Yazarlar Prof. Paul Van Tassel ve Prof. Chinedum Osuji onların düşünceli konuşmaları ve malzeme bilimi uzmanlık için teşekkür etmek istiyorum. Bu iş için fon Dubinsky yeni girişimi Ödülü ve ulusal kurumları sağlık NIBIB BRPR01 EB16629-01A1 tarafından sağlandı.

Lütfen okuyun önceki tüm malzemelerin malzeme güvenlik veri sayfası (MSDS) ve tüm güvenlik önlemleri kullanır için kez.
1. çinko oksit iğneler sentezi
<ol>
	<li>0,04 M Zn (NO3)2250 mL hazırlamak * 6 H2O çözüm 2.9749 g çinko nitrat 250 mL su ekleyerek.</li>
	<li>1 M NaOH 150 mL 150 mL su için 6 g NaOH ekleyerek hazırlayın.</li>
	<li>Mineral yağ banyo karıştırıcı ile sıcak tabakta ayarlayın ve bir 500 mL yuvarlak alt şişesi yağ banyolu oda sıcaklığında içine daldırın.</li>
	<li>Zn (NO3)2250 mL ekleyin * 6 H2O balonun için ve reaksiyon karıştırmaya başlar.</li>
	<li>150 mL (beyaz çökelti kısaca formu ve iki çözüm karıştırmaya devam ederken kaybolduğunu) NaOH çözüm ekleyin. Heyecan için 2 h ortaya çıkardı.</li>
	<li>Şişeye 55-60 ° c ısı ve 24 saat için karıştırmaya devam.</li>
	<li>Isı kapatın ve çözüm için oda sıcaklığında karıştırma sırasında soğutmak izin verin.</li>
	<li>Çözüm Büchner huni ile 11 µm gözenek boyutu üzerinde filtre uygulamak ve kurumaya izin gecede, ortaya. Filtre kağıdı artık döktü çözümden ıslak ve beyaz bir toz huni delikleri üzerinden kurdu zaman parçacıkları tamamen kurutulur.</li>
	<li>ZnO iğneler toplamak ve elektron mikroskobu (SEM) taramak için iğne benzeri Morfoloji onaylamak için hazır olun. Kısaca, karbon teyp üzerine bir PIN saplama takma ve karbon teyp üzerine ZnO iğneler smear için metal bir spatula kullanın. 8 mm iridyum 22,4 g/cm3 yoğunluğu, paltoyla şaplatın ve 10, görüntüleri elde kV.</li>
</ol>
2. kurban çinko kaplama HCl için mikroskop slaytlarda ilavesi PEG sürümü indüklenen
<ol>
	<li>Çinko asetat çözüm 1.756 g çinko asetat 200 ml metanol çözülerek hazırlayın.</li>
	<li>Temiz 3 "x 1" düz mikroskop % 70 etanol ve tek kullanımlık mendil ile slaytlar. Hava için 10 dakikadır kuru sağlar.</li>
	<li>150 mm cam Petri kabına sıcak bir tabak üzerine yerleştirin ve 150-160 ° c Onceden</li>
	<li>Bir cam damlalıklı damlalıklı ampul ile kullanarak, cam slaytlar cımbız ve ceket slaytlar ile çinko asetat, slayt üzerinde dağınık ince bir tabaka oluşturan 5 damla uygulayarak tutun. Hisse senedi çözüm damla aşırı çözüm izin verin.</li>
	<li>Önceden ısıtılmış Petri kabına (150-160 ° C) slayt çinko kaplı asetat yüzü yukarı bakacak şekilde yerleştirin. Pinar 15 dakika bırakın.</li>
	<li>Cımbız ile slayt kaldırmak ve oda sıcaklığına kadar soğumasını bekleyin. Slayt beyaz çizgiler ile kaplı olması görünür.</li>
	<li>Önde gelen beyaz çizgileri kaldırmak için tek kullanımlık mendil kullanarak slaytlarda kalan herhangi bir fazla çinko kaldırın. Yüzeyi düzgün olmalıdır.</li>
	<li>Açığa hazır slaytlar için UV ışık Biyogüvenlik başlıklı kısırlık emin olmak en az 1 h için. Dikkat: UV ışık gözlere zararlı ve cildin maruz. Gözleri ya da deri doğrudan maruz önlemek ve elektrik kaynağını değil kullanırken açın.</li>
</ol>
3. silikon izolatörler hazırlanması
<ol>
	<li>Kesme silikon sayfasına kareler daha az 1 "x 1" (izolatörler bir 6-şey tabak içinde sığacak şekilde mümkün olmalıdır).</li>
	<li>Bir biyopsi yumruk ile 8-12 mm delikler karelerin ortasına.</li>
	<li>Otoklav silikon izolatörler için 20 dk 121.0 ° C ve 1.12 kg/cm.</li>
</ol>
4. PEG çözüm ve PEG jel sentez hazırlanması
Not: Functionalization ve PEG polimerizasyon edilmiş kapsamlı araştırdı ve daha önce bizim laboratuvar ve diğerleri tarafından ayrıntılı. 8 , 10 , 11 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17
<ol>
	<li>Acryloyl-PEG-NHS içinde 50 mM sodyum bikarbonat (pH 8,5) functionalization peptid akrilat yan, daha önce yapılmış bir biyokimyasal reaksiyon ile Amin terminus, etkinleştirmek için 1:1 molar oranında RGD hücre yapışkanlı peptid birleştirin % 85 verimliliği büyük verim ile karakterizedir. 17</li>
	<li>Fotoğraf-başlatıcı ile 1-vinil-2-pirolidon 300 mg/mL bir konsantrasyon, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone karıştırarak hazırlayın.</li>
	<li>In ayrı 1,5 mL tüpler, aşağıdaki dışarı tartmak: ZnO iğne 20 mg, PEG-DA 12.5 mg ve PEG-RGD 2.5 mg.</li>
	<li>ZnO iğne 20 mg % 10 FBS/PBS çözüm 270 µL içinde askıya alma; girdap karışımı (yaklaşık 15 s).</li>
	<li>Kısaca (&#60; 1 s) herhangi bir içeriği ZnO toplamları tüp üsse getirmek için benchtop mini santrifüj çözümde spin.</li>
	<li>250 µL toplamları tüp alt kısmında kalmasını sağlamak için ZnO çözüm tepesinden topluyoruz. PEG-DA ve PEG-RGD ile yaklaşık 2.5 mM RGD PEG çözüm oluşturmak için birleştirmek. Girdap karışımı (yaklaşık 15 s).</li>
	<li>Acetophenone/n-vinil pirolidon fotoğraf-başlatıcı ve kısa bir süre karıştırmak için girdap 2 µL ekleyin (yaklaşık 5 s).</li>
	<li>Polimer çözüm merkezi kaplı ZnO slaytların boyunca 20 µL ekleyin.</li>
	<li>Yavaşça indirin ZnO kaplama yüz ile üst ikinci bir slayt aşağı (PEG çözüm iki kaplı ZnO katmanlar arasında olmalı). Herhangi bir hava kabarcıklarının oluşumunu önlemek deneyin. Slaytlar Yanal Eksen Binbaşı herhangi bir kabarcıklar kaçmak için ve ince bir tabaka çözümü yaymak için izin vermek için hareket. Polimer çözüm içeren slaydı çoğunluğu kapsayacak. Slaytları sonraki adımda ayrı çekilebilir emin olmak için en iyi slayt ile hafif bir çıkıntı oluşturmak.</li>
	<li>Crosslink slaytları 15dk için 365 nm UV lamba (yaklaşık 10 mW/cm2) altında.</li>
</ol>
5. serbest bırakmak-in PEG cam slaytlardan jelleri
<ol>
	<li>Taşkın slayt ve el ile iki slayt ayrı sırayla yavaş bir hızda slaytları çatlama önlemek çekme basınç uygulayın. En az 5 min için kuru, veya bir gece jeller izin.</li>
	<li>Slayt bir steril 25 mm cam Petri kabına yerleştirin ve nazikçe bir slayda, yeterince sadece slayt (yaklaşık 10-20 mL) kullanacak 1 M HCl solüsyonu dökün. Yavaşça Petri kabına rock; jel kurban çinko kaplama ve iğneler HCl çözülür gibi slaytın dışına Asansör başlamalıdır. Jel slayttan özgür olduğunda, HCl geri stok solüsyonu dökün.</li>
	<li>Jel slayt ve jel batık kadar yavaşça yaklaşık 25 mL 1 x PBS Petri kabına dökerek durulayın.</li></ol>Dikkatle PBS bir atık konteyner içine dökün.
	<li>Yavaşça jel çözüm içinde yüzen kadar yaklaşık 25 mL 1 x PBS Petri kabına dökün.</li>
	<li>Cımbız kullanarak, dikkatle altında jel silikon izolatör slayt ve jel üstüne kaldırın.</li>
	<li>İzolatör ve jel steril 1 x PBS ile dolu bir 6-iyi çanak içine aktarın.</li>
	<li>Tüm jelleri slaytlardan kaldırıldı ve PBS içinde iliklerine kadar bu işlemi yineleyin. UV ışık kısırlık emin olmak en az 1 h için Biyogüvenlik Hood için hazırlanan jeller kullanır.</li>

