Name: an open source technology platform to manufacture hydrogel-based 3d culture models in an automated and standardized fashion
Uploaded: 2022-03-31T12:30:00
Duration: 8 min 29 s
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लेखकों ने क्यूयूटी में पुनर्योजी चिकित्सा में केंद्र के सदस्यों को स्वीकार किया, विशेष रूप से, एंटोनिया होर्स्ट और पावेल मिज़ज़ज़नेक उनके सहायक सुझावों और प्रतिक्रिया के लिए। इस काम को एसई के लिए क्यूयूटी के स्नातकोत्तर अनुसंधान पुरस्कार द्वारा समर्थित किया गया था, और अनुदान समझौते IC160100026 (Additive Biomanufacturing में ARC औद्योगिक परिवर्तन प्रशिक्षण केंद्र) के तहत ऑस्ट्रेलियाई अनुसंधान परिषद (एआरसी) द्वारा समर्थित था। एनबी को एक राष्ट्रीय स्वास्थ्य और चिकित्सा अनुसंधान परिषद (एनएचएमआरसी) पीटर डोहर्टी अर्ली करियर रिसर्च फैलोशिप (APP1091734) द्वारा समर्थित किया गया था।

मुख्यमंत्री और DWH Gelomics Pty Ltd के संस्थापक और शेयरधारक हैं। मुख्यमंत्री Gelomics Pty Ltd के निदेशक भी हैं। लेखकइस लेख के विषय के लिए प्रासंगिक हितों का कोई संघर्ष घोषित नहीं करते हैं। लेखकों के पास किसी भी संगठन या इकाई के साथ कोई अन्य प्रासंगिक संबद्धता या वित्तीय भागीदारी नहीं है, जिसमें वित्तीय हित या लेख में चर्चा की गई विषय वस्तु या सामग्री के साथ वित्तीय संघर्ष नहीं है।

