Name: protocols of 3d bioprinting of gelatin methacryloyl hydrogel based bioinks
Uploaded: 2019-12-21T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Protocols of 3D Bioprinting of Gelatin Methacryloyl Hydrogel Based Bioinks at JoVE.com

Bu çalışma Çin Ulusal Anahtar Araştırma ve Geliştirme Programı (2018YFA0703000), Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (No.U1609207, 81827804), Ulusal Doğa Bilimleri Yaratıcı Araştırma Grupları Bilim Fonu tarafından desteklenmiştir. Çin Vakfı (No. 51821093).

1. Hücre culturing
<ol><li>Hazırlamak Dulbecco değiştirilmiş Eagle orta (DMEM), ile takviye 10% fetal sığır serumu (FBS) ve 1% penisilin / streptomisin, kültür insan meme kanseri hücresi için kullanılan (MDA-MB-231) hatları ve insan umbilical ven endotel hücresi (HUVEC) hatları.</li>
	<li>L-glutamin ile DMEM hazırlayın (DMEM/F-12), ile takviye 10% FBS ve 1% penisilin / streptomisin, kültür kemik iliği mezenkimal kök hücre için kullanılan (BMSC).</li>
	<li>Kültür ortamını 37 °C ve %5 CO<sub...

<ol>
	<li>Ahmed, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogel:+Preparation,+characterization,+and+applications:+A+review.">Hydrogel: Preparation, characterization, and applications: A review.</a> Journal of Advanced Research. 6 (2), 105-121 (2015).</li><li>Ashton, R. S., Banerjee, A., Punyani, S., Schaffer, D. V., Kane, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaffolds+based+on+degradable+alginate+hydrogels+and+poly(lactide-co-glycolide)+microspheres+for+stem+cell+culture.">Scaffolds based on degradable alginate hydrogels and poly(lactide-co-glycolide) microspheres for stem cell culture.</a> Biomaterials. 28 (36), 5518-5525 (2007).</li><li>Billiet, T., Vandenhaute, M., Schelfhout, J., Van Vlierberghe, S., Dubruel, 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+review+of+trends+and+limitations+in+hydrogel-rapid+prototyping+for+tissue+engineering.">A review of trends and limitations in hydrogel-rapid prototyping for tissue engineering.</a> Biomaterials. 33 (26), 6020-6041 (2012).</li><li>Saroia, 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=A+review+on+biocompatibility+nature+of+hydrogels+with+3D+printing+techniques,+tissue+engineering+application+and+its+future+prospective.">A review on biocompatibility nature of hydrogels with 3D printing techniques, tissue engineering application and its future prospective.</a> Bio-Design and Manufacturing. 1 (4), 265-279 (2018).</li><li>Van Den Bulcke, A. I., 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=Structural+and+Rheological+Properties+of+Methacrylamide+Modified+Gelatin+Hydrogels.">Structural and Rheological Properties of Methacrylamide Modified Gelatin Hydrogels.</a> Biomacromolecules. 1 (1), 31-38 (2000).</li><li>Sun, 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=Synthesis+and+Properties+of+Gelatin+Methacryloyl+(GelMA)+Hydrogels+and+Their+Recent+Applications+in+Load-Bearing+Tissue.">Synthesis and Properties of Gelatin Methacryloyl (GelMA) Hydrogels and Their Recent Applications in Load-Bearing Tissue.</a> Polymers. 10 (11), 1290 (2018).</li><li>Gao, Q., 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+printing+of+complex+GelMA-based+scaffolds+with+nanoclay.">3D printing of complex GelMA-based scaffolds with nanoclay.</a> Biofabrication. 11 (3), 035006 (2019).</li><li>Hassanzadeh, 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=Ultrastrong+and+flexible+hybrid+hydrogels+based+on+solution+self-assembly+of+chitin+nanofibers+in+gelatin+methacryloyl+(GelMA).">Ultrastrong and flexible hybrid hydrogels based on solution self-assembly of chitin nanofibers in gelatin methacryloyl (GelMA).</a> Journal of Materials Chemistry B. 4 (15), 2539-2543 (2016).