Name: gradient strain chip for stimulating cellular behaviors in cell-laden hydrogel
Uploaded: 2017-08-08T12:30:00
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Dieses Projekt wurde durch die Graduate Student Studium im Ausland Programm (NSC-101-2917-I-007-010) unterstützt; die biomedizinische Technik-Programm (NSC-101-2221-E-007-032-MY3); und die Nanotechnologie National Program (NSC-101-2120-M-007-001-), National Science Council der r.o.c., Taiwan. Die Autoren möchten Prof. Ali Khademhosseini, Gulden Camci-Ünal, Arghya Paul und Ronglih Liao an der Harvard Medical School danken für die gemeinsame Nutzung der Hydrogel und Zelle Kapselung-Technologie.

1. GelMA Synthesis
<ol>
	<li>Weigh 10 g of gelatin powder and add it to a glass flask with 100 mL ofDulbecco&#39;s phosphate-buffered saline (DPBS). Put a magnetic stir bar into the flask and place the flask on a stirring hot plate.</li>
	<li>Cover the flask with aluminum foil to avoid water evaporation. Set the hot plate temperature to 50-60 &#176;C and the stirrer at 100 rpm for 1 h to dissolve the gelatin powder well.</li>
	<li>After the gelatin has dissolved, add 8 mL of methacrylic anhydride very slowly (one drop ...

