Name: bioprintable alginate/gelatin hydrogel 3d in vitro model systems induce cell spheroid formation
Uploaded: 2018-07-02T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Bioprintable Alginate/Gelatin Hydrogel 3D In Vitro Model Systems Induce Cell Spheroid Formation at JoVE.com

Дао Цзян благодарит Китай Стипендиальный Совет (201403170354) и МакГилл инженерных докторской премии (90025) для финансирования их стипендию. Хосе G. Мунгиа-Лопес спасибо КОНАСИТ (250279, 290936 и 291168) и FRQNT (258421) для финансирования их стипендию. Сальвадор Флорес-Торрес спасибо КОНАСИТ за их стипендию финансирования (751540). Джозеф м. Kinsella благодаря национальной науки и инженерных исследований Совет, Канадский фонд для инноваций, Фонд семьи Таунсенд-Lamarre и Университет Макгилла для их финансирования. Мы хотели бы поблагодарить Аллен Ehrlicher за предоставленную нам возможность использовать его Реометр, Dan Николау за предоставленную нам возможность использовать его конфокального микроскопа и Мораг парк для предоставления нам доступа к дневно обозначенные клеточных линий.

1. Подготовка материалов, гидрогеля и клетки культуры материалов
<ol><li>
Подготовка материалов и решения
	<ol>
<li>Вымойте и высушите 250 мл и 100 мл стеклянные стаканы, магнитные мешалки, шпатели, 10 мл картриджи, цилиндрические насадки 25 G (длиной 0,5 дюйма) и внутренний диаметр 250 мкм. Сте?...