</li><li>McBeth, 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+bioprinting+of+GelMA+scaffolds+triggers+mineral+deposition+by+primary+human+osteoblasts.">3D bioprinting of GelMA scaffolds triggers mineral deposition by primary human osteoblasts.</a> Biofabrication. 9 (1), 015009 (2017).</li><li>Nie, 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=Vessel-on-a-chip+with+Hydrogel-based+Microfluidics.">Vessel-on-a-chip with Hydrogel-based Microfluidics.</a> Small. 14 (45), 1802368 (2018).</li><li>Shao, 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=Bioprinting+of+Cell-Laden+Microfiber:+Can+It+Become+a+Standard+Product.">Bioprinting of Cell-Laden Microfiber: Can It Become a Standard Product.</a> Advanced Healthcare Materials. 8 (9), 1900014 (2019).</li><li>Shao, 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=Fiber-Based+Mini+Tissue+with+Morphology-Controllable+GelMA+Microfibers.">Fiber-Based Mini Tissue with Morphology-Controllable GelMA Microfibers.</a> Small. 14 (44), 1802187 (2018).</li><li>Xie, 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=Electro-Assisted+Bioprinting+of+Low-Concentration+GelMA+Microdroplets.">Electro-Assisted Bioprinting of Low-Concentration GelMA Microdroplets.</a> Small. 15 (4), 1804216 (2019).</li><li>Yue, 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=Synthesis,+properties,+and+biomedical+applications+of+gelatin+methacryloyl+(GelMA)+hydrogels.">Synthesis, properties, and biomedical applications of gelatin methacryloyl (GelMA) hydrogels.</a> Biomaterials. 73, 254-271 (2015).</li><li>Schuurman, 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=Gelatin-Methacrylamide+Hydrogels+as+Potential+Biomaterials+for+Fabrication+of+Tissue-Engineered+Cartilage+Constructs.">Gelatin-Methacrylamide Hydrogels as Potential Biomaterials for Fabrication of Tissue-Engineered Cartilage Constructs.</a> Macromolecular Bioscience. 13 (5), 551-561 (2013).</li><li>Barbot, A., Decanini, D., Hwang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-chip+Microfluidic+Multimodal+Swimmer+toward+3D+Navigation.">On-chip Microfluidic Multimodal Swimmer toward 3D Navigation.</a> Scientific Reports. 6, 19041 (2016).</li><li>Esmaeilsabzali, 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=An+integrated+microfluidic+chip+for+immunomagnetic+detection+and+isolation+of+rare+prostate+cancer+cells+from+blood.">An integrated microfluidic chip for immunomagnetic detection and isolation of rare prostate cancer cells from blood.</a> Biomedical Microdevices. 18 (1), 22 (2016).</li><li>Lee, J. M., Zhang, M., Yeong, W. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+and+evaluation+of+3D+printed+microfluidic+chip+for+cell+processing.">Characterization and evaluation of 3D printed microfluidic chip for cell processing.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 20 (1), 5 (2016).</li><li>Picot, 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=A+biomimetic+microfluidic+chip+to+study+the+circulation+and+mechanical+retention+of+red+blood+cells+in+the+spleen.">A biomimetic microfluidic chip to study the circulation and mechanical retention of red blood cells in the spleen.</a> American Journal of Hematology. 90 (4), 339-345 (2015).</li><li>Ren, K., Zhou, J., Wu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+for+Microfluidic+Chip+Fabrication.">Materials for Microfluidic Chip Fabrication.</a> Accounts of Chemical Research. 46 (11), 2396-2406 (2013).</li><li>Chen, 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=Covalently+antibacterial+alginate-chitosan+hydrogel+dressing+integrated+gelatin+microspheres+containing+tetracycline+hydrochloride+for+wound+healing.">Covalently antibacterial alginate-chitosan hydrogel dressing integrated gelatin microspheres containing tetracycline hydrochloride for wound healing.