Name: endothelialized microfluidics for studying microvascular interactions in hematologic diseases
Uploaded: 2012-06-22T12:00:00
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Damos las gracias a T. Hunt, M. Rosenbluth, y el Laboratorio de Lam por sus consejos y discusiones útiles. Queremos agradecer el apoyo de G. Spinner y el Instituto de Electrónica y Nanotecnología en el Instituto de Tecnología de Georgia. El apoyo financiero para este trabajo fue proporcionado por una subvención del NIH K08-HL093360, premio UCSF REAC, un Centro de Desarrollo de Nanomedicina NIH Premio PN2EY018244, y la financiación del Centro para la Biología de las células endoteliales de la Salud de los Niños de Atlanta.

1. La fabricación de la Microdevice endotelial <ol><li> Crear una fotomáscara mediante la presentación de un equipo de diseño asistido (CAD) de dibujo del dispositivo de microfluidos a un vendedor de la máscara exterior. La máscara utilizada estaba compuesta de una capa de cromo sobre vidrio de sosa y cal. En este caso la anchura del canal de microfluidos fue de 30 micras. </li><li> Limpiar una oblea de silicio al descubierto con piraña (10:1 relación de ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno) durante 15 ...

<ol>
	<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>

Nuestro sistema microdispositivo endotelizado es el más adecuado cuando se utiliza en conjunción con los experimentos in vivo, y su enfoque reduccionista puede ayudar a aclarar los mecanismos biofísicos de los procesos hematológicos que se observan en los seres humanos y modelos animales. Además, nuestro sistema no está exento de limitaciones. Por ejemplo, nuestros canales de microfluidos son cuadrados en sección transversal. Aunque técnicamente microcanales circulares se pueden fabricar 1...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del reactivo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> aguja de punta roma </td><td> OK International </td><td> 920050-TE </td><td> Precisión TE aguja de calibre 20 x 1/2 &quot;, de color rosa </td></tr><tr><td> dextrano </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> 31392 </td><td></td></tr><tr><td> La fibronectina </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F0895 </td><td></td></tr><tr><td> Perforador (tornillo de banco pines) </td><td> Las innovaciones técnicas </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Las células endoteliales del cordón umbilical (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>Polidimetilsiloxano (PDMS) </td><td> Fisher Scientific </td><td> NC9285739 </td><td> Sylgard 184 Elastómero de silicona KIT </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 para desarrolladores </td><td> Microchem </td><td> Y020100 </td><td></td></tr><tr><td> Jeringa bomba </td><td> Aparato de Harvard </td><td> 70-3008 </td><td> PHD-ULTRA </td></tr><tr><td> tubo (más grande) </td><td> Cole-Parmer Instrument Company </td><td> 06418-02 </td><td> Tygonreg microbore tubo, 0.020 &quot;x 0.060&quot; OD </td></tr><tr><td> tubería (más pequeño) </td><td> Cole-Parmer Instrument Company </td><td> 06417-11 </td><td> PTFE tubo microperforado, 0,012 &quot;x 0,030&quot; de diámetro exterior </td></tr></tbody></table>

endothelialized microfluidics for studying microvascular interactions in hematologic diseases

Los avances en técnicas de microfabricación han permitido la producción de sistemas de microfluidos de bajo costo y reproducible para la realización de experimentos biológicos y bioquímicos en el 1,2 micro y nanoscales. Además, también se han microfluídica se utilizan específicamente para analizar cuantitativamente los procesos hematológicos y microvascular, debido a su capacidad de controlar fácilmente el entorno dinámico fluídico y condiciones biológicas 3-6. Como tal, los investigadores han utilizado más recientemente sistemas de microfluidos para estudiar la deformabilidad de las células sanguíneas, la agregación de células de sangre, el flujo sanguíneo microvascular, y la sangre endoteliales interacciones célula-célula 6-13. Sin embargo, estos sistemas de microfluidos o bien no incluyen células endoteliales cultivadas o eran más grandes que la correspondiente a la sizescale microvasculares procesos patológicos. Una plataforma de microfluidos con cultivos de células endoteliales, que recapitula la precisión celular, físico, y hemodynel medio ambiente amic de la microcirculación que se necesita para avanzar en nuestra comprensión de la fisiopatología subyacente biofísica de enfermedades hematológicas que involucran la microvasculatura. Aquí se presenta un método para crear una &quot;endotelizado&quot; modelo in vitro de la microvasculatura, utilizando un proceso sencillo, solo la máscara de microfabricación en conjunción con las técnicas de cultivo de células endoteliales, para estudiar las interacciones patológicas microvasculares biofísicos que se producen en la enfermedad hematológica. Este &quot;microvasculatura-en-un-chip&quot; proporciona al investigador un sólido ensayo que se controla estrictamente biológica, así como las condiciones biofísicas y se maneja mediante una bomba de jeringa estándar y claro / microscopía de fluorescencia. Parámetros tales como las condiciones hemodinámicas microcirculación, el tipo de células endoteliales, el tipo de células sanguíneas (s) y la concentración (s), droga / concentración inhibitoria etc, todos pueden ser fácilmente controlado. Como tal, nuestro microsistema ofreceun método para investigar cuantitativamente los procesos de enfermedad en la que se altera el flujo microvascular, debido a alteraciones en la adhesión celular, la agregación y la deformabilidad, la capacidad disponible con los ensayos existentes.

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Endothelialized Microfluidics for Studying Microvascular Interactions in Hematologic Diseases

Un método para la cultura de una monocapa de células endoteliales en toda la superficie interior en 3D de un dispositivo de microfluidos con microvascular del tamaño de los canales (&lt;30 micras) se describe. Este<em&gt; In vitro</em&gt; Modelo de microvasculatura permite el estudio de las interacciones biofísicas entre las células sanguíneas, células endoteliales, y factores solubles en enfermedades hematológicas.

Microfluídica endotelizado para estudiar las interacciones microvasculares en Enfermedades Hematológicas

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

Mezcladores de microfluidos para el estudio plegamiento de proteínas

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 ...

Investigación

Bioingeniería

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

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Determinación de la velocidad de transporte de xenobióticos y Nanomateriales través de la placenta mediante el<em&gt; Ex vivo</em&gt; Modelo perfusión placentaria humana

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

Procedimiento para el Desarrollo de la Multi-profundidad Circular transversal endotelizado microcanales-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

El uso de chips de microfluídica para imágenes en vivo y de estudio de las respuestas de lesiones en<em&gt; Drosophila</em&gt; Las larvas

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

La impresión Sumergido de células sobre una superficie modificada utilizando un flujo continuo 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

Microentornos-Sandwich como para aprovechar Celulares / Materiales Interacciones

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