Name: lab-on-a-cd platform for generating multicellular three-dimensional spheroids
Uploaded: 2019-11-07T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Lab-on-a-CD Platform for Generating Multicellular Three-dimensional Spheroids at JoVE.com

Это исследование было поддержано Программой фундаментальных научных исследований (2016R1D1A1B03934418) и Программой развития био- и медицинских технологий (2018M3A9H1023141) NRF и финансируется корейским правительством, MSIT.

1. Центробежная микрофлюидная сфероидная (CMS) культура изготовления чипов
<ol><li>Сделать ПК формы для верхнего и нижнего слоев чипа культуры CMS по ч. 00 м. Подробные размеры чипа приведены на рисунке 1.</li>
	<li>Смешайте базу PDMS и отвержение PDMS в соотношении 10:1 (w/w) в течение 5 мин и...

<ol>
	<li>Ravi, M., Paramesh, V., Kaviya, S. R., Anuradha, E., Paul Solomon, F. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+cell+culture+systems:+Advantages+and+applications.">3D cell culture systems: Advantages and applications.</a> Journal of Cellular Physiology. 230 (1), 16-26 (2015).</li><li>Tung, Y. 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=High-throughput+3D+spheroid+culture+and+drug+testing+using+a+384+hanging+drop+array.">High-throughput 3D spheroid culture and drug testing using a 384 hanging drop array.</a> Analyst. 136 (3), 473-478 (2011).</li><li>Sutherland, R., Carlsson, J., Durand, R., Yuhas, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spheroids+in+Cancer+Research.">Spheroids in Cancer Research.</a> Cancer Research. 41 (7), 2980-2984 (1981).</li><li>Korff, T., Krauss, T., Augustin, H. G. <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+spheroidal+culture+of+cytotrophoblast+cells+mimics+the+phenotype+and+differentiation+of+cytotrophoblasts+from+normal+and+preeclamptic+pregnancies.">Three-dimensional spheroidal culture of cytotrophoblast cells mimics the phenotype and differentiation of cytotrophoblasts from normal and preeclamptic pregnancies.</a> Experimental Cell Research. 297 (2), 415-423 (2004).</li><li>Yaman, S., Anil-Inevi, M., Ozcivici, E., Tekin, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+force-based+microfluidic+techniques+for+cellular+and+tissue+bioengineering.">Magnetic force-based microfluidic techniques for cellular and tissue bioengineering.</a> Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 6, (2018).</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>Cesarz, Z., Tamama, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spheroid+Culture+of+Mesenchymal+Stem+Cells.">Spheroid Culture of Mesenchymal Stem Cells.</a> Stem Cells International. 2016, (2016).</li><li>Li, 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+spheroid+culture+of+human+umbilical+cord+mesenchymal+stem+cells+promotes+cell+yield+and+stemness+maintenance.">Three-dimensional spheroid culture of human umbilical cord mesenchymal stem cells promotes cell yield and stemness maintenance.</a> Cell and Tissue Research. 360, 297-307 (2015).</li><li>Yamaguchi, Y., Ohno, J., Sato, A., Kido, H., Fukushima, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesenchymal+stem+cell+spheroids+exhibit+enhanced+in-vitro+and+in-vivo+osteoregenerative+potential.">Mesenchymal stem cell spheroids exhibit enhanced in-vitro and in-vivo osteoregenerative potential.</a> Bmc Biotechnology. 14 (1), 105 (2014).</li><li>Koh, C. 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=Centrifugal+microfluidic+platform+for+ultrasensitive+detection+of+botulinum+toxin.">Centrifugal microfluidic platform for ultrasensitive detection of botulinum toxin.</a> Analytical Chemistry. 87 (2), 922-928 (2015).</li><li>Steigert, J., 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+hemoglobin+measurement+on+a+centrifugal+microfluidic+platform+for+point-of-care+diagnostics.">Direct hemoglobin measurement on a centrifugal microfluidic platform for point-of-care diagnostics.</a> Sensors and Actuators, A: Physical. 130-131, 228-233 (2006).</li><li>Park, Y. -. 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=Fully+automated+centrifugal+microfluidic+device+for+ultrasensitive+protein+detection+from+whole+blood.">Fully automated centrifugal microfluidic device for ultrasensitive protein detection from whole blood.</a> Journal of Visualized Experiments. (110), e1 (2016).</li><li>Lee, A., 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=All-in-one+centrifugal+microfluidic+device+for+size-selective+circulating+tumor+cell+isolation+with+high+purity.">All-in-one centrifugal microfluidic device for size-selective circulating tumor cell isolation with high purity.</a> Analytical Chemistry. 86 (22), 11349-11356 (2014).</li><li>Gorkin, 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=Centrifugal+microfluidics+for+biomedical+applications.">Centrifugal microfluidics for biomedical applications.</a> Lab on a Chip. 10 (14), 1758-1773 (2010).</li><li>Park, J., Lee, G. H., Yull Park, J., Lee, J. C., Kim, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypergravity-induced+multicellular+spheroid+generation+with+different+morphological+patterns+precisely+controlled+on+a+centrifugal+microfluidic+platform.">Hypergravity-induced multicellular spheroid generation with different morphological patterns precisely controlled on a centrifugal microfluidic platform.</a> Biofabrication. 9 (4), (2017).</li><li>Rocca, A., 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=Barium+titanate+nanoparticles+and+hypergravity+stimulation+improve+differentiation+of+mesenchymal+stem+cells+into+osteoblasts.">Barium titanate nanoparticles and hypergravity stimulation improve differentiation of mesenchymal stem cells into osteoblasts.</a> International Journal of Nanomedicine. 10, 433-445 (2015).</li><li>Genchi, G. G., 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=Hypergravity+stimulation+enhances+PC12+neuron-like+cell+differentiation.">Hypergravity stimulation enhances PC12 neuron-like cell differentiation.</a> BioMed Research International. 2015, (2015).</li><li>Bhatia, S. N., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+organs-on-chips.">Microfluidic organs-on-chips.</a> Nature Biotechnology. 32 (8), 760-772 (2014).</li></ol>