चिपचिपा सामग्री, विशेष रूप से बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए हाइड्रोजेल 19,20,21,33,47 के लिए पिपेटिंग, कई शोध प्रयोगशालाओं में एक उपयोगकर्ता-परिभाषित एकाग्रता या अलग-अलग सांद्रता के साथ एक कमजोर पड़ने वाली श्रृंखला तैयार करने के लिए नियमित कार्य हैं। यद्यपि यह दोहरावदार है और निष्पादन बल्कि सरल है, यह ज्यादातर कम नमूना throughput18 के साथ मैन्युअल रूप से किया जाता है। यह ट्यूटोरियल एक ओपन सोर्स वर्कस्टेशन के संचालन को पेश कर रहा है, जिसे विशेष रूप से चिपचिपा सामग्री के लिए डिज़ाइन किया गया है, ताकि वांछित सांद्रता की पुनरुत्पादक पीढ़ी के लिए चिपचिपा सामग्री के स्वचालित मिश्रण को सक्षम किया जा सके। इस workstation hydrogels के pipetting के लिए अनुकूलित करने के लिए thermoresponsive सामग्री के लिए तापमान डॉक्स के एकीकरण द्वारा स्वचालित और अत्यधिक विश्वसनीय हैंडलिंग सक्षम करने के लिए, चिपचिपा सामग्री के लिए सकारात्मक विस्थापन पिपेट्स, और टिप से अतिरिक्त सामग्री को हटाने के लिए एक वैकल्पिक टिप स्पर्श गोदी. पिपेटिंग मॉड्यूल को विशेष रूप से एक मानकीकृत और स्वचालित तरीके से चिपचिपा सामग्री के प्रसंस्करण को सक्षम करने के लिए अनुकूलित किया गया है। एयर कुशन पिपेट्स (चित्रा 5 ए) की तुलना में, सकारात्मक विस्थापन पिपेट्स (चित्रा 5 बी) टिप में छोड़ी गई अवशिष्ट सामग्री को छोड़ने के बिना चिपचिपा सामग्री को वितरित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सटीक एस्पिरेटिंग और वितरण वॉल्यूम होते हैं। वैकल्पिक टिप टच डॉक टिप (चित्रा 5c, d) से अतिरिक्त नमूना सामग्री को हटा देता है, जो गोंद सामग्री (उदाहरण के लिए, 4% (w / v) alginate) के लिए उपयोगी है।
प्रोटोकॉल डिजाइनर आवेदन विशेष रूप से hydrogels के लिए क्रमादेशित किया गया है और विभिन्न सांद्रता और दो diluents तक के साथ चार अभिकर्मकों के लिए कमजोर पड़ने की अनुमति देता है। अंतिम dilutions की गणना में त्रुटियों का जोखिम इस आवेदन में रोका जाता है, क्योंकि उपयोगकर्ता केवल वांछित एकाग्रता या सीरियल कमजोर पड़ने वाले चरणों का चयन करते हैं। आवश्यक aspirating और वितरण वॉल्यूम स्वचालित रूप से परिकलित किए जाते हैं, एक अलग प्रलेखन पाठ फ़ाइल में सहेजे जाते हैं, और फिर प्रोटोकॉल स्क्रिप्ट में भर जाते हैं। यह प्रोटोकॉल डिजाइन एप्लिकेशन उपयोगकर्ता को सभी प्रयोगात्मक मापदंडों (जैसे, पिपेटिंग गति) का पूर्ण नियंत्रण देता है और महत्वपूर्ण मापदंडों के आंतरिक प्रलेखन को सुनिश्चित करता है। प्रोटोकॉल डिजाइन ऐप जलाशय के भरने के स्तर को ध्यान में रखता है (उदाहरण के लिए, अच्छी तरह से) और चिपचिपा सामग्री में अनावश्यक डुबकी को रोकने के लिए एस्पिरेशन / वितरण ऊंचाई को बदलता है। यह एकीकृत सुविधा टिप की बाहरी दीवार पर सामग्री संचय से बचती है, और इस प्रकार, पूरे प्रोटोकॉल में विश्वसनीय एस्पिरेटिंग और वितरण कार्यों को सुनिश्चित करती है। यद्यपि प्रोटोकॉल डिजाइनर एप्लिकेशन को हाइड्रोजेल कमजोर पड़ने के चरणों के लिए विकसित किया गया है, इसका उपयोग गैर-चिपचिपा तरल पदार्थों के कमजोर पड़ने के लिए भी किया जा सकता है, जैसे कि ऑरेंज जी रंजक। प्रोटोकॉल डिजाइनर एप्लिकेशन, जो '/उदाहरण/प्रकाशन-JoVE' के तहत रिपॉजिटरी के माध्यम से सुलभ है, वह संस्करण है जिसे प्रोटोकॉल अनुभाग में समझाया गया है और वीडियो में हाइलाइट किया गया है। यह संस्करण अद्यतन नहीं किया जाएगा. हालांकि, प्रोटोकॉल डिज़ाइनर अनुप्रयोग का एक अद्यतन संस्करण मुख्य रिपॉजिटरी पृष्ठ के माध्यम से उपलब्ध है। अंशांकन टर्मिनल शुरू में Sanderson48 द्वारा विकसित किया गया था और सकारात्मक विस्थापन पिपेट्स के अंशांकन के लिए अनुकूलित किया गया है।
जैसा कि प्रोटोकॉल अनुभाग 4 में वर्णित है, पिपेट्स के साथ-साथ कंटेनरों को शुरू में कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। यह अंशांकन प्रक्रिया उन स्थितियों को परिभाषित करने और सहेजने के लिए महत्वपूर्ण है जो तब आंदोलन वृद्धि की गणना करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। इसलिए, सफल प्रोटोकॉल निष्पादन अच्छी तरह से परिभाषित अंशांकन स्थितियों पर निर्भर करता है, क्योंकि गलत अंशांकन बिंदुओं के परिणामस्वरूप टिप को कंटेनर में क्रैश किया जा सकता है। चूंकि पिपेट्स के प्लंजर पदों को मैन्युअल रूप से कैलिब्रेट किया जाना चाहिए, इसलिए पिपेटिंग सटीकता और परिशुद्धता निष्पादित अंशांकन पर बहुत निर्भर करती है। ये अंशांकन प्रक्रियाएं पिपेटिंग मॉड्यूल के साथ उपयोगकर्ता अनुभव पर अत्यधिक निर्भर करती हैं, और इसलिए, उचित अंशांकन प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करने के लिए शुरुआत में अनुभवी कर्मचारियों के साथ प्रशिक्षण की सिफारिश की जाती है। pipetting मॉड्यूल पर मैनुअल अंशांकन के अलावा, pipette ही सटीक pipetting सुनिश्चित करने के लिए कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। आईएसओ 8655 में निर्दिष्ट स्वीकृति मानदंडों को पूरा करने के लिए कम से कम हर 12 महीने में पिपेट्स को कैलिब्रेट करने की सिफारिश की जाती है। आंतरिक रूप से पिपेट अंशांकन का मूल्यांकन करने के लिए, सत्यापन और सत्यापन उपलब्ध हैं जैसा कि Stangegaard et al.16 द्वारा वर्णित है।
