Name: microfluidic genipin deposition technique for extended culture of micropatterned vascular muscular thin films
Uploaded: 2015-06-26T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Genipin Deposition Technique for Extended Culture of Micropatterned Vascular Muscular Thin Films at JoVE.com

We acknowledge financial support from the American Heart Association Scientist Development Grant, 13SDG14670062 (PWA) and the University of Minnesota Doctoral Dissertation Fellowship (ESH). We also acknowledge the microfabrication resources of the Minnesota Nano Center (MNC) and the image processing resources of the University Imaging Centers (UIC), both at the University of Minnesota. Parts of this work were carried out in the Characterization Facility, University of Minnesota, which receives partial support from NSF through the MRS program.

ملاحظة: إن الهدف من هذا البروتوكول هو لبناء والاستفادة من فيلم الأوعية الدموية العضلات رقيقة (vMTF) مع هيكل هو مبين في الشكل رقم 1 لتقييم انقباض خلال ثقافة ممتدة من خلايا العضلات الملساء الوعائية (VSMCs) على PDMS ركائز. لإطالة بقاء VSMC، نحن الاستفادة من genipin مجمع crosslink...

<ol>
	<li>Humphrey, J. D., Baek, S., Niklason, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemomechanics+of+cerebral+vasospasm+and+its+resolution:+I.+A+new+hypothesis+and+theoretical+framework.">Biochemomechanics of cerebral vasospasm and its resolution: I. A new hypothesis and theoretical framework.</a> Ann. Biomed. Eng. 35, 1485-1497 (2007).</li><li>Hald, E. S., Alford, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Smooth+muscle+phenotype+switching+in+blast+traumatic+brain+injury-induced+cerebral+vasospasm.">Smooth muscle phenotype switching in blast traumatic brain injury-induced cerebral vasospasm.</a> Transl. Stroke Res. 5, 385-393 (2014).</li><li>Olivetti, G., Anversa, P., Melissari, M., Loud, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphometry+of+medial+hypertrophy+in+the+rat+thoracic+aorta.">Morphometry of medial hypertrophy in the rat thoracic aorta.</a> Lab. Invest. 42, 559-565 (1980).</li><li>, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atherosclerosis.">Atherosclerosis.</a> Nature. 407, 233-241 (2000).</li><li>Alford, P. W., Feinberg, A. W., Sheehy, S. P., Parker, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biohybrid+thin+films+for+measuring+contractility+in+engineered+cardiovascular+muscle.">Biohybrid thin films for measuring contractility in engineered cardiovascular muscle.</a> Biomaterials. 31, 3613-3621 (2010).</li><li>Rhodin, J. A. G., ed, B. e. r. n. e. ,. R. .. ,. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Architecture+of+the+vessel+wall.">Architecture of the vessel wall.</a> Physiol. Rev. , (1979).</li><li>Balachandran, K., 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=Cyclic+strain+induces+dual-mode+endothelial-mesenchymal+transformation+of+the+cardiac+valve.">Cyclic strain induces dual-mode endothelial-mesenchymal transformation of the cardiac valve.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 108, 19943-19948 (2011).</li><li>Grosberg, A., Alford, P. W., McCain, M. L., Parker, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ensembles+of+engineered+cardiac+tissues+for+physiological+and+pharmacological+study:+heart+on+a+chip.">Ensembles of engineered cardiac tissues for physiological and pharmacological study: heart on a chip.</a> 11, 4165-4173 (2011).</li><li>Alford, P. W., Nesmith, A. P., Seywerd, J. N., Grosberg, A., Parker, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+smooth+muscle+contractility+depends+on+cell+shape.">Vascular smooth muscle contractility depends on cell shape.</a> Integr. Biol. (Camb). 3, 1063-1070 (2011).</li><li>Win, Z., 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=Smooth+muscle+architecture+within+cell-dense+vascular+tissues+influences+functional+contractility).">Smooth muscle architecture within cell-dense vascular tissues influences functional contractility).</a> Integr. Biol. (Camb). , (2014).</li><li>Genchi, G. 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=Bio/non-bio+interfaces:+a+straightforward+method+for+obtaining+long+term+PDMS/muscle+cell+biohybrid+constructs).">Bio/non-bio interfaces: a straightforward method for obtaining long term PDMS/muscle cell biohybrid constructs).</a> Colloid Surface B. 105, 144-151 (2013).</li><li>Fessel, G., Cadby, J., Wunderli, S., van Weeren, R., Snedeker, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dose-+and+time-dependent+effects+of+genipin+crosslinking+on+cell+viability+and+tissue+mechanics+-+Toward+clinical+application+for+tendon+repair.">Dose- and time-dependent effects of genipin crosslinking on cell viability and tissue mechanics - Toward clinical application for tendon repair.</a> Acta Biomater. , (2013).</li><li>Lima, E. 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=Genipin+enhances+the+mechanical+properties+of+tissue-engineered+cartilage+and+protects+against+inflammatory+degradation+when+used+as+a+medium+supplement.">Genipin enhances the mechanical properties of tissue-engineered cartilage and protects against inflammatory degradation when used as a medium supplement.