Name: printing thermoresponsive reverse molds for the creation of patterned two-component hydrogels for 3d cell culture
Uploaded: 2013-07-10T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Printing Thermoresponsive Reverse Molds for the Creation of Patterned Two-component Hydrogels for 3D Cell Culture at JoVE.com

Vi tackar Deborah Studer för hjälpen med bioprinter. Arbetet har finansierats av Europeiska unionens sjunde ramprogram (FP7/2007-2013) enligt bidragsavtal nr NMP4-SL-2009 till 229.292.

Ett. Beredning av Poloxamer 407 Solution Om tillgängligt, utföra beredningen av poloxamer lösning i ett kallt rum (4 ° C). Om sådan ej finns, placera en glasflaska i en bägare fylld med is-kallt vatten. Vid högre temperaturer poloxameren kommer att ligga över gelpunkten och löses inte upp på rätt sätt. <ol><li> Tillsätt 60 ml iskall PBS-lösning i en glasflaska och rör om kraftigt med användning av en magnetomrörare. </li><li> Väg 24.5 gram poloxamer och lägga den i små ...

<ol>
	<li>Fedorovich, N. E., 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=Evaluation+of+photocrosslinked+Lutrol+hydrogel+for+tissue+printing+applications.">Evaluation of photocrosslinked Lutrol hydrogel for tissue printing applications.</a> Biomacromolecules. 10, 1689-1696 (2009).</li><li>Lee, K. B., Park, S. J., Mirkin, 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=Protein+nanoarrays+generated+by+Dip-Pen+Nanolithography.">Protein nanoarrays generated by Dip-Pen Nanolithography.</a> Abstr Pap Am Chem S. 223, C94 (2002).</li><li>Whitesides, G. M., Ostuni, E., Takayama, S., Jiang, X., Ingber, 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=Soft+lithography+in+biology+and+biochemistry.">Soft lithography in biology and biochemistry.</a> Annual review of biomedical engineering. 3, 335-373 (2001).</li><li>Mironov, V., Reis, N., Derby, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review:+bioprinting:+a+beginning.">Review: bioprinting: a beginning.</a> Tissue engineering. 12, 631-634 (2006).</li><li>Odde, D. J., Renn, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-guided+direct+writing+of+living+cells.">Laser-guided direct writing of living cells.</a> Biotechnology and bioengineering. 67, 312-318 (2000).</li><li>Derby, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioprinting:+inkjet+printing+proteins+and+hybrid+cell-containing+materials+and+structures.">Bioprinting: inkjet printing proteins and hybrid cell-containing materials and structures.</a> J Mater Chem. 18, 5717-5721 (1039).</li><li>Therriault, D., White, S. R., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chaotic+mixing+in+three-dimensional+microvascular+networks+fabricated+by+direct-write+assembly.">Chaotic mixing in three-dimensional microvascular networks fabricated by direct-write assembly.</a> Nature. 2, 265-271 (2003).</li><li>Engelhardt, S., 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=Fabrication+of+2D+protein+microstructures+and+3D+polymer-protein+hybrid+microstructures+by+two-photon+polymerization.">Fabrication of 2D protein microstructures and 3D polymer-protein hybrid microstructures by two-photon polymerization.</a> Biofabrication. 3, 025003 (2011).</li><li>Mironov, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Printing+technology+to+produce+living+tissue.">Printing technology to produce living tissue.</a> Expert opinion on biological therapy. 3, 701-704 (2003).</li><li>Mironov, V., Kasyanov, V., Drake, C., Markwald, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+printing:+promises+and+challenges.">Organ printing: promises and challenges.