एक विश्वसनीय डेटा सेट की पीढ़ी के लिए, उच्च गुणवत्ता के अभिकर्मकों के साथ शुरू करना महत्वपूर्ण है। यह हाइड्रोजेल प्रसंस्करण कार्यों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि बैच-टू-बैच विविधताएं इस प्रोटोकॉल के भीतर उत्पन्न परिणामों को प्रभावित कर सकती हैं। बैच-टू-बैच विविधताओं के अलावा, छोटे वॉल्यूम की तैयारी में सूक्ष्म परिवर्तन भी संपत्ति के अंतर में योगदान कर सकते हैं। इसे रोकने के लिए, बड़े संस्करणों की तैयारी की सिफारिश की जाती है, जिसका उपयोग पूरे प्रयोगों के लिए किया जा सकता है।
सत्यापन और सत्यापन प्रक्रियाएं विश्वसनीय मिश्रण की पहचान करने के लिए एक डाई के उपयोग पर निर्भर करती हैं। प्रस्तुत प्रोटोकॉल ऑरेंज जी के आवेदन का वर्णन करता है, लेकिन सामान्य प्रोटोकॉल और विश्लेषण वर्कफ़्लो को फ्लोरोसेंट रंजक 49,50 के लिए भी अनुकूलित किया जा सकता है। ऑरेंज जी का उपयोग स्पेक्ट्रोफोटोमीटर की तकनीकी आवश्यकताओं को कम करता है और प्रकाश के संपर्क में आने के बाद फ्लोरोसेंट रंजक के ब्लीचिंग को रोकने के लिए बरती गई सावधानियों को समाप्त करता है। भंग व्यवहार या डाई के क्लस्टर गठन में मुद्दों को प्रयोगों के दौरान प्रस्तुत सामग्री के साथ नहीं देखा गया है, लेकिन अन्य सामग्रियों के साथ दिखाई दे सकता है। संभावित क्लस्टर गठन और इसलिए, डाई और सामग्री के बीच बातचीत को माइक्रोस्कोप के साथ आसानी से पता लगाया जा सकता है।
इस ट्यूटोरियल में प्रस्तुत प्रक्रियाओं और तकनीकों को कम से कम मानव श्रम के साथ अत्यधिक विश्वसनीय कार्यों को प्राप्त करने के लिए चिपचिपा सामग्री के लिए वर्तमान वर्कफ़्लो में स्वचालन क्षमता जोड़ते हैं। प्रदान की गई समस्या निवारण तालिका (तालिका 2) में पहचानी गई समस्याएं शामिल हैं और समस्याओं को हल करने के लिए संभावित कारणों के साथ-साथ समाधान प्रस्तुत करते हैं। प्रस्तुत वर्कस्टेशन को स्वचालित पिपेटिंग कार्यों के लिए प्राकृतिक (जिलेटिन, गेलन गम, मैट्रिगेल) और सिंथेटिक (जैसे, पॉली (एथिलीन ग्लाइकोल) [पीईजी], प्लुरोनिक एफ 127, ल्यूट्रोल एफ 127) बहुलक सामग्री पर सफलतापूर्वक लागू किया गया है। विशेष रूप से, एक ओपन सोर्स वर्कस्टेशन और चिपचिपा सामग्री के लिए डिज़ाइन किए गए एक ओपन सोर्स प्रोटोकॉल डिज़ाइन एप्लिकेशन का संयोजन बायोमेडिकल इंजीनियरिंग, सामग्री विज्ञान और माइक्रोबायोलॉजी के क्षेत्र में काम करने वाले शोधकर्ताओं के लिए बहुत उपयोगी होगा।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1065px;" width="1065">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">15 reaction tubes</td>
			<td style="width:301px;">Fisher Scientific, Inc. (USA)</td>
			<td style="width:203px;">14-959-53A</td>
			<td style="width:301px;"></td>
		</tr>
		<tr height="147">
			<td height="147" style="height:147px;width:260px;">5 mL tubes</td>
			<td style="width:301px;">Pacific Laboratory Products Australia Pty. Ltd. (Australia)</td>
			<td style="width:203px;">SCT-5ML</td>
			<td style="width:301px;">size depends on experimentl protocol; also Eppies (0.5, 1, 1.5 mL) or Falcon tubes (15, 50mL) can be used; product is manufactured by Axygen, Inc. https://www.pacificlab.com.au/shop/tubes-plastic/sct-5ml-tubewith-screwcap-blue-unassembled-5ml-self-standing/1/name</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">50 mL reaction tubes</td>
			<td style="width:301px;">Fisher Scientific, Inc. (USA)</td>
			<td style="width:203px;">14-432-22</td>
			<td style="width:301px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">&#65279;70% w/w Ethanol</td>
			<td style="width:301px;">LabChem, Inc. (USA)</td>
			<td style="width:203px;">aja726-5Lpl</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">96-well plate</td>
			<td style="width:301px;">Thermo Fisher Scientific, Inc. (USA)</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td>https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/168055</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Alginate</td>
