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

Эта работа была финансово поддержана Национальный фонд естественных наук Китая (грантов: 81522022, 51461165302). Авторы хотели бы признать все члены лаборатории Du для помощи общего назначения.

эксперименты на животных следуют строгим протокол, утвержденных Комитетом по этике животное на центр биомедицинских анализ, Университет Цинхуа. Соответствии с одобрения Комитета по этике, жировых тканях человека была получена из Департамент пластической хирургии Peking союза больницы ...

Регенеративной медицины и в пробирке модели для скрининга наркотиков являются два важных приложений для ткани инженерных5,6,,78,9. Хотя эти два приложения имеют весьма различные потребности, точ...

Традиционные клеточной культуры на плоского двумерного (2D) поверхностей, таких как культуры блюдо или несколькими хорошо пластины, вряд ли может вызывать поведение клеток недалеко от их собственного государства. Точное повторение родной сотовой микросреды, которые состоят из различных типов клеток, внеклеточной матрицы и биологически растворимых факторов в трехмерной (3D) архитектуры1,2,3 ,4, имеет важное значение для построения biomimicking тканей в пробирке для приложений в ткани инженерных, восстановительной медицины, биологии фундаментальных исследований и наркотиков обнаружения5,6,7 ,8,9.
Вместо 2D клеточной культуры 3D клеточной культуры широко используется для продвижения biomimetic микро архитектуры и функциональные особенности клетки культивировали в пробирке. Популярные 3D клетки культуры метод заключается в совокупных клетки в сфероидов7,8,9,10. Сотовый сфероидов может быть введен в поврежденных тканей с расширенной сотовой хранения и выживания, по сравнению с инъекции рассеянных клеток. Однако неоднородной сфероида размеров и неизбежных механических повреждений, введенной на клетки жидкости поперечной силы во время инъекции привести к плохой клеток терапевтические эффекты11,12,13. Аналогичным образом присущие неравномерность в ходе агрегирования сфероидов сделало их перевод в 3D на основе ячеек высок объём наркотиков скрининг сложной10.
Другой метод для 3D клеточной культуры достигается с помощью биоматериалов, который обычно инкапсулирует клетки в водный гидрогели или пористых строительных лесов. Это позволяет для большей гибкости в построении 3D архитектуры. Для терапии клетки, инкапсулированные в сыпучих строительных лесов, обычно доставляются тела животного через хирургической имплантации, который инвазивных и травматические, тем самым ограничивая его широкий перевод к постели. С другой стороны водный гидрогели включить минимально инвазивная терапия, клетки, приостановлено в растворе прекурсоров гидрогеля в тел животных, позволяя в situ гелеобразования через термо-, химические или ферментативный сшивки11. Однако как клетки доставляются хотя гидрогеля прекурсоров находятся все еще в состоянии водный, они также подвергаются механической сдвига во время инъекции. Не только так химических или ферментативный сшивки во время гелеобразования в situ гидрогеля также может наложить повреждения клеток внутри. Для скрининга наркотиков, при содействии биоматериала клеточных культур сталкиваются с проблемами с единообразия, управляемость и пропускную способность. С помощью гидрогели, клетки обычно участвуют во время гелеобразования, в которой процесс может повлиять на жизнеспособность клеток и функции. Гелеобразование во время заполнения ячейки также препятствует использование большинства высокопроизводительного оборудования, так как Гидрогель может потребоваться храниться на льду для предотвращения гелеобразования до заполнения ячейки, и гидрогеля возможно застревание дозирования советы, которые обычно очень тонкие, чтобы обеспечить точность для высокопроизводительного скрининга. Предварительно сформированных леса могут потенциально отдельных процедур изготовления биоматериала из клеточной культуры, однако большинство продуктов на основе эшафот доступны как сыпучих материалов с относительно низкой пропускной способности14.
Чтобы преодолеть некоторые из недостатков нынешних методов 3D культуры, мы разработали микротехнологий cryogelation интегрированные технологии для изготовления готовых и удобный microcryogel массив чип15. В этом протоколе желатин выбран иллюстрируют технология изготовления microcryogel как это биосовместимых, разложению, экономически эффективным, и никаких дальнейших изменений требуется для клеток вложения. Другие полимеры природные или синтетические источники также могут использоваться для изготовления, в зависимости от приложения. Через эту технологию мы можем изготовить миниатюрных и Высокоэластичный microcryogels с контролируемый размер, форму и структуру. При загрузке с различных типов клеток, 3D microtissues может быть сформирован для различных приложений. Эти уникальные особенности включить желаемый injectability, Защита ячеек и ориентированные на сайте удержания после инъекции в естественных условиях для расширения терапевтические эффекты. Это не только так microcryogels может быть дополнительно обработаны для формирования 3D microtissue массивов, которые совместимы с общей лабораторное оборудование и инструменты для реализации высокопроизводительных клеточной культуры для скрининга универсальный наркотиков и других клеточных анализов. Здесь мы будем подробно процесс изготовления microcryogels и ее после лечения как отдельные 3D microtissues или 3D microtissue массивы для двух важных приложений, клеточной терапии и наркотиков скрининг, соответственно10,15 .