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 91, 692-700 (2009).</li><li>Madhavan, K., Belchenko, D., Tan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Roles+of+genipin+crosslinking+and+biomolecule+conditioning+in+collagen-based+biopolymer:+Potential+for+vascular+media+regeneration.">Roles of genipin crosslinking and biomolecule conditioning in collagen-based biopolymer: Potential for vascular media regeneration.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. , (2011).</li><li>Satyam, A., Subramanian, G. S., Raghunath, M., Pandit, A., Zeugolis, D. I. <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+evaluation+of+Ficoll-enriched+and+genipin-stabilised+collagen+scaffolds.">In vitro evaluation of Ficoll-enriched and genipin-stabilised collagen scaffolds.</a> J. Tissue Eng. Regen. Med. , (2012).</li><li>Alford, P. 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=Blast-induced+phenotypic+switching+in+cerebral+vasospasm.">Blast-induced phenotypic switching in cerebral vasospasm.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 108, 12705-12710 (2011).</li><li>Song, H., Tice, J. D., Ismagilov, R. F. <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+system+for+controlling+reaction+networks+in+time.">A microfluidic system for controlling reaction networks in time.</a> Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 42, 768-772 (2003).</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> Annu. Rev. Biomed. Eng. 3, 335-373 (2001).</li><li>Hald, E. S., Steucke, K. E., Reeves, J. A., Win, Z., Alford, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+vascular+contractility+assay+using+genipin-modified+muscular+thin+films.">Long-term vascular contractility assay using genipin-modified muscular thin films.</a> Biofabrication. 6, 045005 (2014).</li><li>Han, M., Wen, J. K., Zheng, B., Cheng, Y., Zhang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serum+deprivation+results+in+redifferentiation+of+human+umbilical+vascular+smooth+muscle+cells.">Serum deprivation results in redifferentiation of human umbilical vascular smooth muscle cells.</a> Am. J. Physiol. Cell Physiol. 291, C50-C58 (2006).</li><li>Feinberg, A. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscular+thin+films+for+building+actuators+and+powering+devices.">Muscular thin films for building actuators and powering devices.</a> Science. 317, 1366-1370 (2007).</li><li>Volfson, D., Cookson, S., Hasty, J., Tsimring, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomechanical+ordering+of+dense+cell+populations.">Biomechanical ordering of dense cell populations.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 105, 15346-15351 (2008).</li><li>Intengan, H. D., Schiffrin, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascular+remodeling+in+hypertension:+roles+of+apoptosis,+inflammation,+and+fibrosis.">Vascular remodeling in hypertension: roles of apoptosis, inflammation, and fibrosis.</a> Hypertension. 38, 581-587 (2001).</li><li>Kayembe, K. N., Sasahara, M., Hazama, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+aneurysms+and+variations+in+the+circle+of+Willis.">Cerebral aneurysms and variations in the circle of Willis.</a> Stroke. 15, 846-850 (1984).</li><li>McCain, M. L., Agarwal, A., Nesmith, H. W., Nesmith, A. P., Parker, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micromolded+gelatin+hydrogels+for+extended+culture+of+engineered+cardiac+tissues.">Micromolded gelatin hydrogels for extended culture of engineered cardiac tissues.</a> Biomaterials. 35, 5462-5471 (2014).</li><li>Weir, B., Grace, M., Hansen, J., Rothberg, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+course+of+vasospasm+in+man.">Time course of vasospasm in man.</a> 48, 173-178 (1978).</li><li>McCain, M. L., Sheehy, S. P., Grosberg, A., Goss, J. A., Parker, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recapitulating+maladaptive,+multiscale+remodeling+of+failing+myocardium+on+a+chip.">Recapitulating maladaptive, multiscale remodeling of failing myocardium on a chip.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 110, 9770-9775 (2013).</li><li>Agarwal, A., Goss, J. A., Cho, A., McCain, M. L., Parker, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+heart+on+a+chip+for+higher+throughput+pharmacological+studies.">Microfluidic heart on a chip for higher throughput pharmacological studies.</a> Lab. Chip. 13, 3599-3608 (2013).</li><li>Huh, D., Torisawa, Y. S., Hamilton, G. A., Kim, H. J., 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=Microengineered+physiological+biomimicry:+organs-on-chips.">Microengineered physiological biomimicry: organs-on-chips.</a> Lab. Chip. 12, 2156-2164 (2012).</li><li>Meer, A. D., van den Berg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organs-on-chips:+breaking+the+in+vitro+impasse.">Organs-on-chips: breaking the in vitro impasse.</a> Integr. Biol. (Camb). 4, 461-470 (2012).</li></ol>