6. tohum hücre Bilayers
<ol>
	<li>A549 hücreleri tohum için hazırlayın. Kısaca, bir 75 cm2 şişesi 5 mL 1 x PBS ile durulayın, 3 mL % 0.25 ekleyin tripsin-EDTA ve 37 ° C'de 2-3 dakika için oturup izin<ol>
		<li>Mekanik şişeye kışkırtmak, 3 mL Dulbecco'nın modifiye kartal orta % 10 fetal sığır serum ve % 1 penisilin-streptomisin ile ile reaksiyonu gidermek ve bir 15 mL konik şişesi toplamak. Tam Dulbecco'nın modifiye kartal medya bir ek 4 mL ile durulayın ve aynı konik toplamak. 475 x g 6 dk için hücreleri spin.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Hücreleri aşağı dönen iken, bir 6-şey plaka her şey için tam Dulbecco'nın modifiye kartal orta küçük bir damla ekleyin. Öyle ki jel medya teslimi dinleniyor silikon izolatörler jelleri ile yeni 6-şey plaka aktarmak için cımbız kullanın. Jelleri ince bir tabaka yayılır sonra büyük yeşil göze görünür olduğundan emin olmak için denetleyin. Bu hemen hücre kurutma ve jelleri çatlama önlemek için tohum önce yapılmalıdır.</li>
	<li>Dulbecco'nın modifiye kartal orta % 10 fetal sığır serum ve % 1 penisilin-streptomisin, 6 x 105 hücre/mL bir konsantrasyon ile hücrelerde resuspend. Bilge jel silikon membran dışarı delikli alanında bir Menisküs korumak çalışıyorum, ortasına hücre süspansiyon damla ekleyin. Hücreler için 4 h bağlı kalmak izin verir.</li>
	<li>4 h sonra Dulbecco'nın modifiye kartal tam orta 0.5 mL kuyuya ekleyin ve gecede 37 ° C'de tam yapışma için izin vermek için kuluçkaya.</li>
	<li>Ertesi gün, HUVECs hücre tohum için hazır olun.<ol>
		<li>75 cm2 şişesi 5 mL 1 X PBS ile durulayın, 3 mL % 0.25 ekleyin tripsin-EDTA ve 37 ° C'de 2-3 dakika için oturup izin</li>
		<li>Mekanik şişeye kışkırtmak, 3 mL % 20 fetal sığır serum, % 1 penisilin-streptomisin ve % 1 büyüme ek M199 medya ile reaksiyonu gidermek ve bir 15-mL konik toplamak.</li>
		<li>M199 komple medya 4 mL ile durulayın ve aynı konik toplamak. 475 x g 6 dk için hücreleri spin.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Hücreleri aşağı dönüyor olsa da, her şey yeni bir 6-şey plaka tam orta 199 küçük bir damla ekleyin. Yeni bir silikon izolatör medya merkezi silikon damla ile iyi bir yer.</li>
	<li>Cımbız kullanarak, dikkatle PEG jel izolatör üzerine A549 hücrelerle yeni 6-şey plaka destekleyen silikon izolatör çevir.</li>
	<li>6 x 105 hücre/mL konsantrasyonu HUVECs resuspend ve hücre süspansiyon çevrilen jel damla bilge, jel silikon membran dışarı delikli alanı içinde bir Menisküs korumak çalışan Merkezi ekler. Hücreler için 2 saat bağlı kalmak izin verir.</li>
	<li>2 h sonra yavaşça her şey için 2 mL M199 tam medya ekleyin.</li>
</ol>
7. ayirt
<ol>
	<li>Dikkatle jelleri manuel bir pipet ile medya kaldırmak ve nerede hücreleri seribaşı merkezine jel yaklaşık 500 µL % 4 paraformaldehyde (PFA) ekleyin. Oda sıcaklığında 30 dakika oturup bekleyin. Dikkat: PFA toksik bir kimyasaldır; koruma giymek ve işleme biyolojik Emanet dolabı yapılır olun.</li>
	<li>Dikkatle PFA kaldırın ve yaklaşık 500 µL % 2 BSA PBS içinde her jel için ekleyin. Oda sıcaklığında 1 h için oturup bekleyin.</li>
	<li>BSA dikkatli bir şekilde çıkarın. 1: %100 2 BSA PBS içinde içinde bir seyreltme, birincil antikorlar hazırlamak ve 500 µL her jel için ekleyin. Oda sıcaklığında 1 h için oturup bekleyin. Yavaşça 1 x PBS 500 µL ile yıkayın.<ol>
		<li>İkincil antikorlar ile aynı işlemi tekrarlayın. Kullanın antikorlar: 1) Anti-insan CD144 (VE-Cadherin) klon 16B1; 2) Anti-insan CD324 (E-Cadherin) klon 6714; 3) Anti-insan CD31 (PECAM-1) klon C-20; 4) anti-A549; 5) Anti-fare FITC; 6) Anti-keçi Alexa Fluor 647. F-aktin görselleştirmek için Phalloidin 500 µL ekleyin (10 µg/mL PBS) 20 dk için.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Dikkatle ikincil antikorlar veya phalloidin kaldırın ve DAPI 500 µL ekleyin (0.1 µg/mL) için 20 dk. dikkatle DAPI çözüm kaldırın ve böylece jelleri süspansiyon yavaşça 1,5 mL 1 x PBS her şey için ekleyin.<ol>
		<li>Cımbız ve silikon izolatörler kullanarak, bir jel bir cam slayt için transfer. Her jel hemen önce görüntüleme için bunu uygulayın ve jelleri PBS çözüm içine görüntüleme sonra değiştirin.</li>
		<li>Alternatif olarak, DAPI montaj orta kullanarak jelleri bağlayın. Tırnak cilası örnekleriyle de mühür, kurutma ve jöleyi çatlama önlemek için 2 gün içinde görüntüler elde etmek. Sorun giderme için tablo 1'e bakın.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Domogatskaya, A., Rodin, S., Tryggvason, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+diversity+of+laminins.">Functional diversity of laminins.</a> Annu Rev Cell Dev Biol. 28, 523-553 (2012).</li><li>Howat, W. J., Holmes, J. A., Holgate, S. T., Lackie, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basement+membrane+pores+in+human+bronchial+epithelium:+a+conduit+for+infiltrating+cells.">Basement membrane pores in human bronchial epithelium: a conduit for infiltrating cells.</a> Am J Pathol. 158, 673-680 (2001).</li><li>Lauridsen, H. M., Pober, J. S., Gonzalez, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+composite+model+of+the+human+postcapillary+venule+for+investigation+of+microvascular+leukocyte+recruitment.">A composite model of the human postcapillary venule for investigation of microvascular leukocyte recruitment.</a> FASEB J. 28, 1166-1180 (2014).</li><li>Mul, F. P., 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=Sequential+migration+of+neutrophils+across+monolayers+of+endothelial+and+epithelial+cells.">Sequential migration of neutrophils across monolayers of endothelial and epithelial cells.</a> J Leukoc Biol. 68, 529-537 (2000).</li><li>Hermanns, M. I., Unger, R. E., Kehe, K., Peters, K., Kirkpatrick, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lung+epithelial+cell+lines+in+coculture+with+human+pulmonary+microvascular+endothelial+cells:+development+of+an+alveolo-capillary+barrier+in+vitro.">Lung epithelial cell lines in coculture with human pulmonary microvascular endothelial cells: development of an alveolo-capillary barrier in vitro.</a> Lab Invest. 84, 736-752 (2004).</li><li>Birkness, K. 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=An+in+vitro+tissue+culture+bilayer+model+to+examine+early+events+in+Mycobacterium+tuberculosis+infection.">An in vitro tissue culture bilayer model to examine early events in Mycobacterium tuberculosis infection.</a> Infect Immun. 67, 653-658 (1999).