Method Article

الإجراء لتنمية متعدد عمق التعميم مستعرضة Endothelialized Microchannels على واحد في رقاقة

DOI:

10.3791/50771

⸱

October 21st, 2013

 ,  ,  , 
1Lane Department of Computer Science and Electrical Engineering, West Virginia University, 2Department of Cell Biology and Neuroscience, University of California at Riverside

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد تم تطوير منصة microchannels على واحد في رقاقة من قبل مجموعة من الفوتوليتوغرافية تقنية reflowable مقاومة للضوء، والطباعة الحجرية الناعمة، وعلى microfluidics. منصة microchannels endothelialized يحاكي ثلاثية الأبعاد (3D) هندسة في الجسم الحي microvessels، يعمل تحت رقابة تدفق نضح المستمر، ويسمح للتصوير عالية الجودة في الوقت الحقيقي، ويمكن تطبيقها للبحوث الاوعية الدموية الدقيقة.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد تركزت الجهود على تطوير في فحوصات المختبر لدراسة microvessels لأن الدراسات على الحيوانات في الجسم الحي تستغرق وقتا طويلا أكثر، ومكلفة، والمراقبة والقياس الكمي هي صعبة للغاية. ومع ذلك، التقليدية في المختبر فحوصات microvessel لها حدود عندما تمثل في الجسم الحي microvessels فيما يتعلق ثلاثي الأبعاد (3D) الهندسة، وتوفير تدفق السوائل المستمر. باستخدام مزيج من الفوتوليتوغرافية تقنية reflowable مقاومة للضوء، والطباعة الحجرية الناعمة، وعلى microfluidics، قمنا بتطوير متعدد عمق دائرية endothelialized مستعرضة microchannels على واحد في رقاقة، الذي يحاكي الهندسة 3D من microvessels في الجسم الحي ويعمل تحت نضح المستمر للرقابة التدفق. تم استخدام مقاومة للضوء reflowable إيجابية لافتعال القالب الرئيسي مع شبكة متناهية مستعرضة نصف دائري. من المواءمة والربط بين الاثنين polydimethylsiloxane (PDMS) microchannels REPLicated من القالب الرئيسي، تم إنشاء شبكة متناهية أسطواني. يمكن للأقطار و microchannels يكون تسيطر عليها بشكل جيد. وبالإضافة إلى ذلك، أظهرت السري الوريد الخلايا الأولية البطانية الإنسان (HUVECs) المصنفة داخل الرقاقة أن الخلايا تصطف على السطح الداخلي للو microchannels تحت نضح رقابة دائمة لفترة زمنية ما بين 4 أيام إلى 2 أسابيع.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Microvessels، كجزء من نظام الدورة الدموية، وتوسط التفاعلات بين الدم والأنسجة، ودعم الأنشطة الأيضية، وتحديد المكروية الأنسجة، وتلعب دورا حاسما في العديد من الظروف الصحية والمرضية. خلاصة من microvessels وظيفية في المختبر يمكن أن توفر منبرا لدراسة الظواهر الأوعية الدموية المعقدة. ومع ذلك، التقليدية في المختبر microvessel المقايسات، مثل البطانية المقايسات خلية الهجرة، البطانية المقايسات تشكيل أنبوب، والجرذان والفئران الأبهر المقايسات حلقة، غير قادر على إعادة إنشاء في الجسم الحي microvessels فيما يتعلق ثلاثي الأبعاد (3D) الهندسة والتحكم في التدفق المستمر 1-8. دراسات من microvessels باستخدام نماذ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. تلفيق ضوئيه من مقلب ماستر الواقي الضوئي

ويبين البروتوكول التالية العملية الى افتعال و microchannels مع أقطار بين 30-60 ميكرومتر. للحصول على متناهية التي يبلغ قطرها أصغر (أقل من 30 ميكرون)، واحدة تدور طلاء مقاوم الضوء هو مطلوب.