</a> Materials Science and Engineering: C. 70, 287-295 (2017).</li><li>Fan, 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=Covalent+and+injectable+chitosan-chondroitin+sulfate+hydrogels+embedded+with+chitosan+microspheres+for+drug+delivery+and+tissue+engineering.">Covalent and injectable chitosan-chondroitin sulfate hydrogels embedded with chitosan microspheres for drug delivery and tissue engineering.</a> Materials Science and Engineering: C. 71, 67-74 (2017).</li><li>Feng, 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=Preparation+of+black-pearl+reduced+graphene+oxide-sodium+alginate+hydrogel+microspheres+for+adsorbing+organic+pollutants.">Preparation of black-pearl reduced graphene oxide-sodium alginate hydrogel microspheres for adsorbing organic pollutants.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 508, 387-395 (2017).</li><li>Park, K. S., Kim, C., Nam, J. O., Kang, S. M., Lee, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+thermosensitive+gelatin+hydrogel+microspheres+in+a+microfluidic+system.">Synthesis and characterization of thermosensitive gelatin hydrogel microspheres in a microfluidic system.</a> Macromolecular Research. 24 (6), 529-536 (2016).</li><li>Zheng, 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=Injectable+Hydrogel-Microsphere+Construct+with+Sequential+Degradation+for+Locally+Synergistic+Chemotherapy.">Injectable Hydrogel-Microsphere Construct with Sequential Degradation for Locally Synergistic Chemotherapy.</a> ACS Applied Materials, Interfaces. 9 (4), 3487-3496 (2017).</li><li>Fern&#225;ndez de la Mora, 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+Fluid+Dynamics+of+Taylor+Cones.">The Fluid Dynamics of Taylor Cones.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 39 (1), 217-243 (2006).</li><li>Hsiao, A. 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=Smooth+muscle-like+tissue+constructs+with+circumferentially+oriented+cells+formed+by+the+cell+fiber+technology.">Smooth muscle-like tissue constructs with circumferentially oriented cells formed by the cell fiber technology.</a> PLoS ONE. 10, 0119010 (2015).</li><li>Meng, Z. 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=Microfluidic+generation+of+hollow+Ca-alginate+microfibers.">Microfluidic generation of hollow Ca-alginate microfibers.</a> Lab on a Chip. 16 (14), 2673-2681 (2016).</li><li>Peng, L., Liu, Y., Gong, J., Zhang, K., Ma, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+fabrication+of+multi-stimuli+responsive+graphene+oxide+composite+hydrogel+fibres+by+microfluidics.">Continuous fabrication of multi-stimuli responsive graphene oxide composite hydrogel fibres by microfluidics.</a> RSC Advances. 7 (31), 19243-19249 (2017).</li><li>Sugimoto, 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=Micropassage-embedding+composite+hydrogel+fibers+enable+quantitative+evaluation+of+cancer+cell+invasion+under+3D+coculture+conditions.">Micropassage-embedding composite hydrogel fibers enable quantitative evaluation of cancer cell invasion under 3D coculture conditions.</a> Lab on a Chip. 18 (9), 1378-1387 (2018).</li><li>Yamada, M., Sugaya, S., Naganuma, Y., Seki, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+synthesis+of+chemically+and+physically+anisotropic+hydrogel+microfibers+for+guided+cell+growth+and+networking.">Microfluidic synthesis of chemically and physically anisotropic hydrogel microfibers for guided cell growth and networking.</a> Soft Matter. 8 (11), 3122-3130 (2012).</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></ol>

