Name: preparation and characterization of graphene-based 3d biohybrid hydrogel bioink for peripheral neuroengineering
Uploaded: 2022-05-16T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation and Characterization of Graphene-Based 3D Biohybrid Hydrogel Bioink for Peripheral Neuroengineering at JoVE.com

इस अध्ययन में इस्तेमाल ग्राफीन को किर्क्लेरेली विश्वविद्यालय, मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग में विकसित किया गया था। यह डॉ कराबेयोग्लू द्वारा दान किया गया था। ग्राफीन विषाक्तता परीक्षण को "ग्राफीन डोप्ड बायोइंक्स के साथ 3 डी बायोप्रिंटर पर मेसेनकाइमल स्टेम सेल का मुद्रण और विभेदन" (आवेदन संख्या: 1139 बी 411802273) नामक परियोजना द्वारा वित्तपोषित किया गया था, जो टीयूबीआईटीके 2209-बी-उद्योग-उन्मुख स्नातक थीसिस समर्थन कार्यक्रम के दायरे में पूरा हुआ था। अध्ययन का दूसरा हिस्सा यिल्दिज़ तकनीकी विश्वविद्यालय वैज्ञानिक अनुसंधान परियोजनाओं (टीएसए-2021-4713) द्वारा प्रदान किए गए अनुसंधान निधि द्वारा समर्थित था। टाइम-लैप्स इमेजिंग चरण में उपयोग किए जाने वाले जीएफपी के साथ मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाओं को विरोस्टेम बायोटेक्नोलॉजी द्वारा दान किया गया था। लेखक उत्पादक चर्चाओं के लिए डारिसी एलएबी और वाईटीयू सेल संस्कृति और ऊतक इंजीनियरिंग एलएबी टीम को धन्यवाद देते हैं।

1. व्हार्टन के जेली मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाओं की खेती
<ol><li>व्हार्टन के जेली मेसेनकाइमल स्टेम सेल (डब्ल्यूजे-एमएससी, एटीसीसी से) को -80 डिग्री सेल्सियस फ्रीजर से बाहर निकालें। डीएमईएम-एफ 12 माध्यम मे?...

<ol>
	<li>Kamasak, B., 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=Peripheral+Nerve+Injuries+and+Physiotherapy.">Peripheral Nerve Injuries and Physiotherapy.</a> Clinical Physiotherapy. 19, (2019).</li><li>Yegiyants, S., Dayicioglu, D., Kardashian, G., Panthaki, Z. 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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=Graphene-based+nanocomposites+for+neural+tissue+engineering.">Graphene-based nanocomposites for neural tissue engineering.</a> Molecules. 24 (4), 658 (2019).</li><li>Othman, S. 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=Alginate-gelatin+bioink+for+bioprinting+of+HeLa+spheroids+in+alginate-gelatin+hexagon-shaped+scaffolds.">Alginate-gelatin bioink for bioprinting of HeLa spheroids in alginate-gelatin hexagon-shaped scaffolds.</a> Polymer Bulletin. 78, 6115-6135 (2021).</li><li>Peng, X. 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B., van Luyn, M. J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+regeneration+of+the+rat+sciatic+nerve+through+a+biodegradable+poly+(DL-lactide-&#400;-caprolactone)+nerve+guide:+Tissue+reactions+with+a+focus+on+collagen+III/IV+reformation.">Long-term regeneration of the rat sciatic nerve through a biodegradable poly (DL-lactide-&#400;-caprolactone) nerve guide: Tissue reactions with a focus on collagen III/IV reformation.</a> Journal of Biomedical Materials Research. 69 (2), 334-341 (2016).</li><li>Pathre, 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=PTP1B+regulates+neurite+extension+mediated+by+cell-cell+and+cell-matrix+adhesion+molecules.">PTP1B regulates neurite extension mediated by cell-cell and cell-matrix adhesion molecules.</a> Journal of Neuroscience Research. 15, 143-150 (2001).</li><li>Qing, L., Chen, H., Tang, J., Jia, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exosomes+and+their+microRNA+cargo:+New+players+in+peripheral+nerve+regeneration.">Exosomes and their microRNA cargo: New players in peripheral nerve regeneration.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 32 (9), 765-776 (2018).</li></ol>

पारंपरिक 2 डी विधियों पर इंजीनियर 3 डी मचानों के साथ लागू उपचार के फायदे हर दिन अधिक से अधिक ध्यान देने योग्य होते जा रहे हैं। इन उपचारों में अकेले उपयोग की जाने वाली स्टेम कोशिकाएं या कम जैव-अनुकूलता और ?...