<ol>
	<li>Simmons, C. S., Petzold, B. C., Pruitt, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microsystems+for+biomimetic+stimulation+of+cardiac+cells.">Microsystems for biomimetic stimulation of cardiac cells.</a> Lab Chip. 12 (18), 3235-3248 (2012).</li><li>Aubin, H., 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=Directed+3D+cell+alignment+and+elongation+in+microengineered+hydrogels.">Directed 3D cell alignment and elongation in microengineered hydrogels.</a> Biomaterials. 31 (27), 6941-6951 (2010).</li><li>Guan, 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=The+stimulation+of+the+cardiac+differentiation+of+mesenchymal+stem+cells+in+tissue+constructs+that+mimic+myocardium+structure+and+biomechanics.">The stimulation of the cardiac differentiation of mesenchymal stem cells in tissue constructs that mimic myocardium structure and biomechanics.</a> Biomaterials. 32 (24), 5568-5580 (2011).</li><li>Wan, C. R., Chung, S., Kamm, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+of+embryonic+stem+cells+into+cardiomyocytes+in+a+compliant+microfluidic+system.">Differentiation of embryonic stem cells into cardiomyocytes in a compliant microfluidic system.</a> Ann Biomed Eng. 39 (6), 1840-1847 (2011).</li><li>Huh, D., 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=Reconstituting+organ-level+lung+functions+on+a+chip.">Reconstituting organ-level lung functions on a chip.</a> Science. 328 (5986), 1662-1668 (2010).</li><li>Li, X., Chu, J. S., Yang, L., Li, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+effects+of+mechanical+strain+on+neural+crest+stem+cells.">Anisotropic effects of mechanical strain on neural crest stem cells.</a> Ann. Biomed. Eng. 40 (3), 598-605 (2012).</li><li>Butcher, J. T., Barrett, B. C., Nerem, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Equibiaxial+strain+stimulates+fibroblastic+phenotype+shift+in+smooth+muscle+cells+in+an+engineered+tissue+model+of+the+aortic+wall.">Equibiaxial strain stimulates fibroblastic phenotype shift in smooth muscle cells in an engineered tissue model of the aortic wall.</a> Biomaterials. 27 (30), 5252-5258 (2006).</li><li>Ramon-Azcon, 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=Gelatin+methacrylate+as+a+promising+hydrogel+for+3D+microscale+organization+and+proliferation+of+dielectrophoretically+patterned+cells.">Gelatin methacrylate as a promising hydrogel for 3D microscale organization and proliferation of dielectrophoretically patterned cells.</a> Lab Chip. 12 (16), 2959-2969 (2012).</li><li>Park, S. H., Sim, W. Y., Min, B. H., Yang, S. S., Khademhosseini, A., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chip-Based+Comparison+of+the+Osteogenesis+of+Human+Bone+Marrow-+and+Adipose+Tissue-Derived+Mesenchymal+Stem+Cells+under+Mechanical+Stimulation.">Chip-Based Comparison of the Osteogenesis of Human Bone Marrow- and Adipose Tissue-Derived Mesenchymal Stem Cells under Mechanical Stimulation.</a> PLoS One. 7 (9), e46689 (2012).</li><li>Gould, R. 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=Cyclic+Strain+Anisotropy+Regulates+Valvular+Interstitial+Cell+Phenotype+and+Tissue+Remodeling+in+3D+Culture.">Cyclic Strain Anisotropy Regulates Valvular Interstitial Cell Phenotype and Tissue Remodeling in 3D Culture.</a> Acta Biomater. 8 (5), 1710-1719 (2012).</li><li>Kurpinski, K., Chu, J., Hashi, C., Li, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proc+Anisotropic+mechanosensing+by+mesenchymal+stemcells.">Proc Anisotropic mechanosensing by mesenchymal stemcells.</a> Natl Acad Sci USA. 103 (44), 16095-16100 (2006).</li><li>Sim, W. Y., Park, S. W., Park, S. H., Min, B. H., Park, S. R., Yang, S. 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+pneumatic+micro+cell+chip+for+the+differentiation+of+human+mesenchymal+stem+cells+under+mechanical+stimulation.">A pneumatic micro cell chip for the differentiation of human mesenchymal stem cells under mechanical stimulation.</a> Lab Chip. 7 (12), 1775-1782 (2007).</li><li>Vader, D., Kabla, A., Weitz, D., 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=Strain-Induced+Alignment+in+Collagen+Gels.">Strain-Induced Alignment in Collagen Gels.</a> PLoS One. 4 (6), e5902 (2009).</li><li>Aguado, B. A., Mulyasasmita, W., Su, J., Lampe, K. J., Heilshorn, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+viability+of+stem+cells+during+syringe+needle+flow+through+the+design+of+hydrogel+cell+carriers.">Improving viability of stem cells during syringe needle flow through the design of hydrogel cell carriers.</a> Tissue Eng Part A. 18 (7-8), 806-815 (2012).</li><li>Wan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic-Based+Synthesis+of+Hydrogel+Particles+for+Cell+Microencapsulation+and+Cell-Based+Drug+Delivery.">Microfluidic-Based Synthesis of Hydrogel Particles for Cell Microencapsulation and Cell-Based Drug Delivery.</a> Polymers. 4 (2), 1084-1108 (2012).</li><li>Moraes, C., Wang, G., Sun, Y., 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=A+microfabricated+platform+for+high-throughput+unconfined+compression+of+micropatterned+biomaterial+arrays.">A microfabricated platform for high-throughput unconfined compression of micropatterned biomaterial arrays.</a> Biomaterials. 31 (3), 577-584 (2010).</li><li>Keung, A. J., Kumar, S., Schaffer, D. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presentation+Counts:+Microenvironmental+Regulation+of+Stem+Cells+by+Biophysical+and+Material.+Cues.">Presentation Counts: Microenvironmental Regulation of Stem Cells by Biophysical and Material. Cues.</a> Annu Rev Cell Dev Biol. 26, 533-556 (2010).</li><li>Segers, V. F., Lee, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem-cell+therapy+for+cardiac+disease.">Stem-cell therapy for cardiac disease.</a> Nature. 451 (7181), 937-942 (2008).</li><li>Hsieh, H. 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=Gradient+static-strain+stimulation+in+a+microfluidic+chip+for+3D+cellular+alignment.">Gradient static-strain stimulation in a microfluidic chip for 3D cellular alignment.</a> Lab Chip. 14 (3), 482-493 (2014).</li></ol>

In diesem Beitrag berichten wir über einen einfachen Ansatz, Zelle Ausrichtung Verhalten nach Hydrogel Form Führung und Bruchdehnung zu vergleichen. Eine flexible Membran PDMS schafft eine kuppelförmige Wölbung zur Generierung von unterschiedlichen Höhen der konzentrische kreisförmige Hydrogele. Nach der Veröffentlichung des Drucks, gilt die PDMS-Membran automatisch Kraft für die Mikro-gemusterten Hydrogele gradient Belastung/Dehnung, mit einem Maximum in der Mitte und einem Minimum an der äußeren Grenze bilden...