</li><li>Wang, L., 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=Human+alveolar+epithelial+cells+attenuate+pulmonary+microvascular+endothelial+cell+permeability+under+septic+conditions.">Human alveolar epithelial cells attenuate pulmonary microvascular endothelial cell permeability under septic conditions.</a> PLoS One. 8, 55311 (2013).</li><li>Pellowe, A. S., Gonzalez, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+matrix+biomimicry+for+the+creation+of+investigational+and+therapeutic+devices.">Extracellular matrix biomimicry for the creation of investigational and therapeutic devices.</a> Wiley Interdiscip Rev Nanomed Nanobiotechnol. 8, 5-22 (2016).</li><li>Peyton, S. R., Raub, C. B., Keschrumrus, V. P., Putnam, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+poly(ethylene+glycol)+hydrogels+to+investigate+the+impact+of+ECM+chemistry+and+mechanics+on+smooth+muscle+cells.">The use of poly(ethylene glycol) hydrogels to investigate the impact of ECM chemistry and mechanics on smooth muscle cells.</a> Biomaterials. 27, 4881-4893 (2006).</li><li>West, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein-patterned+hydrogels:+Customized+cell+microenvironments.">Protein-patterned hydrogels: Customized cell microenvironments.</a> Nat Mater. 10, 727-729 (2011).</li><li>DeLong, S. A., Gobin, A. S., West, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Covalent+immobilization+of+RGDS+on+hydrogel+surfaces+to+direct+cell+alignment+and+migration.">Covalent immobilization of RGDS on hydrogel surfaces to direct cell alignment and migration.</a> J Control Release. 109, 139-148 (2005).</li><li>Engler, A. J., Sen, S., Sweeney, H. L., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix+elasticity+directs+stem+cell+lineage+specification.">Matrix elasticity directs stem cell lineage specification.</a> Cell. 126, 677-689 (2006).</li><li>Taite, L. 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=Bioactive+hydrogel+substrates:+probing+leukocyte+receptor-ligand+interactions+in+parallel+plate+flow+chamber+studies.">Bioactive hydrogel substrates: probing leukocyte receptor-ligand interactions in parallel plate flow chamber studies.</a> Ann Biomed Eng. 34, 1705-1711 (2006).</li><li>Lauridsen, H. M., Walker, B. J., Gonzalez, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemically-+and+mechanically-tunable+porated+polyethylene+glycol+gels+for+leukocyte+integrin+independent+and+dependent+chemotaxis.">Chemically- and mechanically-tunable porated polyethylene glycol gels for leukocyte integrin independent and dependent chemotaxis.</a> Technology. 02, 133-143 (2014).</li><li>DeLong, S. A., Moon, J. J., West, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Covalently+immobilized+gradients+of+bFGF+on+hydrogel+scaffolds+for+directed+cell+migration.">Covalently immobilized gradients of bFGF on hydrogel scaffolds for directed cell migration.</a> Biomaterials. 26, 3227-3234 (2005).</li><li>Lauridsen, H. M., Gonzalez, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomimetic,+ultrathin+and+elastic+hydrogels+regulate+human+neutrophil+extravasation+across+endothelial-pericyte+bilayers.">Biomimetic, ultrathin and elastic hydrogels regulate human neutrophil extravasation across endothelial-pericyte bilayers.</a> PLOS one. 12, 0171386-0171405 (2017).</li><li>Peters, E. B., Christoforou, N., Leong, K. W., Truskey, G. A., West, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(Ethylene+Glycol+Hydrogel+Scaffolds+Containing+Cell-Adhesive+and+Protease-Sensitive+Peptides+Support+Microvessel+Formation+by+Endothelial+Progenitor+Cells.">Poly(Ethylene Glycol Hydrogel Scaffolds Containing Cell-Adhesive and Protease-Sensitive Peptides Support Microvessel Formation by Endothelial Progenitor Cells.</a> Cellular and Molecular Bioengineering. 9, 38-54 (2016).</li><li>Schwartz, M. P., 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=A+synthetic+strategy+for+mimicking+the+extracellular+matrix+provides+new+insight+about+tumor+cell+migration.">A synthetic strategy for mimicking the extracellular matrix provides new insight about tumor cell migration.</a> Integr Biol (Camb). 2, 32-40 (2010).</li><li>Booth, A. 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=Acellular+normal+and+fibrotic+human+lung+matrices+as+a+culture+system+for+in+vitro+investigation.">Acellular normal and fibrotic human lung matrices as a culture system for in vitro investigation.</a> Am J Respir Crit Care Med. 186, 866-876 (2012).</li><li>Kalluri, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Basement+membranes:+structure,+assembly+and+role+in+tumour+angiogenesis.">Basement membranes: structure, assembly and role in tumour angiogenesis.</a> Nat Rev Cancer. 3, 422-433 (2003).</li><li>Roudsari, L. C., Keffs, S. E., Witt, A. S., Gill, B. J., West, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+3D+Poly(ethylene+glycol)-based+Tumor+Angiogenesis+Model+to+Study+the+Influence+of+Vascular+Cells+on+Lung+Tumor+Cell+Behavior.">A 3D Poly(ethylene glycol)-based Tumor Angiogenesis Model to Study the Influence of Vascular Cells on Lung Tumor Cell Behavior.</a> Scientific Reports. 6, 1-15 (2016).</li><li>Bermudez, L. E., Sangari, F. J., Kolonoski, P., Petrofsky, M., Goodman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+efficiency+of+the+translocation+of+Mycobacterium+tuberculosis+across+a+bilayer+of+epithelial+and+endothelial+cells+as+a+model+of+the+alveolar+wall+is+a+consequence+of+transport+within+mononuclear+phagocytes+and+invasion+of+alveolar+epithelial+cells.">The efficiency of the translocation of Mycobacterium tuberculosis across a bilayer of epithelial and endothelial cells as a model of the alveolar wall is a consequence of transport within mononuclear phagocytes and invasion of alveolar epithelial cells.</a> Infect Immun. 70, 140-146 (2002).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Burada ayrıntılı iletişim kuralı bir biomimetic BM iskele hizmet etmek için ayarlanabilir bir PEG hidrojel oluşturmak için bize izin verdi. Özellikle, değişen PEG moleküler ağırlıkları, peptid konjugasyon stratejileri ve çinko oksit Mikrokristalin yapıları veya konsantrasyonları, elastik modülü tarafından biyokimyasal özellikleri ve gözenekli yapısı hydrogels, anılan sıraya göre değiştirilebilir. Ultrathin PEG iskele yüksek gözenek yoğunluklu ve in vivo içinde Bodrum standart ...