Bu makalede, GelMA 3D yapıları, yani GelMA mikroküreler, GelMA lifleri, GelMA karmaşık yapıları ve GelMA tabanlı mikroakışkan yongaları imal etmek için çeşitli stratejiler açıklanmaktadır. GelMA umut verici biyouyumluluk ve oluşum yeteneğine sahiptir ve biyofabrikasyon alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Mikrosfer yapıları kontrollü ilaç salınımı için uygundur, doku culturing, ve daha fazla tedavi için organizmalar içine enjeksiyon21,<sup class="xre...

Hidrojellerin biyofabrikasyon alanında uygun bir malzeme olduğu düşünülmektedir1,2,3,4. Bunlar arasında, jelatin metakrilopil (GelMA) en çok yönlü biyomalzemelerden biri haline gelmiştir, başlangıçta Van Den Bulcke ve ark.5tarafından 2000 yılında önerilen . GelMA metakrilik anhidrit (MA) ile jelatin doğrudan reaksiyon uğrama ile sentezlenir. Memeli kollajen tarafından hidrolize edilen jelatin, matris metalloproteinaz (MMP) hedef motiflerinden oluşur. Böylece, In vitro üç boyutlu (3D) doku modelleri GelMA tarafından kurulan ideal olarak hücre ve ekstrasellüler matriks arasındaki etkileşimleri taklit edebilir (ECM) in vivo. Ayrıca aljinat gibi diğer bazı hidrojellerde bulunmayan arginin-glisin-aspartik asit (RGD) dizileri GelMA'nın moleküler zincirlerinde kalır. Bu mümkün hidrojel ağları içinde kapsüllü hücrelerin eki gerçekleştirmek için yapar6. Ayrıca, GelMA oluşumu yeteneği umut vericidir. GelMA moleküler zincirlerindeki methacrylamid grupları hafif reaksiyon koşullarında fotobaşlatıcı ile reaksiyona girer ve ışık ışınlanmasına maruz kalındığında kovalent bağlar oluştururlar. Bu nedenle, yazdırılan yapılar, tasarlanan şekilleri basit bir şekilde korumak için hızla çapraz bağlanabilir.
Bu özelliklere dayanarak, doku mühendisliği, temel sitoloji analizi, ilaç taraması ve biyosensing gibi çeşitli uygulamaları yürütmek için bir dizi alan GelMA kullanır. Buna göre, çeşitli üretim stratejileri de7,8,9,10,11,12,13,14gösterilmiştir . Ancak, hala gelma dayalı 3D biyobaskı yürütmek için zor, hangi temel özellikleri nedeniyle. GelMA ısıya duyarlı bir malzemedir. Baskı işlemi sırasında, biyoink fiziksel durumunu korumak için baskı atmosferinin sıcaklığı sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir. Ayrıca, GelMA viskozitesi genellikle diğer ortak hidrojellere göre daha düşüktür (yani, aljinat, kitosan, hyaluronik asit, vb.). Ancak, bu malzeme15ile 3D mimarileri inşa ederken diğer engellerle karşı karşıyayız.
Bu makalede, laboratuarımız tarafından önerilen GelMA'nın 3Boyutlu biyobaskısı için çeşitli yaklaşımlar özetlenir ve basılı numuneler (örneğin, GelMA mikrokürelerinin sentezi, GelMA lifleri, GelMA karmaşık yapıları ve GelMA tabanlı mikroakışkan yongalar) açıklanmaktadır. Her yöntem özel işlevleri vardır ve farklı gereksinimleri ile farklı durumlarda kabul edilebilir. GelMA mikroküreler damlacık boyutunu küçültmek için ekstra dış elektrik kuvveti oluşturan bir elektrodestekli modül tarafından oluşturulur. GelMA lifleri açısından, viskoz sodyum aljinat yardımı ile koaksiyel biyobaskı meme tarafından ekstrüzyon vardır. Buna ek olarak, karmaşık 3D yapıların kurulması bir dijital ışık işleme (DLP) biyoyazıcı ile elde edilir. Son olarak, gelma hidrojel ve geleneksel mikroakışkan yongaları birleştirerek, GelMA tabanlı mikroakışkan yongaları oluşturmak için iki kez crosslinking stratejisi önerilmektedir. Bu protokolün laboratuarımızda kullanılan GelMA biyobaskı stratejilerinin önemli bir özeti olduğuna ve göreceli alanlardaki diğer araştırmacılara ilham kaynağı olabileceğine inanılmaktadır.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.22 &#956;m filter membrane</td>
			<td>Millipore</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-(4-amidinophenyl)-6-indolecarbamidine dihydrochloride (DAPI)</td>
			<td>Yeasen Biological Technology Co., Ltd., Shanghai, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D bioprinter</td>
			<td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>405nm wavelength light</td>
			<td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>co-axial nozzle</td>
			<td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>confocal fluorescence microscope</td>
			<td>OLYMPUS FV3000</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>digital light processing (DLP) bioprinter</td>
			<td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DLP printer</td>
			<td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Phosphate Buffered Saline (DPBS)</td>
			<td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium (DMEM)</td>
			<td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium with L-glutamine (DMEM/F-12)</td>
			<td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EFL Software</td>
			<td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gelatin</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Shanghai, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gelatin methacryloyl (GelMA)</td>
			<td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>high voltage power</td>
			<td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lithium phenyl-2, 4, 6-trimethylbenzoylphosphinate (LAP)</td>
			<td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>paraformaldehyde</td>
			<td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>penicillin/streptomycin</td>
			<td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium alginate (Na-Alg)</td>
			<td>Sigma-Aldrich, Shanghai, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TRITC phalloidin</td>
			<td>Yeasen Biological Technology Co., Ltd., Shanghai, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Solarbio Co., Ltd., Shanghai, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protocols of 3d bioprinting of gelatin methacryloyl hydrogel based bioinks