<ol>
	<li>Cui, X., Hartanto, Y., Zhang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+multicellular+spheroids+formation.">Advances in multicellular spheroids formation.</a> Journal of the Royal Society Interface. 14 (127), (2017).</li><li>Yip, D., Cho, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multicellular+3D+heterospheroid+model+of+liver+tumor+and+stromal+cells+in+collagen+gel+for+anti-cancer+drug+testing.">A multicellular 3D heterospheroid model of liver tumor and stromal cells in collagen gel for anti-cancer drug testing.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 433 (3), 327-332 (2013).</li><li>Breslin, S., O'Driscoll, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relevance+of+using+3D+cell+cultures,+in+addition+to+2D+monolayer+cultures,+when+evaluating+breast+cancer+drug+sensitivity+and+resistance.">The relevance of using 3D cell cultures, in addition to 2D monolayer cultures, when evaluating breast cancer drug sensitivity and resistance.</a> Oncotarget. 7 (29), 45745-45756 (2016).</li><li>Yue, X., Lukowski, J. K., Weaver, E. M., Skube, S. B., Hummon, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+proteomic+and+phosphoproteomic+comparison+of+2D+and+3D+colon+cancer+cell+culture+models.">Quantitative proteomic and phosphoproteomic comparison of 2D and 3D colon cancer cell culture models.</a> Journal of Proteome Research. 15 (12), 4265-4276 (2016).</li><li>Priwitaningrum, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+stroma-containing+3D+spheroid+arrays:+a+tool+to+study+nanoparticle+penetration.">Tumor stroma-containing 3D spheroid arrays: a tool to study nanoparticle penetration.</a> Journal of Controlled Release. 244 (Pt B), 257-268 (2016).</li><li>Hong, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+behavior+in+micropatterned+hydrogels+by+bioprinting+system+depended+on+the+cell+types+and+cellular+interaction.">Cellular behavior in micropatterned hydrogels by bioprinting system depended on the cell types and cellular interaction.</a> Journal of Bioscience and Bioengineering. 116 (2), 224-230 (2013).</li><li>Dolati, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+evaluation+of+carbon-nanotube-reinforced+bioprintable+vascular+conduits.">In vitro evaluation of carbon-nanotube-reinforced bioprintable vascular conduits.</a> Nanotechnology. 25 (14), 145101 (2014).</li><li>Murphy, S. V., Atala, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+bioprinting+of+tissues+and+organs.">3D bioprinting of tissues and organs.</a> Nature Biotechnology. 32 (8), 773-785 (2014).</li><li>Kang, H. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+3D+bioprinting+system+to+produce+human-scale+tissue+constructs+with+structural+integrity.">A 3D bioprinting system to produce human-scale tissue constructs with structural integrity.</a> Nature Biotechnology. 34 (3), 312-319 (2016).</li><li>Miller, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+casting+of+patterned+vascular+networks+for+perfusable+engineered+three-dimensional+tissues.">Rapid casting of patterned vascular networks for perfusable engineered three-dimensional tissues.</a> Nature Materials. 11 (9), 768-774 (2012).</li><li>Jia, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+3D+bioprinting+of+perfusable+vascular+constructs+using+a+blend+bioink.">Direct 3D bioprinting of perfusable vascular constructs using a blend bioink.</a> Biomaterials. 106, 58-68 (2016).</li><li>Kolesky, D. B., Homan, K. A., Skylar-Scott, M. A., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+bioprinting+of+thick+vascularized+tissues.">Three-dimensional bioprinting of thick vascularized tissues.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (12), 3179-3184 (2016).</li><li>Lee, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+fabrication+of+human+skin+by+three-dimensional+bioprinting.">Design and fabrication of human skin by three-dimensional bioprinting.</a> Tissue Engineering Part C: Methods. 20 (6), 473-484 (2014).</li><li>Jiang, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directing+the+self-assembly+of+tumour+spheroids+by+bioprinting+cellular+heterogeneous+models+within+alginate/gelatin+hydrogels.">Directing the self-assembly of tumour spheroids by bioprinting cellular heterogeneous models within alginate/gelatin hydrogels.</a> Scientific Reports. 7 (1), 4575 (2017).</li><li>Knowlton, S., Onal, S., Yu, C. H., Zhao, J. J., Tasoglu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioprinting+for+cancer+research.">Bioprinting for cancer research.</a> Trends in Biotechnology. 33 (9), 504-513 (2015).</li><li>Derby, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Printing+and+prototyping+of+tissues+and+scaffolds.">Printing and prototyping of tissues and scaffolds.</a> Science. 338 (6109), 921-926 (2012).</li><li>Nair, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+cell+viability+during+bioprinting+processes.">Characterization of cell viability during bioprinting processes.</a> Biotechnology Journal. 4 (8), 1168-1177 (2009).</li><li>Costa, E. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+tumor+spheroids:+an+overview+on+the+tools+and+techniques+used+for+their+analysis.">3D tumor spheroids: an overview on the tools and techniques used for their analysis.</a> Biotechnology Advances. 34 (8), 1427-1441 (2016).</li><li>Zhao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+printing+of+Hela+cells+for+cervical+tumor+model+in+vitro.">Three-dimensional printing of Hela cells for cervical tumor model in vitro.</a> Biofabrication. 6 (3), 035001 (2014).</li><li>Ling, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioprinting-based+high-throughput+fabrication+of+three-dimensional+MCF-7+human+breast+cancer+cellular+spheroids.">Bioprinting-based high-throughput fabrication of three-dimensional MCF-7 human breast cancer cellular spheroids.</a> Engineering. 1 (2), 269-274 (2015).</li><li>Liang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+cell-instructive+hydrogel+to+regulate+malignancy+of+3D+tumor+spheroids+with+matrix+rigidity.">A cell-instructive hydrogel to regulate malignancy of 3D tumor spheroids with matrix rigidity.