Name: microfluidic bioprinting for engineering vascularized tissues and organoids
Uploaded: 2017-08-11T13:00:00
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Les auteurs reconnaissent le National Cancer Institute du instituts nationaux de santé sentier au prix de l’indépendance (K99CA201603).

Les cardiomyocytes de rats néonatals utilisés dans le présent protocole ont été isolées des rats Sprague-Dawley âgés de 2 jours suivant une procédure bien établie de56 , approuvé par l’animalier institutionnel et le Comité de l’urbanisme à l’hôpital Brigham and de Women.
1. l’instrumentation de la Bioprinter
<ol>
	<li>Insérer une aiguille émoussée plus petite (p. ex., 27 G, 1 pouce) comme le noyau au centre d’une plus grande aiguill...

Construction de la tête d’impression coaxiale représente une étape cruciale vers bioprinting microfluidique réussie pour permettre la livraison simultanée de deux le bioink de l’âme et l’agent de réticulation de la gaine. Alors que dans le présent protocole, une tête d’impression de l’exemple a été créé en utilisant une aiguille de 27G comme le noyau et une aiguille 18G comme la coquille, il peut être facilement prolongée à une variété de combinaisons en utilisant différentes tailles d’aigu...

Cibles de génie tissulaire pour générer des substituts fonctionnels tissu peuvent être utilisés pour remplacer, restaurer ou augmenter ces blessés ou malades dans le corps humain1,2,3,4, souvent grâce à une combinaison de types de cellules désiré, molécules bioactives5,6et biomatériaux7,8,9,10. Plus récemment, technologies d’ingénierie tissulaire ont également été adoptées plus en plus pour produire in vitro des tissus et des organes des modèles qui imitent les fonctions importantes de leurs homologues en vivo , pour des applications telles que le développement de médicaments, en remplacement des classiques trop simplifiée cellule planaire cultures11,12,13,14,15,16,17,18,19. Dans les deux situations, la capacité de récapituler la microarchitecture complexe et la structure hiérarchique des tissus humains est essentielle dans activer la fonctionnalité de l' ingénierie des tissus10, et en particulier, des moyens d’intégrer un réseau vasculaire dans les tissus techniques sont demande car vascularisation présente l’un des plus grands défis au champ20,21,22,23.
A ce jour, diverses approches ont été développées à cet égard dans une tentative de construire des structures des vaisseaux sanguins dans les constructions de l’ingénierie tissulaire avec divers degrés de succès8. Par exemple, l’auto-assemblage des cellules endothéliales permettant pour génération de réseaux microvasculaires24; livraison des facteurs de croissance angiogéniques induit une néovascularisation soutenue25,26; l’utilisation de cellules progénitrices vasculaire et péricytes facilite la croissance des cellules endothéliales et Assemblée24,,27; conception d’échafaudage propriétés permet une modulation précise de la vascularisation28,29; et la technologie des cellules feuille permet pour une manipulation pratique de superposition vasculaire30. Néanmoins, ces stratégies ne pas doter la capacité de maîtriser la structuration spatiale du système vasculaire, ce qui entraîne souvent une distribution aléatoire des vaisseaux sanguins dans une construction d’ingénierie tissulaire et donc limite de reproductibilité. Au cours des dernières années bioprinting a émergé comme catégorie d’activation technologies vers la solution d’un tel défi, en raison de leur polyvalence inégalée du dépôt des motifs de tissus complexes à haute fidélité et de la reproductibilité dans une façon automatisée ou semi-automatisée31,32,33. Sacrificiel bioprinting34,35,36,37,38, embedded bioprinting39,40,41et structure creuse bioprinting/biofabrication42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53 ont tous démontré la faisabilité de produire des tissus vascularisés ou vasculaires.
Par ailleurs, une stratégie de bioprinting microfluidiques pour fabriquer microfibreux ont été récemment mis au point, où un bioink hybride composée de l’alginate et gélatine methacryloyl (Khalil) a été livré à travers le noyau d’une tête d’impression concentrique et une solution de chlorure de calcium (CaCl2) a été porté par le flux de la gaine externe de la tête d’impression54,,55. La coextrusion des deux flux autorisés pour une réticulation physique immédiate du composant l’alginate pour permettre la formation de microfibre, tandis que psoralen ultérieur assurée stabilisation permanente de l’échafaudage multicouche microfibreux. À noter, les cellules endothéliales encapsulés dans les microfibres bioprinted trouvées à proliférer et migrer vers les périphéries de la microfibres en supposant que les structures en lumen qui a imité le lit vasculaire54,55. Ces bioprinted, endothelialized lits vasculaires pourraient être ensuite remplis avec désiré types cellulaire secondaire pour construire davantage de tissus vascularisés55. Ce protocole prévoit donc une procédure détaillée d’une telle microfluidique bioprinting stratégie activée par la conception de la buse concentrique, qui assure la fabrication pratique des tissus vascularisés pour applications potentielles en génie tissulaire et organoïde modélisation.

<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

Ingénierie des tissus vascularisés construit et organoïdes a été historiquement difficile. Nous décrivons ici une méthode originale basée sur la microfluidique bioprinting pour générer un échafaudage avec multicouches entrelacement hydrogel microfibres. Pour atteindre lisse bioprinting, une tête d’impression de la microfluidique core-gaine contenant une formulation bioink composite expulsée, le débit de base et la solution de réticulation charrié par l’écoulement de la gaine, a été conçu et monté sur le bioprinter. Par le mélange de gélatine methacryloyl (Khalil) avec l’alginate, un polysaccharide qui subit une réticulation ionique instantanée en présence de sélectionner les ions divalents, suivies d’un psoralen secondaire du composant Khalil pour atteindre la stabilisation permanente, vous pouvez obtenir un échafaudage microfibreux utilisant cette stratégie bioprinting. Ce qui est important, les cellules endothéliales encapsulés à l’intérieur de la bioprinted microfibres peuvent former les structures lumen-like qui ressemble à la vascularisation au cours de la culture pendant 16 jours. L’échafaudage microfibreux endothelialized peut servir encore comme un lit vasculaire pour construire un tissu vascularisé par ensemencement subséquent du type cellulaire secondaire dans l’espace interstitiel de la microfibres. Microfluidique bioprinting fournit une stratégie généralisée en génie pratique des tissus vascularisés à haute fidélité.

La stratégie de bioprinting microfluidique permet bioprinting extrusion directe d’échafaudages de microfibreux à l’aide de faible viscosité bioinks54,,55. Comme illustré dans la Figure 2A, un échafaudage avec une taille de 6 × 6 × 6 mm contenant3 &#62; 30 couches de microfibres peuvent être bioprinted moins de 10 min. La réticulation ionique immédiate du comp...

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Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

Nous fournissons un protocole généralisé basé sur une stratégie de bioprinting microfluidiques pour génie un lit vasculaire microfibreux, où un type de cellule secondaire pourrait être encore semé dans l’espace interstitiel de cette structure microfibreux pour générer des organoids et des tissus vascularisés.

Microfluidique Bioprinting génie vascularisé tissus et organoïdes

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

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