Name: 3d microtissues for injectable regenerative therapy and high-throughput drug screening
Uploaded: 2017-10-04T11:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about 3D Microtissues for Injectable Regenerative Therapy and High-throughput Drug Screening at JoVE.com

이 작품은 중국의 국가 자연과학 기초에 의해 재정적으로 지원 (보조금: 81522022, 51461165302). 저자 일반 지원에 대 한 모든 뒤 연구소 회원을 인정 하 고 싶습니다.

동물 실험 동물 윤리 위원회에 센터의 생물 분석, 칭화 대학에 의해 찬성 하는 엄격한 프로토콜을 따 랐 다. 윤리 위원회의 승인 아래 인간 지방 조직에서 환자 동의와 부의 성형 수술의 북경 연합 병원에서 얻은 했다.
 1. 3D Microcryogels의 제조 <ol><li>microstencil 배열 칩의 설계 및 제조 <ol><li>디자인 배열 특정 형상, 원 등의 상용 소프트웨어를 사용 하 여 타원, 삼각?...

마약 검사에 대 한 재생 의학 및 생체 외에서 모델은 조직 공학5,6,7,,89에 대 한 두 가지 중요 한 응용 프로그램입니다. 이러한 두 응용 프로그램을가지고 있지만 다른 요구, 그들 사이의 공통 분모를 셀 기능19를 향상 시키기 위해 더 많은 biomimetic 경작...