Hücre dışı matrisler (ECM) hücre ek destek ve farklı hücre tipleri arasındaki engelleri olarak hizmet ve karmaşık doku ve organların bir unsuru olan protein iskele kadar olun. İnterstisyel bağ dokusu aksine, membran (BM) doku bölmeleri birbirinden ayırmak için bir bariyer görevi görür ECM, özel bir türüdür. BMs yaklaşık 100 µm kalın ve bu nedenle iki tarafında hücreler arasında doğrudan ve dolaylı iletişim için izin. İki ortak BMs vasküler BMs, mikrovasküler duvar perisitlerden ve endotel hücreleri arasında bulunan ve endotel ve epitel hücreleri arasında bulunan hava yolu BMs örnekleridir. BMs kullanımında önemli bir rol hücre işlevi, hücre polarite ve göç gibi düzenleyen, sağlık ve hastalık. 1 kompozisyon, sertlik, Mimarlık ve BMs porozite farklı fizyolojik fonksiyonları kolaylaştırmak için organ sistemleri arasında değişir. Örneğin, BM gözenekleri bağışıklık hücreleri enfeksiyon sırasında geçiş sırasında iltihap veya bakteri ve hücre-hücre iletişim, çözünür molekül difüzyon, bakımı için önemlidir. Havayolları, gözenekleri BM, tam kalınlığı 0,75 3,86 µm.2 ' ye kadar çeşitli çaplarda span
BM ince doğası ne kadar hücre tipleri fiziksel olarak birbirinden ayrılır, parakrin ve iletişim aracılı sinyalleşme ile hücreler arası iletişim korunur sağlar. Böylece, insan hastalık in vitro çalışma araştırmacılar kültür hücresel bilayers gözenekli geçirgen destek ekler üzerinde yararlanmıştır. 3 bu modellerin sağlık ve hastalık bir rol oynar hücresel iletişim anlamak için kritik olmuştur. 3 , 4 , 5 , 6 , 7 geçirgen destek ekler nasıl hücre-hücre sinyallemesi lökosit işe alım ve bakteriyel infiltrasyon gibi fizyolojik süreçleri düzenleyen anlamak için temel gereksinimlerini karşılamak; Ancak ekler önemli kısıtlamalar sahip ve insan BM. Permeable destek taklit etmek başarısız ekler eksikliği mekanik ve biyokimyasal ayar ve basit gözenekli yapısı düzensiz gözenekler oluşturur lifli yapısı taklit değil BMs tipik. Bu nedenle, hücresel etkileyen yerel BM özellikler yeniden oluşturabilirsiniz tunable sistemler için büyüyen bir ihtiyaç vardır.
Polimer esaslı yüzeylerde biomimetic daha yakından in vivo ortamda taklit eden bir bağlamda hücresel bilayers çalışmaya BMs gelişimi için ideal adaylardır. 8 , 9 , 10 , 11 , 12 polimerler mekanik olarak ayarlanabilir ve kimyasal olarak biomimetic peptid parçaları. dahil etmek için değiştirilebilir 11 , 12 , 13 bioinert polimer polietilen glikol (PEG) biomimetic BMs oluşturmak için kullanılabilir ve son çalışma mekanik olarak ayarlanabilir PEG arginin-glisin-aspartik asit (RGD) jeller hücre büyümesini desteklemek gözenekli ağları ile sentezi ayrıntılı ve inflamatuar hücre kemotaksis. 14 PEG tabanlı yayınlandı, ancak bir insan ECM daha gerçekçi bir model daha geçirgen destekler yüzeylerde sağlanan, bu modellerin çoğu son derece kalın, hücre-hücre ile bilayer kültürler oluşturma yeteneği sınırlar kabaca 775 µm derinliğe kişiler. 14
Burada, bu çok geçerli hücre bilayer kültür teknolojileri sınırlamalar üstesinden gelir bir PEG polimer esaslı BM taklit oluşturulması için bir iletişim kuralı mevcut. Polimer sentezi ve sonradan ortaya çıkan ve seçmeli olarak kaldırılır crosslinking sırasında içine çinko oksit, Mikrokristalin üretim, üretim için yaygın olarak kullanılan bir malzeme içerir bir şablon oluşturma yöntem geliştirdik elde edilen toplu polimer. Bu işlemi insan BMs dolambaçlı ve birbirine bağlı gözenek ağının taklit rasgele gözenekli bir ağ oluşturur. Ayrıca, gözeneklilik boyutunu ve şeklini çinko oksit microcrystals tepki stoichiometry değişikliği sırasında iğne üretim yolu ile değiştirerek değiştirilebilir. Burada geliştirilen teknik insan BM. son olarak, mekanik, gözeneklilik kalınlığı taklit eden bir ultrathin hidrojel oluşturur ve bu BM benzeri yapıları biyokimyasal bileşimi çoğu bir microenvironment oluşturmak için kolayca değiştirilebilir Bu görüldü vivo içindebenzer.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:737px;" width="738">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">1M Hydrogel Chloride (HCl)</td>
			<td style="width:117px;">EMD</td>
			<td style="width:119px;">HX0603-75 2.5L</td>
			<td style="width:167px;">Sterile. Use in fume hood with eye protection and gloves.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:335px;">1X PBS</td>
			<td style="width:117px;">Gibco</td>
			<td style="width:119px;">14040-133 500 mL</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:335px;">Zinc Nitrate Hexahydrate (Zn(NO3)2&#8226;6H2O)</td>
			<td style="width:117px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">228737-500g</td>
			<td>Use with eye protection and gloves.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:335px;">Sodium Hydroxide (NaOH)</td>
			<td style="width:117px;">Macron Chemicals</td>
			<td style="width:119px;">278408-500g</td>
			<td>Use with eye protection and gloves.</td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:335px;">Zinc Acetate Dihydrate ((CH3O2)2Zn2+&#8226;2H2O)</td>
			<td style="width:117px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">AC45180010 1 kg</td>
			<td>Use with eye protection and gloves.</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:335px;">Methanol (CH3OH)</td>
			<td style="width:117px;">J.T. Baker</td>
			<td style="width:119px;">9070-05 4L</td>
			<td>Use in fume hood with eye protection and gloves.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">VWR Life Science Seradigm Premium Grade FBS</td>
			<td style="width:117px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">97068-085</td>
			<td>Sterile filter. 5 mL FBS in 45 mL PBS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Mineral oil</td>
			<td style="width:117px;">CVS&#160;</td>
			<td style="width:119px;">PLD-B280B</td>
			<td>None</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Round bottom flask</td>
			<td style="width:117px;">ChemGlass</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Thermometer</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Stir bar</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:335px;">Plain precleaned microscope slides 3&#34;x1&#34;x1&#34; mm thick</td>
			<td style="width:117px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:119px;">420-004T</td>
			<td>Spray with ethanol and let dry prior to use.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Glass pasteur pipets</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">1 mL rubber bulbs</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Plastic 100 mm petri dishes</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Sterile forceps</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Silicone isolators</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>0.8 mm thick</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Polydimethylsiloxane (PDMS) punches</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Glass bottles</td>
			<td style="width:117px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">6 well plates</td>
			<td style="width:117px;">Cellstar</td>
			<td style="width:119px;">657 160</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Filter Paper</td>
			<td style="width:117px;">Whatman</td>
			<td align="right" style="width:119px;">8519</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Stirrer-hot plate</td>
			<td style="width:117px;">VWR Dya-Dual</td>
			<td style="width:119px;">12620-970</td>
			<td>Use with eye protection and gloves.</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:46px;width:335px;">2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone (C6H5COC(OCH3)2C6H5</td>
			<td style="width:117px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">24650-42-8</td>
			<td>Use with eye protection and gloves.</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">1-Vinyl-2-pyrrolidone (C6H9NO)</td>
			<td style="width:117px;">Aldrich</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Use with eye protection and gloves.</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:46px;width:335px;">Polyethylene Glycol 10,000 (H(OCH2CH2)10,000OH)</td>
			<td style="width:117px;">Fluka</td>
			<td style="width:119px;">81280-1kg</td>
			<td>Use with eye protection and gloves.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">RGDS</td>
			<td style="width:117px;">Life Tein</td>
			<td align="right" style="width:119px;">180190</td>
			<td>Use with eye protection and gloves.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Blak-Ray long wave UV lamp</td>
			<td style="width:117px;">UVP</td>
			<td style="width:119px;">Model B 100AP</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:335px;">Eppendorf tubes</td>
			<td style="width:117px;">USA Scientific</td>
			<td style="width:119px;">1615-5500</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