Jelatin metakrilopil (GelMA) biyobaskı alanında popüler bir biyomalzeme haline gelmiştir. Bu malzemenin türevi jelatin, hangi memeli kollajen hidrolize edilir. Böylece, arginin-glisin-aspartik asit (RGD) dizileri ve matris metalloproteinaz hedef motifleri (MMP) hücre eki ve bozulma elde yardımcı moleküler zincirleri üzerinde kalır. Ayrıca GelMA'nın oluşum özellikleri çok yönlüdür. Methacrylamid grupları bir materyalin bir fotobaşlatıcının varlığında ışık Radyasyonu altında hızla çapraz bağlanmasına izin verir. Bu nedenle, bu umut verici malzeme ile üç boyutlu (3D) yapıların sentezlemek için uygun yöntemler kurmak için büyük mantıklı. Ancak, düşük viskozitesi GelMA'nın yazdırılabilirliğini kısıtlar. Burada Sunulan yöntemler GelMA hidrojellerin 3D biyobaskı yürütmek için, yani GelMA mikroküreler, GelMA lifleri, GelMA karmaşık yapılar ve GelMA tabanlı mikroakışkan yongaları imalatı. Ortaya çıkan yapılar ve malzemelerin biyouyumluluğu ve baskı yöntemleri tartışılmıştır. Bu protokolün daha önce uygulanan biyomalzemeler ve GelMA arasında bir köprü görevi görebileceğine ve biyomedikal uygulamalar için GelMA tabanlı 3D mimarilerin kurulmasına katkıda bulunabileceğine inanılmaktadır.

GelMA mikrokürelerinin imalatı sırasında, GelMA damlacıkları dış elektrik alan kuvveti ile ayrıldı. Damlacıklar alıcı silikon yağı içine düştüğünde, onlar kuyrukları olmadan standart küresel şekil kaldı. JelMA damlacıkları sulu fazda iken, silikon yağı bir yağ fazı idi olmasıdır. İki evre arasında oluşan yüzey gerilimi GelMA damlacıklarının standart bir küresel şekil tutmasına neden oldu. Hücre yüklü mikrosferler açısından, hücreler bu süreçte yüksek voltajlı elektrik...

Watch this Scientific Journal Video about Protocols of 3D Bioprinting of Gelatin Methacryloyl Hydrogel Based Bioinks at JoVE.com

Protocols of 3D Bioprinting of Gelatin Methacryloyl Hydrogel Based Bioinks

Burada sunulan jelatin metakril 3D biyobaskı için bir yöntemdir.