Dienen als ein Blockmaterial, das eine native Mikroumgebung imitiert, kann ein Hydrogel, die extrazellulären Matrix (ECM) enthalten biomimetische Gewebe Gerüste um Zellwachstum zu unterstützen wieder aufzubauen. Um die Funktionen eines Gewebes besitzen, ist organisierte Zellenausrichtung eine wesentliche Voraussetzung. Verschiedene 2D (d. h. Zellen kultiviert auf einer Oberfläche) und 3D (d. h. Zellen in einem Hydrogel gekapselt) Zelle Achsen durch Kultivierung oder Zellen in oder auf flexiblen Substraten mit Micro Kapseln erreicht wurden- oder Nano-Muster1. 3D Zellausrichtung in Mikroarchitektur ist attraktiver, da die Mikroumgebung näher an der Heimat Gewebe Konstrukt2,3,4. Ein gemeinsames Konzept für 3D Zellenausrichtung ist die geometrische Cue von Hydrogel Form2,3. Aufgrund der Platzverhältnisse für die Zellproliferation in Richtung der kurzen Achse sollen Zellen entlang der langen Achse Richtung in eine Mikro-gemusterten Hydrogel ausrichten. Ein weiterer Ansatz ist die Hydrogele zu Ausrichtung der Zellen parallel zur Strecke Richtung4,5Bruchdehnung zuweisen.
Biophysikalische Stimulation auf ECM Hydrogele, z. B. Druckspannung oder ein elektrisches Feld kann regulieren Zellfunktionen für richtige Gewebeintegration, Proliferation und Differenzierung1,2,3. Viel Forschung wurde durchgeführt, um zelluläre Verhalten zu untersuchen, durch die Anwendung einer Sorte Zustand zu einem Zeitpunkt über mehrere mechanische Steuerung Einheiten4,6,7,8,9. Zum Beispiel die Verwendung von mechanischen Schrittmotoren gequetscht oder gestreckt auf eine 3D Zelle verkapselt Kollagen Hydrogel wurde einen gemeinsamen Ansatz7,10. Jedoch solche Steuerungsvorrichtung erfordert zusätzlichen Platz und sieht sich das Problem der Kontamination in den Inkubator7,9,11,12. Darüber hinaus kann nicht das große Instrument eine präzise Steuerungsumgebung ermöglichen hohe Reproduzierbarkeit13geben.
Da die Zelle beladenen Hydrogele in der Regel auf der Mikro-Skala für biomedizinische Anwendungen beschäftigt sind, ist es vorteilhaft, MEMS Techniken um eine Reihe von Belastung/dehnen Stimulation zur Zelle Verhalten in 3D biomimetische Konstrukte in-vitro-2,14,15,16,17,18gleichzeitig untersuchen zu generieren zu kombinieren. Beispielsweise kann mit Gasdruck um zu verformen die PDMS-Membran in mikrofluidischen Chips zu verschiedenen Stämmen, fahren-Zell-Differenzierung auf verschiedenen Linien9,16führen. Allerdings gibt es viele technische Herausforderungen, wie kompliziert Chip Fertigungsprozesse in ein sauberes Zimmer und die Softwareintegration Steuerung von Motoren, Pumpen, Ventile und komprimierte Gase.
In dieser Arbeit zeigen wir Ihnen eine einfache Methode um eine autarke gradient statische Belastung mikrofluidischen Chip zu erhalten durch den Einsatz einer konzentrische kreisförmige Hydrogel-Muster und einer flexiblen Membran PDMS. Anders als die meisten der vorhandenen Ansätze ist unsere Plattform ein tragbar und Einweg-Miniatur-Gerät, vor einem gelben Zimmer hergestellt werden können und, besitzt selbst generierenden gradient Stämme auf konzentrischen Zelle verkapselt Hydrogele, ohne externe mechanische Ausrüstung während der Inkubation. 3 t 3 Fibroblast Zellen Verhalten beeinflusst durch eine Kombination von Hydrogel-Form und eine Vielzahl von Zug-Stretch Anleitung Hinweise wurden während der Beobachtung der Ausrichtung der Zellen innerhalb von ECM-mimetischen 3D-Umgebungen im Farbverlauf Stamm Chip für 3 Tage gezeigt.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1383">
	<tbody>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">1.5-mL black microcentrifuge tube</td>
			<td style="width:225px;">Argos Technologies&#160;</td>
			<td style="width:156px;">03-391-161</td>
			<td style="width:665px;">This one can be replaced with a neutral color of 1.5-mL tube covered with aluminun foil</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">10X DPBS</td>
			<td style="width:225px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:156px;">56064C</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Alexa Fluor 488 phalloidin&#160;</td>
			<td style="width:225px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:156px;">A12379&#160;</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">BSA</td>
			<td style="width:225px;">Sigma</td>
			<td style="width:156px;">A1595</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Calcein</td>
			<td style="width:225px;">Molecular Probe</td>
			<td style="width:156px;">C1430</td>
			<td style="width:665px;">For labeling viable cells</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">CCD</td>
			<td style="width:225px;">PCO. Imaging</td>
			<td style="width:156px;">Pixelfly qe</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Cell membrane permeating solution</td>