문화 요리 등 다 잘 접시, 일반된 2 차원 (2D) 표면에 전통적인 세포 배양 수 거의 그들의 원시 상태에 가까운 셀 동작을 유도 했다. 다양 한 세포 유형, 세포 외 매트릭스 및 3 차원 (3D) 아키텍처1,2,3 에에서 생리 활성 성 요인의 구성 하는 기본 세포 microenvironments의 정확한 재현 부 4, biomimicking 조직에서을 체 외에서 조직 공학, 재생 의학, 응용 프로그램 생성에 필수적 이다 기본적인 생물학 연구 및 약물 검색5,6,7 ,,89.
2 차원 세포 배양, 대신 3D 세포 배양은 널리 biomimetic 마이크로 건축을 이용 하 고 생체 외에서배양 세포의 기능적 특징. 인기 있는 3 차원 셀 문화 방법은 spheroids7,,89,10로 집계 셀 것 이다. 세포질 spheroids 향상 된 세포 보존 및 분산 된 세포의 주입에 비해 생존 부상된 조직에 주입 수 있습니다. 그러나, 비균일 회전 타원 체 크기와 세포에 주입 하는 동안 유체 전단 힘에 의해 부과 하는 피할 수 없는 기계 부상 이어질 가난한 셀 치료 효과11,,1213. 마찬가지로, spheroids의 집계 하는 동안 고유의 비 균일 그들의 번역을 3D 셀 기반 높은 처리량 마약 도전10상영을 했다.
3D 세포 배양에 대 한 또 다른 방법은 일반적으로 수성 hydrogels 또는 다공성 건설 기계 셀을 캡슐화 바이오의 도움으로 이루어집니다. 그것은 3D 아키텍처를 구축에 더 큰 융통성을 허용 한다. 치료, 세포 대량 건설 기계에는 침략 적 이며 외상, 머리 맡에는 다양 한 번역을 따라서 제한 수술 주입을 통해 동물의 시체에 보통 전달 된다. 다른 한편으로, 수성 hydrogels 제자리에서 겔 화 온도-, 화학 또는 효소 가교11를 통해 수 있도록 동물 시체로 히드로 전조 솔루션에 정지 세포를 주입 하 여 최소 침 습 치료를 사용 합니다. 그러나, 셀 하이드로 겔 선구자 수성 상태에 아직도 있는 하는 동안 전달 됩니다, 그들은 또한 노출 됩니다 기계적 전단에 주입 하는 동안. 만 그리 하이드로 겔의 겔 화 현장에서 중 화학 또는 효소 가교 내 세포에 손상을 부과 또한 수 있습니다. 약물 검사에 대 한 소재를 이용한 세포 배양 균일성, 제어력 및 처리량 문제를 얼굴. Hydrogels 사용 하 여, 세포는 일반적으로 참여 겔 화, 동안는 프로세스 영향을 미칠 수 세포 생존 능력 및 기능. 셀 시드 동안 겔 화 또한 저해 사용 대부분 높은 처리량 장비는 히드로 셀 시드 전에 겔 화를 방지 하기 위해 얼음에 보관 해야 할 수 있기 때문에 히드로 정확도 보장 하기 위해 일반적으로 매우 얇은 분배 팁 잼 수 있습니다. 높은 처리량 심사입니다. 그러나 미리 형성 된 건설 기계 수 잠재적으로 별도 소재 제조 절차 세포 배양에서 가장 비 계 기반 제품은 상대적으로 낮은 처리량14대량 자료로 사용할 수 있습니다.
현재 3D 문화 방법의 단점 들을 극복 하기 위해 상용 하 고 사용자 친화적인 microcryogel 배열 칩15조작 하 소-cryogelation 통합 기술을 개발 했습니다. 이 프로토콜에 젤라틴으로 생체, 분해성, 비용, 추가 수정에 필요한 및 셀 첨부 파일 microcryogel 제조 기법을 예증 선택 합니다. 천연 또는 합성 근원의 다른 고분자 어플리케이션 제작을 위해 사용 될 수 있습니다. 이 기술을 통해 우리는 소형 및 높은 탄력 있는 microcryogels 제어 크기, 모양 및 레이아웃을 조작 수 있습니다. 다양 한 세포 유형으로 로드 될 때 3D microtissues 다양 한 응용 프로그램에 대 한 형성 될 수 있습니다. 이러한 독특한 기능은 가능 원하는 injectability, 셀 보호 및 보존 사이트 감독 주입에서 vivo에서 향상 된 치료 효과 대 한 후 만 그리는 microcryogels 일반적인 실험실 장비 및 다양 한 마약 검사 및 다른 세포질 분석 실험에 대 한 높은-처리량 셀 문화를 실현 하기 위해 악기와 호환 되는 3D microtissue 어레이를 더 처리할 수 수 없습니다. 여기, 우리 microcryogels과 개별 3D microtissues 또는 두 가지 중요 한 응용 프로그램, 세포 치료 및 의약품 심사, 각각10,15 3D microtissue 배열 후 치료의 제작 과정을 자세히 한다 .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="803">
	<tbody>
		<tr height="53">
			<td height="53" style="height:53px;width:199px;">Gelatin</td>
			<td style="width:211px;">sigma</td>
			<td style="width:111px;">G7041</td>
			<td style="width:283px;">All other reagents were purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) unless otherwise indicated.</td>
		</tr>
		<tr height="53">
			<td height="53" style="height:53px;width:199px;">Glutaraldehyde&#160;</td>
			<td style="width:211px;">J&#38;K</td>
			<td style="width:111px;">902042</td>
			<td style="width:283px;">Used as crosslinker in preparation of material.</td>
		</tr>
		<tr height="53">
			<td height="53" style="height:53px;width:199px;">Glass cover slip (24X50mm)</td>
			<td style="width:211px;">CITOGLASS, China</td>
			<td style="width:111px;">10212450C</td>
			<td style="width:283px;">To scrape prcursor solution onto microstencils array chips.</td>
		</tr>
		<tr height="53">
			<td height="53" style="height:53px;width:199px;">Sodium&#160;borohydride, NaBH4</td>
			<td style="width:211px;">Beijing Chemical Works</td>
			<td style="width:111px;">116-8</td>
			<td style="width:283px;">To wash remaining glutaraldehyde away after gelation.</td>
		</tr>
		<tr height="53">
			<td height="53" style="height:53px;width:199px;">Vacuum jar</td>
			<td style="width:211px;">asperts, China</td>
			<td style="width:111px;">VC8130</td>
			<td style="width:283px;">To preserve microgels under vacuum.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Polymethylmethacrylate (PMMA) sheets&#160;</td>
			<td style="width:211px;">Sunjin Electronics Co., Ltd, China</td>
			<td style="width:111px;"></td>
			<td style="width:283px;">Ordinary PMMA sheets.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Rayjet laser system</td>
			<td style="width:211px;">Rayjet, Australia</td>
			<td style="width:111px;">Rayjet 50 C30</td>
			<td style="width:283px;">To engrave PMMA sheets to form wells.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Plasma Cleaner</td>
			<td style="width:211px;">Mycro Technologies, USA</td>
			<td style="width:111px;">PDC-32G</td>
			<td style="width:283px;">To make PMMA hyphophilic.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Lyophilizer</td>
			<td style="width:211px;">Boyikang, China</td>
			<td style="width:111px;">SC21CL</td>
			<td style="width:283px;">To lyophilize materials.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Trypan Blue solution (0.4%)</td>
			<td style="width:211px;">Zhongkekeao, China</td>
			<td style="width:111px;">DA0065</td>
			<td style="width:283px;">To dye microgels.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Doxorubicin hydrochloride</td>
			<td style="width:211px;">ENERGY CHEMICAL, China</td>
			<td style="width:111px;">A01E0801360010</td>
			<td style="width:283px;">To test drug resistance of cells in 2D or 3D microgel.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Live/dead assay</td>
			<td style="width:211px;">Dojindo Molecular Technologies (Kumamoto, Japan)</td>
			<td style="width:111px;">CS01-10</td>
			<td style="width:283px;">To distinguish alive and dead cells.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Cell Titer-Blue</td>
			<td style="width:211px;">Promega (Wisconsin, USA).</td>
			<td style="width:111px;">G8080</td>
			<td style="width:283px;">To test cell viability.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Cell strainer</td>
			<td style="width:211px;">BD Biosciences, USA</td>
			<td style="width:111px;">352360</td>
			<td style="width:283px;">To collect microgels.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">D-Luciferin</td>
			<td style="width:211px;">SYNCHEM (Germany)</td>
			<td style="width:111px;">s039</td>
			<td style="width:283px;">To tack cells.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Scanning electron microscope</td>
			<td style="width:211px;">FEI, USA</td>
			<td style="width:111px;">Quanta 200</td>
			<td style="width:283px;">To characterize microgel morphology.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">&#160;Mechanical testing machine</td>
			<td style="width:211px;">Bose, USA</td>
			<td style="width:111px;">3230</td>
			<td style="width:283px;">To measure mechanical features.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Programmable syringe pump&#160;</td>
			<td style="width:211px;">World Precision Instruments, USA</td>
			<td style="width:111px;">ALADINI 1000</td>
			<td style="width:283px;">To test injactabiliy.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:199px;">Digital force gauge</td>
			<td style="width:211px;">HBO, Yueqing Haibao Instrument Co., Ltd., China</td>
			<td style="width:111px;">H-50&#160;</td>
			<td style="width:283px;">To test injactabiliy.</td>
		</tr>
		<tr height="48">
			<td height="48" style="height:48px;width:199px;">Ethylene oxide sterilization system</td>
			<td style="width:211px;">Anprolene, Anderson Sterilization, Inc., Haw River, NC</td>
			<td style="width:111px;">AN74i</td>
			<td style="width:283px;">To sterilize microgels with ethylene oxide gas.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Microplate reader</td>
			<td style="width:211px;">Molecular Devices,USA</td>
			<td style="width:111px;">M5</td>
			<td style="width:283px;">To measure fluorescence intensity in micro-array.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Confocal microscope</td>
			<td style="width:211px;">Nikon, Japan</td>
			<td style="width:111px;">A1Rsi</td>
			<td style="width:283px;">To observe cell distribution in 3D.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Xenogen&#160; Lumina II imaging system</td>
			<td style="width:211px;">Caliper Life Sciences, USA</td>
			<td style="width:111px;">IVIS</td>
			<td style="width:283px;">To track cell in animals.</td>
		</tr>
		<tr height="26">
			<td height="26" style="height:27px;width:199px;">Liquid work stataion</td>
			<td style="width:211px;">Apricot design,USA</td>
			<td style="width:111px;">S-pipette</td>
			<td style="width:283px;">To load medium or cell suspension high-throuputly.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

