Name: pancreatic tissue-derived extracellular matrix bioink for printing 3d cell-laden pancreatic tissue constructs
Uploaded: 2019-12-13T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Pancreatic Tissue-Derived Extracellular Matrix Bioink for Printing 3D Cell-Laden Pancreatic Tissue Constructs at JoVE.com

מחקר זה נתמך על ידי התוכנית הרפואית לפיתוח ביו & טכנולוגיה של הקרן הלאומית למחקר (NRF) ממומן על ידי הממשלה הקוריאנית (MSIT) (2017M3A9C6032067) ו "הטכנולוגיה היצירתית של התוכנית" (IITP-2019-2011-1-00783) בהשגחת IITP (המכון למידע & תכנון טכנולוגיות תקשורת & הערכה).

רקמות הלבלב של פורצין נאספו מבית מטבחיים מקומי. ניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי הוועדה לטיפול בבעלי חיים מוסדיים (IACUC) של מרכז רפואי, סאול, קוריאה.
1. decellularization רקמה
<ol><li>הכינו את הפתרונות לdecellularization. הערה: 1x פוספט באגירה מלוחים (PBS) המשמש בכל ההכנות הפתרון הוא מדולל על ידי הוס?...

<ol>
	<li>Shapiro, A. J., Pokrywczynska, M., Ricordi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+pancreatic+islet+transplantation.">Clinical pancreatic islet transplantation.</a> Nature Reviews Endocrinology. 13 (5), 268 (2017).</li><li>Venturini, M., 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=Technique,+complications,+and+therapeutic+efficacy+of+percutaneous+transplantation+of+human+pancreatic+islet+cells+in+type+1+diabetes:+the+role+of+US.">Technique, complications, and therapeutic efficacy of percutaneous transplantation of human pancreatic islet cells in type 1 diabetes: the role of US.</a> Radiology. 234 (2), 617-624 (2005).</li><li>Xie, 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=Cytoprotection+of+PEG-modified+adult+porcine+pancreatic+islets+for+improved+xenotransplantation.">Cytoprotection of PEG-modified adult porcine pancreatic islets for improved xenotransplantation.</a> Biomaterials. 26 (4), 403-412 (2005).</li><li>Sackett, S. 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=Extracellular+matrix+scaffold+and+hydrogel+derived+from+decellularized+and+delipidized+human+pancreas.">Extracellular matrix scaffold and hydrogel derived from decellularized and delipidized human pancreas.</a> Scientific Reports. 8 (1), 10452 (2018).</li><li>Kim, 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=3D+cell+printing+of+islet-laden+pancreatic+tissue-derived+extracellular+matrix+bioink+constructs+for+enhancing+pancreatic+functions.">3D cell printing of islet-laden pancreatic tissue-derived extracellular matrix bioink constructs for enhancing pancreatic functions.</a> Journal of Materials Chemistry B. 7 (10), 1773-1781 (2019).</li><li>Yi, H. 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=A+bioprinted+human-glioblastoma-on-a-chip+for+the+identification+of+patient-specific+responses+to+chemoradiotherapy.">A bioprinted human-glioblastoma-on-a-chip for the identification of patient-specific responses to chemoradiotherapy.</a> Nature Biomedical Engineering. 1, (2019).</li><li>Das, 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=Decellularized+extracellular+matrix+bioinks+and+the+external+stimuli+to+enhance+cardiac+tissue+development+in+vitro.">Decellularized extracellular matrix bioinks and the external stimuli to enhance cardiac tissue development in vitro.</a> Acta Biomaterialia. , (2019).</li><li>Kim, 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=Shear-induced+alignment+of+collagen+fibrils+using+3D+cell+printing+for+corneal+stroma+tissue+engineering.">Shear-induced alignment of collagen fibrils using 3D cell printing for corneal stroma tissue engineering.</a> Biofabrication. 11 (3), 035017 (2019).</li><li>Huang, H. H., Ramachandran, K., Stehno-Bittel, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+replacement+for+islet+equivalents+with+improved+reliability+and+validity.">A replacement for islet equivalents with improved reliability and validity.