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

Yazarlar Ulusal Kanser Enstitüsü Ulusal Sağlık yolun Enstitüleri bağımsızlık Ödülü (K99CA201603) kabul etmiş oluyorsunuz.

Bu protokol için kullanılan yenidoğan sıçan cardiomyocytes 2 bayat Sprague-Dawley fareler kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi Brigham ve kadın Hastanesi tarafından onaylanmış bir iyi kurulmuş yordamı56 takip dan izole edildi.
1. Bioprinter araçları
<ol>
	<li>(Örneğin, 27 G, 1 inç) daha küçük bir künt iğne çekirdek çift katmanlı, konsantrik mikrosıvısal yazdırma kafasını oluşturmak için kılıf (örneğin, 18 G,...

İnşaat koaksiyel kafasının doğru başarılı mikrosıvısal bioprinting her iki bioink aynı anda teslim çekirdek ve kılıf itibaren crosslinking ajan için izin vermek için kritik bir adımdır. Bu protokol için bir örnek yazdırma kafasını 27 G iğne çekirdek ve bir 18 G iğne kabuk olarak kullanılarak oluşturulmuş olsa da, kolayca farklı boyutlarda iğne kullanarak kombinasyonları çeşitli için uzatılabilir. Ancak, akışı miktarında değişiklik her aşamasında teslim, iğne boyutlarda değiş...

Doku Mühendisliği hedeflerini değiştirmek, geri yükleme veya bu yaralı veya hastalıklı insan vücudu1,2,3,4, sık sık istenen hücre tipleri, biyoaktif molekülleri5,6ve Biyomalzeme7,8,9,10bir birleşimi yoluyla çoğaltmak için kullanılan işlev doku yerine oluşturmak için. Daha yakın zamanlarda, doku Mühendisliği teknolojilerini de giderek ilaç geliştirme, değiştirme geleneksel aşırı Basitleştirilmiş düzlemsel hücre kültürleri11,12,13,14,15,16,17,18,19gibi uygulamalar için in vivo karşılıkları önemli işlevlerini taklit vitro doku ve organ modelleri oluşturmak için kabul edilmiş. Her iki durumda, yetenek karmaşık mikro mimarisi ve insan dokuların hiyerarşik yapısını özetlemek için mühendislik doku10işlevselliğini etkinleştirme önemlidir ve vaskülarizasyon alan20,21,22,23en büyük zorluklardan biri sunar beri özellikle, vasküler bir ağ mühendislik dokuların entegre etmek talebi yollarıdır.
Bugüne kadar çeşitli yaklaşımlar geliştirilmiştir bu konuda başarı8değişik derecelerde ile mühendislik doku yapıları içine damar yapıları oluşturmak için bir girişim. Örneğin, kendinden montajlı endotel hücrelerinin mikrovasküler ağlar24üretimi için izin verir; Teslimat anjiogenik büyüme faktörlerinin sürekli neovaskülarizasyon25,26neden olmaktadır; Vasküler progenitör hücrelerin kullanın ve endotel hücre büyümesi ve derleme24,27perisitlerden kolaylaştırır; İskele özelliklerini tasarlama vaskülarizasyon28,29hassas modülasyon sağlar; ve vasküler katman30uygun manipülasyon için hücre sayfası teknolojisi sağlar. Yine de, bu stratejileri kez kan damarlarının bir mühendislik doku yapısı ve böylece sınırlı tekrarlanabilirlik içinde rasgele dağıtıma giden damarlara, kayma desenlendirme denetleme yeteneğine bağışlamak değil. Son birkaç yıl içinde bioprinting Teknolojileri karmaşık doku desenleri yüksek sadakat ve tekrarlanabilirlik bir otomatik veya yarı otomatik şekilde31,32,33yatırma benzersiz onların çok yönlülüğü nedeniyle böyle bir sorun çözüm doğru etkinleştirmenin bir sınıf olarak ortaya çıkmıştır. Kurban bioprinting34,35,36,37,38, katıştırılmış bioprinting39,40,41ve var içi boş yapı bioprinting/biofabrication42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53 tüm vasküler veya bozukluklarına doku oluşturma fizibilite gösterdi.
Alternatif olarak, microfibrous iskele imal etmek bir mikrosıvısal bioprinting strateji son zamanlarda geliştirilmiştir, nerede bir hibrid bioink aljinat beste ve jelatin methacryloyl (GelMA) eş merkezli bir yazdırma kafası ve Kalsiyum klorür (CaCl2) çözüm çekirdek aracılığıyla teslim edildi yazdırma kafasını54,55dış kılıf akış gerçekleştirildiği. Co-ekstrüzyon sonraki photocrosslinking çok katmanlı microfibrous iskele kalıcı istikrar sağlanmış iken mikrofiber oluşumu, etkinleştirmek için hemen fiziksel polietilenin aljinat bileşeni için izin iki akış. Not, endotel hücreleri bioprinted microfibers içinde kapsüllü çoğalırlar ve vasküler yatağın54,55taklit Lümen benzeri yapıları varsayarak microfibers çevrelerine karşı geçirmek için bulunamadı. Bu bioprinted endothelialized vasküler yatak daha sonra ile doldurulur ikincil hücre tipleri daha fazla bozukluklarına doku55oluşturmak için istenen. Bu iletişim kuralı böylece bozukluklarına dokuları doku Mühendisliği ve organoid modelleme potansiyel uygulamalar için uygun imalat sağlar konsantrik meme tasarım tarafından etkin böyle bir stratejinin mikrosıvısal bioprinting detaylı bir yordam sağlar.