هنا، نقدم البروتوكول الذي يبني على التكنولوجيا vMTF التي سبق وضعها، مما يسمح مرات التجربة الممتدة أكثر نموذجية من مسارات مرض الأوعية الدموية المزمنة 1،23،24. لتحقيق ذلك، ونحن micropattern genipin، التي سبق أن ثبت أن توفير functionalization على المدى الطويل من ركائز PDMS 11، وذلك ...

أمراض الأوعية الدموية، مثل بالتشنج الدماغي 1،2 وارتفاع ضغط الدم 3، وتصلب الشرايين 4، تتطور ببطء، هي المزمنة عادة في الطبيعة، وتنطوي على توليد قوة مختلة من قبل خلايا العضلات الملساء الوعائية (VSMCs). ونحن نهدف إلى دراسة هذه الاختلالات الأوعية الدموية بطيئة التقدم باستخدام أساليب المختبر مع تحكم أكثر دقة من الظروف التجريبية منه في في النماذج الحية. وقد وضعنا سابقا الأوعية الدموية الأغشية الرقيقة العضلات (vMTFs) لقياس انقباض وظيفية في المختبر هندستها الأنسجة القلب والأوعية الدموية 5، ولكن تم هذا الأسلوب تقتصر على الدراسات نسبيا على المدى القصير. هنا، نقدم تقنية تعديل الركيزة التي تقوم بتوسيع أسلوبنا vMTF السابقة لقياس المدى الطويل. في حين أن البطانة هي حاسمة أيضا في وظيفة الأوعية الدموية الشاملة، المهندسة صفائح الشرايين توفير نظام نموذجا مفيدا لتقييم التغيرات في الأوعية الدمويةانقباض أثناء تطور المرض. لهندسة الأنسجة الوعائية نموذج مرض وظيفي، فإن كلا من هيكل ووظيفة الصفيحة الشرايين، وحدة مقلص الأساسية للسفينة، يجب تلخيصها مع الدقة العالية. الشرياني صفائح متحدة المركز، وصحائف الانحياز محيطي من VSMCs مقلص مفصولة ورقة من الإيلاستين 6. microcontact الطباعة من المصفوفة خارج الخلية (ECM) البروتينات على polydimethylsiloxane (PDMS) ركائز تم استخدامها سابقا لتقديم العظة التوجيه في تنظيم أنسجة لتقليد الانحياز أنسجة القلب والأوعية الدموية 5،7-10. ومع ذلك، أنسجة منقوشة باستخدام microcontact الطباعة يمكن أن تفقد سلامة بعد 3-4 أيام في الثقافة، مما يحد من إمكانية تطبيقها في الدراسات المزمنة. يوفر هذا البروتوكول إلى حل لهذه المشكلة عن طريق استبدال تقنيات microcontact الطباعة السابقة مع تقنية ترسيب ميكروفلويديك جديدة. Genchi وآخرون. PDMS ركائز تعديل مع genipin وواوند لفترات طويلة جدوى myocytes تصل إلى شهر واحد في الثقافة 11. هنا، فإننا نستخدم نهجا مماثلا لتوسيع ثقافة خلايا العضلات الملساء الوعائية منقوشة على PDMS. Genipin، وهو مشتق حلمهي الطبيعية من الفاكهة الغردينيا، هو المرشح المرغوب فيه تعديل الركيزة نظرا لسمية منخفضة نسبيا بالمقارنة مع وكلاء يشابك مماثلة، والاستخدام المتزايد بوصفها مادة بيولوجية في مجالات إصلاح الأنسجة 12،13 وECM تعديل 14، 15. في هذا البروتوكول، ويستخدم فبرونيكتين باعتباره جديلة توجيه الخلايا، كما هو الحال في وسائل microcontact الطباعة السابقة؛ ومع ذلك، وتودع genipin على PDMS ركائز قبل فبرونيكتين الزخرفة. وهكذا، كما تتحلل خلايا المصفوفة المزخرفة، ECM تصنيعه حديثا من VSMCs المرفقة يمكن ربط المغلفة genipin PDMS الركيزة. هذا البروتوكول يستخدم جهاز تسليم ميكروفلويديك لمن خطوتين genipin وECM الترسيب. تصميم يحاكي جهاز ميكروفلويديك microcoأنماط الطباعة ntact تستخدم لالمهندسة صفائح الشرايين في الدراسات السابقة 16. وبالتالي، فإننا نتوقع هذا البروتوكول لتسفر يقلد صفائح الدم التي تلخص بنجاح الانحياز للغاية في بنية الجسم الحي وظيفة مقلص من صفائح الشرايين. نحن أيضا تقييم انقباض الأنسجة للتأكد من أن genipin هو مناسب مجمع تعديل الركيزة على المدى الطويل في المختبر نماذج أمراض الأوعية الدموية.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Coverslip staining rack</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td><a href="http://www.emsdiasum.com/">www.emsdiasum.com/</a></td>
			<td>72239-04</td>
			<td>Alternative coverslip rack may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope cover glass - 25 mm</td>
			<td>Fisher Scientific, Inc.</td>
			<td><a href="http://www.fishersci.com/">www.fishersci.com</a></td>
			<td>12-545-102</td>
			<td>Alternative brand and size may be used; Microscope slides may also be substituted as substrate base</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(N-iso-propylacrylamide) (PIPAAm)</td>
			<td>Polysciences, Inc.</td>
			<td><a href="http://www.polysciences.com/">www.polysciences.com/</a></td>
			<td>#21458</td>
			<td>Sigma-Aldrich makes an alternate compound, but we have not tested it for use with this protocol; Compound gives strong odor, use proper ventilation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-butanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/">www.sigmaaldrich.com</a></td>
			<td align="right">360465</td>
			<td>Hazard: flammable (store stock solution in flammable cabinet); flash point is 37 &#176;C, avoid heating; alternative product may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spincoater</td>
			<td>Specialty Coating Systems, Inc.</td>
			<td><a href="http://www.scscoatings.com/">www.scscoatings.com</a></td>
			<td></td>
			<td>SCS G3P8 Model; Alternative brand and/or model may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polydimethylsiloxane (PDMS)</td>
			<td>Ellsworth Adhesives (Dow Corning)</td>
			<td><a href="http://www.ellsworth.com/">www.ellsworth.com</a></td>
			<td>184 SIL ELAST KIT 0.5KG</td>
