Name: endothelialized microfluidics for studying microvascular interactions in hematologic diseases
Uploaded: 2012-06-22T12:00:00
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Nous remercions T. Hunt, M. Rosenbluth, et le Laboratoire de Lam pour leurs conseils et des discussions utiles. Nous reconnaissons l&#39;appui de G. Spinner et l&#39;Institut d&#39;Electronique et de la nanotechnologie à l&#39;Institut de Technologie de Géorgie. Le soutien financier pour ce travail a été fourni par une subvention du NIH K08-HL093360, UCSF REAC prix, une nanomédecine NIH Centre de développement des Prix PN2EY018244, et le financement du Centre pour la biologie des cellules endothéliales des soins de santé pour enfants d&#39;Atlanta.

1. Fabrication du microdispositif endothéliale <ol><li> Créer un photomasque en soumettant une conception assistée par ordinateur (CAO) dessin du dispositif microfluidique à un fournisseur masque à l&#39;extérieur. Le masque utilisé est composé d&#39;une couche de chrome sur verre sodocalcique. Dans ce cas, la largeur du canal microfluidique était de 30 um. </li><li> Nettoyer une plaquette de silicium nu avec piranha (10:1 rapport de l&#39;acide sulfurique et de peroxyde d&#39;hydrogène) pendant 15 minutes e...

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	<li>Mezzano, D., Quiroga, T., Pereira, 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+Level+of+Laboratory+Testing+Required+for+Diagnosis+or+Exclusion+of+a+Platelet+Function+Disorder+Using+Platelet+Aggregation+and+Secretion+Assays.">The Level of Laboratory Testing Required for Diagnosis or Exclusion of a Platelet Function Disorder Using Platelet Aggregation and Secretion Assays.</a> Semin. Thromb. Hemost. 35, 242-254 (2009).</li><li>Young, E. W. K., Beebe, D. J. <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+microfluidic+cell+culture+in+controlled+microenvironments.">Fundamentals of microfluidic cell culture in controlled microenvironments.</a> Chemical Society Reviews. 39, 1036-1048 (2010).</li><li>Young, E. W. K., Simmons, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macro-+microscale+fluid+flow+systems+for+endothelial+cell+biology.">Macro- microscale fluid flow systems for endothelial cell biology.</a> Lab on a Chip. 10, 143-160 (2010).</li><li>Higgins, J. M., Eddington, D. T., Bhatia, S. N., Mahadevan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sickle+cell+vasoocclusion+and+rescue+in+a+microfluidic+device.">Sickle cell vasoocclusion and rescue in a microfluidic device.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104, 20496-20500 (2007).</li><li>Rosano, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+physiologically+realistic+in+vitro+model+of+microvascular+networks.">A physiologically realistic in vitro model of microvascular networks.</a> Biomedical Microdevices. 11, 1051-1057 (2009).</li><li>Meer, A. D. v. a. n. d. e. r., Poot, A. A., Duits, M. H. G., Feijen, J., Vermes, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+Technology+in+Vascular+Research.">Microfluidic Technology in Vascular Research.</a> Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2009, (2009).</li><li>Karunarathne, W., Ku, C. -. J., Spence, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dual+nature+of+extracellular+ATP+as+a+concentration-dependent+platelet+P2X1+agonist+and+antagonist.">The dual nature of extracellular ATP as a concentration-dependent platelet P2X1 agonist and antagonist.</a> Integrative Biology. 1, 655-663 (2009).</li><li>Kotz, K. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+microfluidics+for+neutrophil+genomics+and+proteomics.">Clinical microfluidics for neutrophil genomics and proteomics.</a> Nat. Med. 16, 1042-1047 (2010).</li><li>Rosenbluth, M. J., Lam, W. A., Fletcher, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analyzing+cell+mechanics+in+hematologic+diseases+with+microfluidic+biophysical+flow+cytometry.">Analyzing cell mechanics in hematologic diseases with microfluidic biophysical flow cytometry.</a> Lab on a Chip. 8, 1062-1070 (2008).</li><li>Shelby, J. P., White, J., Ganesan, K., Rathod, P. K., Chiu, D. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microfluidic+model+for+single-cell+capillary+obstruction+by+Plasmodium+falciparum-infected+erythrocytes.">A microfluidic model for single-cell capillary obstruction by Plasmodium falciparum-infected erythrocytes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 100, 14618-14622 (1073).</li><li>Borenstein, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+endothelialized+microvascular+networks+with+circular+cross-sections+in+a+tissue+culture+substrate.">Functional endothelialized microvascular networks with circular cross-sections in a tissue culture substrate.</a> Biomedical Microdevices. 12, 71-79 (2010).</li><li>Nesbitt, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+shear+gradient-dependent+platelet+aggregation+mechanism+drives+thrombus+formation.">A shear gradient-dependent platelet aggregation mechanism drives thrombus formation.</a> Nat. Med. 15, 665-673 (2009).</li><li>Prabhakarpandian, B., Shen, M. -. C., Pant, K., Kiani, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+devices+for+modeling+cell-cell+and+particle-cell+interactions+in+the+microvasculature.">Microfluidic devices for modeling cell-cell and particle-cell interactions in the microvasculature.</a> Microvascular Research. 82, 210-220 (2011).</li><li>Tsai, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+modeling+of+the+microvascular+occlusion+and+thrombosis+that+occur+in+hematologic+diseases+using+microfluidic+technology.">In vitro modeling of the microvascular occlusion and thrombosis that occur in hematologic diseases using microfluidic technology.</a> The Journal of Clinical Investigation. , (2011).</li><li>Green, D. A., Murphy, W. G., Uttley, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Haemolytic+uraemic+syndrome:+prognostic+factors.">Haemolytic uraemic syndrome: prognostic factors.</a> Clinical &#38; Laboratory Haematology. 22, 11-14 (2000).</li></ol>