Jelatin Metacryloyl Hidrojel Bazlı Bioinks 3D Biyobaskı Protokolleri

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

GelMA hidrojel bazlı biyonik 3D biyobaskı çok popüler hale gelir. Ancak düşük viskozite yazdırılabilirliğini kısıtlar. Burada diğer araştırmacılar ile laboratuarımızda GelMA yazdırmak için stratejiler paylaşıyoruz.Bu videoda biz tam olarak bu biyomalzeme nin özel özelliklerini kullanmak ve daha fazla biyomedikal uygulamalara katkıda bulunabilecek farklı 3D yapılar için çeşitli baskı yöntemleri öneriyoruz. Örneğin organ hasarı almak için etkileri katıştırma veya basılı GelMA yapıları izleyerek ilgili tedavi ye kullanılmak üzere potansiyeldir. Tamamen kısa bir süre içinde dondurulmuş GelMA eritmek kolay olmaz.Eritme işlemini hızlandırmak için bir girdap karıştırıcı kullanılabilir. Her biyomalzeme GelMA'nın özel özelliklerini kullanacaktır. Ben yeni bir chemer düzgün baskı yaparken kritik klima ne bir dolaşmak gerektiğini önerdi.İşlem ayrıntıları yazdırma yordamlarının başarısını belirler. Bu nedenle diğer araştırmacılarla paylaşmak için görsel bir gösteri seçiyoruz. Mikroküreler imal etmek için zemin ve pozitif kutuplar ile iki metal halka elektrotlar bağlayarak başlar.Halka elektrotun altına yüksek voltajla bağlanan metal plakayı ve damlacık alıcısı olarak metal plakaüzerine silikon yağı içeren bir Petri kabı yerleştirin. Dondurulmuş kurutulmuş GelMA ve LAP ve DPBS sterilite için 0,22 mikrometre filtre ile filtre eriterek biyo-mürekkep hazırlayın sonra 15 dakika boyunca 37 derece santigrat su banyosunda ısıtın. MDA-MB-231 hücrelerini üç mililitre yüzde 0,25 tripsin ve yüzde 0,02 EDTA çözeltisi ile 37 santigrat derecede üç dakika ayırın.Hücreleri 15 mililitrelik bir tüpe aktarın ve 100 kez G'de beş dakika santrifüj edin. Supernatant çıkarın ve yavaş yavaş yukarı ve aşağı hava kabarcıkları önlemek için emin borulama tarafından hazırlanan biyo-mürekkep bir mililitre ile hücreleri karıştırın. Üç mililitre steril şırınga içine biyo-mürekkep ve hücre karışımı bir mililitre aspire.Biyo-mürekçeyi basınçlı hava nın kuvveti ile besleyin ve şırıngayı fikstüre koyun. Yüksek voltaj gücünü açın ve voltajı sıfırdan dört kilovolta ayarlayın. Aynı anda silikon yağı beş mililitre GelMA damlacıkları çapraz bağlantı için 405 nanometre dalga boyu ışığı açın.Silikon yağı nın çoğundan kurtulmak için Petri kabını decant ve kalan yağ ve mikrosferleri 15 mililitrelik bir santrifüj tüpüne aktarmak için bir kaşık kullanın. DPBS beş mililitre ekleyin ve karışımı santrifüj tüp sallamak 100 kez G ve supernatant kaldırın. Mikroküreleri DMEM ile petri kabına aktarın ve üç gün boyunca 37 santigrat derecede ve yüzde beş karbondioksitle kültürleyin.Üç gün sonra orta atın ve DPBS ile mikroküreler yıkayın. Oda sıcaklığında 30 dakika boyunca %4 PFA'nın iki mililitresi ile düzeltin ve PFA'yı atın ve yıkamayı tekrarlayın. Oda sıcaklığında beş dakika boyunca yüzde 0.5 non-iyonik yüzey aktif iki mililitre ile hücreleri permeabilize yüzey aktif atmak ve DPBS ile mikroküreler yıkayın.Sonraki leke TRITC-phalloidin ile hücreleri 30 dakika sonra DAPI karanlıkta 10 dakika boyaları atarak ve dpbs ile her boyama sonra küreler yıkama. Mikroküreleri konfokal floresan mikroskobuyla görüntüleyin. Sterilsodyum aljinat tozunu deiyonize suda yüzde iki ağırlıkta hacim oranına göre çözün.Daha önce açıklandığı gibi steril biyo-mürekkep çözeltisi hazırlayın sonra 15 dakika boyunca 37 derece santigrat su banyosunda biyo-mürekkep ve sodyum aljinat ısı. MDA-MB 231 hücreleri için daha önce açıklanan prosedüre göre trypsinize ve santrifüj bMSC'ler supernatant sıvıyı çıkarır ve hücre peletini GelMA biyo-mürekvinin 2 mililitresi ile yeniden askıya alın. 10 mililitreşile biyo-mürekkep hücre karışımının iki mililitresini aspire edin ve sodyum aljinat karışımından iki mililitrebaşka bir şırınga içine yerleştirin.