			<td style="width:225px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:156px;">X100</td>
			<td style="width:665px;">0.5% Triton X-100 for permeating cell membrane</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">DAPI</td>
			<td style="width:225px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:156px;">D8417</td>
			<td style="width:665px;">Cell nucleus staining</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Dialysis membrane</td>
			<td style="width:225px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:156px;">D9527</td>
			<td style="width:665px;">Molecular weight cut-off = 14,000</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">DMEM</td>
			<td style="width:225px;">Gibco</td>
			<td style="width:156px;">11995-065</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Double-side tape</td>
			<td style="width:225px;">3M</td>
			<td style="width:156px;">8003</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">FBS</td>
			<td style="width:225px;">Hyclone</td>
			<td style="width:156px;">SH30071.03</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Gelatin</td>
			<td style="width:225px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:156px;">G2500</td>
			<td style="width:665px;">gel strength 300, type A, from porcine skin</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">High frequency electronic corona generator</td>
			<td style="width:225px;">Electro-technic products</td>
			<td style="width:156px;">MODEL BD-20</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Methacrylic Anhydride</td>
			<td style="width:225px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:156px;">276685</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Micro syringe</td>
			<td style="width:225px;">Hamilton</td>
			<td style="width:156px;">80501</td>
			<td style="width:665px;">50 &#956;L&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Microscope</td>
			<td style="width:225px;">Olympus</td>
			<td style="width:156px;">IX71</td>
			<td style="width:665px;">Include two filter sets: LF405/LP-B-000 and LF488/LP-C-000 from Semrock</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Oxygen plasma machine</td>
			<td style="width:225px;">Harrick plasma</td>
			<td style="width:156px;">PDC-001</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Paraformaldehyde</td>
			<td style="width:225px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:156px;">P6148</td>
			<td style="width:665px;">For fixing cell</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">PDMS</td>
			<td style="width:225px;">DOW CORNING</td>
			<td style="width:156px;">Sylgard 184</td>
			<td style="width:665px;">Mixture for PDMS chip cast-molding fabrication</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Pen-Strep</td>
			<td style="width:225px;">Gibco</td>
			<td style="width:156px;">10378-016</td>
			<td style="width:665px;">penicillin/streptomycin</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Photoinitiator</td>
			<td style="width:225px;">CIBA</td>
			<td style="width:156px;">Irgacure 2959</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Propidium iodide</td>
			<td style="width:225px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:156px;">P4170</td>
			<td style="width:665px;">For labeling dead cells</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Sterile Filtration cup</td>
			<td style="width:225px;">Millipore</td>
			<td style="width:156px;">SCGPT05RE</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">TMSPMA</td>
			<td style="width:225px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:156px;">440159</td>
			<td style="width:665px;">For hydrogel immobilization</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Ultrasonicator</td>
			<td style="width:225px;">Delta</td>
			<td style="width:156px;">D150H</td>
			<td style="width:665px;">150W, 43kHz</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">UV light</td>
			<td style="width:225px;">DAIHAN</td>
			<td style="width:156px;">WUV-L10</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">Freeze Dryer</td>
			<td style="width:225px;">FIRSTEK</td>
			<td style="width:156px;">150311025</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">NIH3T3(fibroblast)</td>
			<td style="width:225px;">Food Industry Research and Development Institute(FIRDI)</td>
			<td style="width:156px;">08C0011</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:337px;">MOXI Z Mini Automated Cell Counter</td>
			<td style="width:225px;">ORFLO</td>
			<td style="width:156px;">MXZ001</td>
			<td style="width:665px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

