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

Авторы признают Национальный институт рака от национальных институтов здоровья путь к независимости Award (K99CA201603).

Cardiomyocytes новорожденных крыс, используемые в настоящем протоколе были изолированы от 2-дневных Sprague-Dawley крыс после устоявшиеся процедуры56 утвержденных институциональный уход животных и использования Комитетом на Бригама и женской больнице.
1. измерительные пр...

Строительство co-axial печатающей головки представляет собой важный шаг на пути к успешной microfluidic подложке для одновременной доставки обоих bioink из основной и сшивки агента от оболочки. В то время как в настоящем Протоколе печатающая головка пример был создан с помощью иглы 27G как ядро и иг?...

Ткани инженерных задач для создания функциональных тканей заменителей, которые могут быть использованы для замены, восстановления или увеличения раненых или больных в человеческом теле1,2,3,4, часто через сочетание типов желаемого клеток, биоактивных молекул5,6и биоматериалов7,8,9,10. Совсем недавно ткани инженерных технологий все чаще приняты также сформировать в vitro тканей и органов модели, которые имитируют важные функции их в vivo коллег, для приложений, таких как разработки лекарственных средств, в замене обычных чрезмерно упрощенной плоских клеток культур11,12,13,14,,1516,17,18,19. В обеих ситуациях способность резюмировать комплекс микроархитектуры и иерархической структуры тканей человека имеет решающее значение в функции инженерии тканей10, и в частности, способы интегрировать сосудистой сети в инженерии тканей являются спроса, поскольку васкуляризации представляет собой одну из наиболее серьезных проблем на поле20,21,22,23.
На сегодняшний день, в этом отношении в попытке создания структур кровеносный сосуд в инженерии тканей конструкции с различной степенью успеха8разработаны различные подходы. К примеру, самостоятельной сборки эндотелиальных клеток позволяет для поколения микрососудистой сети24; Доставка ангиогенных факторов роста вызывает устойчивый неоваскуляризация25,26; Использование сосудистой прогениторных клеток и pericytes облегчает рост эндотелиальных клеток и Ассамблеи24,27; Проектирование эшафот свойства позволяет точное модуляции васкуляризации28,29; и ячейки листа технология позволяет удобно манипуляции сосудистой наслаивать30. Тем не менее эти стратегии не наделяют возможность контроля пространственной патронирования сосудистую, часто приводит к случайному распределению кровеносных сосудов в конструкцию инженерии тканей и, таким образом, ограниченный воспроизводимость. В течение последних нескольких лет подложке стало включение технологий, направленных на решение таких проблем, из-за их беспрецедентной универсальности депонирования сложные ткани моделей высокая точность и воспроизводимость в автоматических или полуавтоматических образом по31,,3233класс. Жертвенный подложке34,,3536,37,38, внедренные подложке39,40,41и полой структуры подложке/biofabrication42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53 имеют все продемонстрировал осуществимость создания сосудистой или васкуляризированной тканей.
Кроме того недавно была разработана стратегия microfluidic подложке для изготовления microfibrous леса, где гибрид bioink состоит из альгината и желатин methacryloyl (GelMA) был доставлен через ядро концентрических печатающей головки и раствором хлористого кальция (2CaCl) была проведена через оболочка потока печатающей головки54,55. Ко-экструзия двух потоков, допускается для немедленного физической сшивки альгината компонента для включения формирования из микрофибры, в то время как последующие photocrosslinking обеспечивает постоянное стабилизации многослойных microfibrous леску. Следует отметить размножаться и перейти к периферии микроволокна, предполагая люмен как структуры, которые передразнил сосудистого русла,5455были найдены эндотелиальных клеток, инкапсулируются в bioprinted микроволокна. Эти bioprinted, эндотелизированных сосудистая кровати может быть впоследствии заполнена с желаемой типов средних клеток для дальнейшего построения васкуляризированной тканей55. Таким образом, этот протокол обеспечивает подробную процедуру такой стратегии подложке microfluidic включена по концентрической сопла дизайна, который обеспечивает удобное изготовление васкуляризированной тканей для потенциальных приложений в тканевой инженерии и органоид моделирования.

<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

Инженерные васкуляризированной ткани конструкций и organoids был исторически сложной. Здесь мы описываем Роман метод, основанный на подложке microfluidic для генерации леску с многослойных переплетением гидрогеля микроволокна. Для достижения гладкой подложке, печатающая головка microfluidic ядро оболочка, содержащий составной bioink формулировка, штампованный из основного потока и решение сшивки, перевозимых оболочка потока, был разработан и установлен на bioprinter. Смешивая желатин methacryloyl (GelMA) с альгинат, полисахарид, который подвергается мгновенной ионных сшивки в присутствии из выберите двухвалентной ионов, следуют вторичных photocrosslinking компонента GelMA для достижения постоянного стабилизации, microfibrous леску можно получить с помощью этой стратегии подложке. Главное эндотелиальные клетки, инкапсулированным микроволокна bioprinted могут образовывать люмен как структуры, напоминающие сосудистую культуры в течение 16 дней. Эндотелизированных microfibrous лески может далее использоваться как сосудистого русла построить васкуляризированной ткани через последующие посев средней ячейки типа в интерстициального пространства микроволокна. Microfluidic подложке обеспечивает обобщенный стратегию в удобном инженерии васкуляризированной тканей с высокой точностью.

Microfluidic подложке стратегия позволяет для прямого выдавливания подложке microfibrous лесов с помощью низкой вязкости bioinks54,55. Как показано на рисунке 2A, леску с размером 6 × 6 × 6 мм3 содержащие &#62; 30 слоев микроволок...

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

Мы предоставляем обобщенных протокол, основанный на стратегии microfluidic подложке для инженерных microfibrous сосудистого русла, где тип средней ячейки можно далее посеяны в интерстициального пространства этой microfibrous структуры для создания васкуляризированной ткани и organoids.

Microfluidic подложке для инженерных васкуляризированной ткани и Organoids

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

Инженерные скелетных мышечных тканей из мышиных миобластов клеток-предшественников и применения электрической стимуляции

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 волокнистых Строительные леса поли (глицерин-dodecanedioate) инженерного нервных тканях От эмбриональных стволовых клеток мыши

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

Инженерная Трехмерные эпителиальной ткани Встроенные в внеклеточной матрицы

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

Микрожидкостных буфера обмена для Помехоустойчивое Micro / клеточной инженерии наночастиц

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

Роботизированная Дозирование Техника для ориентации поверхности и Bioprinting клеток

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

Loop Arteriovenous (AV) в модели мелких животных для изучения ангиогенеза и васкуляризированных тканевой инженерии

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

Подложке хряща и аналогов ткани кожи, используя Роман пассивного смешивания единицы техники для Bioink Precellularization

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

Два метода для Decellularization растительных тканей для приложений, инженерия тканей

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

Микрофлюидная модель для имитации первоначального события неоваскуляризации

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

3D-биопечать мышиных кортикальные астроциты для инженерии невроходобной ткани

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