Name: micropatterning and assembly of 3d microvessels
Uploaded: 2016-09-09T15:00:00
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저자는 줄기 세포 및 재생 의학뿐만 아니라 워싱턴 대학에서 워싱턴 나노 제조 시설에 대한 연구소의 린과 마이크 가비 이미징 연구실을 인정하고 싶습니다. 그들은 또한 건강의 국립 연구소의 재정 지원을 인정 (YZ에) DP2DK102258을 부여하고, 교육과 (MAR에) T32HL007312 (SSK 및 MAR에) T32EB001650을 부여합니다.

네트워크 디자인과 무늬 폴리 디메틸 실록산 (PDMS) 1. 미세 <ol><li> 웨이퍼 제조는 네트워크 설계의 부정적인 템플릿을 만드는 방법 <ol><li> 임의의 컴퓨터 지원 설계 (CAD) 소프트웨어를 사용하여 네트워크 패턴을 만든다. 입구와 출구 사이의 대각선 치수 향후 단계 (2.1.1 참조) 하우징 장치에 유입 및 유출 저장소 사이의 거리와 일치하는지 확인. 참고 자체가 지정하는 사용자의 특?...

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엔지니어링 미세 혈관은 내강 형상, 유체 역학적 힘, 멀티 세포의 상호 작용 등의 생리 학적 특성이 존재하고 조정할 수있는 시험 관내 모델이다. 플랫폼이 유형은 모델 및 생체 외 배양 조건은 당해 미세의 것과 일치 할 수있는 다양한 상황에 내피 거동을 연구 할 수있는 기능을 제공하는 것을 강력하다. 예를 들어, 혈관 내피 세포와 같은 프로세스를 구동하는기구는, 다른 기관 등의...

각 장기 미세 혈관은 조직 미세 정의 조직 항상성을 유지하고 염증, 투자율, 혈전증과 섬유소 용해 1,2- 규제 돕는다. 5 - 미세 혈관 내피 세포, 특히 따라서 혈류와 주위 조직과의 계면은 유체 역학적 힘과 순환 사이토 카인 및 호르몬 3과 같은 자극에 응답하여 혈관 및 장기의 기능을 조절하는 데 중요한 역할을한다. 내피 세포, 혈액 사이의 상세한 상호 작용을 이해하고, 주변 조직의 미세 혈관 생물학 및 질병 진행의 연구에 중요하다. 생체 내 미세 혈관 구조에 요점을 되풀이하고 6,7를 작동하지 않습니다 시험관 도구 제한에 의해 그러나, 이러한 상호 작용을 연구의 진행을 방해하고있다. 결과적으로, 필드 및 치료의 발전은 비용이 많이 들고 시간 -에 크게​​ 의존하고10 - 종종 인간 팔의 성공을 번역하는 데 실패 동물 모델을 소비. 생체 내 모델 질환 메커니즘 및 혈관의 기능 연구에 귀중한 반면, 그들은 복잡한 종종 개인 휴대 생화학의 정확한 제어 및 생물 물리학 적 큐 부족하다. 몸 전체 혈관 최적화 관류 및 영양소 전송 동시에 11을 제공하는 광대 한 모세관 침대와 함께 성숙한 계층 구조를 보유하고있다. 처음에, 초기 개발 12, 13 중 계층 분기 네트워크 재구성 원시적 총으로 혈관 형성된다. 이러한 프로세스에 관련된 신호들의 많은 웰 (14)은 이해되지만 - 16는 혈관 패턴 (15)을 결정하는 방법 등 어려운 남아있다. 차례로, 조직 혈관 망을 설계하기 위해 시험 관내에서이 과정을 recapitulating은 꿀벌이n은 어렵다. 많은 기존의 체외 플랫폼은 두 가지 차원 내피 세포 배양으로, 같은 다세포 근접, 세 가지 차원 내강 구조, 흐름, 그리고 세포 외 기질과 같은 중요한 특성 부족, 혈관을 모델링합니다. 3D 하이드로 겔 튜브 형성 분석 (콜라겐 또는 섬유소) 17-19 또는 침공 분석 (20, 21)은 다른 혈관 17, 22 또는 조직 세포 유형 (23) 3D와의 상호 작용에서 내피 세포의 기능을 연구하는 데 사용되었다. 그러나 이러한 분석의 루멘은 상호, 혈역학 적 흐름, 적절한 관류 부족 조립. 또한, 이들 관 형성 분석법 (24) 내의 혈관 회귀 성향이 수행 될 수있다 기능 연구의 정도를 제한 장기간 배양 및 성숙을 방지한다. 따라서, 적절하게 모델링 할 수 미세 혈관 네트워크 욕실의 체외 플랫폼을 설계 할 수있는 싹 트는 필요가있다특성 dothelial 장기 배양 할 수있다. 혈관 공학 기법 다양한 혈관 질환 환자의 대체 의료용 또는 바이 영향 선박 년간 나왔다. 폴리에틸렌 테레 프탈레이트 (PET), 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (의 ePTFE)과 같은 합성 재료로 제조 대경 용기 장기 개통 (평균 95 %의 개통 5 년) 25 상당한 치료 성공이 있었다. 작은 직경의 합성 이식은 (&lt;6mm) 일반적으로 내막 증식 및 혈소판 (26)과 같은 합병증에 직면하지만 - 조직이 생체 물질로 만든 작은 직경 이식을 설계 (28)는, 상당한 진전 (29, 30)을 만들었습니다. 이러한 종류의 발전에도 불구하고, 마이크로에 설계 선박의 반칙으로 남아있다. 충분히 미세 혈관을 모델링하기 위해, SUF 복잡한 네트워크 패턴을 생성 할 필요가있다ficient 기계적 강도 및 개방성 실질 세포 및 세포 개조 모두 영양소 투과를 허용하는 매트릭스 조성물을 유지한다. (34) -이 프로토콜은 조정 가능한 및 제어 미세 환경 (31) 설정 생체 내에서 기본을 모방 한 새로운 인공 관류 혈관 네트워크를 제공합니다. 기술 된 방법은 100 μm의 순서에 직경 엔지니어링 미세 혈관을 생성합니다. 엔지니어링 미세 혈관은 내가 하이드로 겔 콜라겐 소프트 타입에 포함 된 미세 유체 채널을 통해 내피 세포를 관류에 의해 제조된다. 이 시스템은 오픈 내강 구조와 패턴 네트워크를 생성 다세포 상호 작용을 복제, 세포 외 기질 성분을 조절하고, 생리 학적으로 관련 혈류 역학적 힘을 적용 할 수있는 능력을 보유하고 있습니다.