CMS является закрытой системой, в которой все инъекционные клетки попадают в микроскважину без отходов, что делает его более эффективным и экономичным, чем обычные методы генерации сфероидов на основе микроскважин. В системе CMS, средства массовой информации заменяется каждые 12-24 ч через ...

Легче моделировать биологические микросреды in vivo с трехмерной (3D) культурой сфероидных клеток, чем с двухмерной (2D) клеточной культурой (например, обычной культурой клеток петри) для получения более физиологически реалистичного экспериментального результаты1. В настоящее время доступны методы формирования сфероидов включают висячие капли техники2, жидкая накладка техника3, carboxymethyl целлюлозы техники4, магнитной силы на основе микрофлюидной техники5, и использование биореакторы6. Хотя каждый метод имеет свои преимущества, необходимо дальнейшее улучшение воспроизводимости, производительности и генерации сфероидов кокультуры. Например, в то время как микрофлюидная техника5 на основе магнитной силы является относительно недорогой, влияние сильных магнитных полей на живые клетки необходимо тщательно рассмотреть. Преимущества сфероидной культуры, особенно в изучении мезенхимальной дифференциации стволовых клеток и распространения, были зарегистрированы в нескольких исследованиях7,8,9.
Центробежная микрофлюидная система, также известная как lab-on-a-CD (компактный диск), полезна для легкого контроля жидкости внутри и использования вращения субстрата и, таким образом, была использована в биомедицинских приложениях, таких как иммуноанализы 10, колорометрические анализы для обнаружения биохимических маркеров11,усиление нуклеиновой кислоты (ПЦР), автоматизированные системы анализа крови12и все-в-одном центробежные микрофлюидные устройства13. Движущей силой, контролирующей жидкость, является центростремительная сила, создаваемый вращением. Кроме того, несколько функций смешивания, вальвинга и разделения образцов можно сделать просто в этой единственной платформе компакт-диска. Однако, по сравнению с вышеупомянутыми методами биохимического анализа, было меньше испытаний, применяющих CD-платформы к культурным клеткам, особенно сфероидам14.
В этом исследовании мы показываем производительность центробежной микрофлюидной сфероидной системы (CMS) путем монокультуры или кокультуры стволовых клеток человека, полученных из жиров (hASC) и фибробластов легких человека (MRC-5). В этой статье подробно описывается методология исследования нашей группы15. Таким образом, платформа сфероидной культуры-на-CD может быть легко воспроизведена. Представлена система генерации CMS, включающая чип культуры CMS, держатель чипа, двигатель постоянного тока, моторную установку и вращающуюся платформу. Моторная крепление напечатано 3D с акрилонитрилом бутадиена стирола (ABS). Держатель чипа и вращающаяся платформа cNC (компьютерный цифровой контроль) отражаются с ПК (поликарбонат). Скорость вращения двигателя контролируется от 200 до 4500 об/мин путем кодирования PID (пропорционально-интегрально-производной) алгоритма на основе импульсно-ширинной модуляции. Его габариты 100 мм х 100 мм х 150 мм и вес 860 г, что делает его легким в обращении. Используя систему CMS, сфероиды могут быть созданы в различных условиях гравитации от 1 х г до 521 х г,поэтому изучение содействия дифференциации клеток в условиях высокой гравитации может быть продлено с 2D-клеток16,17 до 3D Сфероида. Кокультура различных типов клеток также является ключевой технологией для эффективного имитирования среды in vivo18. Система CMS может легко генерировать монокультурные сфероиды, а также сфероиды кокультуры различных типов структур (например, концентрические, янус ы, и сэндвич). Система CMS может быть использована не только в простых сфероидных исследованиях, но и в 3D органоидных исследованиях, для рассмотрения структур органов человека.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1056px;" width="1056">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">3D printer</td>
			<td style="width:171px;">Cubicon</td>
			<td style="width:124px;">3DP-210F</td>
			<td style="width:416px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Adipose-derived mesenchymal stem cells (hASC)</td>
			<td style="width:171px;">ATCC</td>
			<td style="width:124px;">PCS-500-011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Antibiotic-Antimycotic</td>
			<td style="width:171px;">Gibco</td>
			<td style="width:124px;">15240-062</td>
			<td>Contained 1% of completed medium and buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">CellTracker Green CMFDA</td>
			<td style="width:171px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:124px;">C2925</td>
			<td>10 mM</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">CellTracker Red CMTPX</td>
			<td style="width:171px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:124px;">C34552</td>
			<td>10 mM</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Computer numerical control (CNC) rotary engraver</td>
			<td style="width:171px;">Roland DGA</td>
			<td style="width:124px;">EGX-350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">DC motor</td>
			<td style="width:171px;">Nurielectricity Inc.</td>
			<td style="width:124px;">MB-4385E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Dimethylsulfoxide (DMSO)</td>
			<td style="width:171px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:124px;">D2650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Dulbecco&#39;s modified eaggle&#39;s medium (DMEM)</td>
			<td style="width:171px;">ATCC</td>
			<td style="width:124px;">30-2002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Dulbecco&#39;s phosphate buffered saline (D-PBS)</td>
			<td style="width:171px;">ATCC</td>
			<td style="width:124px;">30-2200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Fetal bovine serum</td>
			<td style="width:171px;">ATCC</td>
			<td style="width:124px;">30-2020</td>
			<td>Contained 10% of completed medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">human lung fibroblasts (MRC-5)</td>
			<td style="width:171px;">ATCC</td>
			<td style="width:124px;">CCL-171</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Inventor 2019</td>
			<td style="width:171px;">Autodesk</td>
			<td style="width:124px;"></td>
			<td>3D computer-aided design program</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Petri dish &#934; 150 mm</td>
			<td style="width:171px;">JetBiofill</td>
			<td style="width:124px;">CAD010150</td>
			<td>Surface Treated</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Plasma cleaner</td>
			<td style="width:171px;">Harrick Plasma</td>
			<td style="width:124px;">PDC-32G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Pluronic F-127</td>
			<td style="width:171px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:124px;">11/6/9003</td>
			<td>Dilute with phosphate buffered saline to 4% (w/v) solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Polycarbonate (PC)</td>
			<td style="width:171px;">Acrylmall</td>
			<td style="width:124px;">AC15PC</td>
			<td>200 x 200 x 15 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Polydimethylsiloxane (PDMS)</td>
			<td style="width:171px;">Dowcorning</td>
			<td style="width:124px;">Sylgard 184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:345px;">Trypsin</td>
			<td style="width:171px;">Gibco</td>
			<td style="width:124px;">12604021</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