तंत्रिका तंत्र, जो तंत्र है जो जीव और पर्यावरण की आंतरिक संरचना को पुल करता है, को दो भागों में विभाजित किया गया है: केंद्रीय और परिधीय तंत्रिका तंत्र। परिधीय तंत्रिका क्षति एक वैश्विक समस्या है जो आपातकालीन विभाग में उपस्थित होने वाले रोगियों का 1.5% -5% है और विभिन्न आघातों के कारण विकसित होती है, जिससे महत्वपूर्ण नौकरी का नुकसानहोता है 1,2,3।
आज, परिधीय न्यूरो-इंजीनियरिंग के लिए सेलुलर दृष्टिकोण बहुत रुचि रखते हैं। स्टेम सेल इन दृष्टिकोणों में उपयोग की जाने वाली कोशिकाओं में पहले आते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, स्टेम सेल शरीर की पुनर्योजी कोशिकाएं हैं, और उनकी आबादी की रक्षा के लिए समय के साथ उनकी संख्या और कार्य कम नहीं होते हैं; ये कोशिकाएं विशिष्ट हैं लेकिन चोट 4,5 के जवाब में उचित उत्तेजना पर अंतर कर सकती हैं। स्टेम सेल परिकल्पना के अनुसार, स्टेम सेल सिस्टम अपने माइक्रोएन्वायरमेंट के प्रभाव में है, जिसे स्टेम सेल आला कहा जाता है। स्टेम कोशिकाओं का संरक्षण और भेदभाव उनके माइक्रोएन्वायरमेंट 6 की उपस्थिति के बिना असंभव है, जिसे कोशिकाओं औरमचानों का उपयोग करके ऊतक इंजीनियरिंग के माध्यम से पुनर्गठित किया जा सकताहै। ऊतक इंजीनियरिंग एक बहु-विषयक क्षेत्र है जिसमें इंजीनियरिंग और जीव विज्ञान दोनों सिद्धांत शामिल हैं। ऊतक इंजीनियरिंग कृत्रिम ऊतकों के निर्माण के लिए उपकरण प्रदान करता है जो जीवित ऊतकों को प्रतिस्थापित कर सकते हैं और क्षतिग्रस्त ऊतकों को हटाकर और कार्यात्मक ऊतक प्रदान करके इन ऊतकों के पुनर्जनन में उपयोग किया जा सकताहै। ऊतक मचान, ऊतक इंजीनियरिंग के तीन आधारशिलाओं में से एक, प्राकृतिक और सिंथेटिक सामग्री से विभिन्न तरीकों का उपयोग करके उत्पादित किया जाताहै। त्रि-आयामी (3 डी) प्रिंटिंग एक उभरती हुई योजक विनिर्माण तकनीक है जिसका व्यापक रूप से विभिन्न तरीकों का उपयोग करके जटिल आकृतियों के सरल लेकिन बहुमुखी उत्पादन के माध्यम से दोषपूर्ण ऊतकों को बदलने या पुनर्स्थापित करने के लिए उपयोग किया जाता है। बायोप्रिंटिंग एक योजक विनिर्माण विधि है जो कोशिकाओं और बायोमैटेरियल्स के सह-अस्तित्व को सक्षम बनाती है, जिसे बायोइंक्स10 कहा जाता है। एक दूसरे के साथ तंत्रिका कोशिकाओं की बातचीत को ध्यान में रखते हुए, अध्ययन ग्राफीन जैसे प्रवाहकीय जैव सामग्री उम्मीदवारों में स्थानांतरित हो गए हैं। ग्राफीन नैनोप्लेट, जिसमें लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स, सुपरकैपेसिटर, बैटरी, ऑप्टिक्स, इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर और ऊर्जा भंडारण जैसे गुण होते हैं, ऊतक इंजीनियरिंग11 के क्षेत्र में एक पसंदीदा बायोमटेरियल हैं। ग्राफीन का उपयोग उन अध्ययनों में किया गया है जहां क्षतिग्रस्त ऊतकों और अंगों का प्रसार और पुनर्जनन किया गया था।
ऊतक इंजीनियरिंग में तीन बुनियादी निर्माण खंड होते हैं: पाड़, कोशिकाएं और बायोसिग्नल अणु। इन तीन संरचनाओं को पूरी तरह से प्रदान करने के संदर्भ में परिधीय तंत्रिका क्षति पर अध्ययन में कमियां हैं। अध्ययनों में उत्पादित और उपयोग किए जाने वाले बायोमैटेरियल्स में विभिन्न समस्याओं का सामना करना पड़ा है, जैसे कि उनमें केवल स्टेम सेल या बायोसिग्नल अणु होते हैं, एक बायोएक्टिव अणु की कमी जो स्टेम सेल भेदभाव को सक्षम करेगी, उपयोग किए जाने वाले बायोमटेरियल की जैव-रासायनिकता की कमी, और ऊतक आला में कोशिकाओं के प्रसार पर कम प्रभाव, और, इस प्रकार, तंत्रिका चालन पूरी तरह से महसूस नहीं किया जा रहाहै 2,13,14,15,16। इसके लिए तंत्रिका पुनर्जनन के अनुकूलन की आवश्यकता होती है, मांसपेशियों के शोष को कम करना17,18, और ऐसी समस्याओं के खिलाफ विकास कारकों के साथ आवश्यक होमिंग19 बनाना। इस बिंदु पर, एक सर्जिकल बायोमटेरियल प्रोटोटाइप की न्यूरो-गतिविधि का लक्षण वर्णन और विश्लेषण, क्लिनिक में स्थानांतरित होने के लिए, बहुत महत्वपूर्ण हैं।
तदनुसार, यह विधि अध्ययन 3 डी बायोप्रिंटर द्वारा गठित ग्राफीन नैनोप्लेट के साथ बायोइंक हाइड्रोगेल पैटर्निंग और स्टेम कोशिकाओं के न्यूरोजेनिक भेदभाव पर इसकी प्रभावशीलता की जांच करता है। इसके अलावा, न्यूरोस्फीयर गठन और भेदभाव पर ग्राफीन के प्रभावों की जांच की जाती है।

