تم تصميم وتصنيع طابعة حيوية ديكارتية للسماح بترسيب متعدد المواد في أشكال هندسية دقيقة وقابلة للتكرار ، مع السماح أيضا بالتحكم في العوامل البيئية. باستخدام الطابعة الحيوية ثلاثية الأبعاد ، يمكن طباعة التركيبات المعقدة والقابلة للتطبيق وإعادة إنتاجها بسهولة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
جدوى Bioprinted الخلوية التركيبات باستخدام طابعة ثلاثة الديكارتية موزع
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
ركزت هندسة الأنسجة
تركيزها على بناء بدائل للأنسجة غير الوظيفية أو التالفة. أدى استخدام الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد في هندسة الأنسجة إلى إنشاء طرق جديدة لطباعة الخلايا والمصفوفة لتصنيع تركيبات الأنسجة المقلدة الحيوية. تستخدم طريقة تصنيع الأشكال الحرة الصلبة (SFF) التي تم تطويرها للطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد نهجا للتصنيع الإضافي عن طريق ترسيب قطرات من الخلايا والهلاميات المائية بطريقة طبقة تلو الأخرى. يعتمد تصنيع الطباعة الحيوية على الموضع المحدد للمواد البيولوجية في بنى ثلاثية الأبعاد ، ويجب أن تحاكي التركيبات المطبوعة عن كثب التنظيم المعقد للخلايا والمصفوفات خارج الخلية في الأنسجة الأصلية. تسلط هذه الورقة الضوء على استخدام طابعة Palmetto ، وهي طابعة حيوية ديكارتية ، بالإضافة إلى عملية إنتاج تركيبات منظمة مكانيا وقابلة للتطبيق مع السماح في نفس الوقت بالتحكم في العوامل البيئية. تستخدم هذه المنهجية التصميم بمساعدة الكمبيوتر والتصنيع بمساعدة الكمبيوتر لإنتاج هذه الأشكال الهندسية المحددة والمعقدة. أخيرا ، يسمح هذا النهج بالإنتاج القابل للتكرار للتركيبات المصنعة المحسنة بواسطة معلمات الطباعة التي يمكن التحكم فيها.
المقدمة
يستخدم هندسة الأنسجة مبادئ علم الأحياء والهندسة في تطوير بدائل وظيفية للحفاظ على، استعادة أو تعزيز النسيج الأم و. القدرة على توليد بنيات المحاكاة البيولوجية ثلاثية الأبعاد عند الطلب من شأنه أن ييسر التقدم العلمي والتكنولوجي في هندسة الأنسجة وكذلك في أجهزة الاستشعار المعتمدة على الخلايا المخدرات / فحص السمية، والأنسجة أو الورم النماذج، وغيرها. المنظمة ثلاثية الأبعاد للبنيات الأنسجة المهندسة هو عنصر أساسي من أسلوب تلفيق لأنه يجب أن تحاكي بشكل وثيق التفاعل المنظم للغاية من الخلايا والمصفوفة خارج الخلية في الأنسجة الأصلية.
السقالات ثلاثية الأبعاد القابلة للتحلل وا....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. إعداد الجيلاتين تحتوي على الركيزة لBioprinting ثلاثي الأبعاد من الجينات الهلاميات المائية
- إعداد الركيزة الكالسيوم / الجيلاتين وفقا للطريقة الركيزة الكالسيوم / الجيلاتين التي وصفها Pataky وآخرون 11 لتجنب انخفاض الجدوى المرتبطة نسبة عالية. يتم سرد طريقة الركيزة الكالسيوم / الجيلاتين أدناه.
- الجمع بين يذوى كلوريد الكالسيوم (1.5٪ بالوزن)، كلوريد الصوديوم (0.9٪ بالوزن)، والجيلاتين الخنزيري (2٪ بالوزن) في الماء المقطر، ويغلي لمدة 2 دقي....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
وتبين النتائج أن bioprinter قادر على إيداع الهلاميات المائية خلية لادن في المواقع الثلاثة الأبعاد محددة بدقة وباستمرار باستخدام البرمجيات بمساعدة الكمبيوتر. هذه البرمجيات تحدد وضع كل قطرة ومراقبة العديد من المعلمات للاستغناء عن (الشكل 3،4). والتكرار من bioprinter أن تودع بشكل مناسب الحيوية هو أمر أساسي لنجاحها في تطبيقات هندسة الأنسجة.