</a> Regenerative medicine. 3, 93-103 (2008).</li><li>Mironov, V., Kasyanov, V., Markwald, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+printing:+from+bioprinter+to+organ+biofabrication+line.">Organ printing: from bioprinter to organ biofabrication line.</a> Current opinion in biotechnology. 22, 667-673 (2011).</li><li>Fedorovich, N. E., De Wijn, J. R., Verbout, A. J., Alblas, J., Dhert, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+fiber+deposition+of+cell-laden,+viable,+patterned+constructs+for+bone+tissue+printing.">Three-dimensional fiber deposition of cell-laden, viable, patterned constructs for bone tissue printing.</a> Tissue engineering. Part A. 14, 127-133 (2008).</li><li>Dhariwala, B., Hunt, E., Boland, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+prototyping+of+tissue-engineering+constructs,+using+photopolymerizable+hydrogels+and+stereolithography.">Rapid prototyping of tissue-engineering constructs, using photopolymerizable hydrogels and stereolithography.</a> Tissue engineering. 10, 1316-1322 (2004).</li><li>Cook, C., Wang, T., Derby, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet+Printing+of+Enzymes+for+Glucose+Biosensors.">Inkjet Printing of Enzymes for Glucose Biosensors.</a> Mater Res Soc Symp P. 1191, 103-109 (2009).</li><li>Cui, X., Gao, G., Qiu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerated+myotube+formation+using+bioprinting+technology+for+biosensor+applications.">Accelerated myotube formation using bioprinting technology for biosensor applications.</a> Biotechnol Lett. , 1-7 (2012).</li><li>Wang, T. M., Cook, C., Derby, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+a+Glucose+Biosensor+by+Piezoelectric+Inkjet+Printing.">Fabrication of a Glucose Biosensor by Piezoelectric Inkjet Printing.</a> , 82-85 (2009).</li><li>Shim, J. H., Lee, J. S., Kim, J. Y., Cho, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioprinting+of+a+mechanically+enhanced+three-dimensional+dual+cell-laden+construct+for+osteochondral+tissue+engineering+using+a+multi-head+tissue/organ+building+system.">Bioprinting of a mechanically enhanced three-dimensional dual cell-laden construct for osteochondral tissue engineering using a multi-head tissue/organ building system.</a> J. Micromech. Microeng. 22, (2012).</li><li>Malmsten, M., Lindman, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-Assembly+in+Aqueous+Block+Copolymer+Solutions.">Self-Assembly in Aqueous Block Copolymer Solutions.</a> Macromolecules. 25, 5440-5445 (1021).</li><li>Cebotari, S., 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=Clinical+application+of+tissue+engineered+human+heart+valves+using+autologous+progenitor+cells.">Clinical application of tissue engineered human heart valves using autologous progenitor cells.</a> Circulation. 114, I132-I137 (2006).</li><li>Matsumura, G., Hibino, N., Ikada, Y., Kurosawa, H., Shin'oka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Successful+application+of+tissue+engineered+vascular+autografts:+clinical+experience.">Successful application of tissue engineered vascular autografts: clinical experience.</a> Biomaterials. 24, 2303-2308 (2003).</li><li>Kropp, B. P., Zwischenberger, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-engineered+autologous+bladders:+new+possibilities+for+cystoplasty.">Tissue-engineered autologous bladders: new possibilities for cystoplasty.</a> Nature clinical practice. Urology. 3, 588-589 (2006).