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td> 
			Centrifugal</td>
			<td>Hitachi</td>
			<td></td>
			<td>Used in cell culture and biomaterial step</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.1N CaCl2</td>
			<td>HD Bioink</td>
			<td></td>
			<td>Used for crosslinker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.22 &#181;m membrane filter</td>
			<td>A&#953;s&#953;mo</td>
			<td></td>
			<td>Used for sterilization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.45 &#181;m syringe filter</td>
			<td>A&#953;s&#953;mo</td>
			<td></td>
			<td>Used for sterilization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5mL conic tube</td>
			<td>Eppendorfa</td>
			<td></td>
			<td>Used for bioink drop</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15mL Falcon tube</td>
			<td>Nest</td>
			<td></td>
			<td>Used in cell culture step</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25 cm2 cell culture flasks (Falcon, TPP tissue culture flasks</td>
			<td>Nest</td>
			<td></td>
			<td>Used for cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Bioprinting</td>
			<td>Axolotl Biosystems Bio A2 (Turkey)</td>
			<td></td>
			<td>Bioprinting Step</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL Falcon tube</td>
			<td>Nest</td>
			<td></td>
			<td>Used in cell culture step</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6/24/48/96 well plates (Falcon, TPP microplates)</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td></td>
			<td>Used in cell culture step</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>75 cm2 cell culture flasks (Falcon, TPP tissue culture flasks</td>
			<td>Nest</td>
			<td></td>
			<td>Used for cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti mouse IgG-FTIC-rabbit</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>J1514</td>
			<td>Seconder antibody, used for dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti mouse IgG-SC2781-goat</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>C3109</td>
			<td>Seconder antibody, used for dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Au coating device EM ACE600</td>
			<td>Leica</td>
			<td></td>
			<td>for gold plating of biomaterial section before SEM imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclave</td>
			<td>NUVE-OT 90L</td>
			<td></td>
			<td>Used for the sterilization process.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclave</td>
			<td>NUVE-OT 90L</td>
			<td></td>
			<td>Used for the sterilization process.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell Cultre Cabine</td>
			<td>Hera Safe KS</td>
			<td></td>
			<td>Used for the cell culture process</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle&#39;s Medium/Nutrient Mixture-F12</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>RNBJ7249</td>
			<td>Used as cell culture medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FEI QUANTA 450 FEG ESEM SEM</td>
			<td>Quanta</td>
			<td>FEG 450</td>
			<td>for SEM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum-FBS</td>
			<td>Capricorn</td>
			<td>FBS-16A</td>
			<td>It was used by adding to the cell culture medium.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezer -80&#176;C</td>
			<td>Panasonic</td>
			<td>MDF-U5386S-PE</td>
			<td>We were used to store cells and the resulting exosomes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelatine-Alginate bioink powder</td>
			<td>HD Bioink</td>
			<td></td>
			<td>Used for produced bioink step</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFP labelled-WJ-MSCs</td>
			<td>Virostem</td>
			<td></td>
			<td>Used for imaging to cell-bioink interaction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graphene nanoplatelets (Graphene-IGP2)</td>
			<td>Grafen Chemical Industries Co.</td>
			<td></td>
			<td>Used for production 3D-G bioink</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immunofluorescence antibodies (N-CAD; &#946;-III Tubulin)</td>
			<td>Cell Signalling and Santa Cruz</td>
			<td></td>
			<td>Used for dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>JASCO 6600</td>
			<td>Tetra</td>
			<td></td>
			<td>for FTIR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MTT Assay</td>
			<td>Sigma</td>
			<td></td>
			<td>Viability testing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicilin/Streptomycin Solution</td>
			<td>Capricorn</td>
			<td>PB-S</td>
			<td>It was added to the medium to prevent contamination in cell culture.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thoma slide</td>
			<td>Isolab</td>
			<td></td>
			<td>Used for counting the cell</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Time-Lapse Imaging System</td>
			<td>Zeiss Axio.Observer.Z1</td>
			<td></td>
			<td>Imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tripsin-EDTA</td>
			<td>Multicell</td>
			<td></td>
			<td>The flask was used to remove the cells covering the surface.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vorteks</td>
			<td>Biobase</td>
			<td></td>
			<td>For produced bioink step</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WJ-MSCs</td>
			<td>ATCC</td>
			<td></td>
			<td>Used for the cell culture process</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and characterization of graphene-based 3d biohybrid hydrogel bioink for peripheral neuroengineering

