Vi presentiamo un dispositivo microfluidico centricomotore a motore in grado di coltivare sferoidi cellulari. Utilizzando questo dispositivo, sferoidi di tipo cellulare singolo o multiplo potrebbe essere facilmente costati in condizioni di alta gravità.
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Articolo metodologico
Piattaforma lab-on-a-CD per la generazione di spheroid tridimensionali multicellulari
In questo articolo
Sommario
Abstract
Una coltura tridimensionale di cellule sferoidi può ottenere risultati più utili negli esperimenti cellulari perché può simulare meglio i microambienti cellulari del corpo vivente rispetto alla coltura cellulare bidimensionale. In questo studio, abbiamo fabbricato una piattaforma di laboratorio su un CD (disco compatto) azionata a motore elettrico, chiamata sistema di coltura di sferoidi a base microfugale centrifuga , per creare sferoidi cellulari tridimensionali (3D) che implementano una forza centrifuga ad alta dimensione. Questo dispositivo può variare la velocità di rotazione per generare condizioni di gravità da 1 g a 521 x g. Il sistema CMS ha un diametro di 6 cm, ha cento micropozzi di 400 m ed è realizzato stampando con polidimetilsilosa in uno stampo in policarbonato prefatto da una macchina di controllo numerico al computer. Una parete di barriera all'ingresso del canale del sistema CMS utilizza la forza centrifuga per diffondere le cellule in modo uniforme all'interno del chip. Alla fine del canale, c'è una regione di scorrimento che permette alle cellule di entrare nei micropozzi. Come dimostrazione, gli sferoidi sono stati generati dalla monocoltura e dalla cocultura delle cellule staminali derivate dall'adiposità umana e dei fibroblasti polmonari umani in condizioni di alta gravità utilizzando il sistema. Il sistema CMS ha utilizzato un semplice schema operativo per produrre sferoidi cocoltura di varie strutture concentriche, giano e sandwich. Il sistema CMS sarà utile negli studi di biologia cellulare e ingegneria tissutale che richiedono sferoidi e coltura organoide di tipi di cellule singole o multiple.
Introduzione
È più facile simulare microambienti biologici in vivo con colture di cellule sferoidi tridimensionali (3D) che con colture cellulari bidimensionali (2D) (ad esempio, colture convenzionali di parabole di Petri) per produrre sperimentali più fisiologicamente realistici risultati1. I metodi di formazione degli sferoidi attualmente disponibili includono la tecnica di caduta appesa2, latecnica di sovrapposizione dei liquidi3, latecnicadi cellulosa carboxymetil bioreattori6. Anche se ogni metodo ha i suoi benefici, è necessario un u....
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Protocollo
1. Fabbricazione di chip a base mistrali centrifuga (CMS)
- Crea stampi per PC per gli strati superiore e inferiore del chip di coltura CMS mediante lavorazione CNC. Le dimensioni dettagliate del chip sono riportate nella Figura 1.
- Mescolare la base PDMS e l'agente di polimerità PDMS ad un rapporto di 10:1 (w/w) per 5 min e mettere in un desiccatore per 1 h per rimuovere le bolle d'aria.
- Dopo aver versato la miscela PDMS negli stampi del chip di coltura CMS, rimuovere le bolle d'aria per 1 h di più e curare in una camera di calore a 80 gradi centigradi per 2 h.
- Metteteli nel detergente al plasma aspir....
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Risultati
Il chip di coltura CMS di 6 cm di diametro (Figura 2) è stato realizzato con successo seguendo il protocollo di cui sopra. In primo luogo, il chip è stato fatto separatamente da uno strato superiore e uno strato inferiore e poi legato insieme da incollaggio al plasma. Gli sferoidi risultanti possono essere facilmente raccolti staccando il chip. Il canale del chip di coltura CMS comprende una porta di ingresso e regioni centrali, scorrevoli e microwell (Figura 3).......
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Discussione
Il CMS è un sistema chiuso in cui tutte le cellule iniettate entrano nel microwell senza rifiuti, rendendolo più efficiente ed economico rispetto ai metodi convenzionali di generazione di sferoidi a base di microwell. Nel sistema CMS, il supporto viene sostituito ogni 12-24 h attraverso un foro di aspirazione progettato per rimuovere il supporto nel chip (Figura 3A). Durante il processo di aspirazione dei supporti, a malapena qualsiasi supporto fuoriesce dall'interno del microposimo a causa .......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questa ricerca è stata supportata dal Basic Science Research Program (2016R1D1A1B03934418) e dal Bio & Medical Technology Development Program (2018M3A9H1023141) della NRF e finanziata dal governo coreano MSIT.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Stampante 3D | Cubicon | 3DP-210F | |
| Cellule staminali mesenchimali di derivazione adiposa (hASC) | ATCC | PCS-500-011 | |
| Antibiotico-Antimicotico | Gibco | 15240-062 | Contiene l'1% del terreno e del tampone completato |
| CellTracker Verde CMFDA | Thermo Fisher Scientific | C2925 | 10 |
| mM CellTracker Rosso CMTPX | Thermo Fisher Scientific | C34552 | 10 mM |
| Incisore rotativo a controllo numerico computerizzato (CNC) | Roland DGA | EGX-350 | |
| Motore CC | Nurielectricity Inc. | MB-4385E | |
| Dimetilsolfossido (DMSO) | Sigma Aldrich | D2650 | |
| Terreno di eaggle modificato di Dulbecco (DMEM) | ATCC | 30-2002 | |
| Soluzione salina tamponata con fosfato di Dulbecco (D-PBS) | ATCC | 30-2200 | |
| Siero fetale bovino | ATCC | 30-2020 | Conteneva il 10% di |
| fibroblasti polmonari umani medi completati (MRC-5) | ATCC | CCL-171 | |
| Inventor 2019 | Programma di | progettazione assistita da computer 3D | |
| Piastra di Petri Φ 150 mm | JetBiofill | CAD010150 | trattato in superficie |
| Harrick Plasma | PDC-32G | ||
| Pluronic F-127 | Sigma Aldrich | 11/6/9003 | Diluire con soluzione salina tamponata con fosfato al 4% (p/v) |
| Policarbonato (PC) | Acrylmall | AC15PC | 200 x 200 x 15 mm |
| Polidimetilsilossano (PDMS) | Dowcorning | Sylgard 184 | |
| Tripsina | Gibco | 12604021 |
Riferimenti
- Ravi, M., Paramesh, V., Kaviya, S. R., Anuradha, E., Paul Solomon, F. D. 3D cell culture systems: Advantages and applications. Journal of Cellular Physiology. 230 (1), 16-26 (2015).
- Tung, Y. C., et al. High-throughput 3D spheroid culture and drug testing usi....
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Ristampe e permessi