</li><li>Oberpenning, F., Meng, J., Yoo, J. J., Atala, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=De+novo+reconstitution+of+a+functional+mammalian+urinary+bladder+by+tissue+engineering.">De novo reconstitution of a functional mammalian urinary bladder by tissue engineering.</a> Nature. 17, 149-155 (1999).</li><li>Wood, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+engineering+of+skin.">Tissue engineering of skin.</a> Clinics in plastic surgery. 39, 21-32 (2012).</li><li>Groeber, F., Holeiter, M., Hampel, M., Hinderer, S., Schenke-Layland, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin+tissue+engineering--in+vivo+and+in+vitro+applications.">Skin tissue engineering--in vivo and in vitro applications.</a> Clinics in plastic surgery. 39, 33-58 (2012).</li><li>Bannasch, H., Momeni, A., Knam, F., Stark, G. B., Fohn, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+engineering+of+skin+substitutes.">Tissue engineering of skin substitutes.</a> Panminerva medica. 47, 53-60 (2005).</li><li>Jakab, K., Neagu, A., Mironov, V., Forgacs, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+printing:+fiction+or+science.">Organ printing: fiction or science.</a> Biorheology. 41, 371-375 (2004).</li><li>Boland, T., Mironov, V., Gutowska, A., Roth, E. A., Markwald, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+and+organ+printing+2:+fusion+of+cell+aggregates+in+three-dimensional+gels.">Cell and organ printing 2: fusion of cell aggregates in three-dimensional gels.</a> The anatomical record. Part A, Discoveries in molecular, cellular, and evolutionary biology. 272, 497-502 (2003).</li><li>Mironov, V., 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=Organ+printing:+tissue+spheroids+as+building+blocks.">Organ printing: tissue spheroids as building blocks.</a> Biomaterials. 30, 2164-2174 (2009).</li><li>Raimondi, M. T., 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+polymerization:+from+fundamentals+to+biomedical+application+in+tissue+engineering+and+regenerative+medicine.">Two-photon laser polymerization: from fundamentals to biomedical application in tissue engineering and regenerative medicine.</a> Journal of applied biomaterials. 10, 56-66 (2012).</li><li>Miller, J. S., 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=Rapid+casting+of+patterned+vascular+networks+for+perfusable+engineered+three-dimensional+tissues.">Rapid casting of patterned vascular networks for perfusable engineered three-dimensional tissues.</a> Nature. 11, 768-774 (2012).</li><li>Billiet, T., Vandenhaute, M., Schelfhout, J., Van Vlierberghe, S., Dubruel, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+trends+and+limitations+in+hydrogel-rapid+prototyping+for+tissue+engineering.">A review of trends and limitations in hydrogel-rapid prototyping for tissue engineering.</a> Biomaterials. 33, 6020-6041 (2012).</li><li>Murphy, S. V., Skardal, A., Atala, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+hydrogels+for+bio-printing+applications.">Evaluation of hydrogels for bio-printing applications.</a> Journal of biomedical materials research. Part A. 101, 272-284 (2013).</li><li>He, J., Li, D., Liu, Y., Gong, H., Lu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indirect+fabrication+of+microstructured+chitosan-gelatin+scaffolds+using+rapid+prototyping.">Indirect fabrication of microstructured chitosan-gelatin scaffolds using rapid prototyping.</a> Virtual and Physical Prototyping. 3, 159-166 (2008).