Name: microfluidic bioprinting for engineering vascularized tissues and organoids
Uploaded: 2017-08-11T13:00:00
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Los autores reconocen el Instituto Nacional del cáncer de los institutos nacionales de salud vía a concesión de la independencia (K99CA201603).

Los cardiomiocitos neonatales de rata usados en este protocolo fueron aislados de ratas Sprague-Dawley de 2 días de edad siguiendo un procedimiento bien establecido56 aprobado por el cuidado institucional de animales y uso en el Hospital Brigham y de mujeres.
1. instrumentación de la Bioprinter
<ol>
	<li>Inserte una aguja embotada más pequeñas (por ejemplo, 27 G, 1 pulgada) como el núcleo en el centro de una aguja más grande de Roma (p. ej., 18...

Construcción de la cabeza de impresora co-axial representa un paso crítico para bioprinting éxito microfluídicos para permitir la entrega simultánea de ambos el bioink de la base y el agente de reticulación de la vaina. Mientras que en el presente Protocolo un cabezal de impresión de ejemplo se creó utilizando una aguja de 27G como la base y una aguja de 18G como la cáscara, puede ser fácilmente extendido a una variedad de combinaciones de diferentes tamaños de agujas. Sin embargo, la alteración en los tamañ...

Objetivos de ingeniería de tejidos para generar sustitutos de tejido funcional que pueden utilizarse para cambiar, restaurar o aumentar los heridos o enfermos en el cuerpo humano1,2,3,4, a menudo a través de una combinación de tipos de la célula deseada, moléculas bioactivas5,6y biomateriales7,8,9,10. Más recientemente, tecnologías de ingeniería de tejidos también se han adoptado cada vez más para generar en vitro la modelos órganos y tejidos que imitan las funciones importantes de sus contrapartes en vivo , para aplicaciones tales como desarrollo de fármacos, en reemplazo de la convencional célula planar excesivamente simplificadas culturas11,12,13,14,15,16,17,18,19. En ambas situaciones, la capacidad para recapitular la compleja microarquitectura y la estructura jerárquica de los tejidos humanos es fundamental para permitir la funcionalidad de los tejidos ingeniería10, y en particular, formas de integrar una red vascular en los tejidos diseñados son de demanda ya que la vascularización presenta uno de los mayores desafíos para el campo20,21,22,23.
Hasta la fecha, una variedad de enfoques se han desarrollado a este respecto en un intento de construir las estructuras de los vasos sanguíneos en tejido ingeniería construcciones con diversos grados de éxito8. Por ejemplo, montaje propio de células endoteliales permite para la generación de redes microvasculares24; suministro de factores de crecimiento angiogénico induce neovascularización sostenido25,26; uso de células progenitoras vasculares y pericitos facilita el crecimiento de la célula endotelial y Asamblea24,27; diseño de propiedades de andamio permite modulación precisa de vascularización28,29; y tecnología de pilas de la hoja permite una conveniente manipulación de capas vasculares30. Sin embargo, estas estrategias no dotar de la capacidad de controlar el patrón espacial de la vasculatura, a menudo conduce a una distribución aleatoria de los vasos sanguíneos en un tejido Ingeniería construcción y reproducibilidad limitada. Durante los últimos años bioprinting ha surgido como una clase de permitir tecnologías hacia la solución de este reto, debido a su versatilidad inigualable de depositar patrones tejido complejo en alta fidelidad y reproducibilidad en una manera automatizada o semi-automatizada31,32,33. Sacrificio bioprinting34,35,36,37,38, embedded bioprinting39,40,41y estructura hueco bioprinting/biofabrication42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53 tienen todos demostraron la factibilidad de generar tejidos vasculares o vascularizados.
Como alternativa, una estrategia de bioprinting de microfluidos para fabricar andamios de microfibra se han desarrollado recientemente, donde bioink de un híbrido compuesto de alginato y gelatina methacryloyl (GelMA) fue entregado a través del núcleo de un cabezal de impresión concéntrico y una solución de cloruro de calcio (CaCl2) se llevó a través del flujo de la vaina externa de la cabeza de impresora54,55. La coextrusión de dos flujos permitidos para la reticulación física inmediata del componente de alginato para permitir la formación de microfibra, mientras que photocrosslinking posterior había garantizado permanente estabilización del andamio multi-capa de microfibra. De nota, se encontraron células endoteliales encapsuladas dentro de las microfibras de bioprinted proliferan y migran hacia la periferia de los microfibers asumiendo lumen-como las estructuras que mímico el lecho vascular54,55. Estos bioprinted, camas endotelizados de vasculares podrían equiparse posteriormente con deseado tipos de célula secundaria para construir aún más los tejidos vascularizados55. Así, este protocolo proporciona un procedimiento detallado de tal microfluídicos bioprinting estrategia permitido por el diseño del inyector concéntrico, que asegura conveniente fabricación de tejidos vascularizados para posibles aplicaciones en la ingeniería de tejidos y modelos organoide.

<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

Ingeniería de tejido vascularizado construye y organitas ha sido históricamente difícil. Aquí describimos un nuevo método basado en bioprinting de microfluidos para generar un andamio con microfibras de hidrogel del entrelazamiento de múltiples capas. Lisa bioprinting, un cabezal de impresión de microfluídica de envoltura de la base que contiene una formulación de compuesto bioink sacada el flujo de base y la solución de reticulación por el flujo de la vaina, fue diseñado y montado en el bioprinter. Mediante la mezcla de gelatina methacryloyl (GelMA) con alginato, un polisacárido que se somete a reticulación iónica instantáneo en presencia de seleccionar iones divalentes, seguidos por un photocrosslinking secundario del componente GelMA para lograr la estabilización permanente, un andamio de microfibra podría obtenerse utilizando esta estrategia bioprinting. Lo importante, las células endoteliales encapsuladas dentro de las microfibras de bioprinted pueden formar el lumen-como las estructuras que se asemejan a la vasculatura en el curso de cultura durante 16 días. El andamio de microfibra endotelizados puede utilizarse más como un lecho vascular para la construcción de un tejido vascularizado a través de la siembra posterior del tipo de celular de secundaria en el espacio intersticial de las microfibras. Bioprinting de microfluidos ofrece una estrategia generalizada en conveniente ingeniería de los tejidos vascularizados en alta fidelidad.

La estrategia de bioprinting de microfluidos permite bioprinting de extrusión directa de andamios de microfibra con baja viscosidad bioinks54,55. Como se ilustra en la figura 2A, un andamio con un tamaño de 6 × 6 × 6 m m que contiene3 &#62; 30 capas de microfibras puede bioprinted dentro de 10 minutos. La reticulación iónica inmediata del componente de alginato con Ca...

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Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

Proporcionamos un protocolo generalizado basado en una estrategia de bioprinting de microfluidos para la ingeniería de un lecho vascular de microfibra, donde un tipo de célula secundaria podría ser más sembrado en el espacio intersticial de esta estructura de microfibra para generar organoides y tejidos vascularizados.

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