			<td>Alternative distributor may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescent microbeads</td>
			<td>Polysciences, Inc.</td>
			<td><a href="http://www.polysciences.com/">www.polysciences.com/</a></td>
			<td align="right">17151</td>
			<td>Alternative brand and/or larger size may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon wafers</td>
			<td>Wafer World, Inc.</td>
			<td><a href="http://www.waferworld.com/">www.waferworld.com</a></td>
			<td align="right">2398</td>
			<td>Alternative brand and/or size may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist&#160;</td>
			<td>MicroChem Corp.</td>
			<td><a href="http://www.microchem.com/">www.microchem.com</a></td>
			<td></td>
			<td>SU-8 3025 allows 20-25-&#181;m feature height</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Contact mask aligner</td>
			<td>Suss MicroTec</td>
			<td><a href="http://www.suss.com/">www.suss.com</a></td>
			<td></td>
			<td>MA6 contact mask aligner; alternative brand and/or model may be used for wafer exposure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>MicroChem Corp.</td>
			<td><a href="http://www.microchem.com/">www.microchem.com</a></td>
			<td></td>
			<td>SU-8 Developer; Hazard: flammable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tridecafluro-trichlorosilane</td>
			<td>UCT Specialties, Inc.</td>
			<td><a href="http://www.unitedchem.com/">www.unitedchem.com</a></td>
			<td>T2492</td>
			<td>Silane for non-stick coating of patterned silicon wafers (CAUTION: Tridecafluro-trichlorosilane is a flammable and corrosive liquid. Proper personal protective equipment and local exhaust is necessary for use. )</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical biopsy punch</td>
			<td>Integra LifeSciences Corp.</td>
			<td><a href="http://www.miltex.com/">www.miltex.com</a></td>
			<td>33-31AA-P/25</td>
			<td>Alternative brand and/or size may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Genipin</td>
			<td>Cayman Chemical</td>
			<td><a href="http://www.caymanchem.com/">www.caymanchem.com</a></td>
			<td align="right">10010622</td>
			<td>Sigma-Aldrich (G4796-25MG) makes an alternate compound, but we have not tested it for use with this protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1X phosphate buffered saline</td>
			<td>Mediatech, Inc.</td>
			<td><a href="http://www.cellgro.com/">www.cellgro.com</a></td>
			<td>21-031-CV</td>
			<td>Alternative brand may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibronectin</td>
			<td>Corning, Inc.</td>
			<td><a href="http://www.corning.com/">www.corning.com</a></td>
			<td align="right">356008</td>
			<td>Sigma-Aldrich (F1056) makes an alternate compound, but we have not tested it for use with this protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin/streptomycin</td>
			<td>Life Technologies, Inc.</td>
			<td><a href="http://www.lifetechnologies.com/">www.lifetechnologies.com</a></td>
			<td>15140-122</td>
			<td>Alternative brand and/or size may be used, as long as concentration is the same</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Umbillical artery smooth muscle cells</td>
			<td>Lonza</td>
			<td><a href="http://www.lonza.com/">www.lonza.com</a></td>
			<td>CC-2579</td>
			<td>Alternative cell types may be used for alternative applications. Media should be modified accordingly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tyrode&#39;s solution components</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/">www.sigmaaldrich.com</a></td>
			<td>various</td>
			<td>Alternative brand may be used for mixing solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td><a href="http://www.zeiss.com/">www.zeiss.com</a></td>
			<td>4350020000000000</td>
			<td>SteREOLumar V12; Alternative brand/type of stereomicroscope may be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature-controlled platform</td>
			<td>Warner Instruments</td>
			<td><a href="http://www.warneronline.com/">www.warneronline.com</a></td>
			<td>641659; 640352; 641922</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endothelin-1</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/">www.sigmaaldrich.com</a></td>
			<td>E7764-50UG</td>
			<td>Alternative amount may be purchased, as long as treatment concentration is maintained</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HA-1077</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/">www.sigmaaldrich.com</a></td>
			<td>H139-10MG</td>
			<td>Alternative amount may be purchased, as long as treatment concentration is maintained</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microfluidic genipin deposition technique for extended culture of micropatterned vascular muscular thin films