</li><li>Sachlos, E., Reis, N., Ainsley, C., Derby, B., Czernuszka, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+collagen+scaffolds+with+predefined+internal+morphology+made+by+solid+freeform+fabrication.">Novel collagen scaffolds with predefined internal morphology made by solid freeform fabrication.</a> Biomaterials. 24, 1487-1497 (2003).</li><li>Lee, 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=On-demand+three-dimensional+freeform+fabrication+of+multi-layered+hydrogel+scaffold+with+fluidic+channels.">On-demand three-dimensional freeform fabrication of multi-layered hydrogel scaffold with fluidic channels.</a> Biotechnology and bioengineering. 105, 1178-1186 (2010).</li><li>Turturro, M., Christenson, M., Larson, J., Papavasiliou, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix+metalloproteinase+(MMP)+sensitive+PEG+diacrylate+(PEGDA)+hydrogels+with+spatial+variations+in+matrix+properties+direct+vascular+cell+invasion.">Matrix metalloproteinase (MMP) sensitive PEG diacrylate (PEGDA) hydrogels with spatial variations in matrix properties direct vascular cell invasion.</a> J. Tissue. 6, 302-302 (2012).</li><li>Butterworth, A., Garcia, M. D. L., Beebe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photopolymerized+poly(ethylene)+glycol+diacrylate+(PEGDA)+microfluidic+devices.">Photopolymerized poly(ethylene) glycol diacrylate (PEGDA) microfluidic devices.</a> Roy. Soc. Ch. , 4-6 (2005).</li><li>Shachar, M., Tsur-Gang, O., Dvir, T., Leor, J., Cohen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+immobilized+RGD+peptide+in+alginate+scaffolds+on+cardiac+tissue+engineering.">The effect of immobilized RGD peptide in alginate scaffolds on cardiac tissue engineering.</a> Acta biomaterialia. 7, 152-162 (2011).</li><li>Jeon, O., Bouhadir, K. H., Mansour, J. M., Alsberg, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photocrosslinked+alginate+hydrogels+with+tunable+biodegradation+rates+and+mechanical+properties.">Photocrosslinked alginate hydrogels with tunable biodegradation rates and mechanical properties.</a> Biomaterials. 30, 2724-2734 (2009).</li><li>Mauck, R. 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=Functional+tissue+engineering+of+articular+cartilage+through+dynamic+loading+of+chondrocyte-seeded+agarose+gels.">Functional tissue engineering of articular cartilage through dynamic loading of chondrocyte-seeded agarose gels.</a> J. Biomech. Eng-T Asme. 122, 252-260 (2000).</li><li>D'Arrigo, G., 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=Hyaluronic+acid+methacrylate+derivatives+and+calcium+alginate+interpenetrated+hydrogel+networks+for+biomedical+applications:+physico-chemical+characterization+and+protein+release.">Hyaluronic acid methacrylate derivatives and calcium alginate interpenetrated hydrogel networks for biomedical applications: physico-chemical characterization and protein release.</a> Colloid Polym. Sci. 290, 1575-1582 (2012).</li><li>Pescosolido, 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=Hyaluronic+Acid+and+Dextran-Based+Semi-IPN+Hydrogels+as+Biomaterials+for+Bioprinting.">Hyaluronic Acid and Dextran-Based Semi-IPN Hydrogels as Biomaterials for Bioprinting.</a> Biomacromolecules. 12, 1831-1838 (2011).</li><li>Guo, Y., 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=Hydrogels+of+collagen/chondroitin+sulfate/hyaluronan+interpenetrating+polymer+network+for+cartilage+tissue+engineering.">Hydrogels of collagen/chondroitin sulfate/hyaluronan interpenetrating polymer network for cartilage tissue engineering.</a> J. Mater. Sci-Mater. M. 23, 2267-2279 (2012).</li></ol>

