Name: microfluidic bioprinting for engineering vascularized tissues and organoids
Uploaded: 2017-08-11T13:00:00
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Os autores reconhecem o National Cancer Institute da institutos nacionais de saúde via a independência Award (K99CA201603).

Os rato neonatal cardiomyocytes utilizados neste protocolo foram isoladas de ratos Sprague-Dawley de 2 dias de idade seguindo um procedimento bem estabelecido56 aprovado pelo Comité de uso do hospital Brigham e feminino e cuidado institucional do Animal.
1. instrumentação da Bioprinter
<ol>
	<li>Inserir uma agulha menor (por exemplo, 27G, 1 polegada) como o núcleo do centro de uma agulha maior (por exemplo, 18g, ½ polegada) como a bainha para co...

Construção de cabeçote de impressão co-axial representa um passo crítico para sucesso microfluidic bioprinting para permitir a entrega simultânea de ambos o bioink do núcleo e o agente de reticulação da bainha. Enquanto no presente protocolo um cabeçote de exemplo foi criado usando uma agulha 27G como o núcleo e uma agulha de 18G como o shell, que seja facilmente estendido para uma variedade de combinações usando diferentes tamanhos de agulhas. No entanto, a alteração dos tamanhos de agulha, que resulta na...

Metas de engenharia de tecido para gerar substitutos de tecido funcional que podem ser usados para substituir, restaurar ou aumentar os feridos ou doentes no corpo humano1,2,3,4, muitas vezes através de uma combinação de tipos de células desejada e moléculas bioativas5,6biomateriais7,8,9,10. Mais recentemente, as tecnologias de engenharia de tecido também cada vez mais adoptaram para gerar em vitro tecidos e órgãos modelos que imitam as funções importantes de suas contrapartes na vivo , para aplicações tais como desenvolvimento de drogas, em substituição a célula planar simplificada convencional culturas11,12,13,14,15,16,17,18,19. Em ambas as situações, a capacidade de recapitular a microarquitetura complexa e estrutura hierárquica dos tecidos humanos é fundamental para ativar a funcionalidade dos tecidos projetados10, e em particular, maneiras de integrar uma rede vascular para os tecidos projetados são da demanda desde vascularização apresenta um dos maiores desafios ao campo21,20,22,23.
Até à data, uma variedade de abordagens têm sido desenvolvidas nesse sentido na tentativa de construir estruturas de vaso sanguíneo em construções de engenharia de tecidos, com vários graus de sucesso8. Por exemplo, auto-montagem de células endoteliais permite a geração de redes microvascular24; entrega de fatores de crescimento angiogênico induz neovascularização sustentado25,,26; uso de células progenitoras vascular e pericitos facilita o crescimento de células endoteliais e montagem24,27; projetar o andaime Propriedades permite a modulação precisa da vascularização28,,29; e tecnologia de células de folha permite a manipulação conveniente de camadas vasculares30. No entanto, estas estratégias não dotam a capacidade de controlar a padronização espacial da vasculatura, muitas vezes levando a distribuição aleatória dos vasos sanguíneos dentro de uma construção da engenharia de tecidos e, portanto, limitado a reprodutibilidade. Durante os últimos anos bioprinting tem emergido como uma classe de tecnologias para a solução de um grande desafio, devido a sua versatilidade incomparável de depositar os padrões de tecido complexo em alta fidelidade e reprodutibilidade em um modo automático ou semi-automático31,32,33capacitantes. Sacrificial bioprinting34,35,36,37,38, incorporado bioprinting39,40,41e estrutura oca bioprinting/biofabrication42,,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53 tem tudo o que demonstrou a viabilidade de geração de tecidos vasculares ou vascularizados.
Como alternativa, uma estratégia de bioprinting microfluidic para fabricar andaimes microfibrous foram recentemente desenvolvidos, onde bioink um híbrido composto de alginato e gelatina methacryloyl (GelMA) foi entregue através do núcleo de uma cabeça de impressão concêntrica e uma solução de cloreto de cálcio (CaCl2) foi realizado o fluxo da bainha externa do cabeçote de impressão54,55. A co-extrusão dos dois fluxos permitidas reticulação física imediata do componente alginato para permitir formação de microfibra, enquanto photocrosslinking subsequente assegurada estabilização permanente do cadafalso multi camada microfibrous. Digno de nota, células endoteliais, encapsuladas nas microfibras de bioprinted foram encontradas a proliferar e migrar para as periferias das microfibras assumindo lúmen-como estruturas que imitava a cama vascular54,55. Estes bioprinted, camas vasculares endotelializadas poderiam ser posteriormente preenchidas com desejado tipos de células secundárias mais construir tecidos vascularizados55. Assim, este protocolo fornece um procedimento detalhado de uma estratégia deste tipo microfluidic bioprinting habilitado pelo design concêntrico do bocal, que garante a fabricação conveniente dos tecidos vascularizados para potenciais aplicações em engenharia de tecidos e modelagem de organoides.

<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

Engenharia de tecido vascularizado constrói e organoids tem sido historicamente desafiador. Aqui descrevemos um romance método baseado na microfluidic bioprinting para gerar um andaime com multicamadas entrelaçamento microfibras de hidrogel. Para alcançar o liso, bioprinting, uma cabeça de impressão do núcleo-bainha microfluidic contendo uma formulação bioink composto extrudada de fluxo do núcleo e a solução de reticulação levado pelo fluxo da bainha, foi projetada e montada sobre o bioprinter. Misturando a gelatina methacryloyl (GelMA) com alginato, selecione de um polissacarídeo que sofre instantânea reticulação iônica na presença de íons divalentes, seguidos por um photocrosslinking secundário do componente GelMA para conseguir a estabilização permanente, um andaime de microfibrous pode ser obtido usando esta estratégia bioprinting. Importante, as células endoteliais encapsuladas dentro as microfibras de bioprinted podem formar as lúmen-como estruturas assemelhando-se a vasculatura ao longo da cultura por 16 dias. O andaime microfibrous endotelializados pode ser mais usado como um leito vascular para construir um tecido vascularizado através de semeadura subsequentes do tipo celular secundária para o espaço intersticial das microfibras. Bioprinting microfluidic fornece uma estratégia generalizada em conveniente engenharia de tecidos vascularizados em alta fidelidade.

A estratégia de bioprinting microfluidic permite a extrusão direta bioprinting de andaimes microfibrous usando baixa viscosidade bioinks54,55. Conforme ilustrado na Figura 2A, um andaime com um tamanho de 6 × 6 × 6 mm3 contendo &#62; 30 camadas de microfibras poderiam ser bioprinted dentro de 10 min. A reticulação iônica imediata do componente alginato com CaCl2...

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Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

Nós fornecemos um protocolo generalizado, baseado em uma estratégia de bioprinting microfluidic para engenharia uma cama vascular microfibrous, onde um tipo da pilha secundária poderia ser mais propagado para o espaço intersticial dessa estrutura microfibrous para gerar organoids e tecidos vascularizados.

Vascularizado de microfluidic Bioprinting para a engenharia de tecidos e Organoids

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