</a> Acta Diabetologica. 50 (5), 687-696 (2013).</li><li>Pati, 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=Printing+three-dimensional+tissue+analogues+with+decellularized+extracellular+matrix+bioink.">Printing three-dimensional tissue analogues with decellularized extracellular matrix bioink.</a> Nature Communications. 5, 3935 (2014).</li><li>Hussey, G. S., Dziki, J. L., Badylak, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+matrix-based+materials+for+regenerative+medicine.">Extracellular matrix-based materials for regenerative medicine.</a> Nature Reviews Materials. 1, (2018).</li><li>Kim, B. S., Kim, H., Gao, G., Jang, J., Cho, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decellularized+extracellular+matrix:+a+step+towards+the+next+generation+source+for+bioink+manufacturing.">Decellularized extracellular matrix: a step towards the next generation source for bioink manufacturing.</a> Biofabrication. 9 (3), 034104 (2017).</li><li>Gaetani, 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=Evaluation+of+different+decellularization+protocols+on+the+generation+of+pancreas-derived+hydrogels.">Evaluation of different decellularization protocols on the generation of pancreas-derived hydrogels.</a> Tissue Engineering Part C: Methods. 24 (12), 697-708 (2018).</li><li>Gao, 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=Tissue+engineered+bio-blood-vessels+constructed+using+a+tissue-specific+bioink+and+3D+coaxial+cell+printing+technique:+a+novel+therapy+for+ischemic+disease.">Tissue engineered bio-blood-vessels constructed using a tissue-specific bioink and 3D coaxial cell printing technique: a novel therapy for ischemic disease.</a> Advanced Functional Materials. 27 (33), 1700798 (2017).</li><li>La, W. 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=Systemically+replicated+organic+and+inorganic+bony+microenvironment+for+new+bone+formation+generated+by+a+3D+printing+technology.">Systemically replicated organic and inorganic bony microenvironment for new bone formation generated by a 3D printing technology.</a> RSC Advances. 6 (14), 11546-11553 (2016).</li><li>Lee, 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=Development+of+liver+decellularized+extracellular+matrix+bioink+for+three-dimensional+cell+printing-based+liver+tissue+engineering.">Development of liver decellularized extracellular matrix bioink for three-dimensional cell printing-based liver tissue engineering.</a> Biomacromolecules. 18 (4), 1229-1237 (2017).</li><li>Choudhury, D., Tun, H. W., Wang, T., Naing, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ-derived+decellularized+extracellular+matrix:+a+game+changer+for+bioink+manufacturing?.">Organ-derived decellularized extracellular matrix: a game changer for bioink manufacturing?.</a> Trends in Biotechnology. 36 (8), 787-805 (2018).</li><li>Kurpios, N. 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=The+direction+of+gut+looping+is+established+by+changes+in+the+extracellular+matrix+and+in+cell:+cell+adhesion.">The direction of gut looping is established by changes in the extracellular matrix and in cell: cell adhesion.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 105 (25), 8499-8506 (2008).</li><li>Sakai, T., Larsen, M., Yamada, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibronectin+requirement+in+branching+morphogenesis.">Fibronectin requirement in branching morphogenesis.</a> Nature. 423 (6942), 876 (2003).</li></ol>

פרוטוקול זה תיאר את ההתפתחות של הביודיו pdECM והייצור של מבנים רקמת הלבלב 3D באמצעות שימוש בטכניקות הדפסה תא תלת-ממד. כדי לבנות מראש את המיקרו-סביבה של רקמת המטרה במבנה הרקמה מהונדסים תלת-ממד, הבחירה של bioink היא קריטית. במחקר הקודם, אנו מאומת כי הרקמה הספציפית ביודיו dECM מועילים לקדם בידול תא גזע...

