Name: microfluidic bioprinting for engineering vascularized tissues and organoids
Uploaded: 2017-08-11T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids at JoVE.com

الكتاب الاعتراف بالمعهد الوطني للسرطان من "المعاهد الوطنية للصحة الطريق" إلى "الاستقلال جائزة" (K99CA201603).

كارديوميوسيتيس الفئران حديثي الولادة المستخدمة في هذا البروتوكول كانت معزولة من الفئران سبراغ داولي عمره 2 يوما عقب إجراءات راسخة56 وافقت عليها لجنة الاستخدام في مستشفى بريغهام والنساء ورعاية الحيوان المؤسسية.
1-الأجهزة بيوبرينتير
<ol>
	<li>إدراج إبرة حادة أصغر (...

بناء رأس الطباعة co-المحوري يمثل خطوة حاسمة نحو بيوبرينتينج موائع جزيئية ناجحة يتيح التنفيذ المتزامن لكلا بيوينك من صلب وعامل كروسلينكينج من الغمد. بينما في هذا البروتوكول أنشئ سبيل مثال رأس طباعة باستخدام إبرة ز 27 الأساسية وابرة ز 18 ك shell، يجوز تمديدها سهولة إلى مجموعة متنوعة من تركيبات ب?...

الأنسجة الأهداف الهندسية لتوليد البدائل الوظيفية الأنسجة التي يمكن استخدامها لاستبدال أو استعادة أو زيادة تلك المتضررة أو المريضة في جسم الإنسان1،2،،من34، غالباً من خلال مزيج من أنواع الخلايا المطلوب والجزيئات النشطة بيولوجيا5،6، والمواد الحيوية7،،من89،10. في الآونة الأخيرة، أيضا تم اعتمدت تقنيات هندسة الأنسجة متزايد لتوليد في المختبر الأنسجة والجهاز النماذج التي تحاكي مهام هامة من نظرائهم في فيفو ، لتطبيقات مثل تطوير الأدوية، في استبدال خلية مستو الإفراط في تبسيط التقليدية الثقافات11،12،13،14،15،16،17،،من1819. وفي كلتا الحالتين، أهمية حاسمة في تمكين وظيفة الأنسجة المهندسة10القدرة على تلخيص المصغرة المعقدة والهيكل الهرمي للأنسجة البشرية، وعلى وجه الخصوص، السبل لدمج شبكة الأوعية الدموية في الأنسجة المهندسة الطلب نظراً للأوعية الدموية ويعرض واحداً من أكبر التحديات لأن الحقل20،21،،من2223.
وحتى الآن، وضعت مجموعة متنوعة من النهج في هذا الصدد في محاولة لبناء هياكل الأوعية الدموية في الأنسجة المهندسة بنيات بدرجات مختلفة من النجاح8. على سبيل المثال، التجميع الذاتي لخلايا بطانية يسمح لجيل من شبكات microvascular24؛ تسليم عوامل نمو الأوعية يدفع25،نيوفاسكولاريزيشن المطرد26؛ استخدام خلايا السلف الأوعية الدموية وبيريسيتيس ويسهل نمو الخلايا البطانية والجمعية24،27؛ تصميم خصائص سقالة يتيح التعديل الدقيق للأوعية الدموية28،29؛ وتتيح تكنولوجيا خلايا ورقة مريحة للتلاعب بطبقات الأوعية الدموية30. ومع ذلك، لا يمنح هذه الاستراتيجيات القدرة على السيطرة على الزخرفة المكانية للمفرج، غالباً ما يؤدي إلى توزيع عشوائي للأوعية الدموية داخل بناء هندسة الأنسجة وإمكانية تكرار نتائج محدودة وهكذا. وخلال السنوات القليلة الماضية برز بيوبرينتينج كفئة لتمكين التكنولوجيات تجاه الحل لهذا التحدي، بسبب استعمالاتها لا مثيل لها لإيداع أنماط الأنسجة المعقدة في الدقة العالية وإمكانية تكرار نتائج طريقة تلقائية أو شبه الآلي31،32،33. بيوبرينتينج الذبيحة34،35،36،،من3738، جزءا لا يتجزأ من بيوبرينتينج39،،من4041، وهيكل أجوف،بيوبرينتينج/بيوفابريكيشن4243،44،45،،من4647،48،49،50،51،52،53 قد الجميع أظهر إمكانية توليد أنسجة الأوعية الدموية أو فاسكولاريزيد.
بدلاً من ذلك، وضعت استراتيجية بيوبرينتينج موائع جزيئية لاختلاق السقالات ميكروفيبروس مؤخرا، حيث بيوينك مختلطة مكونة من الجينات والجيلاتين ميثاكريلويل (جيلما) تم تسليمها عن طريق جوهر رأس متحدة مركز وحل كلوريد الكالسيوم (كاكل2) تم من خلال تدفق الغلاف الخارجي ل رأس الطباعة،من5455. البثق المشترك تدفقات اثنين يسمح ل crosslinking المادية الفورية المكون الجينات لتمكين تكوين ستوكات، بينما فوتوكروسلينكينج اللاحقة ضمان الاستقرار الدائم من السقالة ميكروفيبروس متعدد الطبقات. من المذكرة، تم العثور على خلايا بطانية مغلفة داخل ميكروفيبيرس بيوبرينتيد تتكاثر وتهاجر نحو أطراف ميكروفيبيرس على افتراض هياكل تشبه التجويف الذي يحاكي54،سرير الأوعية الدموية55. هذه بيوبرينتيد، أسرة الأوعية الدموية اندوثيلياليزيد يمكن أن يكون في وقت لاحق نشر مع الرغبة أنواع الخلايا الثانوية لمواصلة بناء الأنسجة فاسكولاريزيد55. وهكذا يوفر هذا البروتوكول إجراء مفصل مثل موائع جزيئية بيوبرينتينج استراتيجية لتمكين تصميم فوهة متحدة المركز، مما يضمن تصنيع مريحة للأنسجة فاسكولاريزيد للتطبيقات المحتملة في هندسة الأنسجة والنمذجة أورجانويد.