परिधीय न्यूरोपैथी अक्षीय क्षति के परिणामस्वरूप हो सकती है, और कभी-कभी डिमाइलेटिंग रोगों के कारण हो सकती है। परिधीय तंत्रिका क्षति एक वैश्विक समस्या है जो 1.5% -5% आपातकालीन रोगियों में होती है और इससे महत्वपूर्ण नौकरी का नुकसान हो सकता है। आज, ऊतक इंजीनियरिंग-आधारित दृष्टिकोण, जिसमें मचान, उपयुक्त सेल लाइनें और बायोसिग्नल शामिल हैं, त्रि-आयामी (3 डी) बायोप्रिंटिंग प्रौद्योगिकियों के विकास के साथ अधिक लागू हो गए हैं। परिधीय तंत्रिका पुनर्जनन में मौजूदा समस्याओं को दूर करने के लिए स्टेम कोशिकाओं, एक्सोसोम, या बायो-सिग्नलिंग अणुओं के साथ विभिन्न हाइड्रोगेल बायोमैटेरियल्स के संयोजन का अक्सर अध्ययन किया जाता है। तदनुसार, विभिन्न बायोप्रिंटिंग विधियों द्वारा गठित इंजेक्टेबल सिस्टम, जैसे हाइड्रोगेल, या इम्प्लांटेबल नाली संरचनाओं के उत्पादन ने परिधीय न्यूरो-इंजीनियरिंग में महत्व प्राप्त किया है। सामान्य परिस्थितियों में, स्टेम सेल शरीर की पुनर्योजी कोशिकाएं हैं, और उनकी आबादी की रक्षा के लिए समय के साथ उनकी संख्या और कार्य कम नहीं होते हैं; ये विशेष कोशिकाएं नहीं हैं, लेकिन चोट के जवाब में उचित उत्तेजना पर अंतर कर सकती हैं। स्टेम सेल सिस्टम अपने माइक्रोएन्वायरमेंट के प्रभाव में है, जिसे स्टेम सेल आला कहा जाता है। परिधीय तंत्रिका चोटों में, विशेष रूप से न्यूरोटमेसिस में, इस माइक्रोएन्वायरमेंट को शल्य चिकित्सा द्वारा अलग किए गए तंत्रिका अंत को एक साथ बांधने के बाद भी पूरी तरह से बचाया नहीं जा सकता है। समग्र बायोमैटेरियल्स और संयुक्त सेलुलर थेरेपी दृष्टिकोण विभिन्न गुणों जैसे बायोडिग्रेडेबिलिटी, बायोकम्पैटिबिलिटी और प्रोसेसेबिलिटी के संदर्भ में सामग्री की कार्यक्षमता और प्रयोज्यता को बढ़ाता है। तदनुसार, इस अध्ययन का उद्देश्य ग्राफीन-आधारित बायोहाइब्रिड हाइड्रोगेल पैटर्निंग की तैयारी और उपयोग को प्रदर्शित करना और तंत्रिका कोशिकाओं में स्टेम कोशिकाओं की विभेदन दक्षता की जांच करना है, जो तंत्रिका पुनर्जनन में एक प्रभावी समाधान हो सकता है।