לאחרונה, השתלת איון הלבלב נחשב טיפול מבטיח עבור חולים עם סוכרת מסוג 1. הבטיחות היחסית והפלישה המינימלית של ההליך הם היתרונות הגדולים של טיפול זה1. עם זאת, יש לו מספר מגבלות כגון שיעור ההצלחה הנמוכה של בידוד איונים ותופעות לוואי של תרופות מדכאים חיסוני. יתר על כן, מספר האיים מנופה מקטין בהתמדה לאחר ההשתלה בשל הסביבה העוינת2. חומרים ביולוגיים שונים כגון alginate, קולגן, פולי (לקטית-co-חומצה גליקולית) (PLGA) או פוליאתילן גליקול (יתד) הוחלו על השתלת איון הלבלב כדי להתגבר על הקשיים האלה.
3D טכנולוגיית הדפסה של התא מתגלה הנדסת רקמות בשל הפוטנציאל הגדול שלה ביצועים גבוהים. למותר לציין, ביודיו ידועים כרכיבים חשובים למתן סביבת מיקרו מתאימה ולאפשר שיפור של תהליכים סלולאריים במבנה רקמות מודפסות. מספר משמעותי של הידרולים דליל, כגון פיברומין, alginate, ו קולגן נמצאים בשימוש נרחב כמו ביודיו. עם זאת, חומרים אלה מראים חוסר של מבנה, כימי, ביולוגי, ומורכבות מכנית לעומת מטריצה החילוץ (ECM) ברקמות יליד3. רמזים מיקרוסביבתיים כגון האינטראקציות בין איונים ו-ECM הם אותות חשובים לשיפור הפונקציה של איונים. Decellularized ECM (dECM) יכולה ליצור מחדש את ההרכב הספציפי לרקמה של רכיבי ECM שונים, כולל קולגן, גליקוזנוגליקנים (מבוים) וגליקורופנס. לדוגמה, איונים ראשוניים ששומרים על ECMs ההיקפית שלהם (למשל, סוג I, III, IV, V, ו-VI השישי, למינציה, ו fibronectin) מוצג ואפופטוזיס נמוך ורגישות אינסולין טובה יותר, ובכך לציין כיהרקמותהספציפיות מטריקס האינטראקציה הם חשובים לשיפור היכולת שלהם לתפקד באופן
במאמר זה, אנו להבהיר פרוטוקולים תאריך להכנת רקמת הלבלב נגזר decellularized מטריקס מטריצה (pdECM) bioink כדי לספק רמזים מיקרוסביבתיים מועילים עבור האצת הפעילות ופונקציות של איונים הלבלב, ואחריו את התהליכים ליצירת בונה רקמת הלבלב 3D באמצעות טכניקה מיקרוהבלטה מבוססי ביופסיה (איור 1).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Biological Safety Cabinets</td>
			<td>CRYSTE</td>
			<td>PURICUBE 1200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deep Freezer</td>
			<td>Thermo Scientific Forma</td>
			<td>957</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital orbital shaker</td>
			<td>DAIHAN Scientific</td>
			<td>DH.WSO04010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry oven</td>
			<td>DAIHAN Scientific</td>
			<td>WON-155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freeze dryer</td>
			<td>LABCONCO</td>
			<td>7670540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fridge</td>
			<td>SANSUNG</td>
			<td>CRFD-1141</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grater</td>
			<td>ABM</td>
			<td>1415605793</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted Microscopes</td>
			<td>Leica</td>
			<td>DMi1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge</td>
			<td>CRYSTE</td>
			<td>PURISPIN 17R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microplate reader</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Multiskan GO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mini centrifuge</td>
			<td>DAIHAN Scientific</td>
			<td>CF-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-Hotplate Stirrers</td>
			<td>DAIHAN Scientific</td>
			<td>SMHS-6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nanodrop</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>ND-LITE-PR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH benchtop meter</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>STARA2110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rheometer</td>
			<td>TA Instrument</td>
			<td>Discovery HR-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex Mixer</td>
			<td>DAIHAN Scientific</td>
			<td>VM-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cirurgical Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operating Scissors</td>
			<td>Hirose</td>
			<td>HC.13-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forcep</td>
			<td>Korea Ace Scientific</td>
			<td>HC.203-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Materials</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.7 mL microcentrifuge tube</td>
			<td>Axygen</td>
			<td>MCT-175-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 ml glass vial</td>
			<td>Scilab</td>
			<td>SL.VI1243</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40 &#181;m cell strainer</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>352340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 L beaker</td>
			<td>Dong Sung Science</td>
			<td>SDS 2400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL cornical tube</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>352070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>500 mL beaker</td>
			<td>Korea Ace Scientific</td>
			<td>KA.23-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>500 mL bottle-top vacuum filter</td>
			<td>Corning</td>
			<td>431118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>500 mL plastic container</td>
			<td>LOCK&#38;LOCK</td>
			<td>INL301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96well plate</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>353072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum foil</td>
			<td>DAEKYO</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipe</td>
			<td>Kimtech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic bar</td>
			<td>Korea Ace Scientific</td>
			<td>BA.37110-0003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mortar and pestle</td>
			<td>DAIHAN Scientific</td>
			<td>SC.MG100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-channel pipettor</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>4982000314</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri Dish</td>
			<td>SPL</td>
			<td>10100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH indicator strips</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1095350001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sieve filter mesh</td>
			<td>DAIHAN Scientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Decellularization</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x pbs</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30258.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4.7% Peracetic acid</td>
			<td>Omegafarm</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70% ethanol</td>
			<td>SAMCHUN CHEMICALS</td>
			<td>E0220 SAM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Distilled water</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IPA</td>
			<td>SAMCHUN CHEMICALS</td>
			<td>samchun I0348</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton-X 100</td>
			<td>Biosesang</td>
			<td>T1020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biochemical assay</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,9-Dimethyl-Methylene Blue zinc chloride double salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>341088</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 N NaOH</td>
			<td>Biosesang</td>
			<td>S2018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloramine T</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>857319</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chondroitin sulfate A</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C4384</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Citric acid</td>
			<td>Supelco</td>
			<td>46933</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cysteine-HCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C1276</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glacial acetic acid</td>
			<td>Merok</td>
			<td>100063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>410225</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H1758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na2-EDTA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E5134</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>SAMCHUN CHEMICALS</td>
			<td>S2097</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Papain</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>p4762</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P-DAB</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D2004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perchloric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>311421</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium acetate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S5636</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide</td>
			<td>Supelco</td>
			<td>SX0607N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium phosphate(monobasic)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>RDD007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>244511</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioink</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Charicterized FBS</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td>SH30084.03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pepsin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P7215</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rose bengal</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>198250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI-1640 medium</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>11875093</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan Blue solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8154</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