gradient strain chip for stimulating cellular behaviors in cell-laden hydrogel

Künstliche Anleitung für zelluläre Ausrichtung ist ein heißes Thema im Bereich des Tissue Engineering. Die meisten der bisherigen Forschung untersuchte einzelne Stamm-induzierte zellulären Ausrichtung auf eine Zelle beladenen Hydrogel mithilfe von komplexen Versuchsabläufe und Masse Controllingsystemen, die in der Regel verbunden mit Verunreinigung Probleme sind. Daher schlagen wir in diesem Artikel einen einfachen Ansatz zum Aufbau einer Gradienten statische Belastung mit einem fluidische Chip mit einer Kunststoffabdeckung PDMS und ein UV-transparentem Glas-Substrat für die Stimulation der zellulären Verhalten in einem 3D Hydrogel. Überlastung Foto-patternable Zelle Prepolymer in der fluidische Kammer erzeugen eine konvexe gekrümmte PDMS-Membran auf dem Cover. Nach UV-Vernetzung durch eine konzentrische kreisförmige Micropattern unter dem geschwungenen PDMS-Membran und Puffer waschen, eine Mikroumgebung für Ermittlungsbehörden Zelle Verhalten unter einer Vielzahl von gradient Stämme ist selbst in einem einzigen fluidische Chip, ohne externe Instrumente etabliert. NIH3T3 Zellen wurden demonstriert, nachdem er beobachtet die Veränderung der zellulären Ausrichtung Trend unter Leitung der Geometrie, in Zusammenarbeit mit Belastung Stimulation, die von 15-65 % auf Hydrogele variiert. Nach einer 3-tägigen Inkubation dominiert die Hydrogel-Geometrie die Zellausrichtung unter niedrigen Druckspannung, wo Zellen entlang Richtung Hydrogel Dehnung unter hoher Druckspannung ausgerichtet. Zwischen diesen zeigten die Zellen zufällige Ausrichtung durch die Dissipation der radikalen Leitlinien Hydrogel Dehnung und die Geometrie-Führung der gemusterten Hydrogel.

Um die mechanischen Unterschiede zwischen jeder Runde Hydrogel im abgeschlossenen gradient Belastung Stimulation Chip zu vergleichen, haben wir die Linienstärken jede Runde Hydrogel in zwei die gleichen Chips, Einspritzmengen von 0 µL (Abb. 4a) mit 40 µL (Abbildung 4 b), bzw. gemessen. Prozent Dehnungen in jedem Kreis waren die Dehnungen in der 40 µL injiziert Chip durch dividiert die Linienbreiten der entsprechenden Hydrogel...