<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

Чтобы обновить традиционные 2D клеточной культуры до 3D клеточной культуры, мы интегрировали микротехнологий с технологией cryogelation для производства Макропористые микромасштабной криогелей (microcryogels), который может быть загружен с различных типов клеток сформировать 3D microtissues. Здесь мы представляем протокол изготовить универсальный 3D microtissues и их применения в восстановительной терапии и наркотиков скрининг. Размер и форма управляемый microcryogels могут быть изготовлены на чипе массива, который может быть заготавливаемым от чип как отдельных клеток загруженных перевозчиков для инъекционного регенеративной терапии или далее собран на чип в 3D microtissue массивы для высокой пропускной способности скрининга наркотиков. Из-за высокой упругой характер этих микромасштабной криогелей 3D microtissues проявляют большой injectability для малоинвазивных клеточной терапии, защищая клетки от механической поперечной силы во время инъекции. Это гарантирует выживание расширенной клетки и терапевтический эффект в мышиной модели ишемии конечности. Тем временем Ассамблея 3D microtissue массивов в стандартном формате 384-multi ну облегчает использование общих лабораторных объектов и оборудования, позволяя высок объём наркотиков скрининг на этой платформе культуры универсальный 3D клеток.

Изготовление и характеристика microcryogels для формирования 3D microtissue.
Согласно протоколу microcryogels были изготовлены формы 3D microtissues и отдельных microcryogels или microcryogel массивы и были применены к восстановительной терапии и наркотиков скри...

Watch this Scientific Journal Video about 3D Microtissues for Injectable Regenerative Therapy and High-throughput Drug Screening at JoVE.com

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

Этот протокол описывает изготовления упругих 3D Макропористые microcryogels путем интеграции микротехнологий с технологией cryogelation. После загрузки с клетками, создаются 3D microtissues, который может быть легко вводится в естественных условиях для содействия регенеративной терапии или собраны в массивы в пробирке скрининга наркотиков высокой пропускной способности.

3D Microtissues для инъекций восстановительной терапии и высок объём наркотиков скрининг

To upgrade traditional 2D cell culture to 3D cell culture, we have integrated microfabrication with cryogelation technology to produce macroporous ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Cell-based Calcium Assay for Medium to High Throughput Screening of TRP Channel Functions using FlexStation 3

Клеточная Кальций Пробирной для средних и высокопроизводительного скрининга из ГТО Функции канала с помощью FlexStation 3

The Molecular Devices' FlexStation 3 is a benchtop multi-mode microplate reader capable of automated fluorescence measurement in multi-well plates.  It is ...

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

Полимерные Microarrays высоких Discovery Пропускная биоматериалов

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

Candida albicans Biofilm Chip (CaBChip) for High-throughput Antifungal Drug Screening

Candida albicans Biofilm Chip CaBChip for High-throughput Antifungal Drug Screening

Candida Albicans биопленки Chip (Ca BChip) для высокой пропускной Противогрибковые Скрининг наркотиков

Candida  albicans remains the main etiological agent of candidiasis, which  currently represents the fourth most common nosocomial bloodstream infection ...

An Injectable and Drug-loaded Supramolecular Hydrogel for Local Catheter Injection into the Pig Heart

Инъекций и медикаментов загружены Супрамолекулярная Гидрогель для местного катетера для инъекций в сердце свиньи

Regeneration of lost myocardium is an important goal for future therapies because of the increasing occurrence of chronic ischemic heart failure and the ...

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

Комбинированный 3D Tissue Engineered<em&gt; In Vitro</em&gt; /<em&gt; В Silico</em&gt; Lung Опухоль модель для прогнозирования эффективности наркотиков в конкретных мутационные Backgrounds

In the present study, we combined an in vitro 3D lung tumor model with an in silico model to optimize predictions of drug response based on a specific ...

A Microfluidic Platform for High-throughput Single-cell Isolation and Culture

Микрожидком Платформа с высокой пропускной способностью изоляции одноклеточные и культуры

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet ...

Micropatterning and Assembly of 3D Microvessels

Micropatterning и сборка 3D микрососудов

In vitro platforms to study endothelial cells and vascular biology are largely limited to 2D endothelial cell culture, flow chambers with polymer or glass ...

Use of High-Throughput Automated Microbioreactor System for Production of Model IgG1 in CHO Cells

Использование высокопроизводительного автоматизированная система Microbioreactor для производства модель IgG1 в клетках Чо

Automated microscale bioreactors (15 mL) can be a useful tool for cell culture engineers. They facilitate the simultaneous execution of a wide variety of ...

Biosensor-based High Throughput Biopanning and Bioinformatics Analysis Strategy for the Global Validation of Drug-protein Interactions

Стратегия биосенсорного анализа высокой пропускной способности и биоинформатики для глобальной проверки взаимодействий между наркотиками и белком

Receptors and enzyme proteins are important biomolecules that act as binding targets for bioactive small molecules. Thus, the rapid and global validation ...

Injectable Supramolecular Polymer-Nanoparticle Hydrogels for Cell and Drug Delivery Applications

Инъекционные супрамолекулярные полимерно-наночастицы гидрогели для клеточных и лекарственных средств

These methods describe how to formulate injectable, supramolecular polymer-nanoparticle (PNP) hydrogels for&#160;use as biomaterials. PNP hydrogels are ...