pancreatic tissue-derived extracellular matrix bioink for printing 3d cell-laden pancreatic tissue constructs

השתלת איונים הלבלב הוא טיפול מבטיח עבור חולים הסובלים מסוכרת סוג 1 מלווה על ידי היפוגליקמיה וסיבוכים משניים. עם זאת, השתלת איון עדיין יש מספר מגבלות כגון הכדאיות הנמוכה של איונים מושתלים בשל מעבר איון העניים בסביבות עוינות. בנוסף, את האינסולין לייצר תאים הבדיל מתאי גזע האדם בעלי עוצמה גבוהה יש יכולת מוגבלת להפריש הורמונים מספיקים שיכולים לווסת את רמת הגלוקוז בדם; לכן, לשפר את ההבשלה על ידי תאים culturing עם רמזים מיקרוסביבתיים הנכון נדרש מאוד. במאמר זה, אנו להבהיר פרוטוקולים התאריך להכנת רקמת הלבלב נגזר decellularized מטריקס מטריצה (pdECM) bioink לספק מיקרוסביבה מועילה כי יכול להגביר את רגישות הגלוקוז של איולי הלבלב, ואחריו תיאור את התהליכים ליצירת בונה רקמת הלבלב תלת-ממד באמצעות טכניקת ביוטריטינג מיקרוסטרומה.