ग्राफीन विषाक्तता और 2 डी इमेजिंग प्राप्त एमटीटी परिणामों का सांख्यिकीय विश्लेषण सांख्यिकीय विश्लेषण सॉफ्टवेयर में टुकी के परीक्षण के साथ एक-तरफ़ा एनोवा के साथ आयोजित किया गया था, और प्राप्त ?...

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

इस पांडुलिपि में, हम परिधीय ऊतक इंजीनियरिंग में उपयोग के लिए ग्राफीन युक्त बायोहाइब्रिड हाइड्रोगेल बायोइंक की तैयारी का प्रदर्शन करते हैं। इस 3 डी बायोहाइब्रिड सामग्री का उपयोग करके, स्टेम कोशिकाओं के तंत्रिका भेदभाव प्रोटोकॉल का प्रदर्शन किया जाता है। क्लिनिक में समान बायोमैटेरियल्स लाने में यह एक महत्वपूर्ण कदम हो सकता है।

परिधीय न्यूरोइंजीनियरिंग के लिए ग्राफीन-आधारित 3 डी बायोहाइब्रिड हाइड्रोगेल बायोइंक की तैयारी और लक्षण वर्णन

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

स्टेम सेल सिस्टम अपने महत्वपूर्ण घटकों के प्रभाव में है। स्टेम सेल का संरक्षण और भेदभाव उनके माइक्रोएन्वायरमेंट की उपस्थिति के बिना अकल्पनीय है। स्टेम-सेल आला नामक इस माइक्रोएन्वायरमेंट में सेल और मचान शामिल हैं।परिधीय न्यूरोपैथी हो सकती है और कभी-कभी, वे ब्राची प्लेक्सस को चोट, विभिन्न आघात, ट्यूमर, स्वायत्त विसंगतियों, प्रतिरक्षा परिभाषा और चयापचय रोग जैसे हो सकते हैं। स्टेम कोशिकाओं के लिए एक बेहतर और अधिक प्राकृतिक स्थान प्रदान करने के लिए विभिन्न 3 डी संस्कृति विधियों को विकसित किया गया है। स्फेरॉइड गठन और 3 डी बायोप्रिंटिंग 3 डी संस्कृतियों के लिए अपेक्षाकृत नए और आशाजनक तरीके हैं।3 डी बायोप्रिंटिंग का उपयोग न्यूरोइंजीनियरिंग अध्ययनों में भी किया जा सकता है। नतीजतन, इस अध्ययन के भीतर, ग्राफीन-आधारित और एल्गिनेट / जिलेटिन-आधारित बायोइंक विकसित किए गए और उनकी पुनर्योजी विशेषताओं के लिए अध्ययन किया गया। शुरू करने के लिए, डीएमईएम एफ 12 माध्यम में व्हार्टन की जेली मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाओं या डब्ल्यूजेएमएससी को कल्चर करें जिसमें कमरे के तापमान पर बाँझ लैमिनार प्रवाह के तहत 10% भ्रूण बछड़ा सीरम या एफबीएस, 1% पेन / स्ट्रेप और 1% एल-ग्लूटामाइन होता है।जब फ्लास्क में सुसंस्कृत कोशिकाएं 80% कॉन्फ्लुएंट होती हैं, तो माध्यम डालें और कोशिकाओं को पांच मिलीलीटर पीबीएस के साथ धोएं। फिर 0.25% ट्रिप्सिन और 2.21 मिलीमोलर सोडियम ईडीटीए के पांच मिलीलीटर जोड़ें और 37 डिग्री सेल्सियस पर इनक्यूबेट करें। पांच मिनट के बाद, कोशिकाओं में 10% एफबीएस युक्त डीएमईएम एफ 12 माध्यम के 10 मिलीलीटर जोड़ें।कोशिकाओं को निलंबित करें, माध्यम को इकट्ठा करें और इसे सेंट्रीफ्यूज ट्यूब में स्थानांतरित करें। इसके बाद, कोशिकाओं को सेंट्रीफ्यूज करें और 10% एफबीएस युक्त एक ताजा पोषक तत्व माध्यम के साथ कोशिकाओं को एक नए फ्लास्क में फिर से सीड करने से पहले सुपरनैटेंट को छोड़ दें। ग्राफीन के बिना नियंत्रण समूह के बायोइंक को तैयार करने के लिए, 4.5 मिलीग्राम एल्गिनेट और 1.5 मिलीग्राम जिलेटिन का वजन करें और उन्हें सेंट्रीफ्यूज ट्यूब में स्थानांतरित करें।