</a> Biomaterials. 32 (35), 9308-9315 (2011).</li><li>Szot, C. S., Buchanan, C. F., Freeman, J. W., Rylander, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+in+vitro+bioengineered+tumors+based+on+collagen+I+hydrogels.">3D in vitro bioengineered tumors based on collagen I hydrogels.</a> Biomaterials. 32 (31), 7905-7912 (2011).</li><li>Carey, S. P., Kraning-Rush, C. M., Williams, R. M., Reinhart-King, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biophysical+control+of+invasive+tumor+cell+behavior+by+extracellular+matrix+microarchitecture.">Biophysical control of invasive tumor cell behavior by extracellular matrix microarchitecture.</a> Biomaterials. 33 (16), 4157-4165 (2012).</li><li>Hospodiuk, M., Dey, M., Sosnoski, D., Ozbolat, I. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bioink:+a+comprehensive+review+on+bioprintable+materials.">The bioink: a comprehensive review on bioprintable materials.</a> Biotechnology Advances. 35 (2), 217-239 (2017).</li><li>Caliari, S. R., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+practical+guide+to+hydrogels+for+cell+culture.">A practical guide to hydrogels for cell culture.</a> Nature Methods. 13 (5), 405-414 (2016).</li><li>Bhutani, U., Laha, A., Mitra, K., Majumdar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sodium+alginate+and+gelatin+hydrogels:+viscosity+effect+on+hydrophobic+drug+release.">Sodium alginate and gelatin hydrogels: viscosity effect on hydrophobic drug release.</a> Materials Letters. 164, 76-79 (2016).</li><li>Biswal, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+mechanical+and+electrical+behavior+of+gelatin+hydrogels+on+drug+release+and+cell+proliferation.">Effect of mechanical and electrical behavior of gelatin hydrogels on drug release and cell proliferation.</a> Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 53, 174-186 (2016).</li><li>Rowley, J. A., Madlambayan, G., Mooney, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alginate+hydrogels+as+synthetic+extracellular+matrix+materials.">Alginate hydrogels as synthetic extracellular matrix materials.</a> Biomaterials. 20 (1), 45-53 (1999).</li><li>Djabourov, M., Leblond, J., Papon, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gelation+of+aqueous+gelatin+solutions.+I.+Structural+investigation.">Gelation of aqueous gelatin solutions. I. Structural investigation.</a> Journal de Physique (France). 49 (2), 319-332 (1988).</li><li>Djabourov, M., Leblond, J., Papon, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gelation+of+aqueous+gelatin+solutions.+II.+Rheology+of+the+sol-gel+transition.">Gelation of aqueous gelatin solutions. II. Rheology of the sol-gel transition.</a> Journal de Physique (France). 49 (2), 333-343 (1988).</li><li>Coussot, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Rheometry of Pastes, Suspensions, and Granular Materials: Applications in Industry and Environment. , (2005).</li><li>Ouyang, L., Yao, R., Zhao, Y., Sun, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+bioink+properties+on+printability+and+cell+viability+for+3D+bioplotting+of+embryonic+stem+cells.">Effect of bioink properties on printability and cell viability for 3D bioplotting of embryonic stem cells.</a> Biofabrication. 8 (3), 035020 (2016).</li><li>Michon, C., Cuvelier, G., Launay, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concentration+dependence+of+the+critical+viscoelastic+properties+of+gelatin+at+the+gel+point.">Concentration dependence of the critical viscoelastic properties of gelatin at the gel point.</a> Rheologica Acta Rheologica Acta: An International Journal of Rheology. 32 (1), 94-103 (1993).</li><li>Mouser, V. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yield+stress+determines+bioprintability+of+hydrogels+based+on+gelatin-methacryloyl+and+gellan+gum+for+cartilage+bioprinting.">Yield stress determines bioprintability of hydrogels based on gelatin-methacryloyl and gellan gum for cartilage bioprinting.</a> Biofabrication. 8 (3), 035003 (2016).</li><li>Benbow, J. J., Oxley, E. W., Bridgwater, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+extrusion+mechanics+of+pastes-the+influence+of+paste+formulation+on+extrusion+parameters.">The extrusion mechanics of pastes-the influence of paste formulation on extrusion parameters.</a> Chemical Engineering Science. 42 (9), 2151-2162 (1987).</li><li>Bingham, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fluidity and plasticity. , (1922).</li><li>Horrobin, D. J., Nedderman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Die+entry+pressure+drops+in+paste+extrusion.">Die entry pressure drops in paste extrusion.</a> Chemical Engineering Science. 53 (18), 3215-3225 (1998).</li><li>Soman, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+cell+migration+within+3D+layer-by-layer+microfabricated+photocrosslinked+PEG+scaffolds+with+tunable+stiffness.">Cancer cell migration within 3D layer-by-layer microfabricated photocrosslinked PEG scaffolds with tunable stiffness.</a> Biomaterials. 33 (29), 7064-7070 (2012).</li><li>Asghar, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+cancer+microenvironments+for+in+vitro+3-D+tumor+models.">Engineering cancer microenvironments for in vitro 3-D tumor models.</a> Materials Today. 18 (10), 539-553 (2015).</li><li>Lin, R. Z., Chang, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+three-dimensional+multicellular+spheroid+culture+for+biomedical+research.">Recent advances in three-dimensional multicellular spheroid culture for biomedical research.</a> Biotechnology Journal. 3 (9-10), 1172-1184 (2008).</li><li>Akasov, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+multicellular+tumor+spheroids+induced+by+cyclic+RGD-peptides+and+use+for+anticancer+drug+testing+in+vitro.">Formation of multicellular tumor spheroids induced by cyclic RGD-peptides and use for anticancer drug testing in vitro.</a> International Journal of Pharmaceutics. 506 (1-2), 148-157 (2016).</li></ol>