3d microtissues for injectable regenerative therapy and high-throughput drug screening

3D 세포 배양에 전통적인 2D 셀 문화를 업그레이드 하려면 우리 cryogelation 기술로 3D microtissues를 형성 하기 위하여 세포 유형의 다양 한 적재 될 수 있다 macroporous 미 cryogels (microcryogels), 생산 소를 통합 했습니다. 여기, 우리는 다양 한 3D microtissues와 재생 치료와 약물 검사에 응용 프로그램을 조작 하는 프로토콜을 제시. 크기와 모양을 제어할 수 microcryogels 하거나 수 있는 수확된 칩 재생 주사 치료에 대 한 개별 셀 로드 사업자로 조립된 온-칩 높은 처리량에 대 한 3D microtissue 배열에 추가 되는 배열 칩에 날조 될 수 있다 의약품 심사입니다. 높은 탄성의 특성상 이러한 미 cryogels, 3D microtissues 주입 시 기계적 전단 힘에서 세포를 보호 하 여 최소 침 습 세포 치료에 대 한 큰 injectability를 전시 한다. 이 향상 된 세포 생존 및 마우스 사지 허 혈 모델에서 치료 효과 보장합니다. 한편, 3D microtissue 배열 표준 384-멀티-잘 형식에의 높은 처리량 약물이 다양 한 3D 셀 문화 플랫폼에 상영 활성화 일반적인 실험실 시설 및 장비, 사용 용이.

제조 그리고 3D microtissue 형성에 대 한 microcryogels의 특성.
이 프로토콜에 따라 microcryogels 형태로 3D microtissues 및 개별 microcryogels 또는 microcryogel 배열 조작 했다 고 재생 치료와 약물 검사, 각각 (그림 1)에 적용 했다. Microstencil 배열 칩 PMMA에서 조작 microcryogel 어레이 칩에 대 한 micromolds로 적용 되?...

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3D Microtissues for Injectable Regenerative Therapy and High-throughput Drug Screening

이 프로토콜 cryogelation 기술로 제작을 통합 하 여 탄력 있는 3D macroporous microcryogels의 제작을 설명 합니다. 재생 치료를 촉진 하기 위하여 쉽게 주입된 비보 수 또는 생체 외에서 높은 처리량 마약 검사에 대 한 배열로 조립 셀 로딩 시 3D microtissues 생성 됩니다.

주 사용 재생 치료와 높은 처리량 마약 검사에 대 한 3D Microtissues

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Research

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