फिर ट्यूब में 10% एफबीएस युक्त डीएमईएम एफ 12 माध्यम के 50 मिलीलीटर जोड़ें। फिर, 4.5 मिलीग्राम एल्गिनेट और 1.5 मिलीग्राम जिलेटिन का वजन करें और उन्हें सेंट्रीफ्यूज ट्यूब में स्थानांतरित करें। फिर ट्यूब में 0.1% ग्राफीन के 50 माइक्रोलीटर जोड़ें और 10% एफबीएस युक्त डीएमईएम एफ 12 माध्यम के साथ मात्रा 50 मिलीलीटर बनाएं।1.5 डिग्री सेल्सियस से नीचे 121 डिग्री सेल्सियस पर आटोक्लेव करने से पहले बायोइंक को पाइपिंग और भंवर द्वारा मिलाएं। 20 मिनट के लिए वायुमंडलीय दबाव। आटोक्लेविंग के बाद, गठित बुलबुले को हटाने के लिए समाधान को सेंट्रीफ्यूज करें और कोशिकाओं के तैयार होने तक बायोइंक को 37 डिग्री सेल्सियस पर रखें।सेल बायोइंक इंटरैक्शन के लिए, बायोइंक समूह बनाएं। ग्रुप वन में बायोप्रिंटिंग के लिए बायोइंक के साथ मुद्रित 3 डी-बी और 3 डी-जी शामिल हैं। समूह दो में 3 डी-बीएस और 3 डी-जीएस बायोइंक शामिल हैं जिन पर बायोप्रिंटिंग के बाद स्फेरॉइड का गठन किया गया था।समूह एक के लिए, कोशिकाओं को 0.5 मिलीलीटर माध्यम में 10 से सातवीं कोशिकाओं तक गिनें। फिर 4.5 मिलीलीटर बायोइंक जोड़ें। मिश्रण को सिरिंज का उपयोग करके बाँझ कैबिनेट में कारतूस में स्थानांतरित करें।बायोप्रिंटर के संबंधित एक्सट्रूडर अनुभाग में कारतूस स्थापित करें। दूसरे समूह के लिए, प्रत्येक बायोइंक समूहों से पांच मिलीलीटर बायोइंक लें और उन्हें इंजेक्टर की मदद से बाँझ कारतूस में स्थानांतरित करें। दो समाक्षीय प्रिंट हेड और वायवीय-संचालित एक्सट्रूज़न तकनीक के साथ बायोप्रिंटर का उपयोग करें।एक्सवाईजेड रिज़ॉल्यूशन प्रति माइक्रो स्टेप 1.25 माइक्रोमीटर, एक्सट्रूज़न चौड़ाई 400 माइक्रोमीटर और एक्सट्रूज़न ऊंचाई 200 माइक्रोमीटर पर सेट करें। 3 डी मॉडल बनाने के लिए 20 बाय 20 बाय 5 मिलीमीटर ग्रिड का उपयोग करें। ओपन सोर्स वेब-आधारित सीएडी प्रोग्राम का उपयोग करके 3 डी मॉडल बनाएं।3 डी बायोप्रिंटिंग प्रक्रिया के लिए, प्रिंटर का औसत दबाव 7.5 पीएसआई पर सेट करें। फिर कारतूस और बिस्तर के तापमान को 37 डिग्री सेल्सियस पर सेट करें और गति 60% तक लिखें लेखन चरण के दौरान सिस्टम को घर की स्थिति में रखें। अक्षों को स्वचालित रूप से रखें और बायोप्रिंटिंग प्रक्रिया शुरू करने से पहले एक्सट्रूडर का चयन करें और सेट करें।मुद्रण के बाद, नमूना निकालें और इसे एक लामिनार प्रवाह कैबिनेट के नीचे रखें। इसके बाद, बायोइंक को 0.1 सामान्य कैल्शियम क्लोराइड समाधान के साथ स्प्रे करें या कमरे के तापमान पर पिपेट के साथ एक मिलीलीटर घोल जोड़ें और 10 से 20 सेकंड तक प्रतीक्षा करें। फिर कैल्शियम और मैग्नीशियम युक्त पीबीएस के साथ मुद्रित पैटर्न को दो बार धोएं।