			<td style="width:301px;">NovaMatrix</td>
			<td align="right" style="width:203px;">4200001</td>
			<td>https://www.novamatrix.biz/store/pronova-up-lvg/</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:260px;">&#65279;Demineralized or ultrapure (MilliQ) water</td>
			<td style="width:301px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:260px;">Gelatin methacryloyl (GelMA)</td>
			<td style="width:301px;">Synthetized in-house</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td style="width:301px;">detailed protocol (incl materials and references) is available in Loessner et al. (2016), Nature Protocols. https://www.nature.com/articles/nprot.2016.037</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:260px;">Lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate (LAP)</td>
			<td style="width:301px;">Sigma-Aldrich, Inc. (USA)</td>
			<td align="right" style="width:203px;">900889</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">M4 and M5 Allen key</td>
			<td style="width:301px;">OpenBuilds, inc. (USA)</td>
			<td style="width:203px;">179, 190</td>
			<td>also available in every hardware store. https://openbuildspartstore.com/allen-wrench/</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">OrangeG</td>
			<td style="width:301px;">Fisher Scientific (USA)</td>
			<td style="width:203px;">O267-25</td>
			<td>https://www.fishersci.com/shop/products/orange-g-certified-biological-stain-fisher-chemical/O26725</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:260px;">&#65279;Phosphate-buffered saline (PBS)</td>
			<td style="width:301px;">Thermo Fisher Scientific, Inc. (USA)</td>
			<td style="width:203px;">14190-144</td>
			<td style="width:301px;">alternativly: PBS tablets: 18912014 (Thermo Fisher Scientific)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Equipment</td>
			<td style="width:301px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:260px;">Aluminium blocks for temperature dock</td>
			<td style="width:301px;">Ratek Instruments Pty. Ltd. (Australia)</td>
			<td style="width:203px;">SB16</td>
			<td>blocks for different tube sizes are available. http://www.ratek.com.au/products/SB16-Block-with-12x16mm-holes.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">&#65279;Analytical balance</td>
			<td style="width:301px;">Sartorius AG (Germany)</td>
			<td style="width:203px;">ED224S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:260px;">Open source liquid handling robot: commercial product</td>
			<td style="width:301px;">Opentrons Laboratories, Inc. (USA)</td>
			<td style="width:203px;">OT-One S Pro</td>
			<td>https://shop.opentrons.com/products/ot-one-pro</td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td>Open source liquid handling robot: open source hardware</td>
			<td>Assembled in-house following an open source approach</td>
			<td></td>
			<td>hardware and software files are freely accessible on GitHub and Zenodo (links provided); building instructions are provided. https://github.com/SebastianEggert/OpenWorkstation. https://zenodo.org/record/3612757#.XipEjBV7F24</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:260px;">Positive displacement pipette: MicromanE</td>
			<td style="width:301px;">Gilson, Inc. (USA)</td>
			<td style="width:203px;">FD10006</td>
			<td>depends on required size. https://www.gilson.com/default/shop-products/pipettes/positive-displacement.html</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Spectrophotometer</td>
			<td style="width:301px;">BMG LABTECH GmbH (Germany)</td>
			<td style="width:203px;">CLARIOstar</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:260px;">Tips: capillary pistons</td>
			<td style="width:301px;">Gilson, Inc. (USA)</td>
			<td style="width:203px;">F148180</td>
			<td>depends on required size. https://www.gilson.com/default/shop-products/pipette-tips.html?technique_en_ww_lk=191</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an open source technology platform to manufacture hydrogel-based 3d culture models in an automated and standardized fashion