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		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:459px;">Wafer Fabrication</td>
			<td style="width:225px;"></td>
			<td style="width:140px;"></td>
			<td style="width:540px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">AutoGlow Plasma System</td>
			<td>AutoGlow</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Headway Spin Coater</td>
			<td>Headway Research, Inc&#160;</td>
			<td colspan="2">PWM32 Spin Coater&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">ABM Contact Aligner</td>
			<td>AB-M</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Alpha Step Profilometer</td>
			<td>Tencor</td>
			<td>Alpha Step 200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">SU-8 Developer</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>Y020100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">SU-8 Resist</td>
			<td>Microchem</td>
			<td>SU-8 2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">8&#34; silicon wafer</td>
			<td>Wafer World Inc.</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Tabletop Micro Pattern Generator</td>
			<td>Heidelberg Instruments</td>
			<td>&#956;PG 101</td>
			<td>For generation of photomask</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hot plate</td>
			<td>VWR</td>
			<td>97042-646</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Ispropyl alcohol</td>
			<td>Avantor Performance Materials</td>
			<td>9088</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Petri dishes (120 x 120 mm, square)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z617679</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Trichloro(3,3,3-trifluoropropyl)silane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>MKBG3805V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer base and curing agent</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td>Mixed at 10:1 (w/w)</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Vacuum desiccator</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z119024-1EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Oven</td>
			<td>VWR</td>
			<td>9120976</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Device Fabrication and Culture</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">poly(methyl methacrylate) (PMMA)</td>
			<td>Plexiglas</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Corona Treater</td>
			<td>Electro-Technic Products, Inc.</td>
			<td>BD-20</td>
			<td>Handheld device for plasma treatment of PMMA devices and PDMS molds</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Soldering Iron</td>
			<td>Weller&#160;</td>
			<td>WTCPS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Stainless Steel Truss Head Slotted Machine Screw</td>
			<td>McMaster-Carr&#160;</td>
			<td>91785A096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Stainless steel dowel pins</td>
			<td>McMaster-Carr&#160;</td>
			<td>93600A060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Tweezers&#160;</td>
			<td>Miltex</td>
			<td>24-572</td>
			<td>Any similar tweezers may be used</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Spatula (Micro Spoon)</td>
			<td>Electron Microscopy Services</td>
			<td>62410-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Screw driver</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Any flat head screwdriver may be used, autoclaved</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Glass coverslips (22 x 22 mm)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-542B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Bleach</td>
			<td>Clorox</td>
			<td>4460030966</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Petri dishes (150 X 25mm)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430599</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Petri dishes (100 X 20 mm)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>2909</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Cotton, cut into 1 cm x 3 cm pieces</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Autoclaved</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Polyethyleneimine (PEI)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P3143</td>
			<td>Dilute to 1% in cell culture grade water</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Glutaraldehyde</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G6257</td>
			<td>Dilute to 0.1% in cell culture grade water</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:26px;">Sterile H2O</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Autoclaved DI H2O</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Type I collagen, dissolved in 0.1% acetic acid</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Isolated from rat tails as described in Rajan et. al. 2006 (ref #37)</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">1 mL syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">10 mL syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309604</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">15 mL conical tubes</td>
			<td>Corning</td>
			<td>352097</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">30 mL conical tubes</td>
			<td>Corning</td>
			<td>352098</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">M199 10X Media&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>11825-015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">1N NaOH (sterile)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>415413</td>
			<td>Dilute to 1N in cell culture grade water</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">HUVECs&#160;</td>
			<td>Lonza</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Endothelial growth media</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>CC-3124</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Trypsin</td>
			<td>Corning</td>
			<td>25-052-CI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td>10082147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Dextran from Leuconostoc spp. (70kDa)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>31390</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Phosphate Buffered Saline (PBS)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>21-031-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hemocytometer</td>
			<td>Hausser Scientific Co.</td>
			<td>3200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Gel loading tips</td>
			<td>VWR</td>
			<td>37001-152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">18G Blunt Fill Needle</td>
			<td>BD&#160;</td>
			<td>305180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">20G Stainless Steel Dispensing Needle</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>75165A123</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Tygon 1/32&#8221; ID, 3/32&#34; OD Silicon Tubing</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>EW-95702-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">1/16&#34; Tube-to-tube Coupling</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>5116K165</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">90&#176; Elbow Connectors, Tube-to-Tube</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>5121K901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Luer Lock Coupling (Female, 1/16&#34; ID)</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>51525K211</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Plastic Forceps, with Jaw Grips</td>
			<td>Electron Microscopy Services</td>
			<td>72971</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Dual Syringe Pump</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>70-4505</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">5 mL Polystyrene Round-bottom tube</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-959-2A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Device Analysis</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Formaldehyde</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F8775</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Bovine Serum Albumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A8806-5G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T-9284</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Rabbit anti-hCD31</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab32457</td>
			<td>1:25 working dilution</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">FITC conjugated anti-von Willebrand Factor antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab8822</td>
			<td>1:100 working dilution</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Goat anti-rabbit 568 secondary antibody</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td>A-11011</td>
			<td>1:100 working dilution</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hoescht</td>
			<td>Thermofisher Scientific</td>
			<td>H1399</td>
			<td>Resuspended in DMSO</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sodium cacodylate&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C0250</td>
			<td>To make 0.2M cacodylate buffer</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Ethanol</td>
			<td>VWR International</td>
			<td>BDH1164-4LP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">40kDa FITC-conjugated Dextran</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>FD40S&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Additional Culture Reagents&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CHIR-99021</td>
			<td>Selleck Chem</td>
			<td>S2924</td>
			<td>Small molecule GSK-3 inhibitor</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Human recombinant VEGF</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>100-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Human recombinant bFGF</td>
			<td>Peprotech</td>
			<td>AF-100-18B</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