<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

Bozukluklarına doku mühendislik yapıları ve organoids tarihsel zorlu olmuştur. Burada bir iskele ile çok katmanlı hidrojel microfibers titreşimli görüntüyü oluşturmak için mikrosıvısal bioprinting dayalı bir roman yöntemi açıklanmaktadır. Pürüzsüz elde etmek için bioprinting, çekirdek akışı ve kılıf akış tarafından taşınan crosslinking çözüm kalıptan çekilmiş bir bileşik bioink formülasyonu içeren bir çekirdek-kılıf mikrosıvısal yazdırma kafasını tasarlanmış ve bioprinter monte. Jelatin methacryloyl (GelMA) aljinat ile karıştırma tarafından varlığı anlık iyonik crosslinking uğrar bir polisakkarit seçin divalent iyonları, kalıcı istikrar elde etmek için GelMA bileşen ikincil bir photocrosslinking tarafından takip, bir microfibrous iskele bu bioprinting strateji kullanarak elde edilebilir. Önemlisi, bioprinted microfibers içinde kapsüllü endotel hücreleri damarlara kültür boyunca 16 gün benzeyen Lümen benzeri yapılar oluşturabilir. Endothelialized microfibrous iskele daha fazla vasküler yatak microfibers interstisyel uzaya ikincil hücre türünün sonraki tohumlama yoluyla bozukluklarına bir doku oluşturmak için kullanılabilir. Mikrosıvısal bioprinting uygun Mühendisliği, yüksek sadakat bozukluklarına dokuların Genelleştirilmiş bir strateji sağlar.

Mikrosıvısal bioprinting strateji microfibrous iskele düşük viskozite bioinks54,55kullanarak doğrudan ekstrüzyon bioprinting için sağlar. Şekil 2'A, bir iskele 6 × 6 × 6 mm bir boyutu ile gösterildiği gibi3 içeren &#62; microfibers 30 kat bioprinted 10 dk içinde olabilir. CaCl2 aljinat bileşeniyle hemen iyonik polietilenin mükemmel yapısal büt...

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

Biz nerede bir ikincil hücre tipi bozukluklarına doku ve organoids oluşturmak için bu microfibrous yapının interstisyel uzaya daha fazla numaralı seribaşı bir microfibrous vasküler yatağın mühendislik bir mikrosıvısal bioprinting strateji temel alan genel bir protokol sağlar.

Mikrosıvısal Bioprinting mühendisliği için doku ve Organoids skarların

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

Elektrik Stimülasyonu murin myoblast Progenitör Hücreler ve Uygulama Mühendislik İskelet Kası Dokular

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

Fare Embriyonik kök hücrelerden Mühendislik Sinir Dokular için Poli electrospun fibröz iskeleleri (gliserol-dodecanedioate)

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

Ekstraselüler Matrix içinde Gömülü Mühendislik Üç boyutlu Epitel Dokular

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

Parazit Mikro / Nanoparçacık Hücre Mühendisliği mikroakışkan Tampon Değişim

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

Hücre Yüzey Rehberlik ve Bioprinting için Otomatik Robotik Dağıtım Tekniği

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

Bir Küçük Hayvan Modelinde Arteriovenöz (AV) Döngü Anjiogenez ve Vaskülarize Doku Mühendisliği Eğitim için

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

Bioprinting kıkırdak ve cilt doku analogları bir roman pasif birimi teknik Bioink Precellularization için karıştırma kullanmak

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

Doku mühendisliği uygulamaları için bitki dokuların Decellularization için iki yöntem

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

Neovaskülarizasyonun İlk Olayını Taklit Etmek için Mikroakışkan Model

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

Mühendislik Nöral Benzeri Dokular için Murine Kortikal Astrositlerin 3D Biyobaskı

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