चिपचिपा सामग्री के वर्तमान मिश्रण चरण दोहराए जाने वाले और समय लेने वाले कार्यों पर निर्भर करते हैं जो मुख्य रूप से कम थ्रूपुट मोड में मैन्युअल रूप से किए जाते हैं। ये मुद्दे वर्कफ़्लो में कमियों का प्रतिनिधित्व करते हैं जो अंततः अनुसंधान निष्कर्षों की अपरिवर्तनीयता में परिणाम कर सकते हैं। मैनुअल-आधारित वर्कफ़्लो आगे जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले हाइड्रोजेल जैसे चिपचिपा सामग्री की प्रगति और व्यापक रूप से अपनाने को सीमित कर रहे हैं। पुनरुत्पादन बढ़ाने के लिए मानकीकृत मिश्रण प्रक्रियाओं के साथ स्वचालित वर्कफ़्लो का उपयोग करके इन चुनौतियों को दूर किया जा सकता है। इस अध्ययन में, हम एक ओपन सोर्स प्रोटोकॉल डिजाइनर का उपयोग करने, एक ओपन सोर्स वर्कस्टेशन संचालित करने और पुन: प्रस्तुत करने योग्य मिश्रण की पहचान करने के लिए चरण-दर-चरण निर्देश प्रस्तुत करते हैं। विशेष रूप से, ओपन सोर्स प्रोटोकॉल डिज़ाइनर प्रयोगात्मक पैरामीटर चयन के माध्यम से उपयोगकर्ता का मार्गदर्शन करता है और कार्यस्थान को संचालित करने के लिए एक रेडी-टू-यूज प्रोटोकॉल कोड उत्पन्न करता है। इस workstation चिपचिपा सामग्री के pipetting के लिए अनुकूलित है स्वचालित और अत्यधिक विश्वसनीय thermoresponsive सामग्री के लिए तापमान डॉक के एकीकरण द्वारा हैंडलिंग सक्षम करने के लिए, चिपचिपा सामग्री के लिए सकारात्मक विस्थापन पिपेट्स, और पिपेट टिप से अतिरिक्त सामग्री को हटाने के लिए एक वैकल्पिक टिप स्पर्श डॉक. मिश्रणों का सत्यापन और सत्यापन ऑरेंज जी के एक तेज और सस्ती अवशोषण माप द्वारा किया जाता है। यह प्रोटोकॉल 80% (v / v) ग्लिसरॉल मिश्रण, जिलेटिन मेथाक्रिलोयल (GelMA) के लिए एक कमजोर पड़ने वाली श्रृंखला, और 5% (w / v) GelMA और 2% (w / v) एल्गिनेट के डबल नेटवर्क हाइड्रोजेल प्राप्त करने के लिए परिणाम प्रस्तुत करता है। प्रोटोकॉल अपनाने वाले उपयोगकर्ताओं का समर्थन करने के लिए एक समस्या निवारण मार्गदर्शिका शामिल है. वर्णित वर्कफ़्लो को स्वचालित फैशन में उपयोगकर्ता-परिभाषित सांद्रता उत्पन्न करने के लिए कई चिपचिपा सामग्री पर मोटे तौर पर लागू किया जा सकता है।