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Gradient Strain Chip for Stimulating Cellular Behaviors in Cell-laden Hydrogel

Dieser Artikel stellt eine einfache Methode zur Bereitstellung von nicht-kontinuierlichen gradienter statische Belastungen auf eine konzentrische Zelle beladenen Hydrogel, Ausrichtung der Zellen für das Tissue Engineering zu regulieren.

Gradient Stamm Chip für anregende zellulären Verhaltensweisen in Zelle beladenen Hydrogel

Artificial guidance for cellular alignment is a hot topic in the field of tissue engineering. Most of the previous research has investigated single ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Encapsulation of Cardiomyocytes in a Fibrin Hydrogel for Cardiac Tissue Engineering

Verkapselung von Kardiomyozyten in einer Fibrin-Hydrogel für Cardiac Tissue Engineering

Culturing cells in a three dimensional hydrogel environment is an important technique for developing constructs for tissue engineering as well as studying ...

Forschung

Biotechnik

Cellular Lipid Extraction for Targeted Stable Isotope Dilution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

Cellular Lipidextraktion für Targeted Stable Isotope Dilution Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie-Analyse

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including ...

Cultivation of Human Neural Progenitor Cells in a 3-dimensional Self-assembling Peptide Hydrogel

Kultivierung humaner neuronaler Vorläuferzellen in einer 3-dimensionalen Self-Montage Peptide Hydrogel

The  influence of 3-dimensional (3D) scaffolds on growth, proliferation and finally  neuronal differentiation is of great interest in order to find new ...

Electrotaxis Studies of Lung Cancer Cells using a Multichannel Dual-electric-field Microfluidic Chip

Electro Studium der Lungenkrebszellen unter Verwendung eines Mehrkanal-Zwei elektrischen Feldes Mikrofluidik-Chip

The behavior of directional cell migration under a direct current electric-field (dcEF) is referred to as electrotaxis. The significant role of ...

Construction of Modular Hydrogel Sheets for Micropatterned Macro-scaled 3D Cellular Architecture

Bau von Modular Hydrogel Blätter für mikrostrukturierten Makro skaliert 3D Cellular Architektur

Hydrogels can be patterned at the micro-scale using microfluidic or micropatterning technologies to provide an in vivo-like three-dimensional (3D) tissue ...

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

3D Hydrogel Kulturen von primären Gliazellen für In-vitro- Modellierung von Neuroinflammation verbessert

In the central nervous system, numerous acute injuries and neurodegenerative disorders, as well as implanted devices or biomaterials engineered to enhance ...

Repressing Gene Transcription by Redirecting Cellular Machinery with Chemical Epigenetic Modifiers

Gentranskription durch Umleiten zellulären Maschinerie mit chemischen epigenetische Modifikatoren zu unterdrücken

Regulation of chromatin compaction is an important process that governs gene expression in higher eukaryotes. Although chromatin compaction and gene ...

Fabricating a Kidney Cortex Extracellular Matrix-Derived Hydrogel

Herstellung einer Niere Cortex extrazelluläre Matrix abgeleitet Hydrogel

Extracellular matrix (ECM) provides important biophysical and biochemical cues to maintain tissue homeostasis. Current synthetic hydrogels offer robust ...

A Microfluidic Platform for Stimulating Chondrocytes with Dynamic Compression

Eine mikrofluidische Plattform zur Stimulierung von Chondrozyten mit dynamischer Kompression

Mechanical stimuli are known to modulate biological functions of cells and tissues. Recent studies have suggested that compressive stress alters growth ...

Pancreatic Tissue-Derived Extracellular Matrix Bioink for Printing 3D Cell-Laden Pancreatic Tissue Constructs

Pankreasgewebe-abgeleitete extrazelluläre Matrix Bioink für den Druck 3D-Zell-Laden Pankreasgewebe Konstrukte

The transplantation of pancreatic islets is a promising treatment for patients who suffer from type 1 diabetes accompanied by hypoglycemia and secondary ...