The chronic nature of vascular disease progression requires the development of experimental techniques that simulate physiologic and pathologic vascular behaviors on disease-relevant time scales. Previously, microcontact printing has been used to fabricate two-dimensional functional arterial mimics through patterning of extracellular matrix protein as guidance cues for tissue organization. Vascular muscular thin films utilized these mimics to assess functional contractility. However, the microcontact printing fabrication technique used typically incorporates hydrophobic PDMS substrates. As the tissue turns over the underlying extracellular matrix, new proteins must undergo a conformational change or denaturing in order to expose hydrophobic amino acid residues to the hydrophobic PDMS surfaces for attachment, resulting in altered matrix protein bioactivity, delamination, and death of the tissues.
Here, we present a microfluidic deposition technique for patterning of the crosslinker compound genipin. Genipin serves as an intermediary between patterned tissues and PDMS substrates, allowing cells to deposit newly-synthesized extracellular matrix protein onto a more hydrophilic surface and remain attached to the PDMS substrates. We also show that extracellular matrix proteins can be patterned directly onto deposited genipin, allowing dictation of engineered tissue structure. Tissues fabricated with this technique show high fidelity in both structural alignment and contractile function of vascular smooth muscle tissue in a vascular muscular thin film model. This technique can be extended using other cell types and provides the framework for future study of chronic tissue- and organ-level functionality.