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An Open Source Technology Platform to Manufacture Hydrogel-Based 3D Culture Models in an Automated and Standardized Fashion

यह प्रोटोकॉल एक उपन्यास ओपन सोर्स ऑटोमेशन तकनीक के साथ चिपचिपा सामग्री के मानकीकृत और पुन: प्रस्तुत करने योग्य मिश्रण के लिए एक व्यापक ट्यूटोरियल के रूप में कार्य करता है। एक नए विकसित ओपन सोर्स वर्कस्टेशन के संचालन, एक ओपन सोर्स प्रोटोकॉल डिज़ाइनर के उपयोग, और पुन: प्रस्तुत करने योग्य मिश्रण की पहचान करने के लिए सत्यापन और सत्यापन पर विस्तृत निर्देश प्रदान किए जाते हैं।

एक स्वचालित और मानकीकृत फैशन में हाइड्रोजेल-आधारित 3 डी संस्कृति मॉडल के निर्माण के लिए एक ओपन सोर्स टेक्नोलॉजी प्लेटफॉर्म

Current mixing steps of viscous materials rely on repetitive and time-consuming tasks which are performed mainly manually in a low throughput mode. These ...

बायोमेडिकल अनुसंधान एक पुनरुत्पादन संकट का सामना कर रहा है जिसमें नए शोध निष्कर्षों को शायद ही कभी चिकित्सीय अनुप्रयोगों में अनुवादित किया जाता है। यह प्रोटोकॉल मानव कारक को कम करता है और विनिर्माण में स्वचालन और मानकीकरण का परिचय देता है। यह विधि विशेष रूप से 3 डी सेल संस्कृति अनुप्रयोगों के लिए फोटो क्रॉस-लिंकेबल हाइड्रोजेल पर केंद्रित है क्योंकि हाइड्रोजेल पिछले दशक के भीतर कैंसर और अन्य रोग ऊतक मॉडल में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला मंच बन गया है।हमने एक ओपन सोर्स टेक्नोलॉजी प्लेटफॉर्म के विकास के साथ वर्तमान हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर सीमाओं को सफलतापूर्वक संबोधित किया है। इस प्लेटफ़ॉर्म को विशेष रूप से हाइड्रोजेल के लिए डिज़ाइन किया गया है और ऊतक इंजीनियरिंग अनुसंधान के लिए स्वचालित विनिर्माण वर्कफ़्लो सक्षम बनाता है। API स्थापित करने के लिए, कमांड लाइन इंटरफ़ेस खोलें।कार्य API स्थापित करने के लिए, पाइप स्थापित openworkstation दर्ज करें और Enter दबाएँ। पिपेटिंग बायो फैब्रिकेशन मॉड्यूल को संचालित करने के लिए, ओपनट्रॉन एपीआई स्थापित करने के लिए कमांड दर्ज करें। फिर एक पायथन स्क्रिप्ट खोलने के लिए कमांड लाइन का उपयोग करें और सत्यापित करें कि क्या दोनों एपीआई सफलतापूर्वक स्थापित किए गए हैं।प्रोटोकॉल कोड जनरेट करने के लिए, प्लेटफ़ॉर्म द्वारा निष्पादित की जाने वाली अनुकूलित प्रोटोकॉल स्क्रिप्ट उत्पन्न करने के लिए प्रोटोकॉल डिज़ाइन एप्लिकेशन खोलें. इंटरफ़ेस हर आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले इंटरनेट ब्राउज़र पर चलता है। सेटअप पृष्ठ पर प्रोटोकॉल नाम दर्ज करें और जारी रखें क्लिक करें.इनपुट ट्रे सेटअप में, इनपुट ट्रे को परिभाषित करने के लिए तीन से चार हीटिंग ब्लॉक का चयन करें। सामग्री और स्टॉक सांद्रता को परिभाषित करने के लिए, परिभाषित इनपुट मेनू से जेल 1 का चयन करें और नाम के रूप में GelMA दर्ज करें। स्टॉक एकाग्रता को 20% और नमूनों की संख्या को तीन पर सेट करें और प्रविष्टियों को सहेजने और पहले स्तंभ को भरने के लिए जोड़ें क्लिक करें.परिभाषित इनपुट मेनू से जेल 2 का चयन करें और नाम के रूप में Alginate दर्ज करें। स्टॉक एकाग्रता को 4% और नमूनों की संख्या को तीन पर सेट करें और प्रविष्टियों को सहेजने और दूसरे स्तंभ को भरने के लिए जोड़ें क्लिक करें. के रूप में प्रदर्शित photoinitiator और diluent पैरामीटर सेट करने के बाद, फोटो crosslinking का चयन करें, 30 सेकंड के लिए समय सेट करें, और तीव्रता दो करने के लिए और ठीक क्लिक करें। इसके बाद, अच्छी तरह से प्लेट प्रकार को 96 अच्छी तरह से प्लेट पर सेट करें और डबल नेटवर्क हाइड्रोजेल बनाने के लिए पैरामीटर को निर्दिष्ट करने की अनुमति देने के लिए समूह 1 पर क्लिक करें।फिर यदि आवश्यक हो तो उन्नत मिश्रण प्रोटोकॉल लागू करें बॉक्स की जाँच करें, 96 के लिए नमूनों की संख्या सेट करें, और जारी रखेंक्लिक करें। डेक लेआउट सेट करने के लिए, प्रत्येक स्लॉट के लिए उपयुक्त ट्रे प्रकार का चयन करें. जब सभी ट्रे प्रकारों का चयन किया गया है, तो पिपेट बाएं बॉक्स पर क्लिक करें और ड्रॉपडाउन मेनू से 10 से 100 माइक्रोलीटर सकारात्मक विस्थापन का चयन करें।एस्पिरेटिंग गति को 600 पर सेट करें और वितरण की गति को 800 पर सेट करें। फिर पिपेट को उसी तरह से सही पैरामीटर सेट करें। उसके बाद जनरेट करें और प्रोटोकॉल स्क्रिप्ट को सहेजने के लिए प्रोटोकॉल जनरेट करें क्लिक करें।