बायोइंक समूह वाले प्रत्येक सेल के शीर्ष पर 10% एफबीएस के साथ डीएमईएम एफ 12 माध्यम के दो मिलीलीटर जोड़ें और प्लेटों को 30 मिनट के लिए 5% कार्बन डाइऑक्साइड के साथ 37 डिग्री सेल्सियस पर इनक्यूबेट करें। इसके बाद, प्रत्येक समूह में छठी कोशिकाओं में एक से 10 से युक्त दो मिलीलीटर निलंबन माध्यम जोड़ें और प्लेटों को इनक्यूबेट करें। 24 घंटों के बाद, नियंत्रण समूह को छोड़कर न्यूरॉन जैसी कोशिकाओं में डब्ल्यूजेएमएससी भेदभाव के लिए उल्टे माइक्रोस्कोप के तहत स्फेरॉइड गठन के लिए बायोइंक के सभी बैचों का निरीक्षण और फोटोग्राफ करें।प्रति अच्छी तरह से दो मिलीलीटर न्यूरोजेनिक भेदभाव माध्यम जोड़ें और हर दो दिनों में ताज़ा करें। तंत्रिका भेदभाव का निरीक्षण करने के लिए सात दिनों तक पालन करें। इसके बाद, टाइमलैप्स इमेजिंग का उपयोग करके, स्टेम कोशिकाओं पर ग्राफीन के प्रभावों की जांच करें और बायोइंक के भीतर सेल इंटरैक्शन की निगरानी करें।सेल प्रसार पर ग्राफीन एकाग्रता का प्रभाव यहां प्रदर्शित किया गया है। नियंत्रण की तुलना में, 0.001% ग्राफीन एकाग्रता के लिए महत्वपूर्ण कमी देखी गई। अन्य समूहों और नियंत्रण के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं थे।सेल ग्राफीन इंटरैक्शन से पता चला कि ग्राफीन को 2 डी सिस्टम में सहन किया गया था और एंडोसाइटोसिस के माध्यम से कोशिकाओं द्वारा लिया गया था। टाइमलैप्स इमेजिंग से पता चला है कि 3 डी ग्राफीन माध्यम में जीवित रहने वाली कोशिकाओं ने इनक्यूबेशन के अंत तक जीएफपी चमक के माध्यम से अपनी जीवन शक्ति बनाए रखी। 3 डी-बी और 3 डी-जी बायोइंक समूहों के एसईएम छवियां और एफआईआईआर विश्लेषण यहां दिखाए गए हैं।बायोइंक सेल इंटरैक्शन को सतह और आंतरिक दोनों पर प्रदर्शित किया गया था। कोशिकाएं रूपात्मक रूप से गोल थीं और सामग्री से जुड़ी हुई थीं। 3 डी न्यूरोनल भेदभाव में, यह माना जाता था कि दोनों समूहों में स्फेरॉइड कोशिकाओं की सीमाएं पारदर्शी और जीवंत थीं, और ग्राफीन समूह में स्फेरॉइड अपेक्षाकृत बड़े थे और सेल के अंदर ग्राफीन को फंसाते थे।2 डी और 3 डी कोशिकाओं का इम्यूनोस्टेनिंग यहां दिखाया गया है। हरे रंग की छवियां न्यूरॉन जैसी संरचनाओं का प्रतिनिधित्व करती हैं। 2 डी सकारात्मक नियंत्रण नमूने ने 3 डी नमूनों की तुलना में कम न्यूरॉन जैसी संरचना मार्कर व्यक्त किए।हमने पाया कि न्यूरॉन जैसी कोशिकाओं में स्टेम कोशिकाओं के भेदभाव के मामले में ग्राफीन-आधारित बायोइंक अधिक सफल थे। हम प्रस्ताव करते हैं कि ग्राफीन-आधारित बायोइंक आगे के अध्ययनों में परिधीय तंत्रिका विकारों के उपचार के लिए उत्कृष्ट उपकरण होंगे। आज, स्टेम सेल सिस्टम प्राकृतिक और सिंथेटिक बायोमैटेरियल्स के साथ ऊतक इंजीनियरिंग द्वारा बनाया जा सकता है कृत्रिम ऊतकों का निर्माण जो जीवित ऊतकों को प्रतिस्थापित कर सकता है जिसका उपयोग इन ऊतकों के पुनर्जनन में किया जा सकता है, क्षति को दूर कर सकता है, और कार्य प्रदान करता है ऊतक इंजीनियरिंग द्वारा प्रदान किया जाता है।