Ячейки Ладена структуры может быть нарушена, если загрязнение (биологическое или химическое) происходит в любой точке процесса. Обычно биологическое загрязнение рассматривается после двух или трех дней культуры как цвет изменения в культуре средств массовой информации или bioprinted стру...

Хотя 2D клеточной культуры широко используется в исследовании рака, существуют ограничения, как клетки выращивают в формате монослой с единообразные концентрации питательных веществ и кислорода. Эти культуры не хватает важных клеток и клеток матрица взаимодействия в родной опухоли микроокружения (ТМЕ). Следовательно эти модели плохо пилки физиологических условиях, что приводит к аберрантных клеток поведения, включая неестественным морфологии, нерегулярные рецептор Организации, поляризацию мембраны и аномальный ген выражение, среди других условия1,2,3,4. С другой стороны 3D клеточной культуры, где клетки раскрываются в объемном пространстве, как агрегатов, сфероидов или organoids, предлагает альтернативный метод для создания более точной в vitro условий для изучения фундаментальных клеточной биологии и физиологии. Модели 3D клетки культуры может также стимулировать клетки ECM взаимодействий, которые являются критическим физиологические характеристики родной TME в пробирке1,4,5. Новые 3D подложке технология обеспечивает возможности для построения моделей, которые имитируют гетерогенных TME.
Является производным от быстрое прототипирование 3D подложке и позволяет изготовление 3D микроструктур, которые способны подражая некоторых сложностей живых тканей образцы6,7. Текущий подложке методы включают струйный, экструзии и при содействии лазерной печати8. Среди них метод экструзии позволяет неоднородность управляться в пределах печатной матрицы путем точного позиционирования различных видов материалов в разных местах первоначального. Таким образом он является наилучшим подходом для изготовления гетерогенных в vitro модели с участием нескольких типов клеток или матрицы. Экструзии подложке успешно используется для построения аурикулярных формы подмостей9, сосудистых структур10,11,12и кожные ткани13, что приводит к высокой печати верности и ячейки жизнеспособности. Технология также имеется универсальный материал выбора, возможность хранение материалов с клетками, внедренные с известным плотность и высокую воспроизводимость14,,1516,17 . Натуральные и синтетические гидрогели часто используются как bioinks для 3D подложке из-за их биосовместимости, биологическую и их гидрофильные сетей, которые могут быть спроектированы для структурно напоминают ECM7,18 ,19,-20,-21,-22,-23. Гидрогели также выгодно, так как они могут включать клей сайты для клетки, структурные элементы, проницаемость для питательных веществ и газов, и соответствующие механические свойства для поощрения развития24ячейки. Например коллагеновая гидрогели предлагают Интегрин узлами крепления клетки можно использовать для подключения к матрице. Желатин, денатурированные коллаген, сохраняет аналогичные сайты адгезии клеток. В противоположность этому альгинат биоинертный но обеспечивает механическую целостность путем формирования сшивки с ионов двухвалентной25,26,27,28.
В этой работе мы разработали композитный гидрогеля как bioink, состоящая из альгината и желатин, с сходства в микроскопических архитектуру родной опухоли стромы. Груди раковых клеток и фибробластов были внедрены в гидрогелей и напечатаны через bioprinter на основе экструзии для создания 3D-модель, которая имитирует микроокружения в естественных условиях . Инженерии 3D окружающей среды позволяет раковые клетки для формирования многоклеточного опухоли сфероидов (MCTS) с высокой жизнеспособности для длительных периодов клеточной культуры (> 30 дней). Этот протокол демонстрирует методики синтеза композиционных гидрогели, характеризующие микроструктуру и печатными свойствами, подложке сотовой разнородных моделей, материалов и наблюдения за формирование MCTS. Эти методы могут быть применены к другим bioinks в экструзии подложке, а также различных конструкций, моделей разнородных тканей с потенциального применения наркотиков скрининг, клетки миграции анализов и исследований, которые сосредоточены на основных клеток физиологические функции.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="925">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Sodium alginate</td>
			<td style="width:213px;">FMC BioPolymer</td>
			<td style="width:173px;">CAS-No: 9005-38-3</td>
			<td style="width:167px;">Protanal LF 10/60 FT</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Gelatin</td>
			<td style="width:213px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:173px;">G9391</td>
			<td>Type B gelatin from bovine skin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Dubelcco&#39;s phosphate buffered saline (DPBS 1X)</td>
			<td style="width:213px;">Gibco</td>
			<td style="width:173px;">LS14190136</td>
			<td>1&#215;, w/o calcium, w/o magnesium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Magnetic hotplate</td>
			<td style="width:213px;">Corning&#160;</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td>Stirrer/hot plate model PC-420</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">50 mL centrifuge tubes</td>
			<td style="width:213px;">Corning</td>
			<td style="width:173px;">352098</td>
			<td>Falcon&#174; 50mL High Clarity PP Centrifuge Tube, Conical Bottom, Sterile</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Centrifuge</td>
			<td style="width:213px;">GMI</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td>Sorvall RT6000D, GMI, USA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Calcium chloride anhydrous</td>
			<td style="width:213px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>C1016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">MilliQ water</td>
			<td style="width:213px;">Millipore</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Millipore 0.22 &#181;m filters</td>