  1. نقل مقاومة للضوء إنحسر من الثلاجة عند 4 درجة مئوية لغرف الأبحاث 24 ساعة قبل استخدامها والسماح لها لتسخين إلى درجة حرارة الغرفة.
  2. تنظيف رقاقة السيليكون و خبز للموارد البشرية واحدة على 150 درجة مئوي....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نهجنا لافتعال شبكة متناهية متعدد عمق يحاكي هندستها 3D المعقدة في الجسم الحي microvessels، التي اعتقلت و microchannels المقاطع العرضية 15. بالإضافة إلى ذلك، بأقطار من القنوات المتفرعة الأم والقنوات ابنة طاعة حوالي القانون موراي للحفاظ على تدفق السوائل في المستوى المطلوب بحيث مقاومة القناة العامة منخفضة وسرعات تدفق أكثر موحدة في جميع أنحاء الشبكة 16-18. وقد أثبتت العمليات والنتائج لاختلاق نصف دائري مقاوم الضوء القالب الرئيسي ومستعرضة PDMS شبكة متناهية .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. القالب الرئيسي تلفيق

واحدة من المبادئ التوجيهية لتصميم وقياس الأشكال الأوعية الدموية يعرف باسم قانون موراي 16، التي تنص على أن توزيع بأقطار السفينة في جميع أنحاء الشبكة تحكمه النظر الطاقة الحد الأدنى. كما تنص الاتفاقية على أن المكعب من أقطار سفينة الأم في التشعب يساوي مجموع مكعبات من أقطار الأوعية ابنة (

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وأيد هذا البحث جزئيا من قبل مؤسسة العلوم الوطنية (NSF 1227359)، وفو برنامج EPSCoR بتمويل من مؤسسة العلوم الوطنية (EPS-1003907)، مكتب ADVANCE وفو برعاية مؤسسة العلوم الوطنية (1007978)، ووفو PSCoR، على التوالي. تم إنجاز العمل في التصنيع الدقيق وفو مرافق البحوث المشتركة (مرافق غرف الأبحاث) وميكروفلويديك البحوث الخلوية تكاملية على مختبر رقاقة (رقاقة مختبر) في جامعة وست فرجينيا. وقد تم التصوير متحد البؤر في وفو مرفق التصوير المجهر.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
<قوي > كاشف / مادة < / قوي >
إعادة التدفق مقاوم للضوءAZ مواد إلكترونيةمطور AZP4620
AZ Electronic MaterialsAZ 400K
PDMSDow Corning CorporationSylgard 184
MCDB 131 Culture MediumInvitrogen10372-019
NacBlue Nuclei StainingInvitrogenH1399
PKH Red StainSigmaMINI26 و PKH26GL
FibronectinGibcoPHE0023
L-GlutamineSigmaG7513
Phosphate Buffered SalineInvitrogen14040-133
HEPES محلول ملحي مخزنLonzaCC-5024
محلول تحييد التربسين / EDTAInvitrogen25300-062
تحييد التربسينLonzaCC-5002
عامل معالجة PDMSشركة داو كورنينجسيلجارد 184
الخلايا البطانية للوريدالأولي LonzaCC-2517
مصل الأبقار الجنينيLonza14-501F
المخفف CSigmaCGLDIL
Hoechst33342Invitrogen ، المجسات الجزيئيةR37605
DexterSigma95771
المجهر الإلكترونيParaformaldehyde15710-S
Equipment< / strong>
SpinnerLaurell Technologies CorporationWS-400BZ-6NPP / LITE
DesiccatorBelArt Products999320237
المجهر المقلوبنيكونEclipse Ti
نظام مضخة الحقنةهارفارد جهاز هارفاردPHD Ultra
Laminar BioSafetyHood Thermo Scientific1300 Series A2
خلاط الطرد المركزي الكوكبيThinkyARE-310
فرن Isotempفيشر Scientific13-246-516GAQ
مجهر بصريZeissInvertoskop 40C
منظف البلازماHarrick PlasmaPDC-32G
HotplateBarnstead / Thermolyne CimarecSP131635
مجهر متحد البؤر للمسح الضوئي بالليزرZeissLSM 510
محلول السري البشري 3.5٪ علم

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Adair, T. H. Angiogenesis: Integrated systems physiology: from molecule to function to disease. , 1st edition, Biota Publishing. (2011).
  2. Goodwin, A. M. In vitro assays of angiogenesis for assessment of angiogenic and anti-angiogenic agents. Microvasc. Res.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Microchannel FabricationPhotolithographic ReflowPDMS MoldingEndothelial Cell SeedingContinuous Perfusion FlowCircular Cross sectionMicrovascular Biomimetic SystemsHUVEC Cell CultureConfocal ImagingSyringe Pump Perfusion

Related Articles