प्रोटोकॉल को निष्पादित करने से पहले, 70% इथेनॉल के साथ उपभोग्य वस्तुओं को स्प्रे करें और उन्हें उपयोगकर्ता सेटअप में परिभाषित सेटअप के अनुसार रखें। चयनित सेटअप के अनुसार तापमान डॉक पर एल्यूमीनियम ब्लॉक में सामग्री के साथ प्रतिक्रिया ट्यूबों को रखें। इसके बाद, 70% इथेनॉल के साथ अपने दस्ताने स्प्रे करें और खुली ट्यूबों को छूने के बिना प्रतिक्रिया ट्यूबों को ध्यान से खोलें।जब पदार्थ उपयुक्त प्रयोगात्मक तापमान तक पहुंच गए हैं, तो उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस का उपयोग करके उत्पन्न प्रोटोकॉल चलाएं। वर्कस्टेशन होमिंग प्रक्रिया के साथ शुरू होगा, इसके बाद भंडारण मॉड्यूल से एक खाली अच्छी तरह से प्लेट प्राप्त होगी। अच्छी तरह से प्लेट से ढक्कन को हटाने के बाद, प्लेट को अगले मॉड्यूल में ले जाया जाता है।प्रोटोकॉल प्रत्येक स्टॉक समाधान से पाइप की जा रही मात्रा को निर्दिष्ट करता है और क्रॉस-संदूषण को रोकने के लिए प्रत्येक सामग्री के बाद स्वचालित रूप से युक्तियों को बदलता है। एक पुनरुत्पादक तरीके से चिपचिपा समाधानों को मिलाने के लिए, वर्कस्टेशन एक विशिष्ट मिश्रण प्रोटोकॉल निष्पादित करता है जिसे चिपचिपा हाइड्रोजेल के लिए अनुकूलित किया गया है। प्रोटोकॉल डिजाइन ऐप जलाशय के भरने के स्तर को ध्यान में रखता है और चिपचिपा सामग्री में अनावश्यक डुबकी को रोकने के लिए मिश्रण ऊंचाई को स्वचालित रूप से अनुकूलित करता है।3 डी मॉडल और अच्छी तरह से प्लेटों की स्वचालित पीढ़ी के बाद, वर्कस्टेशन फिर से ढक्कन के साथ अच्छी तरह से प्लेट को बंद कर देता है और भंडारण मॉड्यूल में क्रमादेशित स्थिति में अच्छी तरह से प्लेट को संग्रहीत करता है। एक बार प्रोटोकॉल समाप्त हो जाने के बाद, भंडारण मॉड्यूल से प्लेट को हटा दें। आयोजित प्रोटोकॉल के सत्यापन और सत्यापन के लिए, प्लेट को एक स्पेक्ट्रोफोटोमीटर पर लोड करें और 450 नैनोमीटर पर दो बार अवशोषण पढ़ें।Absorbance मानों को सहेजने के बाद, विश्लेषण स्प्रेडशीट फ़ाइल खोलें जो प्रकाशन में पूरक सामग्री के रूप में प्रदान की जाती है और कच्चे डेटा शीट में तालिका में absorbance रीडिंग की प्रतिलिपि बनाएँ। फिर माध्य मानों, मानक विचलन, और विचरण मानों के गुणांक को देखने के लिए विश्लेषण पत्रक पर क्लिक करें, जो स्वचालित रूप से विशिष्ट पंक्तियों के लिए और 96 अच्छी तरह से प्लेट के विशिष्ट स्तंभों के लिए एक समान नमूना वितरण के लिए गणना और प्रदर्शित होते हैं। सेटअप को खोजने के लिए जो ग्लिसरॉल समाधानों के लिए एक उच्च पुनरुत्पादकता सुनिश्चित करता है, प्रोटोकॉल तापमान नियंत्रण के बिना और टिप स्पर्श के बिना, तापमान नियंत्रण के साथ और टिप स्पर्श के बिना, या तापमान नियंत्रण के साथ और टिप स्पर्श के साथ उत्पन्न किए गए थे।तीन सेटअपों के लिए भिन्नता मूल्यों के परिकलित गुणांक ने तापमान डॉक और टिप टच फ़ंक्शन के एक महत्वपूर्ण प्रभाव का खुलासा किया, जो दोनों विशेषताओं का उपयोग करने पर अत्यधिक पुनरुत्पादक परिणाम उत्पन्न करने के लिए प्रोटोकॉल की क्षमता को उजागर करता है। तापमान डॉक के साथ टिप टच फ़ंक्शन का उपयोग करके, मानक विचलन सेटअप तीन में काफी कम हो गया था। सेटअप तीन के लिए नमूना absorbance मूल्यों की साजिश ने पूरे प्रयोग में कोई वृद्धि या कमी मान नहीं दिया और इसलिए अवशोषण मूल्यों पर नमूना स्थिति का कोई प्रभाव नहीं दर्शाया।इसके बाद, एक GelMA कमजोर पड़ने श्रृंखला को 20% GelMA स्टॉक समाधान को पतला करके और विभिन्न GelMA dilutions के बीच के अंतर का आकलन करके तैयार किया गया था। प्रत्येक एकाग्रता चरण में मापा गया अवशोषण मूल्य काफी अलग था और रैखिक प्रतिगमन ने उत्पन्न होने वाले विशिष्ट एकाग्रता चरणों की क्षमता की पुष्टि करने के लिए एक उच्च फिट का प्रदर्शन किया। इसके अलावा, टिप टच के प्रभाव का मूल्यांकन 5% GelMA, 2% alginate, और 0.15% LAP के साथ डबल नेटवर्क हाइड्रोजेल के लिए किया गया था, जो स्वचालित रूप से सेटअप के साथ उत्पन्न हुए थे।टिप स्पर्श के एकीकरण के परिणामस्वरूप एक पुनरुत्पादक डेटासेट की पीढ़ी का समर्थन करने वाले मानक विचलन में महत्वपूर्ण कमी आती है। Absorbance मूल्यों और गर्मी मानचित्रों के विज़ुअलाइज़ेशन ने टिप से अतिरिक्त सामग्री को हटाने के लिए टिप स्पर्श का उपयोग करते समय कम विचलन की पुष्टि की। हमारी तकनीक 3 डी सेल संस्कृति और ऊतक इंजीनियरिंग के लिए हाइड्रोजेल निर्माण के स्वचालन को सक्षम बनाता है।यह तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण वर्कफ़्लोज़ के थ्रूपुट और पुनरुत्पादन को बढ़ाने के लिए एक कम लागत वाला समाधान है। एक अनुकूलन योग्य ओपन सोर्स दृष्टिकोण प्रदान करके, यह तकनीक ऊतक इंजीनियरिंग अनुसंधान में प्रक्रिया स्वचालन के व्यापक अनुकूलन के लिए मार्ग प्रशस्त करती है।