			<td style="width:213px;">Millipore</td>
			<td style="width:173px;">SLGS033SB</td>
			<td>Millex-GS Syringe Filter Unit, 0.22&#160;&#181;m, mixed cellulose esters, 33&#160;mm, ethylene oxide sterilized</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Oscillation rheometer MCR 302</td>
			<td style="width:213px;">Anton Paar</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Rheometer measuring tool CP25</td>
			<td style="width:213px;">Anton Paar</td>
			<td style="width:173px;">79038</td>
			<td>Conical plate geometry for rheometer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">RheoCompass</td>
			<td style="width:213px;">Anton Paar</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td>Software controlling rheometer MCR 302</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Scanning electron microscope</td>
			<td style="width:213px;">Hitachi</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td>SEM, Hitachi SU-3500 Variable Pressure</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Paraformaldehyde, 96%, extra pure</td>
			<td style="width:213px;">Acros Organics</td>
			<td style="width:173px;">416785000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Dulbecco modified eagle medium (DMEM)</td>
			<td style="width:213px;">Gibco</td>
			<td>11965092</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Antibiotic/Antimycotic solution (100X) stabilized</td>
			<td style="width:213px;">Sigma</td>
			<td>A5955</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fetal bovine serum</td>
			<td>Wisent Bioproducts</td>
			<td style="width:173px;">080-150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:372px;">Cell culture T-75 flasks</td>
			<td style="width:213px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:173px;">CLS430641</td>
			<td>75 cm2 TC-Treated surface treatment</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3D bioprinter BioScaffolder 3.1</td>
			<td style="width:213px;">GeSiM</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">GeSim software</td>
			<td style="width:213px;">GeSiM</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td>Software controlling BioScaffolder 3.1</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">10cc cartridge UV resist</td>
			<td>EFD Nordson</td>
			<td>7012126</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">End cap</td>
			<td>EFD Nordson</td>
			<td>7014472</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tip cap</td>
			<td>EFD Nordson</td>
			<td>7014469</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Piston&#160;</td>
			<td>EFD Nordson</td>
			<td>7012182</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stainless nozzle G25</td>
			<td>EFD Nordson</td>
			<td>7018345</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Water bath</td>
			<td style="width:213px;">VWR</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Agarose</td>
			<td style="width:213px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:173px;">A9539</td>
			<td>Bioreagent, for molecular biology</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Costar 6-well plates&#160;</td>
			<td style="width:213px;">Corning</td>
			<td style="width:173px;">3516</td>
			<td>TC-Treated Multiple Well Plates, Individually Wrapped, Sterile&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Confocal spinning disk inverted microscope</td>
			<td style="width:213px;">Olympus Life Science</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td>Olympus IX83</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">MTS assay kit</td>
			<td style="width:213px;">Promega</td>
			<td style="width:173px;">G3582</td>
			<td>CellTiter 96&#174; AQueous&#160;One Solution Cell Proliferation Assay&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Live/Dead viability cytotoxicity kit</td>
			<td>Molecular Probes,ThermoFisher Scientific</td>
			<td>L3224</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Trypsin 0.25/EDTA 1X</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25200-072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Corning 96-well plate</td>
			<td style="width:213px;">Corning</td>
			<td style="width:173px;">3595</td>
			<td>Clear Flat Bottom Polystyrene TC-Treated Microplate, Individually Wrapped, with Low Evaporation Lid, Sterile</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Autoclave Tuttnauer</td>
			<td style="width:213px;">Heidolph Brinkmann</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td>Heidolph Tuttnauer 2540E Autoclave Sterilizer Electronic Model with 4 Stainless Steel Trays, 23L Capacity</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Trypan blue</td>
			<td style="width:213px;">Invitrogen&#160;</td>
			<td style="width:173px;">T10282</td>
			<td>0.4% solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Ethanol</td>
			<td style="width:213px;">Commercial Alcohols</td>
			<td style="width:173px;">P016EA95</td>
			<td>Greenfield Speciality Alcohols</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:372px;">CO2 Incubator</td>
			<td style="width:213px;">Panasonic</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td>MCO 19AIC-PA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">Lyophilizer&#160;</td>
			<td style="width:213px;">SP Scientific</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td>Virtis Sentry 2.0</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">SolidWorks</td>
			<td style="width:213px;">Dassault Systems</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td>A CAD software used to build demostrative propeller-like model</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:372px;">MATLAB</td>
			<td style="width:213px;">The MathWorks</td>
			<td style="width:173px;">N/A</td>
			<td>A programming software used to generate G-code for BioScaffolder 3.1</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