Här presenterar vi, för första gången, användning av en termoresponsiv polymer för en sacrificial mold som snabbt kan elueras i kallt vatten på grund av gel-sol övergång av poloxamer på ~ 20 ° C. Hastigheten av hela processen gör poloxamer intressant för att snabbt skapa biopolymera strukturer som inte kan skrivas ut med tillräcklig upplösning. Den teknik som beskrivs här kan användas för mönstring en hydrogel i en annan hydrogel eller för skapandet av mikroflödessystem kanaler som tidigare har rapp...

Tissue engineering metoder har gjort stora framsteg under de senaste åren när det gäller förnyelse av mänskliga vävnader och organ 19,20. Men fram tills nu, har fokus för tissue engineering har ofta begränsat till vävnader som har en enkel struktur eller små dimensioner såsom urinblåsa 21,22 eller huden 23-25. Den mänskliga kroppen innehåller dock många komplexa tredimensionella vävnader där celler och extracellulär matris är anordnade i ett spatialt definierat sätt. För att tillverka dessa vävnader, är en teknik som krävs som kan placera celler och extracellulär matris ställningar inom en tredimensionell konstruktion vid specificerade positioner. Bioprinting har potential att bli en sådan teknik där visionen för tillverkning av komplexa tredimensionella vävnader kan förverkligas 10,11,26-28. Bioprinting definieras som &quot;användning av processer material överförs till mönstring och montering biologiskt relvanta material - molekyler, celler, vävnader och biologiskt nedbrytbara biomaterial -. med en föreskriven organisation för att uppnå ett eller flera biologiska funktioner &quot;4 Den omfattar flera olika tekniker som arbetar vid olika upplösningar och skalor längd, allt från den sub-micron upplösning av två -photon polymerisation 29 till en upplösning på 150 nm till 420 nm för extrudering utskrift 1,12,30. Inte ett enda material eller material kombination kommer att uppfylla kraven i varje metod 31. För extrudering utskrift, de viktigaste parametrarna är viskositet och gelningstiden 32, där hög viskositet och snabb gelning är önskvärda. 3D-utskrift är en teknik som gör det enkelt att skapa uppoffrande formar för att skapa komplexa geometrier 30,33,34. Denna process är baserad på konstruktionen av en form med användning en rapid prototyping teknik såsom en strängsprutning bioprinter. Den skapade sacrificial form användsatt bilda komplexa strukturer från material som är svåra att skriva ut på grund av sin låga viskositet och långsam gelningstid. Den metod som presenteras här innebär skapandet av en sacrificial form bestående av ett material som löser sig snabbt vid låg temperatur och kan extruderas exakt. Segmentsampolymeren poly (etylenglykol) 99-poly (propylenglykol) 67-poly (etylenglykol) 99 (även känd som Pluronic F127 eller poloxamer 407) uppfyller dessa krav. Det har redan använts i en modifierad version av extrudering utskrift 1 men, till vår kunskap, har aldrig använts för utskrift i dess omodifierade versionen på grund av dess instabilitet i flytande miljöer. Poloxamer 407 visar också ett omvänt termiskt lyhörd beteende 18, dvs den förändras från en gel till en sol vid kylning. Viktigast av allt, kan den tryckas in i komplexa godtyckligt krökta strukturer med mycket hög trohet. Detta möjliggör skapandet av en strukturerad hydrogel från enlåg viskositet material, i detta fall långsam gelbildande agaros, genom att pipettera lösningen i tryckta uppoffrande mögel. Kombinationen av att skriva ut uppoffrande formen med hifi och dess snabba eluering från gjutna strukturerade hydrogel gör det en snabb och flexibel metod för att skapa formar med olika geometrier utan användning av en mask eller en stämpel som det ofta krävs i litografiska metoder. Den gjutna strukturerade hydrogelen kan vidare fyllas med ett annat material som inte är lämplig för strängsprutning utskrift beroende på dess låga viskositet. Detta är i vårt fall ett lågvisköst alginat metakrylat lösning. Här presenterar vi den metod för termoresponsiv omvänd uppoffrande formar för hydrogel mönstring med hjälp av exempel på en pelare array.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>REAGENTS</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Poloxamer (Pluronic F127)</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>P2443</td>
 <td ></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>PBS</td>
 <td>Invitrogen</td>
 <td><a href="http://products.invitrogen.com/ivgn/en/US/adirect/invitrogen?cmd=catProductDetail&amp;productID=10010015" target="_blank">10010-015</a></td>
 <td ></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>CAD software</td>
 <td>regenHU</td>
 <td>BioCAD</td>
 <td ></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Alginate methacrylate</td>
 <td>Innovent e.V Technologieentwicklung Jena</td>
 <td></td>
 <td >Synthesized by Innovent for the FP7 Project Nr NMP4-SL-2009-229292</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Fibrinogen From Human Plasma, Alexa Fluor 488 Conjugate</td>
 <td>Invitrogen</td>
 <td>F13191</td>
 <td ></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate (LAP)</td>
 <td>Innovent e.V Technologieentwicklung Jena</td>
 <td></td>
 <td >Synthesized by Innovent for the FP7 Project Nr NMP4-SL-2009-229292</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Agarose</td>
 <td>Lonza</td>
 <td>50004</td>
 <td ></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>EQUIPMENT</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Bioprinter</td>
 <td>regenHU</td>
 <td>Biofactory</td>
 <td ></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Valve</td>
 <td>regenHU</td>
 <td>300 &mu;m Nozzel Diameter</td>
 <td ></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Needle</td>
 <td>regenHU</td>
 <td>150 &mu;m Inner Diameter</td>
 <td ></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Zeiss Axioobserver with ApoTome</td>
 <td>Zeiss</td>
 <td></td>
 <td ></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>UV Light Source</td>
 <td>UVP</td>
 <td>Blak-Ray B-100AP High Intensity UV Lamp</td>
 <td>100 W</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