<table width="1270">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:467px;height:21px;">Alginic acid sodium salt from brown algae</td>
			<td style="width:160px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:163px;">A0682</td>
			<td style="width:480px;">BioReagent, plant cell culture tested, low viscosity, powder</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:467px;height:21px;">Gelatin type A from porcine skin</td>
			<td style="width:160px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:163px;">G2500</td>
			<td>Gel strength 300</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:467px;height:42px;">Irgacure 2959 (2-Hydroxy-4&#39;-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone)</td>
			<td style="width:160px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:163px;">410896</td>
			<td>98%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:467px;height:21px;">HEPES buffer</td>
			<td style="width:160px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:163px;">H0887</td>
			<td>1 M, pH 7.0-7.6, sterile-filtered, BioReagent, suitable for cell culture</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:467px;height:42px;">Fetal bovine serum&#160;</td>
			<td style="width:160px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:163px;">10438026</td>
			<td>Qualified, heat-inactivated, USDA-approved regions</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:467px;height:21px;">Calcium chloride dihydrate</td>
			<td style="width:160px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:163px;">C5080</td>
			<td>BioXtra, &#8805;99.0%</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:467px;height:42px;">Phosphate buffered saline</td>
			<td style="width:160px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:163px;">10010023</td>
			<td>pH 7.4</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:467px;height:21px;">Human umbilical vein endothelial cells</td>
			<td style="width:160px;">Angio-Proteomie</td>
			<td style="width:163px;">cAP-0001</td>
			<td>Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVECs)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:467px;height:21px;">GFP-expressing human umbilical vein endothelial cells</td>
			<td style="width:160px;">Angio-Proteomie</td>
			<td style="width:163px;">cAP-0001GFP</td>
			<td>GFP-Expressing Human Umbilical Vein Endothelial Cells (GFPHUVECs)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:467px;height:21px;">Endothelial cell growth medium</td>
			<td style="width:160px;">Lonza</td>
			<td style="width:163px;">CC-3162</td>
			<td>EGM-2 BulletKit</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:467px;height:42px;">Dulbecco&#8217;s Modified Eagle Medium&#160;</td>
			<td style="width:160px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:163px;">12430054</td>
			<td>High glucose, HEPES</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:467px;height:42px;">Sylgard 184 silicone elastomer kit</td>
			<td style="width:160px;">Ellsworth Adhesives</td>
			<td style="width:163px;">184 SIL ELAST KIT 0.5KG</td>
			<td>Clear 0.5 kg Kit</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:467px;height:21px;">UV curing lamp system</td>
			<td style="width:160px;">Excelitas Technologies</td>
			<td style="width:163px;">OmniCure S2000</td>
			<td>Spot UV Light Curing System with Intelligent UV Sensor</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microfluidic bioprinting for engineering vascularized tissues and organoids

هندسة الأنسجة فاسكولاريزيد بنيات وقد تم أورجانويدس تحديا تاريخيا. هنا يصف لنا طريقة جديدة استناداً إلى بيوبرينتينج موائع جزيئية لتوليد سقالة مع متعدد الطبقات التداخل ميكروفيبيرس المائية. لتحقيق سلاسة صمم بيوبرينتينج، رأس طباعة موائع جزيئية غمد أساسية التي تحتوي على صيغة بيوينك مركب مقذوف من تدفق الأساسية والحل كروسلينكينج بتدفق غمد، وتركيبها في بيوبرينتير. عن طريق مزج ميثاكريلويل الجيلاتين (جيلما) مع الجينات، تحديد السكاريد أن يخضع لحظية crosslinking الأيونية في حضور كل من أيونات ديفالينت، يليه فوتوكروسلينكينج ثانوي المكون جيلما لتحقيق الاستقرار الدائم، سقالة ميكروفيبروس يمكن الحصول عليها باستخدام هذه الاستراتيجية بيوبرينتينج. الأهم من ذلك، يمكن أن تشكل خلايا بطانية مغلفة داخل ميكروفيبيرس بيوبرينتيد التجويف تشبه هياكل تشبه المفرج على مدى ثقافة لمدة 16 يوما. قد تستعمل سقالة ميكروفيبروس اندوثيلياليزيد كذلك كفراش الأوعية الدموية لبناء أنسجة فاسكولاريزيد عن طريق البذر اللاحقة من نوع الخلية الثانوية في الفضاء فراغي من ميكروفيبيرس. بيوبرينتينج موائع جزيئية يوفر استراتيجية معمم في الهندسة مريحة للأنسجة فاسكولاريزيد في الدقة العالية.