bioprintable alginate/gelatin hydrogel 3d in vitro model systems induce cell spheroid formation

Сотовые, биохимические и биофизические неоднородность микроокружения опухоли родной не сведены воедино растущего увековечен рак клеточных линий, с помощью обычных двухмерных (2D) клеточной культуры. Эти проблемы могут быть преодолены с помощью методов подложке для построения моделей гетерогенных трехмерные (3D) опухоли, whereby внедряются различные типы клеток. Альгинат и желатин являются двумя наиболее распространенными биоматериалов, занятых в подложке из-за их биосовместимости, biomimicry и механических свойств. Путем объединения двух полимеров, мы достигли bioprintable композитный гидрогеля с сходства в микроскопических архитектуру родной опухоли стромы. Мы изучили печатными свойствами композиционных гидрогеля через реологии и получено оптимальное окно печати. Клеток рака молочной железы фибробластов встроенных в гидрогелей и были напечатаны для формирования 3D-модель имитирует микроокружения в естественных условиях . Bioprinted гетерогенных модель достигает высокой жизнеспособности для долгосрочного клеточной культуры (> 30 дней) и способствует самостоятельной сборки из клеток рака молочной железы в многоклеточных опухоли сфероидов (MCTS). Мы наблюдали, миграции и взаимодействия клеток рака связанные фибробластов (CAFs) с MCTS в этой модели. С помощью bioprinted клетки культуры платформ как сопредседатель культуры системы, он предлагает уникальный инструмент для изучения зависимости tumorigenesis состав стромы. Эта техника имеет высокой пропускной способностью, низкая стоимость и высокая воспроизводимость, и она может также предоставлять альтернативную модель для обычных клетки однослойная культур и животных опухоли модели для изучения биологии рака.

Температура развертки показывает четкое различие A3G7 прекурсоров при 25 ° C и 37 ° C. Предвестником жидкости при 37 ° C и имеет сложный вязкость 1938.1 МПа ± 84.0 x s, который подтверждается более G» над G'. Как при понижении температуры, предвестником претерпевает физическое гелеоб?...

Watch this Scientific Journal Video about Bioprintable Alginate/Gelatin Hydrogel 3D In Vitro Model Systems Induce Cell Spheroid Formation at JoVE.com

Bioprintable Alginate/Gelatin Hydrogel 3D In Vitro Model Systems Induce Cell Spheroid Formation

Мы разработали гетерогенных груди Рак модель, состоящая из увековечен опухоли и фибробластов клетки, встроенный в bioprintable bioink Альгинатные/желатина. Эта модель резюмирует микроокружения опухоли в естественных условиях и облегчает формирование многоклеточного опухоли сфероидов, давая понять механизмы вождения tumorigenesis.