lab-on-a-cd platform for generating multicellular three-dimensional spheroids

Трехмерная культура сфероидных клеток может получить более полезные результаты в клеточных экспериментах, поскольку она может лучше имитировать клеточную микросреду живого тела, чем двухмерную клеточную культуру. В этом исследовании мы изготовили электромоторную платформу Lab-on-a-CD (compact disc), называемую центробежной микрофлюидной системой культуры сфероидов (CMS), чтобы создать трехмерные (3D) клеточные сфероиды, реализующие высокую центробежную силу. Это устройство может варьировать скорость вращения для создания условий гравитации от 1 х г до 521 х г. Система CMS имеет 6 см в диаметре, имеет сто 400 мкм микроуэллов, и производится путем литья с полидиметилсилоксаном в поликарбонатной плесени, сделанной компьютерным аппаратом управления числом. Барьерная стена на входе канала системы CMS использует центробежную силу для равномерного равномерного распределения клеток внутри чипа. В конце канала есть область слайда, которая позволяет клеткам входить в микроколодцы. В качестве демонстрации, сфероиды были созданы монокультуры и кокультуры человеческих жиров полученных стволовых клеток и легких фибробластов человека в условиях высокой гравитации с помощью системы. Система CMS использовала простую схему работы для производства сфероидов кокультуры различных структур концентрических, Янус, и сэндвич. Система CMS будет полезна в клеточной биологии и исследованиях тканей, которые требуют сфероидов и органоидной культуры одного или нескольких типов клеток.

Чип культуры CMS диаметром 6 см(рисунок 2)был успешно изготовлен по вышеуказанному протоколу. Во-первых, чип был сделан отдельно от верхнего слоя и нижнего слоя, а затем связаны друг с другом плазменной связи. В результате сфероиды могут быть легко собраны путем отсоединен?...

Watch this Scientific Journal Video about Lab-on-a-CD Platform for Generating Multicellular Three-dimensional Spheroids at JoVE.com

Lab-on-a-CD Platform for Generating Multicellular Three-dimensional Spheroids

Мы представляем моторное центробежное микрофлюидное устройство, которое может культивировать клеточные сфероиды. С помощью этого устройства, сфероиды одного или нескольких типов клеток могут быть легко сконкультурированы в условиях высокой гравитации.

Платформа Lab-on-a-CD для генерации многоклеточных трехмерных сфероидов

A three-dimensional spheroid cell culture can obtain more useful results in cell experiments because it can better simulate cell microenvironments of the ...