printing thermoresponsive reverse molds for the creation of patterned two-component hydrogels for 3d cell culture

Bioprinting är en ny teknik som har sitt ursprung i rapid prototyping branschen. De olika tryckmetoder kan delas in i kontakt bioprinting 1-4 (extrudering, dip penna och mjuk litografi), kontaktlös bioprinting 5-7 (laser framåt transfer, bläckstråle-nedfall) och laserbaserade tekniker såsom två photon fotopolymerisation 8. Den kan användas för många applikationer såsom tissue engineering 9-13, Biosensor microfabrication 14-16 och som ett verktyg för att besvara grundläggande biologiska frågor som influenser av samodling av olika celltyper 17. Till skillnad från gemensamma fotolitografiska eller mjuk-litografiskt metoder, har extrudering bioprinting den fördelen att den inte kräver en separat mask eller stämpel. Använda CAD-program, kan utformningen av strukturen snabbt ändras och justeras i enlighet med kraven i operatören. Detta gör bioprinting mer flexibel än litografi-baseradtillvägagångssätt. Här kan vi visa tryckning av en sacrificial gjutform för att skapa en multi-material 3D struktur med hjälp av en matris av pelare inom en hydrogel som ett exempel. Dessa pelare kan representera hålstrukturerna för en vaskulär nätverk eller rören inom en nerv styrpassagen. Det material som väljs för sacrificial mögel var poloxamer 407, en termoresponsiv polymer med utmärkta tryckegenskaper som är flytande vid 4 ° C och en fast substans över dess gelningstemperatur ~ 20 ° C i 24,5% w / v-lösningar 18. Denna egenskap gör att poloxameren-baserade uppoffrande mögel som eluerades på efterfrågan och har fördelar över den långsamma upplösningen av ett fast material speciellt för trånga geometrier. Poloxamer trycktes på objektglas glas för att skapa den förlorade formen. Agaros pipetterades in i formen och kyldes tills gelning. Efter eluering av poloxamer i iskallt vatten, hålrummen i agaros form fyllts med alginat metakrylat spIKED med FITC-märkt fibrinogen. De fyllda hålrum därefter tvärbands med UV och konstruktet avbildades med ett epi-fluorescensmikroskop.

De representativa resultat visar att den omvända formen tekniken (avbildad i figur 2) kommer att skapa en strukturerad gel som kan fyllas med ett andra material. I början av varje tryckprocessen tryckerier parametrarna först optimeras. Stegvis justeringar av parametrarna kommer att resultera i tryckta flerskiktade konstruktioner som visas i figur 3 och figur 4 när enstaka linjer skrivs ut. Om skiktets tjocklek (nålen hissen efter ett tryckt skikt) är för låg, ko...

Watch this Scientific Journal Video about Printing Thermoresponsive Reverse Molds for the Creation of Patterned Two-component Hydrogels for 3D Cell Culture at JoVE.com

Printing Thermoresponsive Reverse Molds for the Creation of Patterned Two-component Hydrogels for 3D Cell Culture

En bioprinter användes för att skapa mönstrade hydrogeler baserade på en uppoffrande mögel. Den poloxamer formen återfylldes med en andra hydrogel och eluerades därefter och lämnar hålrum som fylldes med en tredje hydrogel. Denna metod använder snabb eluering och god tryckbarhet poloxamer att generera komplexa arkitekturer från biopolymerer.