Research

JoVE Journal

Bioengineering

3D Hydrogel Scaffolds for Articular Chondrocyte Culture and Cartilage Generation

जोड़ उपास्थिकोशिका संस्कृति और उपास्थि पीढ़ी के लिए 3 डी हाइड्रोजेल Scaffolds

Human articular cartilage is highly susceptible to damage and has limited self-repair and regeneration potential. Cell-based strategies to engineer ...

Construction of Modular Hydrogel Sheets for Micropatterned Macro-scaled 3D Cellular Architecture

Micropatterned मैक्रो-बढ़ाया 3 डी सेलुलर वास्तुकला के लिए मॉड्यूलर हाइड्रोजेल शीट्स का निर्माण

Hydrogels can be patterned at the micro-scale using microfluidic or micropatterning technologies to provide an in vivo-like three-dimensional (3D) tissue ...

Bioprinting Cellularized Constructs Using a Tissue-specific Hydrogel Bioink

Bioprinting Cellularized एक ऊतक विशेष हाइड्रोजेल Bioink का उपयोग करते हुए निर्माणों

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

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

उपास्थि और त्वचा ऊतक Bioink Precellularization के लिए एक उपंयास निष्क्रिय मिश्रण इकाई तकनीक के उपयोग के अनुरूप का मुद्रण

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

Microhoneycomb Monoliths Prepared by the Unidirectional Freeze-drying of Cellulose Nanofiber Based Sols: Method and Extensions

Microhoneycomb Monoliths एकतरफ़ा फ्रीज-फाइबर Nanofiber आधारित Sols के सुखाने द्वारा तैयार: विधि और एक्सटेंशन

Monolithic honeycomb structures have been attractive to multidisciplinary fields due to their high strength-to-weight ratio. Particularly, microhoneycomb ...

3D Printed Porous Cellulose Nanocomposite Hydrogel Scaffolds

3 डी मुद्रित सरंध्र सेलुलोस नैनोकंपोजिट हाइड्रोजेल पाड़

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

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

3 डी सेल-लादेन अग्नाशय ऊतक निर्माण मुद्रण के लिए अग्नाशय ऊतक-व्युत्पन्न एक्स्ट्रासेलुलर मैट्रिक्स बायोइंक

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

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 ...

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

सजातीय सेल वितरण के लिए त्रि-आयामी बायोप्रिंटिंग में बहुस्तरीय हाइड्रोजेल बायोइंक का उपयोग करना

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

Quantitative Characterization of Bioink Properties for Continuous DLP Printing

Quantitative Characterization of Liquid Photosensitive Bioink Properties for Continuous Digital Light Processing Based Printing

Quantitative Characterization of Liquid Photosensitive Bioink Properties for Continuous Digital Light Processing Based Printing (Video) | JoVE 

निरंतर डिजिटल लाइट प्रोसेसिंग आधारित प्रिंटिंग के लिए तरल फोटोसेंसिटिव बायोइंक गुणों का मात्रात्मक लक्षण वर्णन

Precise printing fabrication of bioinks is a prerequisite for tissue engineering; the Jacobs working curve is the tool to determine the precise printing ...