Bioprintable Альгинатные/желатин гидрогеля 3D в Vitro модель системы вызывать клетки сфероида образование

The cellular, biochemical, and biophysical heterogeneity of the native tumor microenvironment is not recapitulated by growing immortalized cancer cell ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioprintable Alginate/Gelatin Hydrogel 3D In Vitro Model Systems Induce Cell Spheroid Formation

Eye Irritation Test (EIT) for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial (RhCE) Tissue Model

Eye Irritation Test EIT for Hazard Identification of Eye Irritating Chemicals using Reconstructed Human Cornea-like Epithelial RhCE Tissue Model

Раздражение глаз тест (СПЭ) для идентификации опасности глазных Раздражает химических веществ с использованием реконструированного человеческой роговицы, как Эпителиальный (RHCE) тканей Модель

To comply with the Seventh Amendment to the EU Cosmetics Directive and EU REACH legislation, validated non-animal alternative methods for reliable and ...

Modeling Ovarian Cancer Multicellular Spheroid Behavior in a Dynamic 3D Peritoneal Microdevice

Моделирование рака яичников Многоклеточная Сфероид Поведение в микроустройство Dynamic 3D перитонеального

Ovarian cancer is characterized by extensive peritoneal metastasis, with tumor spheres commonly found in the malignant ascites. This is associated with ...

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

<em&gt; In Vitro</em&gt; Орган культуры Модель мышиной межпозвонкового диска

Intervertebral disc (IVD) degeneration is a significant contributor to low back pain. The IVD is a fibrocartilaginous joint that serves to transmit and ...

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

Improved 3D Hydrogel Cultures of Primary Glial Cells for In Vitro Modelling of Neuroinflammation

Улучшение 3D гидрогеля культур первичных глиальных клеток In Vitro моделирования Neuroinflammation

In the central nervous system, numerous acute injuries and neurodegenerative disorders, as well as implanted devices or biomaterials engineered to enhance ...

3D Printed Porous Cellulose Nanocomposite Hydrogel Scaffolds

3D печать пористых целлюлозы нанокомпозитных гидрогеля подмости

This work demonstrates the use of three-dimensional (3D) printing to produce porous cubic scaffolds using cellulose nanocomposite hydrogel ink, with ...

A Human 3D Extracellular Matrix-Adipocyte Culture Model for Studying Matrix-Cell Metabolic Crosstalk

Человек 3D Экстраклеточная матрица-Адипоцит Культура Модель для изучения Матрица-Клеточная метаболический перекрестный разговор

The extracellular matrix (ECM) plays a central role in regulating tissue homeostasis, engaging in crosstalk with cells and regulating multiple aspects of ...

Protocols of 3D Bioprinting of Gelatin Methacryloyl Hydrogel Based Bioinks

Протоколы 3D биопечати желатина Methacryloyl Гидрогель на основе биоинков

Gelatin methacryloyl (GelMA) has become a popular biomaterial in the field of bioprinting. The derivation of this material is gelatin, which is hydrolyzed ...

Using Multilayered Hydrogel Bioink in Three-Dimensional Bioprinting for Homogeneous Cell Distribution

Использование многослойного гидрогеля Bioink в трехмерной биопечати для однородного распределения клеток

During the extrusion-based three-dimensional bioprinting process, liquid-like bioinks with low viscosity can protect cells from membrane damage induced by ...

Advanced 3D Liver Models for In vitro Genotoxicity Testing Following Long-Term Nanomaterial Exposure

Расширенные 3D модели печени для тестирования генотоксичности in vitro после долгосрочного воздействия наноматериалов

Due to the rapid development and implementation of a diverse array of engineered nanomaterials (ENM), exposure to ENM is inevitable and the development of ...

3D Printing of In Vitro Hydrogel Microcarriers by Alternating Viscous-Inertial Force Jetting

3D Printing of In Vitro Hydrogel Microcarriers by Alternating Viscous-Inertial Force Jetting

3D-печать микронесущих с гидрогелем in vitro методом чередования вязко-инерционной струйной обработки

Microcarriers are beads with a diameter of 60-250 &#181;m and a large specific surface area, which are commonly used as carriers for large-scale cell ...