الاستراتيجية بيوبرينتينج موائع جزيئية تسمح بيوبرينتينج البثق المباشر من السقالات ميكروفيبروس استخدام منخفض اللزوجة بيوينكس،من5455. كما هو موضح في الشكل 2أ، سقالة بحجم 6 × 6 × 6 مم3 التي تحتوي على &#62; يمكن أن تكو...

Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids at JoVE.com

Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

ونحن نقدم بروتوكول معمم على أساس استراتيجية بيوبرينتينج موائع جزيئية للهندسة على سرير الأوعية الدموية ميكروفيبروس، حيث يمكن زيادة المصنف نوع خلية الثانوية في الفضاء فراغي من هذا الهيكل ميكروفيبروس لتوليد أنسجة فاسكولاريزيد وأورجانويدس.

فاسكولاريزيد بيوبرينتينج موائع جزيئية لهندسة الأنسجة وأورجانويدس

Engineering vascularized tissue constructs and organoids has been historically challenging. Here we describe a novel method based on microfluidic ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Engineering Skeletal Muscle Tissues from Murine Myoblast Progenitor Cells and Application of Electrical Stimulation

مناديل الهندسة العضلات الهيكلية من الفئران الخلايا الاصلية Myoblast وتطبيق تحفيز الكهربائية

Engineered muscle tissues can be used for several different purposes, which include the production of tissues for use as a disease model in vitro, e.g. to ...

Electrospun Fibrous Scaffolds of Poly(glycerol-dodecanedioate) for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Electrospun Fibrous Scaffolds of Polyglycerol-dodecanedioate for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Electrospun الليفية سقالات بولي (الجلسرين-dodecanedioate) للهندسة الأنسجة العصبية من الخلايا الجذعية الجنينية الماوس

For tissue engineering applications, the preparation of biodegradable and biocompatible scaffolds is the most desirable but challenging task. &#160;Among ...

Engineering Three-dimensional Epithelial Tissues Embedded within Extracellular Matrix

الأنسجة الطلائية الهندسة ثلاثي الأبعاد جزءا لا يتجزأ من داخل خارج الخلية مصفوفة

The architecture of branched organs such as the lungs, kidneys, and mammary glands arises through the developmental process of branching morphogenesis, ...

Microfluidic Buffer Exchange for Interference-free Micro/Nanoparticle Cell Engineering

ميكروفلويديك تبادل العازلة لمايكرو / الجسيمات النانوية هندسة الخلايا خالية من التدخل

Engineering cells with active-ingredient-loaded micro/nanoparticles (NPs) is becoming an increasingly popular method to enhance native therapeutic ...

Automated Robotic Dispensing Technique for Surface Guidance and Bioprinting of Cells

الآلية الروبوتية الاستغناء عن تقنية لتوجيه السطحية وBioprinting من الخلايا

This manuscript describes the introduction of cell guidance features followed by the direct delivery of cells to these features in a hydrogel bioink using ...

The Arteriovenous (AV) Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

The Arteriovenous AV Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

حلقة شرياني (AV) في نموذج الحيوانات الصغيرة لدراسة الأوعية الدموية وهندسة الأنسجة أوعية دموية

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in ...

Bioprinting of Cartilage and Skin Tissue Analogs Utilizing a Novel Passive Mixing Unit Technique for Bioink Precellularization

بيوبرينتينج الغضاريف والجلد الأنسجة النظير استخدام سلبية رواية خلط وحدة تقنية بريسيلولاريزيشن بيوينك

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both ...

Two Methods for Decellularization of Plant Tissues for Tissue Engineering Applications

طريقتين ديسيلولاريزيشن أنسجة النباتية لتطبيقات هندسة الأنسجة

The autologous, synthetic, and animal-derived grafts currently used as scaffolds for tissue replacement have limitations due to low availability, poor ...

Microfluidic Model to Mimic Initial Event of Neovascularization

نموذج microfluidic لتقليد الحدث الأولي من Neovascularization

Neovascularization is usually initialized from an existing normal vasculature and the biomechanical microenvironment of endothelial cells (ECs) in the ...

3D Bioprinting of Murine Cortical Astrocytes for Engineering Neural-Like Tissue

الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد للخلايا الفلكية القشرية لمورين للأنسجة الهندسية الشبيهة بالعصبية

Astrocytes are glial cells with an essential role in the central nervous system (CNS), including neuronal support and functionality. These cells also ...