Этот метод может быть использован для генерации клеточных сфероидов из отдельных и нескольких типов клеток с помощью платформы lab-on-a-CD, новаторской системы быстрого поколения сфероидов. Техника использует центробечные силы для депонирование клеток в назначенных микроуровн, что позволяет последовательное восторг нескольких типов клеток для производства различных сфероидов. Для изготовления чипов культуры CMS сначала сделайте поликарбонатные формы для верхних и нижних слоев чипа культуры с помощью компьютерной обработки численного управления.Следующая смесь PDMS базы и PDMS лечения агента на 10 к одному соотношению в течение пяти минут, прежде чем поместить смесь в desiccator в течение одного часа, чтобы удалить пузырьки воздуха. Налейте дегазированную смесь PDMS в формы чипа культуры CMS, и поместите формы в desiccator еще на один час, чтобы удалить любые пузырьки воздуха. В конце второго дегазации, вылечить смесь в тепловой камере при температуре 80 градусов по Цельсию в течение двух часов, прежде чем поместить чипы в пылесос плазменный очиститель с поверхностями, которые будут связаны лицом вверх.Подвергайте культурные чипы плазме с воздухом мощностью 18 Вт в течение 30 секунд и свяжьте два слоя чипа в тепловой камере при температуре 80 градусов по Цельсию в течение 30 минут, чтобы увеличить силу адгезии. Затем стерилизовать чип культуры CMS в автоклаве при 121 градусе по Цельсию в течение 15 минут. Чтобы подготовить клетки к образованию сфероидов, оттаивать один миллилитровый флакон, содержащий от пяти до 10 раз 10 до пяти клеток, представляющих интерес в 36,5 градусов по Цельсию водяной бане в течение двух минут, прежде чем добавить один миллилитр DMEM в клетки с нежным смешивания.Затем добавьте клетки в чашку Петри диаметром 150 миллиметров, содержащую 15 миллилитров среды 36,5 градусов по Цельсию, и поместите блюдо в инкубатор клеточной культуры в течение 24 часов. На следующий день замените супернатант на 15 миллилитров свежего DMEM и верните клетки в инкубатор. Чтобы отделить клетки, создать культуру с четырьмя миллилитров трипсина в течение четырех минут при 36,5 градусов по Цельсию и 5%углекислого газа, останавливая реакцию со свежей средой, когда клетки подняли со дна блюда.Чтобы обозначить клетки, тепло соответствующий краситель флуоресценции клеток к комнатной температуре, прежде чем добавить 20 микролитров антетрия диметилсульфсид для флакона, чтобы получить один миллимолярный раствор. Разбавить флуоресценцию до окончательной рабочей концентрации одного микромолара в DMEM, и добавить краситель в клеточной подвески интереса с нежным смешивания. Затем поместите клетки в инкубатор культуры клеток на 20 минут.Для формирования монокультурного сфероида сначала добавьте 2,5 миллилитров 4%Pluronic F-127 раствора в отверстие в входе чипа культуры CMS при повороте чипа на 500-1000 вращений в минуту. Когда все решение будет добавлено, поверните чип на 4000 оборотов в минуту в течение трех минут с помощью системы CMS. В конце вращения инкубировать культуру чип ночь на 36,5 градусов по Цельсию на 5%углекислого газа.На следующее утро снимите раствор Pluronic и вымойте культурный чип DMEM. После высыхания чипа в течение 12 часов на чистой скамейке, добавить 2,5 миллилитров среды в порт вход, и повернуть чип на 4000 оборотов в минуту в течение трех минут. В конце вращения замените 100 микролитров среды в входном порту на 100 микролитров подготовленной клеточной подвески, в то время как чип вращается со скоростью от 500 до 1000 вращений в минуту.