بقاء الخلية، واحدة من متطلبات تقنية bioprinting ناجحة، تم تحل.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
التركيز الرئيسي لهندسة الأنسجة هو سد الفجوة بين نقص الأعضاء واحتياجات زرع من خلال تطوير بدائل بيولوجية قادرة على استعادة والحفاظ على، أو تحسين functio أنسجة الأم. وقد أدى هذا إلى تلفيق المباشر السقالات مع مجمع، هندسة الخارجية الصحيحة تشريحيا، ومراقبة دقيقة على مدى geometr الداخلية. bioprinting ثلاثي الأبعاد هو المنهجية المستخدمة لتوليد بنيات ثلاثية الأبعاد من مختلف الأحجام والأشكال من نموذج رقمي باستخدام approac طبقة تلو طبقة. تصنيع التركيبات الجزيئية الحيوية ثلاثية الأبعاد يلعب د.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
وأيد هذا العمل من قبل الدعم الحكومي بموجب منحة رقم EPS-0903795 تمنحها المؤسسة الوطنية للعلوم، NIH NIDCR R01-DE019355 (MJY PI)، ومنح 8P20 GM103444 (YM PI).
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| روبوت تحديد المواقع (JR2000 XYZ) | Janome | ||
| موزعات: SDAV Linear Drive SmartDispensers | Fishman Corporation | ||
| مستشعرات الضوء البصرية: | الإزاحة Keyensce | ||
| : OD Mini | SICK | ||
| إعادة تدوير حمام الماء: Polystat | Cole-Parmer | EW-12122-02 | |
| كاميرات USB: Dino-Lite Premier 5MP | AnMo Electrionics / YSC Technologies | AD7013MT | |
| متوافق مع الطابعة برنامج تصميم الكمبيوتر: JR-C Points | Janome | يأتي مع شراء Janome Robot | |
| برنامج رسم التصميم بمساعدة الكمبيوتر: Visual PathBuilder | RatioServ | يمكن تنزيله على: www.ratioserv.com/index.php/downloads | |
| طابعة 3 سم مكعب محاقن: | شركة فيشمان | 122051 | |
| 22 G نصائح موزع | شركة فيشمان | Z520122 | |
| كلوريد الكالسيوم ثنائي هيدرات | سيجما ألدريتش | 10035-04-8 | |
| كلوريد الصوديوم | سيجما ألدريتش | 7647-14-5 | |
| جيلاتين لحم الخنزير | سيجما ألدريتش | 9000-70-8 | |
| ثاني أكسيد التيتانيوم | سيجما ألدريتش | 13462-67-7 | |
| البروتانال LF 20/40 الجينات (ألجينات الصوديوم) | FMC BioPolymer | 9005-38-3 | |
| حمض الهيدروكلوريك | سيجما-ألدريتش | 7647-01-0 | |
| الإيثيلين جلايكول | Mallinckrodt Baker، Inc | 9300-01 | |
| Sodium Periodate | Sigma-Aldrich | 7790-28-5 | |
| hADSC | Lonza | PT-5006 | يحفظ في قوارير في النيتروجين السائل حتى الاستخدام. |
| Gibco Life | من Dulbecco المعدلة من Dulbecco | 11965-092 | دافئة في 37 درجة ؛ C الماء قبل الاستخدام. |
| التربسين / EDTA | Lonza | CC-5012 | دافئ في 37 درجة ؛ C الماء قبل الاستخدام. |
| Calcein AM | Gibco Life Technologies | C3100MP | يخزن في الظلام عند -80 درجة ؛ ج حتى الاستخدام. |
| مجموعة فحص جدوى الثدييات الحية / الميتة | Invitrogen Life Technologies | L-3224 | يخزن في الظلام عند -80 درجة ؛ ج حتى الاستخدام. |
| MES هيدرات | سيجما-ألدريتش | M2933 | |
| N-هيدروكسي سوكسينيميد | سيجما-ألدريتش | 130672 | |
| 1-إيثيل (ثنائي ميثيل أمينوبروبيل) كاربوديميد (EDC) | سيجما ألدريتش | E1769 ؛ | 10 جرام |
| Dulbecco's Dulbecco المحلول الملحي المخزن بالفوسفات ، + الكالسيوم ، + | تقنيات حياة | المغنيسيوم 14040133 | دافئة في 37 درجة ؛ C الماء قبل الاستخدام. |
| Dulbecco المملحية المخزنة بالفوسفات ، والكالسيوم ، والمغنيسيوم 14190144 | دافئة في 37 درجة ؛ C الماء قبل الاستخدام. | ||
| RGD الببتيدات | الدولية الببتيدات Alexa | ||
| Fluor 546 Phalloidin Stain | Invitrogen Life Technologies | A22283 | Store at -20 & deg; C حتى الاستخدام |
| (4 '، 6-Diamidino-2-Phenylindole، Dihydrochloride) (DAPI) Stain | Life Technologies | R37606 | يخزن في -20 درجة ؛ ج حتى الاستخدام |
المراجع
- Langer, R., Vacanti, J. P. Tissue Engineering. Science. 260 (5110), 920-926 (1993).
- Derby, B. Review: Printing and Prototyping of Tissues and Scaffolds. Science. 338 (6109), 921-926 (2012).
- Kachurin, A. M., et al. Direct-Write Construction of Tissue-....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