ultrathin porated elastic hydrogels as a biomimetic basement membrane for dual cell culture

Membran sertlik, kompozisyon, Mimarlık ve porozite değişebilir hücresel bilayers önemli bir bileşenidir. Epitel endotel bilayers in vitro çalışmalar geleneksel bilayer kültür etkinleştirmek geçirgen destek modellerde yararlanmıştır ancak geçirgen destekler yeteneklerini insan Bodrum membranlar çeşitliliği çoğaltmak için sınırlı. Buna ek olarak, kimyasal sentez gerektiren hidrojel modelleri son derece ayarlanabilir ve malzeme sertlik ve biyokimyasal bileşimi biomimetic peptidler veya proteinler birleşme yoluyla değişiklikler için izin. Ancak, onlar gözenekleri hücre-hücre rehber ve fonksiyonel vitro geçiş çalışmaları için eksikliği nedeniyle geleneksel hidrojel modelleri işlevleri sınırlıdır. Buna ek olarak, geleneksel hydrogels kalınlığı nedeniyle, hydrogels tüm kalınlığı span gözenekleri birleşme zor olmuştur. Bu da çalışmanın, biz poly-(ethylene-glycol) (PEG) hydrogels ve roman çinko oksit şablon oluşturma yöntemi biomimetic hydrogels önceki eksikliklerini gidermek için kullanın. Sonuç olarak, biz Konfluent hücresel bilayers kültür değişken gözenek mimarileri, mekanik özellikleri ve biyokimyasal kompozisyonu ile özelleştirilebilir bir iskele izin verir bir ultrathin, membran benzeri hidrojel mevcut.

PEG-RGD hydrogels polimer çözüm iki kurban çinko oksit tabakalar arasında sandviç ve çinko oksit iğnelerle gözenek şablonları oluşturma tarafından kuruldu. Kurban çinko oksit bileşenleri sonra ultrathin PEG hydrogels sürekli gözenekli (şekil 1) üreten hidroklorik asitle çıkarıldı. Çinko oksit iğneler morfolojisi elektron mikroskobu (SEM) tarama tarafından doğrulandı ve ortalama uzunluğu ve genişliği 3,92 ± 0.089 µm ve 0.43 ± ...

Watch this Scientific Journal Video about Ultrathin Porated Elastic Hydrogels As a Biomimetic Basement Membrane for Dual Cell Culture at JoVE.com

Ultrathin Porated Elastic Hydrogels As a Biomimetic Basement Membrane for Dual Cell Culture

Geçerli bilayer kültür modelleri içinde vivo microenvironments taklit fonksiyonel vitro çalışmalar için izin vermez. Polietilen glikol ve çinko oksit şablon oluşturma yöntemi kullanarak, bu iletişim kuralını geliştirme, bir ultrathin biomimetic membran tunable sertlik, porozite ve yakından vivo içinde taklit eden biyokimyasal kompozisyonu ile açıklanır hücre dışı matrisler.