Çözümleri dakikada 50 mikrometre, dakikada 350 mikrometre de sodyum aljinat ile iki şırınga pompası biyo-mürekkeple besleyin. Şeffaf tüpü ışınlamak ve GelMA liflerini çapraz bağlamak için 405 nanometre dalga boyu ışığını açın. Lifleri almak ve bir kaşıkla toplamak için bir Petri çanak kullanın.Lifleri DMEM/F12 ile bir tabağa aktarın ve üç gün boyunca 37 santigrat derece ve yüzde beş karbondioksit le kültürleyin. Hücreler bir konfokal floresan mikroskobu altında lifleri gözlemlemek için daha önce açıklanan yönergeleri izleyin. Dondurulmuş kurutulmuş GelMA ve LAP ve DPBS çözün ve baskı doğruluğunu artırmak için çözüm içine macenta yenilebilir pigment ekleyin.Çözeltiyi sterilite için 0,22 mikrometrefiltreden geçirin ve 37 derece lik su banyosunda 15 dakika ısıtın. CAD yazılımı ile 3B modelleri oluşturun ve model belgelerini uygulanan DLP biyoyazıcının üst yazılımına aktarın. Biyoyazıcının çukuruna hazırlanan biyo-mürekkep ten mililitre ekleyin.Yazdırma parametrelerini makale yönergelerine göre ayarlayın ve yazdırmaya başlayın. Tamamlandığında biyoyazıcıdan yazdırılan yapıyı çıkarın ve bir Petri kabına DPBS'ye batırın. Daha önce açıklandığı gibi MDA-MB 231 hücrelerini ayırın ve pelet.İki mililitre DMEM ile yeniden askıya alın ve süspansiyonu yazdırılan yapıya ekleyin. Kültür üç gün boyunca 37 santigrat derece ve yüzde beş karbondioksit hücreleri daha sonra açıklandığı gibi bir konfokal floresan mikroskop ile gözlem için yapıları hazırlamak. GelMA'yı hacimlikine yüzde 10, hacim LAP çözümüne yüzde 0,5 ağırlık hazırlayın ve ardından 0,22 mikrometre filtreden filtreleyin.JElatin tozunu UV ışığı altında 30 dakika sterilize edin ve %5 ağırlıkta JelMA LAP çözeltisine hacim oranına ekleyin. Karışımı 37 derece lik su banyosunda 15 dakika ısıtın. Hazırlanan biyo-mürekkep ile kalıpları doldurun ve 30 dakika boyunca dört derece santigrat buzdolabında yerleştirin.Kalıplardan kısmen çapraz bağlanmış hidrojel levhaları çıkarmak için bir bıçak kullanın. 2D kalıplı hidrojel levhaları birleştirin ve 405 nanometrede bir dakika Boyunca ışınlayarak GelMA ile bağlayın. Detach ve pelet HUVECs DMEM iki mililitre ile hücreleri karıştırın ve meme ve şırınga ile mikrokanal içine süspansiyon enjekte.Önümüzdeki üç saat boyunca her 15 dakikada bir çipi ters çevirerek düzgün ve tam hücre oturması elde edin. Kültür 37 santigrat derece ve yüzde beş karbondioksit dmem üç gün boyunca bir Petri çanak cips sonra morfolojik gözlem için hazırlamak. GelMA damlacıkları alıcı silikon yağı içine düştüğünde kuyrukları olmadan standart bir küresel şekil tuttu.Yüksek voltajlı elektrik alan kuvvetini yaşayan kapsüllü hücreler, elektro destekli üretim yönteminin biyouyumluluğunu doğrulayan yayılma yeteneklerini korumuştur. Bir DLP biyo yazıcı burun kulağı ve çok oda gibi daha karmaşık şekiller ile GelMA yapıları imal etmek için seçildi. Tohumlu HUVECs GelMA malzemelere bağlı ve çapraz bağlı GelMA yapıların yüzeyinde bu uygulama doku mühendisliği için potansiyel olduğunu gösteren yayıldı.GelMA tabanlı mikroakışkan çipler imal etmek için iki kez çapraz bağlama stratejisi kullanılmıştır. Çeşitli mikrokanallı yongalar isteğe bağlı olarak farklı kalıplar tasarılarak inşa edilmiş ve HUVEC'ler kanallarda tohumlanmış ve makroskopik damar şeklini oluşturan kanal duvarına eklenmiştir. Mikroküreler imal edilirken yüksek gerilim kaynağı uygulanır.Araştırmacılar devreyi önce incelemeli ve açığa çıkan milibarlara dokunup operatörleri korumalı veya hücreleri kısa devre hasarından uzaklaştırmalıdır. Ultrasonik su tabanı hak hızı hızlandırmak için başka bir seçim olabilir. Kesinlikle bu katkı bizim laboratuvarda GelMA 3D biyobaskı yöntemleri özetlenmiştir.Araştırmacılar video ya da geliştirmek veya daha fazla biyomedikal gereksinimleri hizmet için baskı stratejileri genişletmek bakın olabilir.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioprinting Cellularized Constructs Using a Tissue-specific Hydrogel Bioink

