımlanmasıdır. Aynı şekilde, rejeneratif kalp biyolojideki başlıca zorlukları klinik miktarlarda hasta-spesifik kardiyak progenitörlerin tespiti ve izolasyonu etrafında döner. Bu hücreler daha sonra böylece mekansal hücre yapışması kontrol geometrik ipuçları veren,. Mikrokontak baskı kalbinin yapısal organizasyonu benzer hassas micropatterned protein şekillerin oluşturulmasını sağlar yerli kalp dokusu mimarisi benzer fonksiyonel doku içine monte edilmelidir. Buradabiz çok in vitro, ekstrasellüler matriks proteinleri ile micropatterned hücre büyümesi yüzeylerin nesil ayırt pluripotent kök hücrelerinden miyokard hücreleri arıtılmış izolasyonu için bizim yaklaşımımız açıklamak ve anizotropik miyokard dokusu içine kök hücre kökenli kalp kası hücrelerinin montajı.

In vitro farklılaşan ES hücreleri içinde FACS saflaştırma soylarının dört farklı popülasyonlarının (Şekil 1) ortaya koymuştur. Micropatterned Fibronektin varlığı sürekli Fibronektin hatları (Şekil 2) arasında bir tam transfer gösterilen immün flüoresan mikroskopi ile teyit edilmiştir. G + popülasyonları - Fibronektin micropatterns üzerine FACS-izole progenitörlerinin Kaplama R + G + ve R parças?...

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

Hizalanmış miyokard doku nesil klinik açıdan yararlı amaçlar için kök hücre biyolojisi ile ilgili güncel gelişmeleri adapte için önemli bir gerekliliktir. Bu yazıda hücre şekli ve fonksiyonu hassas kontrolü için mikrokontak baskı yaklaşımı açıklar. Kardiyak progenitörler türetilmiş embriyonik kök hücre son derece saf popülasyonlarının kullanarak, biz sonra anizotropik fonksiyonel miyokard doku oluşturur.

Mikrokontak baskı sayesinde Bağlantısızlar Fonksiyonel Miyokard Doku Üretimi

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 Görüntüleme.  Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School. Hizalanmış miyokard doku nesil klinik açıdan yararlı amaçlar için kök hücre biyolojisi ile ilgili güncel gelişmeleri adapte için önemli bir gerekliliktir. Bu yazıda hücre şekli ve fonksiyonu hassas kontrolü için mikrokontak baskı yaklaşımı açıklar. Kardiyak progenitörler türetilmiş embriyonik kök hücre son derece saf popülasyonlarının kullanarak, biz sonra anizotropik fonksiyonel miyokard doku oluşturur.

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.

Miyokard Doku Mühendisliği Biyolojik Türetilmiş Enjektabl Malzeme imalatı

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

Biyomühendislik

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.

Üç boyutlu Mürekkep Püskürtmeli Baskı Teknolojisi Kullanımı İnsan Kıkırdak Doku Fabrikasyon

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.

Robotik Microcontact Baskı (R-μCP) kullanarak Karmaşık Kültürü Substratlar ve Sıralı nükleofilik Giren Fabricating

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.

Bir Fare Modeli Doku mühendisliği Kapların Üretimi ve Tırnak

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.

Üç-boyutlu Tam Kalınlığı Deri Üretimi Eşdeğer ve Otomatik Yaralama

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.

Astrocyte ağlar gelişimsel mekanizmaları özetlemek ve sinir sistemi yeniden oluşturma işlemi kolaylaştırmak için tasarlanmış üç boyutlu doku uyumlu

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.

Boru yapıları doku mühendisliği için Çekirdek / kabuk Baskı İskeleler

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.

3D Hücre Yüklü Pankreas Dokusu Yapıları Baskı için Pankreas Doku Türetilmiş Ekstrasellüler Matrix Bioink

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.

Fonksiyonel ve Polarize Safra Epitel Kistlerinin Oluşumu ve Kantitatif Karakterizasyonu

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.

Yüksek Verimli Mikroakışkan Cihaz Kullanarak Dinamik ÇevreSel Koşulların Üretilmesi

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