Decellularization של רקמות הלבלב פיתחנו את התהליך עבור הכנת הביודיו pdECM כדי לספק הלבלב מיקרוסביבות ספציפיות לרקמות לשיפור הפונקציונליות של איונים במבנה רקמות 3D ביוריטד (איור 2א). לאחר התהליך decellularization, 97.3% של dsDNA הוסר והנציג רכיבי ECM כגון קולגן ו...

Watch this Scientific Journal Video about Pancreatic Tissue-Derived Extracellular Matrix Bioink for Printing 3D Cell-Laden Pancreatic Tissue Constructs at JoVE.com

Pancreatic Tissue-Derived Extracellular Matrix Bioink for Printing 3D Cell-Laden Pancreatic Tissue Constructs

Decellularized מטריקס מסחטות (dECM) יכול לספק רמזים מיקרו סביבתי מתאים כדי ללכוד את הפונקציות הטמונות של רקמות היעד במבנה מהונדס. מאמר זה מהבהיר את הפרוטוקולים עבור decellularization של רקמת הלבלב, הערכה של רקמת הלבלב הנגזרת dECM ביודיו, והדור של בנייה רקמת הלבלב 3D באמצעות טכניקת ביוריטינג.

רקמת הלבלב הנגזר מטריקס Bioink עבור הדפסת 3D Cell לאדן רקמות הלבלב בנייה

The transplantation of pancreatic islets is a promising treatment for patients who suffer from type 1 diabetes accompanied by hypoglycemia and secondary ...