Kültür Ultrathin Porated elastik Hydrogels bir Biomimetic membran için çift olarak hücre

The basement membrane is a critical component of cellular bilayers that can vary in stiffness, composition, architecture, and porosity. In vitro studies ...

ultrathin-porated-elastic-hydrogels-as-biomimetic-basement-membrane

Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.7K Görüntüleme.  Yale University. Geçerli bilayer kültür modelleri içinde vivo microenvironments taklit fonksiyonel vitro çalışmalar için izin vermez. Polietilen glikol ve çinko oksit şablon oluşturma yöntemi kullanarak, bu iletişim kuralını geliştirme, bir ultrathin biomimetic membran tunable sertlik, porozite ve yakından vivo içinde taklit eden biyokimyasal kompozisyonu ile açıklanır hücre dışı matrisler.

Video: Ultrathin Porated Elastic Hydrogels As a Biomimetic Basement Membrane for Dual Cell Culture

Microfabricated Platforms for Mechanically Dynamic Cell Culture

The ability to systematically probe in vitro cellular response to combinations of mechanobiological stimuli for tissue engineering, drug discovery or fundamental cell biology studies is limited by current bioreactor technologies, which cannot simultaneously apply a variety of mechanical stimuli to cultured cells. In order to address this issue, we have developed a series of microfabricated platforms designed to screen for the effects of mechanical stimuli in a high-throughput format. In this protocol, we demonstrate the fabrication of a microactuator array of vertically displaced posts on which the technology is based, and further demonstrate how this base technology can be modified to conduct high-throughput mechanically dynamic cell culture in both two-dimensional and three-dimensional culture paradigms.

In this protocol, we demonstrate the fabrication of a microactuator array of vertically displaced posts on which the technology is based, and how this base technology can be modified to conduct high-throughput mechanically dynamic cell culture in both two-dimensional and three-dimensional culture paradigms.

Mekanik Dinamik Hücre Kültürü için Microfabricated platformlar

The ability to systematically probe in vitro cellular response to combinations of mechanobiological stimuli for tissue engineering, drug discovery or ...

Biyomühendislik

Alginate Hydrogels for Three-Dimensional Organ Culture of Ovaries and Oviducts

Ovarian cancer is the fifth leading cause of cancer deaths in women and has a 63% mortality rate in the United States1. The cell type of origin for ovarian cancers is still in question and might be either the ovarian surface epithelium (OSE) or the distal epithelium of the fallopian tube fimbriae2,3. Culturing the normal cells as a primary culture in vitro will enable scientists to model specific changes that might lead to ovarian cancer in the distinct epithelium, thereby definitively determining the cell type of origin. This will allow development of more accurate biomarkers, animal models with tissue-specific gene changes, and better prevention strategies targeted to this disease.
Maintaining normal cells in alginate hydrogels promotes short term in vitro culture of cells in their three-dimensional context and permits introduction of plasmid DNA, siRNA, and small molecules. By culturing organs in pieces that are derived from strategic cuts using a scalpel, several cultures from a single organ can be generated, increasing the number of experiments from a single animal. These cuts model aspects of ovulation leading to proliferation of the OSE, which is associated with ovarian cancer formation. Cell types such as the OSE that do not grow well on plastic surfaces can be cultured using this method and facilitate investigation into normal cellular processes or the earliest events in cancer formation4.
Alginate hydrogels can be used to support the growth of many types of tissues5. Alginate is a linear polysaccharide composed of repeating units of &beta;-D-mannuronic acid and &alpha;-L-guluronic acid that can be crosslinked with calcium ions, resulting in a gentle gelling action that does not damage tissues6,7. Like other three-dimensional cell culture matrices such as Matrigel, alginate provides mechanical support for tissues; however, proteins are not reactive with the alginate matrix, and therefore alginate functions as a synthetic extracellular matrix that does not initiate cell signaling5. The alginate hydrogel floats in standard cell culture medium and supports the architecture of the tissue growth in vitro.
A method is presented for the preparation, separation, and embedding of ovarian and oviductal organ pieces into alginate hydrogels, which can be maintained in culture for up to two weeks. The enzymatic release of cells for analysis of proteins and RNA samples from the organ culture is also described. Finally, the growth of primary cell types is possible without genetic immortalization from mice and permits investigators to use knockout and transgenic mice.

Culture of normal cells in their three-dimensional context represents an alternative method to study early events required for cellular transformation and tumorigenesis. This method is used to grow normal ovarian and oviductal cells to study early events in ovarian cancer formation.

Yumurtalıklar ve fallop borularında Üç Boyutlu Organ Kültür Aljinatta Hidrojeller

Ovarian cancer is the fifth leading cause of cancer deaths in women and has a 63% mortality rate in the United States1. The cell type of origin for ...

Shape Memory Polymers for Active Cell Culture

Shape memory polymers (SMPs) are a class of "smart" materials that have the ability to change from a fixed, temporary shape to a pre-determined permanent shape upon the application of a stimulus such as heat1-5. In a typical shape memory cycle, the SMP is first deformed at an elevated temperature that is higher than its transition temperature, Ttrans [either the melting temperature (Tm) or the glass transition temperature (Tg)]. The deformation is elastic in nature and mainly leads to a reduction in conformational entropy of the constituent network chains (following the rubber elasticity theory). The deformed SMP is then cooled to a temperature below its Ttrans while maintaining the external strain or stress constant. During cooling, the material transitions to a more rigid state (semi-crystalline or glassy), which kinetically traps or "freezes" the material in this low-entropy state leading to macroscopic shape fixing. Shape recovery is triggered by continuously heating the material through Ttrans under a stress-free (unconstrained) condition. By allowing the network chains (with regained mobility) to relax to their thermodynamically favored, maximal-entropy state, the material changes from the temporary shape to the permanent shape.
Cells are capable of surveying the mechanical properties of their surrounding environment6. The mechanisms through which mechanical interactions between cells and their physical environment control cell behavior are areas of active research. Substrates of defined topography have emerged as powerful tools in the investigation of these mechanisms. Mesoscale, microscale, and nanoscale patterns of substrate topography have been shown to direct cell alignment, cell adhesion, and cell traction forces7-14. These findings have underscored the potential for substrate topography to control and assay the mechanical interactions between cells and their physical environment during cell culture, but the substrates used to date have generally been passive and could not be programmed to change significantly during culture. This physical stasis has limited the potential of topographic substrates to control cells in culture.
Here, active cell culture (ACC) SMP substrates are introduced that employ surface shape memory to provide programmed control of substrate topography and deformation. These substrates demonstrate the ability to transition from a temporary grooved topography to a second, nearly flat memorized topography. This change in topography can be used to control cell behavior under standard cell culture conditions.

A method for developing cell culture substrates with the ability to change topography during culture is described. The method makes use of smart materials known as shape memory polymers that have the ability to memorize a permanent shape. This concept is adaptable to a wide range of materials and applications.