Research

JoVE Journal

Bioengineering

GENPLAT: an Automated Platform for Biomass Enzyme Discovery and Cocktail Optimization

बायोमास एनजाइम डिस्कवरी और कॉकटेल अनुकूलन के लिए एक स्वचालित प्लेटफार्म: GENPLAT

The high cost of enzymes for biomass deconstruction is a major impediment to the economic conversion of lignocellulosic feedstocks to liquid ...

Development of an In Vitro Ocular Platform to Test Contact Lenses

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Currently, in vitro evaluations of contact lenses (CLs) for drug delivery are typically performed in large volume vials,1-6 which fail to mimic ...

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

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एक<em&gt; इन विट्रो</em&gt; अंग संस्कृति म्यूरीन intervertebral डिस्क के मॉडल

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चुंबकीय उत्तरदायी घटकों के साथ Hydrogel-आधारित Micromachines के सतही और तेजी से निर्माण के लिए एक Additive विनिर्माण तकनीक

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Design of an Open-Source, Low-Cost Bioink and Food Melt Extrusion 3D Printer

एक ओपन-सोर्स, कम लागत वाले बायोइंक और फूड मेलएक्सल एक्सट्रूशन 3डी प्रिंटर का डिजाइन

Three-dimensional (3D) printing is an increasingly popular manufacturing technique that allows highly complex objects to be fabricated with no retooling ...

Applications for Open Source Microplate-Compatible Illumination Panels

खुला स्रोत Microplate-संगत रोशनी पैनलों के लिए आवेदन

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Screening and Identification of Small Peptides Targeting Fibroblast Growth Factor Receptor2 using a Phage Display Peptide Library

स्क्रीनिंग और एक Phage प्रदर्शन पेप्टाइड लाइब्रेरी का उपयोग कर Fibroblast विकास कारक Receptor2 को लक्षित छोटे पेप्टाइड की पहचान

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Protocols of 3D Bioprinting of Gelatin Methacryloyl Hydrogel Based Bioinks

जिलेटिन मेथक्रिलोइल हाइड्रोजेल आधारित बायोइंक्स के 3डी बायोप्रिंटिंग के प्रोटोकॉल

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