Затем поверните чип на 3000 вращений в минуту в течение трех минут, чтобы поймать клетки в каждом микроуэлле центробежной силой, прежде чем поместить чип в инкубатор культуры клеток в течение трех дней, обновляя среду, как помояно каждый день. Для генерации концентрической сфероидной кокультуры добавьте первую популяцию клеток в 100 микролитров среды в входный порт чипа, в то время как чип вращается со скоростью от 500 до 1000 оборотов в минуту, а затем три минуты вращения при 3000 вращениях в минуту. В конце вращения добавьте 100 микролитров второй популяции клеток, в то время как чип вращается со скоростью от 500 до 1000 оборотов в минуту, и поверните чип на 3000 оборотов в минуту в течение еще трех минут.Когда оба тома клеток были введены, поместите чип в инкубатор клеточной культуры на 1000-2000 вращений в минуту в течение 24 часов. Для образования сфероидов Janus добавьте 100 микролитров первой популяции клеток, в то время как чип вращается со скоростью от 500 до 1000 вращений в минуту, а затем три минуты при 3000 вращениях в минуту. В конце вращения поместите чип в инкубатор клеточной культуры для вращения на 1000-2000 вращений в минуту в течение трех часов.В конце инкубации добавьте 100 микролитров второй популяции клеток, в то время как чип вращается со скоростью от 500 до 1000 оборотов в минуту, прежде чем вращать чип при 3000 вращениях в минуту в течение трех минут. Затем поместите клетки в инкубатор клеточной культуры на 1000-2000 вращений в минуту в течение 24 часов. Для формирования сфероидов сэндвича сначала добавьте 100 микролитров первой клеточной популяции, в то время как чип вращается со скоростью от 500 до 1000 вращений в минуту, а затем три минуты вращения при 3000 вращениях в минуту.В конце вращения поместите чип на ротатор в инкубаторе клеточной культуры в течение двух часов при 1000-2000 вращениях в минуту, прежде чем добавлять 100 микролитров второй популяции клеток, в то время как чип вращается со скоростью от 500 до 1000 вращений в минуту. Поверните чип при 3000 об/мин в течение трех минут и поместите чип обратно в инкубатор для трехчасовой инкубации с вращением. Затем добавьте еще 100 микролитров первой популяции клеток, в то время как чип вращается со скоростью от 500 до 1000 оборотов в минуту, и поверните и культуру клеток, как только что продемонстрировано в течение 12 часов.Следуя протоколу, как было продемонстрировано, чип культуры CMS диаметром шесть сантиметров может быть успешно изготовлен. Канал чипа культуры CMS включает в себя порт входов, а также центральные, слайды и микроуровне регионов. Покадровые изображения двух типов клеточной культуры, сделанные со скоростью 2000 вращений в минуту в течение первых 24 часов культуры в отдельных микросхемах CMS, как попродемонстрировано, показывают успешное образование сфероидов.Изображение микроуровн после трех дней культуры показывает, что сфероиды демонстрируют отличную однородность и сферичность. Также могут быть созданы кокультурные сфероиды с конентрическими, янусными и сэндвич-структурами. Кроме того, клеточные культуры подвергаются воздействию высокой гравитации в течение семи дней, а затем жить / мертвых окрашивания, показывают, что большинство клеток выжить долгосрочной культуры в чипах.Верхние и нижние слои чипа культуры CMS должны быть тщательно выровнены, когда они связаны, в противном случае количество ячеек в каждом микроуэлле может быть не равным. Это исследование может снизить входной барьер для исследований сфероидов совместной культуры и может быть широко использовано в исследованиях совместной культуры, например, для скрининга новых препаратов, представляющих интерес.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Three-dimensional Optical-resolution Photoacoustic Microscopy