pdECM bioink יכול לספק microenvironment מועיל עבור איים בלבלב באמצעות רכיבים ספציפיים לרקמות וארכיטקטורה ויש לו תכונות נוירולוגיות אופטימליות להפחית מקרי מוות של תאים ולהגדיל את יכולת ההדפסה שלהם. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא כי הרכב ספציפי לרקמות ניתן לשמר בתוך bioink pdECM קידום crosstalk בונה בין מבני רקמת הלבלב 3D ואיונים אנקפסולציה. הפיתוח של אנקפסולציה איון ביונק pdECM ניתן להחיל על ייצור של מבנים רקמת הלבלב להשתלה לטיפול בסוכרת מסוג אחד.Bioink זה יכול לשמש כדי להרחיב את היישום של מבנים להשתלה, כמו גם מודלים רקמת במבחנה לסוכרת, סיבוכים הקשורים לסוכרת וסרטן הלבלב. לדקלולריזציה של דגימת רקמת לבלב פורצ'ין קפואה, השתמש במגררת כדי לחתוך את הלבלב הקפוא לחתיכות בעובי מילימטר אחד ולהעביר 50 גרם של הרקמה הפרוסה למיכל פלסטיק 500 מיליליטר. לשטוף את הרקמה עם 300 מיליליטר של מים מזוקקים בארבע מעלות צלזיוס על שייקר מסלולית דיגיטלית ב 150 סיבובים לדקה במשך כ 12 שעות.כאשר המים מעוננים נעלמים, להחליף את המים עם 400 מיליליטר של 1% טריטון-X 100 ב PBS במשך 84 שעות. בסוף הטיפול בחומרי ניקוי, דגירה הרקמה עם 400 מיליליטר של isopropanol במשך שעתיים כדי להסיר את השומן הנותר מן הלבלב, ואחריו לשטוף 24 שעות ב 400 מיליליטר של PBS. בסוף הכביסה, חיטוי הרקמה decellularized עם 400 מיליליטר של 0.1% חומצה peracetic ב 4%אתנול במשך שעתיים לפני שטיפת המדגם עם 400 מיליליטר של PBS טרי במשך שש שעות כדי להסיר כל חומר ניקוי שיורית.בסוף הכביסה, השתמש במטליות כדי להעביר את חתיכות הרקמה לתוך צינור חרוט 50 מיליליטר ולהפשיר את המדגם במינוס 80 מעלות צלזיוס במשך שעה אחת. לאחר מכן מכסים את הצינור חרוט עם לנגב ללא מוך קבוע עם גומייה lyophilize את הרקמה decellularized במינוס 50 מעלות צלזיוס במשך ארבעה ימים. כדי להכין את bioink, להעביר 200 מיליגרם של pdECM מיובש הקפאה לתוך צינור חרוט חדש 50 מיליליטר ולהוסיף 20 מיליגרם של פפסין ו 8.4 מיליליטר של 0.5 חומצה אצטית טוחנת לדגימה רקמה.לאחר מכן מניחים בר ערבוב מגנטי לתוך הצינור עבור דגירה ערבוב 96 שעות ב 300 סיבובים לדקה. בסוף הדגירה, השתמש מסננת תאים 40 מיקרומטר פיפטה תזוזה חיובית כדי לסנן את הפתרון לתוך צינור חדש על הקרח כדי לסנן את כל החלקיקים מעוכל ולהוסיף מיליליטר אחד של 10X PBS לצינור. לאחר מערבולת, השתמש נתרן הידרוקסיד כדי להתאים את ה- pH של הפתרון לשבע.כדי להכין את הביוינק להדפסת תא תלת-ממדי של מבנה לבלב עם מבנה בדוגמת, הכתם עליקוט אחד של ביונק pdECM עם 0.4% טריפאן כחול ואליקוט אחד עם פתרון רוז בנגל ביחס של 1 עד 20. לאחר מכן השתמשו בפיגטת תזוזה חיובית כדי לערבב בעדינות כל תסיסה ביו-ינקית עם תסיסה בינונית של איון מושעה ביחס של 3 ל-1 לריכוז ביו-ינק סופי של 1.5% וצפיפות תאים של פי 3 פי 10 לשלושת איון שווה ערך למיליליטר. להדפסת תאים תלת-ממדיים של מבני רקמת לבלב רב-חומרית, טען כל תערובת איון ביו-ינק למזרקים מעורקים בודדים המצוידים בזריריים של 25 מד והדפס תלת-ממדי כל ביו-ינק בתנאי הדפסה אופטימליים ב-18 מעלות צלזיוס בצורת סריג עם קווים לסירוגין של כחול ואדום.כדי להצליב את הביו-ינק, הנח את המבנה המודפס ב-37 מעלות צלזיוס ובאינקובטור לתרבות תאים דו-חמצניים של 5% במשך 30 דקות. לאחר מכן לטבול את המבנה המודפס לתוך RPMI 1640 בינוני בתוספת 10% סרום שור עוברי ו 100 יחידות למיליליטר של פניצילין וסטרפטומיצין. לאחר תהליך הדקלולריזציה, 97.3% מהדנ"א הדו-גדילי מוסר ורכיבי המטריצה החוץ-תאית הייצוגיים כגון קולגן וגליקוזמינוגליקנים נשארים ב-1278.1% וב-96.9% בהשוואה לזה של רקמת הלבלב המקומית בהתאמה.בניתוח מייצג זה, bioink pdECM הפגין התנהגות דילול רזה עם ערך של כ 10 פסקל לשנייה בקצב הגימה של אחד לשנייה המציין כי bioink הדגים את המאפיינים הרולוגיים המתאימים עבור שאקסטרוזה דרך חריר. יתר על כן, המודולוס המורכב של הביונק החל לעלות כאשר הטמפרטורה הגיעה ל -15 מעלות צלזיוס ועלתה במהירות כאשר הטמפרטורה נשמרה ב 37 מעלות צלזיוס המציין את המעבר סול ג'ל של הפתרון. פריים G דינמי G ו G פריים כפול של bioink pdECM נחקרו בטמפרטורות רלוונטיות מבחינה פיזיולוגית כדי להבטיח את יציבותה לאחר תהליך ההדפסה וכתוצאה מכך השגת מודולוס יציב תחת מצב לטאטא את התדירות.באמצעות מערכת הדפסה מרובת ראשים, סוגים שונים של מבנים תלת-ממדיים יכולים להיות מפוברקים כפי שהוכח באמצעות pdECM המפותח המדגים את הרבגוניות של pdECM לצורך הדפסה ביולוגית תלת-ממדית כדי ליצור הרמוניה בין שני סוגים או יותר של רקמות חיים בסידור דמוי רקמות. להיות עדין בעת ערבוב bioink עם התאים, כדי למנוע מוות של תאים היווצרות בועה כמו נוכחות של בועות מוריד את רזולוציית ההדפסה ומפחית את הכדאיות התא. הפונקציונליות של איי הלבלב אנקפסולציה בתוך מבני רקמת הלבלב 3D ניתן להעריך על ידי כתמי immunofluorescence או בדיקת סובלנות גלוקוז.זה bioink pdECM וטכניקת הדפסה ביולוגית 3D יכול לשמש פוטנציאל לפיתוח של מבנים רקמת הלבלב תפקודית בתחום של הנדסת רקמות. החוקרים צריכים ללבוש את ציוד המגן האישי המתאים כדי למנוע פציעות בעת טיפול מגררת חדה רייגנטים.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Non-contact, Label-free Monitoring of Cells and Extracellular Matrix using Raman Spectroscopy