كان الهدف الأساسي من هذا العمل لتمديد بقاء VSMCs micropatterned على PDMS ركائز مسعور. وقد تحقق ذلك من خلال دمج نظام تسليم ميكروفلويديك لإيداع genipin نمط وفبرونيكتين على PDMS (الشكل 1). ترسب البروتينات ECM باستخدام تسليم ميكروفلويديك أسفرت عن نقل عالية الدقة من نمط قناة مع PDMS ا?...

Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Genipin Deposition Technique for Extended Culture of Micropatterned Vascular Muscular Thin Films at JoVE.com

Microfluidic Genipin Deposition Technique for Extended Culture of Micropatterned Vascular Muscular Thin Films

We present a method for microfluidic deposition of patterned genipin and fibronectin on PDMS substrates, allowing extended viability of vascular smooth muscle cell-dense tissues. This tissue fabrication method is combined with previous vascular muscular thin film technology to measure vascular contractility over disease-relevant time courses.

ميكروفلويديك Genipin ترسب تقنية للثقافة الموسعة من Micropatterned الأوعية الدموية العضلات الرقيقة

The chronic nature of vascular disease progression requires the development of experimental techniques that simulate physiologic and pathologic vascular ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Micropatterned Surfaces to Study Hyaluronic Acid Interactions with Cancer Cells

أسطح Micropatterned لدراسة التفاعلات حمض الهيالورونيك مع خلايا السرطان

Cancer invasion and progression involves a motile cell phenotype, which is under complex regulation by growth factors/cytokines and extracellular matrix ...

Fabrication of Micropatterned Hydrogels for Neural Culture Systems using Dynamic Mask Projection Photolithography

تلفيق Micropatterned الهلاميات المائية لأنظمة الثقافة العصبية الديناميكية باستخدام الطباعة التصويرية إسقاط القناع

Increasingly, patterned cell culture environments are becoming a relevant technique to study cellular characteristics, and many researchers believe in the ...

Low Molecular Weight Protein Enrichment on Mesoporous Silica Thin Films for Biomarker Discovery

بروتين منخفض الوزن الجزيئي تخصيب اليورانيوم على أفلام السيليكا Mesoporous رقيقة لاكتشاف العلامات البيولوجية

The identification of circulating biomarkers holds great potential for non invasive approaches in early diagnosis and prognosis, as well as for the ...

A Microfluidic Technique to Probe Cell Deformability

تقنية ميكروفلويديك للتحقيق التشوه خلية

Here we detail the design, fabrication, and use of a microfluidic device to evaluate the deformability of a large number of individual cells in an ...

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

تقنية جراحية لزرع الأنسجة المهندسة الأوعية الدموية الطعوم واللاحقة<em&gt; في فيفو</em&gt; الرصد

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large ...

Gene Transfection toward Spheroid Cells on Micropatterned Culture Plates for Genetically-modified Cell Transplantation

الجينات ترنسفكأيشن نحو خلايا كروي على لوحات Micropatterned الثقافة لالمعدلة وراثيا زرع الخلايا

To improve the therapeutic effectiveness of cell transplantation, a transplantation system of genetically modified, injectable spheroids was developed. ...

Layer-by-layer Collagen Deposition in Microfluidic Devices for Microtissue Stabilization

طبقة تلو طبقة الكولاجين ترسب في أجهزة ميكروفلويديك لMicrotissue لتحقيق الاستقرار

Although microfluidics provides exquisite control of the cellular microenvironment, culturing cells within microfluidic devices can be challenging. 3D ...

A Microfluidic Platform for High-throughput Single-cell Isolation and Culture

ومنصة ميكروفلويديك لعزل وحيدة الخلية عالية الإنتاجية والثقافة

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet ...

Co-culture of Living Microbiome with Microengineered Human Intestinal Villi in a Gut-on-a-Chip Microfluidic Device

شارك في ثقافة المعيشة Microbiome مع المعوية الزوائد Microengineered الإنسان في الوتر على واحد في رقاقة ميكروفلويديك الأجهزة

Here, we describe a protocol to perform long-term co-culture of multi-species human gut microbiome with microengineered intestinal villi in a human ...

Image-guided, Laser-based Fabrication of Vascular-derived Microfluidic Networks

صورة موجهة، التصنيع القائم على الليزر من شبكات ميكروفلويديك المستمدة الأوعية الدموية.

This detailed protocol outlines the implementation of image-guided, laser-based hydrogel degradation for the fabrication of vascular-derived microfluidic ...