Bioprinting cellularized dokuya özel Hidrojel Bioink kullanılarak dahil edilmesi

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

Creation of Cardiac Tissue Exhibiting Mechanical Integration of Spheroids Using 3D Bioprinting

3D Bioprinting&#39;i Kullanan Sferoidlerin Mekanik Entegrasyonu Sergileyen Kalp Doku Oluşturma

This protocol describes 3D bioprinting of cardiac tissue without the use of biomaterials, using only cells. Cardiomyocytes, endothelial cells and ...

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

Bioprinting kıkırdak ve cilt doku analogları bir roman pasif birimi teknik Bioink Precellularization için karıştırma kullanmak

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

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

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

Bioprintable aljinat/jelatin hidrojel 3D Vitro Model sistemleri hücre küresel oluşumu teşvik

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

3D Bioprinting of Murine Cortical Astrocytes for Engineering Neural-Like Tissue

Mühendislik Nöral Benzeri Dokular için Murine Kortikal Astrositlerin 3D Biyobaskı

Astrocytes are glial cells with an essential role in the central nervous system (CNS), including neuronal support and functionality. These cells also ...

Preparation and Characterization of Graphene-Based 3D Biohybrid Hydrogel Bioink for Peripheral Neuroengineering

Periferik Nöromühendislik için Grafen Bazlı 3D Biyohibrid Hidrojel Biyomürekkebin Hazırlanması ve Karakterizasyonu

Peripheral neuropathies can occur as a result of axonal damage, and occasionally due to demyelinating diseases. Peripheral nerve damage is a global ...

Formulating and Characterizing an Exosome-based Dopamine Carrier System

Eksozom Tabanlı Dopamin Taşıyıcı Sistemin Formüle Edilmesi ve Karakterize Edilmesi

Exosomes between 40 and 200 nm in size constitute the smallest subgroup of extracellular vesicles. These bioactive vesicles secreted by cells play an ...

Synthesis of Strong Adhesive Hydrogel, Gelatin O-Nitrosobenzaldehyde

Güçlü yapışkan hidrojel, jelatin o-nitrosobenzaldehit sentezi

Adhesive materials have become popular biomaterials in the field of biomedical and tissue engineering. In our previous work, we presented a new material - ...

Gelatin Methacryloyl Granular Hydrogel Scaffolds: High-throughput Microgel Fabrication, Lyophilization, Chemical Assembly, and 3D Bioprinting

Jelatin Metakriloil Granül Hidrojel İskeleleri: Yüksek Verimli Mikrojel İmalatı, Liyofilizasyon, Kimyasal Montaj ve 3D Biyobaskı

The emergence of granular hydrogel scaffolds (GHS), fabricated via assembling hydrogel microparticles (HMPs), has enabled microporous scaffold formation ...

Phototunable Bioprinted Hydrogels to Probe Cellular Responses to ECM Stiffening

3D Bioprinting Phototunable Hydrogels to Study Fibroblast Activation

Understanding Chronic Lung Diseases Using 3D Printed Phototunable Hydrogels (Video) | JoVE

Fibroblast Aktivasyonunu İncelemek için 3D Biyobaskı Fototable Hidrojeller

Phototunable hydrogels can transform spatially and temporally in response to light exposure. Incorporating these types of biomaterials in cell-culture ...