Notre système de microdispositif endothélialisée est le mieux adapté lorsqu&#39;il est utilisé en conjonction avec les expériences in vivo, et son approche réductionniste peut aider à élucider les mécanismes biophysiques des processus hématologiques qui sont observés chez les humains et les modèles animaux. En outre, notre système n&#39;est pas sans limites. Par exemple, nos canaux microfluidiques sont carrées en coupe. Bien que techniquement microcanaux circulaires peuvent être fabriqu...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom du réactif </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires </td></tr><tr><td> aiguille à pointe émoussée </td><td> OK International </td><td> 920 050-TE </td><td> Précision TE aiguille de calibre 20 1/2 x &quot;, rose </td></tr><tr><td> dextrane </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 31392 </td><td></td></tr><tr><td> La fibronectine </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F0895 </td><td></td></tr><tr><td> Perforatrice (étau broches) </td><td> Innovations techniques </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Les cellules endothéliales de cordon ombilical (HUVEC) </td><td> Lonza </td><td> CC-2519 </td><td></td></tr><tr><td> Plasma cleaner </td><td> Plasma </td><td> PDC-326 </td><td></td></tr><tr><td>Polydiméthylsiloxane (PDMS) </td><td> Fisher Scientific </td><td> NC9285739 </td><td> Sylgard 184 KIT élastomère de silicone </td></tr><tr><td> Sigmacote </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> SL2 </td><td></td></tr><tr><td> SU-8 2025 </td><td> Microchem </td><td> Y111069 </td><td></td></tr><tr><td> SU-8 Developer </td><td> Microchem </td><td> Y020100 </td><td></td></tr><tr><td> Pompe à seringue </td><td> Harvard Apparatus </td><td> 70-3008 </td><td> PHD-ULTRA </td></tr><tr><td> tube (plus) </td><td> Instrument Company Cole-Parmer </td><td> 06418-02 </td><td> Tygonreg microbore tube, 0,020 &quot;x 0,060 ID&quot; OD </td></tr><tr><td> tubulure (plus petit) </td><td> Instrument Company Cole-Parmer </td><td> 06417-11 </td><td> PTFE microbore tube, 0,012 &quot;x 0,030 ID&quot; OD </td></tr></tbody></table>

endothelialized microfluidics for studying microvascular interactions in hematologic diseases

Les progrès des techniques de microfabrication ont permis la production de bon marché et reproductible des systèmes microfluidiques pour mener des expériences biologiques et biochimiques à l&#39;1,2 micro-et nanométrique. En outre, la microfluidique ont également été spécifiquement utilisés pour l&#39;analyse quantitative des processus hématologiques et microvasculaire, en raison de leur capacité de contrôler facilement l&#39;environnement dynamique fluidique et des conditions biologiques 3-6. En tant que tel, les chercheurs ont plus récemment utilisé des systèmes microfluidiques pour étudier la déformabilité des globules, l&#39;agrégation des cellules du sang, le flux sanguin microvasculaire, et le sang interactions cellulaires de cellules endothéliales-6-13. Toutefois, ces systèmes microfluidiques soit ne comprennent pas les cellules endothéliales en culture ou étaient plus que la pertinente sizescale à microvasculaires processus pathologiques. Une plate-forme microfluidique avec des cultures de cellules endothéliales qui récapitule avec précision le cellulaire, physique, et hemodynenvironnement amique de la microcirculation est nécessaire d&#39;approfondir notre compréhension de la pathophysiologie sous-jacente biophysique des maladies hématologiques qui impliquent le système microvasculaire. Nous rapportons ici une méthode pour créer un «endothélialisée&quot; modèle in vitro de la microvascularisation, en utilisant un processus simple et unique masque de microfabrication en conjonction avec standards endothéliales techniques de culture cellulaire, pour étudier les interactions pathologiques microvasculaires biophysiques qui se produisent dans la maladie hématologique. Ce &quot;système microvasculaire-sur-une-puce» fournit au chercheur un test robuste, qui contrôle étroitement biologique ainsi que les conditions biophysiques et est exploité à l&#39;aide d&#39;une seringue électrique standard et clair / microscopie à fluorescence. Des paramètres tels que les conditions hémodynamiques microcirculatoires, le type de cellules endothéliales, le type de cellules sanguines (s) et concentration (s), la drogue ou de concentration inhibitrice etc, tout cela peut être facilement contrôlé. En tant que tel, notre microsystème fournitune méthode pour étudier les processus quantitativement la maladie dans laquelle l&#39;écoulement microvasculaire est altérée en raison de modifications dans l&#39;adhésion cellulaire, l&#39;agrégation et la déformabilité, d&#39;une capacité disponible avec les tests actuels.