Aktif Hücre Kültürü Şekil Bellek Polimerler

Shape memory polymers (SMPs) are a class of "smart" materials that have the ability to change from a fixed, temporary shape to a pre-determined permanent ...

Rotating Cell Culture Systems for Human Cell Culture: Human Trophoblast Cells as a Model

The field of human trophoblast research aids in understanding the complex environment established during placentation. Due to the nature of these studies, human in vivo experimentation is impossible. A combination of primary cultures, explant cultures and trophoblast cell lines1 support our understanding of invasion of the uterine wall2 and remodeling of uterine spiral arteries3,4 by extravillous trophoblast cells (EVTs), which is required for successful establishment of pregnancy. Despite the wealth of knowledge gleaned from such models, it is accepted that in vitro cell culture models using EVT-like cell lines display altered cellular properties when compared to their in vivo counterparts5,6. Cells cultured in the rotating cell culture system (RCCS) display morphological, phenotypic, and functional properties of EVT-like cell lines that more closely mimic differentiating in utero EVTs, with increased expression of genes mediating invasion (e.g. matrix metalloproteinases (MMPs)) and trophoblast differentiation7,8,9. The Saint Georges Hospital Placental cell Line-4 (SGHPL-4) (kindly donated by Dr. Guy Whitley and Dr. Judith Cartwright) is an EVT-like cell line that was used for testing in the RCCS.
The design of the RCCS culture vessel is based on the principle that organs and tissues function in a three-dimensional (3-D) environment. Due to the dynamic culture conditions in the vessel, including conditions of physiologically relevant shear, cells grown in three dimensions form aggregates based on natural cellular affinities and differentiate into organotypic tissue-like assemblies10,11,12 . The maintenance of a fluid orbit provides a low-shear, low-turbulence environment similar to conditions found in vivo. Sedimentation of the cultured cells is countered by adjusting the rotation speed of the RCCS to ensure a constant free-fall of cells. Gas exchange occurs through a permeable hydrophobic membrane located on the back of the bioreactor. Like their parental tissue in vivo, RCCS-grown cells are able to respond to chemical and molecular gradients in three dimensions (i.e. at their apical, basal, and lateral surfaces) because they are cultured on the surface of porous microcarrier beads. When grown as two-dimensional monolayers on impermeable surfaces like plastic, cells are deprived of this important communication at their basal surface. Consequently, the spatial constraints imposed by the environment profoundly affect how cells sense and decode signals from the surrounding microenvironment, thus implying an important role for the 3-D milieu13.
We have used the RCCS to engineer biologically meaningful 3-D models of various human epithelial tissues7,14,15,16. Indeed, many previous reports have demonstrated that cells cultured in the RCCS can assume physiologically relevant phenotypes that have not been possible with other models10,17-21. In summary, culture in the RCCS represents an easy, reproducible, high-throughput platform that provides large numbers of differentiated cells that are amenable to a variety of experimental manipulations. 
In the following protocol, using EVTs as an example, we clearly describe the steps required to three-dimensionally culture adherent cells in the RCCS.

Traditional, two dimensional cell culture techniques often result in altered characteristics with respect to differentiation markers, cytokines and growth factors. Three-dimensional cell culture in the rotating cell culture system (RCCS) reestablishes expression of many of these factors as shown here with an extravillous trophoblast cell line.

İnsan Hücre Kültürü Döner Hücre Kültür Sistemleri: Bir Model Olarak İnsan trofoblast Hücreleri

The field of human trophoblast research aids in  understanding the complex environment established during placentation. Due to the  nature of these ...

Three-dimensional Biomimetic Technology: Novel Biorubber Creates Defined Micro- and Macro-scale Architectures in Collagen Hydrogels

Tissue scaffolds play a crucial role in the tissue regeneration process. The ideal scaffold must fulfill several requirements such as having proper composition, targeted modulus, and well-defined architectural features. Biomaterials that recapitulate the intrinsic architecture of in vivo tissue are vital for studying diseases as well as to facilitate the regeneration of lost and malformed soft tissue. A novel biofabrication technique was developed which combines state of the art imaging, three-dimensional (3D) printing, and selective enzymatic activity to create a new generation of biomaterials for research and clinical application. The developed material, Bovine Serum Albumin rubber, is reaction injected into a mold that upholds specific geometrical features. This sacrificial material allows the adequate transfer of architectural features to a natural scaffold material. The prototype consists of a 3D collagen scaffold with 4 and 3 mm channels that represent a branched architecture. This paper emphasizes the use of this biofabrication technique for the generation of natural constructs. This protocol utilizes a computer-aided software (CAD) to manufacture a solid mold which will be reaction injected with BSA rubber followed by the enzymatic digestion of the rubber, leaving its architectural features within the scaffold material.

An innovative biofabrication technique was developed to engineer three-dimensional constructs that resemble the architectural features, components, and mechanical properties of in vivo tissue. This technique features a newly developed sacrificial material, BSA rubber, which transfers detailed spatial features, reproducing the in vivo architectures of a wide variety of tissues.

Üç boyutlu Biyomimetik Teknoloji: Roman Biorubber Kollajen Hidrojeller içinde Mikro ve Makro ölçekli Mimarileri Tanımlı oluşturur

Tissue scaffolds play a crucial role in the tissue regeneration process. The ideal scaffold must fulfill several requirements such as having proper ...

The Synthesis of RGD-functionalized Hydrogels as a Tool for Therapeutic Applications

The use of polymers as biomaterials has provided significant advantages in therapeutic applications. In particular, the possibility to modify and functionalize polymer chains with compounds that are able to improve biocompatibility, mechanical properties, or cell viability allows the design of novel materials to meet new challenges in the biomedical field. With the polymer functionalization strategies, click chemistry is a powerful tool to improve cell-compatibility and drug delivery properties of polymeric devices. Similarly, the fundamental need of biomedicine to use sterile tools to avoid potential adverse-side effects, such as toxicity or contamination of the biological environment, gives rise to increasing interest in the microwave-assisted strategy.
The combination of click chemistry and the microwave-assisted method is suitable to produce biocompatible hydrogels with desired functionalities and improved performances in biomedical applications. This work aims to synthesize RGD-functionalized hydrogels. RGD (arginylglycylaspartic acid) is a tripeptide that can mimic cell adhesion proteins and bind to cell-surface receptors, creating a hospitable microenvironment for cells within the 3D polymeric network of the hydrogels. RGD functionalization occurs through Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition. Some PAA carboxyl groups are modified with an alkyne moiety, whereas RGD is functionalized with azido acid as the terminal residue of the peptide sequence. Finally, both products are used in a copper catalyzed click reaction to permanently link the peptide to PAA. This modified polymer is used with carbomer, agarose and polyethylene glycol (PEG) to synthesize a hydrogel matrix. The 3D structure is formed due to an esterification reaction involving carboxyl groups from PAA and carbomer and hydroxyl groups from agarose and PEG through microwave-assisted polycondensation. The efficiency of the gelation mechanism ensures a high degree of RGD functionalization. In addition, the procedure to load therapeutic compounds or biological tools within this functionalized network is very simple and reproducible.