Трехмерная оптическая разрешением Фотоакустическая микроскопии

Optical microscopy, providing valuable insights at the cellular and organelle levels, has been widely recognized as an enabling biomedical technology. As ...

Alginate Hydrogels for Three-Dimensional Organ Culture of Ovaries and Oviducts

Альгинат гидрогелей для трехмерных органной культуры яичников и Яйцеводы

Ovarian cancer is the fifth leading cause of cancer deaths in women and has a 63% mortality rate in the United States1. The cell type of origin for ...

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

Плоские и трехмерной печати проводящей краски

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

Human Cartilage Tissue Fabrication Using Three-dimensional Inkjet Printing Technology

Человека хрящевой ткани Изготовление с использованием трехмерных струйных технологии печати

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and ...

Analysis of Cell Migration within a Three-dimensional Collagen Matrix

Анализ миграции клеток в трехмерном коллагеновой матрице

The ability to migrate is a hallmark of various cell types and plays a crucial role in several physiological processes, including&#160;embryonic ...

Development of a Multicellular Three-dimensional Organotypic Model of the Human Intestinal Mucosa Grown Under Microgravity

Развитие многоклеточного трехмерной модели Органотипической слизистой оболочки пищеварительного тракта человека Выращенный в условиях микрогравитации

Because cells growing in a three-dimensional (3-D) environment have the potential to bridge many gaps of cell cultivation in 2-D environments (e.g., ...

Engineering Three-dimensional Epithelial Tissues Embedded within Extracellular Matrix

Инженерная Трехмерные эпителиальной ткани Встроенные в внеклеточной матрицы

The architecture of branched organs such as the lungs, kidneys, and mammary glands arises through the developmental process of branching morphogenesis, ...

Fabrication of Inverted Colloidal Crystal Poly(ethylene glycol) Scaffold: A Three-dimensional Cell Culture Platform for Liver Tissue Engineering

Fabrication of Inverted Colloidal Crystal Polyethylene glycol Scaffold: A Three-dimensional Cell Culture Platform for Liver Tissue Engineering

Изготовление Перевернутый коллоидный кристалл поли (этиленгликоль) строительные леса: трехмерная Cell Culture платформа для печени тканевой инженерии

The ability to maintain hepatocyte function in vitro, for the purpose of testing xenobiotics&#39; cytotoxicity, studying virus infection and developing ...

Fabrication of Three-dimensional Paper-based Microfluidic Devices for Immunoassays

Изготовление Трехмерная бумаги на основе микрожидком Устройства для иммуноанализа

Paper wicks fluids autonomously due to capillary action. By patterning paper with hydrophobic barriers, the transport of fluids can be controlled and ...