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Endothelialized Microfluidics for Studying Microvascular Interactions in Hematologic Diseases

Procédé pour la culture d&#39;une monocouche de cellules endothéliales sur toute la surface intérieure 3D d&#39;un dispositif microfluidique avec microvasculaire taille canaux (&lt;30 um) est décrite. Cette<em&gt; In vitro</em&gt; Microvascularisation modèle permet l&#39;étude des interactions biophysiques entre les cellules sanguines, cellules endothéliales, et les facteurs solubles dans les maladies hématologiques.

Microfluidique endothélialisée pour étudier les interactions microvasculaires dans Hémopathies

Advances in  microfabrication techniques have enabled the production of inexpensive and  reproducible microfluidic systems for conducting biological and ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Microfluidic Mixers for Studying Protein Folding

Mélangeurs microfluidiques pour étudier repliement des protéines

The process by which a protein folds into its native conformation is highly relevant to biology and human health yet still poorly understood. One reason ...

Recherche

Bio-ingénierie

Determination of the Transport Rate of Xenobiotics and Nanomaterials Across the Placenta using the ex vivo Human Placental Perfusion Model

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Détermination de la vitesse de transport des xénobiotiques et des nanomatériaux à travers le placenta en utilisant l&#39;<em&gt; Ex vivo</em&gt; Human perfusion placentaire modèle

Decades ago the human placenta was thought to be an impenetrable barrier between mother and unborn child. However, the discovery of thalidomide-induced ...

Procedure for the Development of Multi-depth Circular Cross-sectional Endothelialized Microchannels-on-a-chip

Procédure à suivre pour le développement de la multi-profondeur circulaire transversale endothélialisées microcanaux-on-a-chip

Efforts have been focused on developing in vitro assays for the study of microvessels because in vivo animal studies are more time-consuming, expensive, ...

Using Microfluidics Chips for Live Imaging and Study of Injury Responses in Drosophila Larvae

Using Microfluidics Chips for Live Imaging and Study of Injury Responses in Drosophila Larvae

L&#39;utilisation de puces microfluidiques pour l&#39;imagerie en direct et l&#39;étude des réponses blessures en<em&gt; Drosophila</em&gt; Larves

Live imaging is an important technique for studying cell biological processes, however this can be challenging in live animals. The translucent cuticle of ...

The Submerged Printing of Cells onto a Modified Surface Using a Continuous Flow Microspotter

L&#39;impression submergé de cellules sur une surface modifiée à l&#39;aide d&#39;un flux continu Microspotter

The printing of cells for microarray applications possesses significant challenges including the problem of maintaining physiologically relevant cell ...

Sandwich-like Microenvironments to Harness Cell/Material Interactions

Microenvironnements sandwich à exploiter cellulaires / Interactions matérielles

Cell culture has been traditionally carried out on bi-dimensional (2D) substrates where cells adhere using ventral receptors to the biomaterial surface. ...

Studying the Stoichiometry of Epidermal Growth Factor Receptor in Intact Cells using Correlative Microscopy

L&#39;étude de la Stœchiométrie Epidermal Growth Factor Receptor dans des cellules intactes en utilisant la microscopie corrélative

This protocol describes the labeling of epidermal growth factor receptor (EGFR) on COS7 fibroblast cells, and subsequent correlative fluorescence ...

Multicolor Fluorescence Detection for Droplet Microfluidics Using Optical Fibers

Multicolor détection Fluorescence pour Droplet microfluidique utilisant des fibres optiques

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Interfacing Microfluidics with Microelectrode Arrays for Studying Neuronal Communication and Axonal Signal Propagation

Interfaçage Microfluidics microélectrode tableaux pour étudier la Communication neuronale et la Propagation des signaux axonale

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Human Neural Organoids for Studying Brain Cancer and Neurodegenerative Diseases

Organoïdes neuronaux humains pour étudier le cancer du cerveau et les maladies neurodégénératives

The lack of relevant in vitro neural models is an important obstacle on medical progress for neuropathologies. Establishment of relevant cellular models ...