We present a protocol for the synthesis of RGD-functionalized hydrogels as devices for cell and drug delivery. The procedure involves copper catalyzed alkyne-azide cycloaddition (CuAAC) between alkyne-modified polyacrylic acid (PAA) and a RGD-azide derivative. The hydrogels are formed using microwave-assisted polycondensation and their physicochemical properties are investigated.

Tedavi Uygulamaları için bir alet olarak RGD-fonksiyonelleştirilmiş Hidrojeller Sentezi

The use of polymers as biomaterials has provided significant advantages in therapeutic applications. In particular, the possibility to modify and ...

Light-mediated Formation and Patterning of Hydrogels for Cell Culture Applications

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In particular, light-mediated click reactions, such as photoinitiated thiol&#8722;ene and thiol&#8722;yne reactions, afford spatiotemporal control over material properties and allow the design of systems with a high degree of user-directed property control. Fabrication and modification of hydrogel-based biomaterials using the precision afforded by light and the versatility offered by these thiol&#8722;X photoclick chemistries are of growing interest, particularly for the culture of cells within well-defined, biomimetic microenvironments. Here, we describe methods for the photoencapsulation of cells and subsequent photopatterning of biochemical cues within hydrogel matrices using versatile and modular building blocks polymerized by a thiol&#8722;ene photoclick reaction. Specifically, an approach is presented for constructing hydrogels from allyloxycarbonyl (Alloc)-functionalized peptide crosslinks and pendant peptide moieties and thiol-functionalized poly(ethylene glycol) (PEG) that rapidly polymerize in the presence of lithium acylphosphinate photoinitiator and cytocompatible doses of long wavelength ultraviolet (UV) light. Facile techniques to visualize photopatterning and quantify the concentration of peptides added are described. Additionally, methods are established for encapsulating cells, specifically human mesenchymal stem cells, and determining their viability and activity. While the formation and initial patterning of thiol-alloc hydrogels are shown here, these techniques broadly may be applied to a number of other light and radical-initiated material systems (e.g., thiol-norbornene, thiol-acrylate) to generate patterned substrates.

We describe a sequential process for light-mediated formation and subsequent biochemical patterning of synthetic hydrogel matrices for three-dimensional cell culture applications. The construction and modification of hydrogels with cytocompatible photoclick chemistry is demonstrated. Additionally, facile techniques to quantify and observe patterns and determine cell viability within these hydrogels are presented.

Hücre Kültürü Uygulamaları için Hidrojeller Işık aracılı Oluşumu ve Desenlendirme

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In ...

Tunable Hydrogels from Pulmonary Extracellular Matrix for 3D Cell Culture

Here we present a method for establishing multiple component cell culture hydrogels for in vitro lung cell culture. Beginning with healthy en bloc lung tissue from porcine, rat, or mouse, the tissue is perfused and submerged in subsequent chemical detergents to remove the cellular debris. Histological comparison of the tissue before and after processing confirms removal of over 95% of double stranded DNA and alpha galactosidase staining suggests the majority of cellular debris is removed. After decellularization, the tissue is lyophilized and then cryomilled into a powder. The matrix powder is digested for 48 hr in an acidic pepsin digestion solution and then neutralized to form the pregel solution. Gelation of the pregel solution can be induced by incubation at 37 &#176;C and can be used immediately following neutralization or stored at 4 &#176;C for up to two weeks. Coatings can be formed using the pregel solution on a non-treated plate for cell attachment. Cells can be suspended in the pregel prior to self-assembly to achieve a 3D culture, plated on the surface of a formed gel from which the cells can migrate through the scaffold, or plated on the coatings. Alterations to the strategy presented can impact gelation temperature, strength, or protein fragment sizes. Beyond hydrogel formation, the hydrogel stiffness may be increased using genipin.

This is a method to create a 3-dimensional cell culture scaffold from pulmonary extracellular matrix. Intact lung is processed into hydrogels that can support the growth of cells in three-dimensions.

3D Hücre Kültürü için Pulmoner Ekstrasellüler Matrix Ayarlanabilir Hidrojellerinin

Here we present a method for establishing multiple component cell culture hydrogels for in vitro lung cell culture. Beginning with healthy en bloc lung ...

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and thus achieving stable water permeability through membranes over time. Here, we report a facile method to prepare hydrogels based on zwitterions for membrane applications. Freestanding films can be prepared from sulfobetaine methacrylate (SBMA) with a crosslinker of poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) via photopolymerization. The hydrogels can also be prepared by impregnation into hydrophobic porous supports to enhance the mechanical strength. These films can be characterized by attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) to determine the degree of conversion of the (meth)acrylate groups, using goniometers for hydrophilicity and differential scanning calorimetry (DSC) for polymer chain dynamics. We also report protocols to determine the water permeability in dead-end filtration systems and the effect of foulants (bovine serum albumin, BSA) on membrane performance.

This paper reports practical methods to prepare hydrogels in freestanding films and impregnated membranes and to characterize their physical properties, including water transport properties.

Su Arıtma Membranlar olarak Zehirli Özelliklere Sahip Hidrojeller Sentezi

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and ...

Hyaluronic-Acid Based Hydrogels for 3-Dimensional Culture of Patient-Derived Glioblastoma Cells

Glioblastoma (GBM) is the most common, yet most lethal, central nervous system cancer. In recent years, many studies have focused on how the extracellular matrix (ECM) of the unique brain environment, such as hyaluronic acid (HA), facilitates GBM progression and invasion. However, most in vitro culture models include GBM cells outside of the context of an ECM. Murine xenografts of GBM cells are used commonly as well. However, in vivo models make it difficult to isolate the contributions of individual features of the complex tumor microenvironment to tumor behavior. Here, we describe an HA hydrogel-based, three-dimensional (3D) culture platform that allows researchers to independently alter HA concentration and stiffness. High molecular weight HA and polyethylene glycol (PEG) comprise hydrogels, which are crosslinked via Michael-type addition in the presence of live cells. 3D hydrogel cultures of patient-derived GBM cells exhibit viability and proliferation rates as good as, or better than, when cultured as standard gliomaspheres. The hydrogel system also enables incorporation of ECM-mimetic peptides to isolate effects of specific cell-ECM interactions. Hydrogels are optically transparent so that live cells can be imaged in 3D culture. Finally, HA hydrogel cultures are compatible with standard techniques for molecular and cellular analyses, including PCR, Western blotting and cryosectioning followed by immunofluorescence staining.

Here, we present a protocol for three-dimensional culture of patient-derived glioblastoma cells within orthogonally tunable biomaterials designed to mimic the brain matrix. This approach provides an in vitro, experimental platform that maintains many characteristics of in vivo glioblastoma cells typically lost in culture.

Hyaluronik asit Hydrogels hasta kaynaklı Glioblastoma hücreleri 3 boyutlu kültür için dayalı.

Glioblastoma (GBM) is the most common, yet most lethal, central nervous system cancer. In recent years, many studies have focused on how the extracellular ...