ללא קשר, לייבל ללא ניטור של תאים תאי מטריקס באמצעות ספקטרוסקופיית ראמאן

Non-destructive, non-contact and label-free technologies to monitor cell and tissue cultures are needed in the field of biomedical research.1-5 However, ...

Longitudinal Measurement of Extracellular Matrix Rigidity in 3D Tumor Models Using Particle-tracking Microrheology

מדידת אורך של תאי מטריקס קשיחות במודלי גידול 3D באמצעות Microrheology מעקב חלקיקים

The mechanical microenvironment has been shown to act as a crucial regulator of tumor growth behavior and signaling, which is itself remodeled and ...

Epithelial Cell Repopulation and Preparation of Rodent Extracellular Matrix Scaffolds for Renal Tissue Development

Repopulation תאי אפיתל והכנה של מכרסמים תאיים מטריקס פיגומים לפיתוח רקמות כליה

This protocol details the generation of acellular, yet biofunctional, renal extracellular matrix (ECM) scaffolds that are useful as small-scale model ...

Bioprinting Cellularized Constructs Using a Tissue-specific Hydrogel Bioink

Bioprinting Cellularized בונה בעזרת רקמות ספציפיות הידרוג&#39;ל Bioink

Bioprinting has emerged as a versatile biofabrication approach for creating tissue engineered organ constructs. These constructs have potential use as ...

Tunable Hydrogels from Pulmonary Extracellular Matrix for 3D Cell Culture

הידרוג מתכוונן מ מטריקס ריאתי עבור תרבית תאים 3D

Here we present a method for establishing multiple component cell culture hydrogels for in vitro lung cell culture. Beginning with healthy en bloc lung ...

Isolation of Murine Adipose Tissue-derived Microvascular Fragments as Vascularization Units for Tissue Engineering

בידוד של נגזרות רקמה שומנית Murine כלי דם שבר כיחידות כלי דם של הנדסת רקמות

A functional microvascular network is of pivotal importance for the survival and integration of engineered tissue constructs. For this purpose, several ...

Bioprinting of Cartilage and Skin Tissue Analogs Utilizing a Novel Passive Mixing Unit Technique for Bioink Precellularization

Bioprinting של הסחוס, תחליפי רקמת העור ניצול פסיבים הרומן ערבוב טכניקה יחידה עבור Bioink Precellularization

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both ...

Fabricating a Kidney Cortex Extracellular Matrix-Derived Hydrogel

בדיית כליות קורטקס חוץ-תאית מטריקס-Derived הידרוג

Extracellular matrix (ECM) provides important biophysical and biochemical cues to maintain tissue homeostasis. Current synthetic hydrogels offer robust ...

Novel Process for 3D Printing Decellularized Matrices

הרומן תהליך הדפסת תלת-ממד Decellularized מטריצות

3D bioprinting aims to create custom scaffolds that are biologically active and accommodate the desired size and geometry. A thermoplastic backbone can ...

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

שלושה תלת-ממד של מטריקס-Adipocyte מודל תרבות המודל ללימוד תא מטריקס-מטבולית הסלולר

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