Skriva termoresponsiv Omvänd Formar för skapandet av mönstrad Tvåkomponentsemballage Hydrogels för 3D Cell Culture

Bioprinting is an emerging technology that has its origins in the rapid prototyping industry. The different printing processes can be divided into contact ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Detection of Infectious Virus from Field-collected Mosquitoes by Vero Cell Culture Assay

Detektion av infektiösa virus från Field-in Myggor av vero-cellodling analys

Mosquitoes transmit a number of distinct viruses including important human pathogens such as West Nile virus, dengue virus, and chickungunya virus. Many ...

A Primary Neuron Culture System for the Study of Herpes Simplex Virus Latency and Reactivation

En primär Neuron odlingssystem för studier av Herpes simplex virus latens och återaktivering

Herpes simplex virus type-1 (HSV-1) establishes a life-long latent infection in peripheral neurons. This latent reservoir is the source of recurrent ...

Lymphocyte Isolation from Human Skin for Phenotypic Analysis and Ex Vivo Cell Culture

Lymphocyte Isolation from Human Skin for Phenotypic Analysis and Ex Vivo Cell Culture

Lymfocytisolering från human hud för fenotypisk analys och<em&gt; Ex vivo</em&gt; Cell Culture

Human skin has an important barrier function and contains various immune cells that contribute to tissue homeostasis and protection from pathogens. As the ...

Organoids as Model for Infectious Diseases: Culture of Human and Murine Stomach Organoids and Microinjection of Helicobacter Pylori

Organoids som modell för Infektionssjukdomar: Culture of Human och Murina mage Organoids och mikroinjektion av Helicobacter Pylori

Recently infection biologists have employed stem cell derived cultures to answer the need for new and better models to study host-pathogen interactions. ...

Flow Cytometry-based Assay for the Monitoring of NK Cell Functions

Flödescytometri-baserad analys för övervakning av NK cellfunktioner

Natural killer (NK) cells are an important part of the human tumor immune surveillance system. NK cells are able to distinguish between healthy and ...

Mouse- and Human-derived Primary Gastric Epithelial Monolayer Culture for the Study of Regeneration

Mus - och mänskliga-härledda primära Gastric epitelial enskiktslager kultur för studien av regenerering

In vitro studies of gastric wound repair typically involves the use of gastric cancer cell lines in a scratch-wound assay of cellular proliferation and ...

Bacterial Cell Culture at the Single-cell Level Inside Giant Vesicles

Bakteriell cellkultur på Single-cell nivå inuti Giant vesicles

We developed a method for culturing bacterial cells at the single-cell level inside giant vesicles (GVs). Bacterial cell culture is important for ...

Reverse Transcription Loop-Mediated Isothermal Amplification (RT-LAMP) Assay for the Specific and Rapid Detection of Tilapia Lake Virus

Reverse Transcription Loop-Mediated Isothermal Amplification RT-LAMP Assay for the Specific and Rapid Detection of Tilapia Lake Virus

Omvänd transkription Loop-medierad isotermisk förstärkning (RT-LAMP) analys för specifik och snabb detektion av Tilapia Lake Virus

Tilapia lake virus disease (TiLVD), an emerging viral disease in tilapia caused by the tilapia lake virus (TiLV), is a persistent challenge in the ...

P. aeruginosa Infected 3D Co-Culture of Bronchial Epithelial Cells and Macrophages at Air-Liquid Interface for Preclinical Evaluation of Anti-Infectives

P. aeruginosa Infected 3D Co-Culture of Bronchial Epithelial Cells and Macrophages at Air-Liquid Interface for Preclinical Evaluation of Anti-Infectives

P. aeruginosa Infekterade 3D Co-Kultur av Bronkial Epitelial celler och makrofager på Air-Liquid Interface för preklinisk utvärdering av Anti-Infectives

fDrug research for the treatment of lung infections is progressing towards predictive in vitro models of high complexity. The multifaceted presence of ...