بناء وحدات صفائح هيدروجيل لتحجيم الكلي Micropatterned 3D الخلوية العمارة

ملخص

نصف تصنيع صفائح الهيدروجيل الدقيقة باستخدام عملية بسيطة ، والتي يمكن تجميعها ومعالجتها في شكل قائم بذاته. باستخدام صفائح الهيدروجيل المعيارية هذه ، يمكن إنشاء نظام ثقافة خلية ثلاثي الأبعاد بسيط بمقياس كبير باستخدام بيئة مكروية خلوية خاضعة للرقابة.

الملخص

ويمكن نمط الهلاميات المائية على النطاق الصغير باستخدام تقنيات الموائع الدقيقة أو micropatterning إلى توفير في الجسم الحي تشبه الهندسة ثلاثية الأبعاد (3D) الأنسجة. وقد أدخلت الناتجة يبني على أساس هيدروجيل 3D الخلوية كبديل للالتجارب على الحيوانات للدراسات البيولوجية المتقدمة، المقايسات الدوائية والتطبيقات زرع الأعضاء. على الرغم من أن الجزيئات على أساس هيدروجيل والألياف يمكن أن تكون ملفقة بسهولة، فمن الصعب التلاعب بها لإعادة بناء الأنسجة. في هذا الفيديو، ونحن تصف طريقة لتصنيع صفائح الجينات هيدروجيل micropatterned، جنبا إلى جنب مع التجمع لتشكيل خلية نظام الثقافة 3D الماكرو النطاق مع المكروية الخلوية التي تسيطر عليها. باستخدام نموذج ضباب وكيل التبلور الكالسيوم، يتم إنشاء ورقة هيدروجيل رقيقة بسهولة مع سمك في حدود 100-200 ميكرون، ومع micropatterns دقيق. ويمكن بعد ذلك مثقف الخلايا مع التوجيه الهندسي للأوراق هيدروجيل فيشروط قائما بذاته. وعلاوة على ذلك، فإن ورقة هيدروجيل يمكن التلاعب بها بسهولة باستخدام micropipette مع تلميح نهاية المعالم، ويمكن تجميعها في هياكل متعددة الطبقات بتكويمهم باستخدام polydimethylsiloxane نمط (PDMS) الإطار. هذه الأوراق هيدروجيل وحدات، والتي يمكن أن تكون ملفقة باستخدام عملية السطحية، لها تطبيقات محتملة في المختبر فحوصات المخدرات والدراسات البيولوجية، بما في ذلك الدراسات الفنية الدقيقة وmacrostructure وإعادة الإعمار الأنسجة.

المقدمة

الهلاميات المائية بشكل خاص الحيوية واعدة، ويتوقع أن تكون مهمة في البيولوجيا الأساسية، المقايسات الدوائية والطب. وقد اقترح ¹ Biofabrication من بنيات الخلوية القائم على هيدروجيل للحد من استخدام التجارب على ^{الحيوانات،} 2،3 استبدال أنسجة للزرع ^و 4 و تحسين المقايسات خلية القاعدة. ^5،6 التي تحتوي على المياه (الكهرومائية) المواد اللزجة (الهلام) تسمح لعدد كبير من الخلايا لتكون مغلفة وصيانتها في بنية سقالة للسيطرة على المكروية الخلوية 3D. في تركيبة مع توجيه التكنولوجيات ميكروفلويديك أو micropatterning، الهندسة للبنيات هيدروجيل يمكن التحكم بدقة في نطاق الخلوية. حتى الآن، ومجموعة متنوعة من الأشكال....

البروتوكول

1. إعداد Micropatterned قوالب والهلاميات المائية

1. إنتاج المطلوب أنماط الصغيرة الحجم باستخدام SU-8 مقاومة للضوء على سطح رقاقة السيليكون عن طريق معيار من خطوتين تقنية ضوئيه ^15،17 لقوالب الصب PDMS. على سبيل المثال أظهرت يستخدم نمط شبكة تشبه فصيص الكبد (الشكل 1).
2. تزن خارج PDMS وحل كيل علاج مع نسبة 1: 5 (أي 12.5 غرام من PDMS و 2.5 غرام من وكيل علاج).
3. مزج 15 غراما من حل شامل، ديغا فقاعات في فراغ الغرفة، وانتشرت....

النتائج

وصفناها تصنيع والتلاعب قائما بذاته ورقة هيدروجيل الخلوية. كما هو مبين في الشكل 1، ونحن ملفقة PDMS قوالب micropatterned، وكانت محملة هيدروجيل التي تحتوي على الخلايا على سطح ماء من هذه القوالب وعبر المرتبطة باستخدام المرطب لتوليد ضباب على هيئة إيروسولات من التبلور وكيل. بعد إطلاق سراحه من القوالب، وكانت الخلايا المستزرعة في HepG2 قائما بذاته ورقة هيدروجيل مع مختلف أنماط (الشكل 2). وهكذا، قدمت ورقة هي.......

المناقشة

يوفر هذا البروتوكول طريقة بسيطة لافتعال صحائف هيدروجيل وحدات، وتجميع لهم لتشكيل السقالات الخلوية 3D.

لبناء واضحة الهياكل الجينات منقوشة في وقت قصير، يجب أن نحدد عملية عبر ربط التي يمكن أن تخلق هياكل جامدة بما فيه الكفاية للحفاظ على micropatterns معقدة من القالب، وكذلك الحفاظ على سلامة الخلية والتمثيل الغذائي. قمنا بتطوير عملية عبر ربط، بما في ذلك الانتقال سول-جل، للرش كاشف عبر ربط باستخدام المرطب على شكل ضباب. بد.......

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
Sylgard 184 سيليكون المطاط الصناعي كيت	داو كورنينج كوربوريشن	000000000001064291
بلورونيك F-127	سيجما ألدريتش	P2443	مسحوق الفاعل بالسطح غير الأيوني
ملح الصوديوم بحمض الألجنيك ، لزوجة منخفضة	Alfa Aesar	B25266
ثنائي هيدرات كلوريد الكالسيوم	Sigma-Aldrich	C7902
ترطيب بالموجات فوق الصوتية	MediHeim	MH-2800	معدات معدلة ، أقصى معدل للرش: 250 مل / ساعة
مرشح نايلون صافي مائي ، 180 مو ؛ m	EMD Millipore	NY8H04700
قالب			كربونات قالب مخصص لتصنيع نمط إطار PDMS

جهاز البولي