micropatterning and assembly of 3d microvessels

시험관 플랫폼에서, 내피 세포 및 혈관 생물학은 주로 2D 내피 세포 배양으로 제한됩니다 공부 폴리머 또는 유리 기반의 기판과 하이드로 겔 기반 관 형성 분석과 챔버 흐름. 이러한 분석은, 유익한 동안, 혈관 기능 조절에 중요​​한 역할을 루멘 형상, 적절한 세포 외 기질 및 다세포 근접, 요점을 되풀이하지 않습니다. 이 논문은 100 ㎛의 정도의 직경을 갖는 엔지니어링 혈관을 생성하는 사출 성형 방법을 설명한다. 미세 혈관은 내가 하이드로 겔 콜라겐 기본 유형에 포함 미세 유체 채널 내피 세포를 파종하여 제조된다. 형성 채널 이전에 콜라겐 매트릭스 내에 실질 세포를 통합함으로써, 특정 조직의 미세 환경을 모델링하고 공부하실 수 있습니다. 유체 역학적 특성 및 미디어 조성물의 추가 변조 원하는 미세 환경 내에서 복잡한 혈관 기능을 제어 할 수 있습니다.이 플랫폼은 혈관 주위 세포 모집, 혈액 내피 세포의 상호 작용, 흐름 응답 및 조직 미세 혈관의 상호 작용 연구를 위해 수 있습니다. 엔지니어링 미세 혈관은 혈관 틈새 시장의 개별 구성 요소의 영향을 분리 할 수​​있는 기능을 제공하고 정확하게 건강과 질병에 모두 혈관 생물학을 연구하기 위해 화학적, 기계적, 생물학적 특성을 제어 할 수 있습니다.

조작 된 선박 플랫폼은 내가 매트릭스 천연 콜라겐 유형에 내장 된 기능성 미세 혈관을 생성하고 체외에서 세포 생물 물리학 및 생화학 적 환경의 꽉 제어 할 수 있습니다. 설계 미세 혈관을 제조하기 위해, 인간 제대 정맥 내피 세포 (HUVECs를이)가 특허 루멘과 합류 내피 세포를 형성하기 위해 부착 콜라겐 포함 된 미세 유체 네트워크를 통해 관류한다. 도 1A-C?...

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Micropatterning and Assembly of 3D Microvessels

이 논문은 내피 세포의 생리 학적 특성을 요점을 되풀이 미세 혈관을 설계하는 사출 성형 방법을 제공한다. 미세 유체 기반의 공정은 흐름, 세포 성분, 형상, 생화학 그라디언트로 테일러 조건과 특허 3 차원 혈관 네트워크를 생성합니다. 제조 공정 및 잠재적 응용 예들이 설명된다.

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