مقالة منهجية

رقاقة سلالة التدرج لتحفيز السلوكيات الخلوي في الخلية لادن المائية

DOI:

10.3791/53715

⸱

أغسطس 8, 2017

 ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of NanoEngineering and MicroSystems, National Tsing Hua University, 2Department of Engineering and System, National Tsing Hua University

في هذه المقالة

ملخص

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

يقدم هذا المقال مقاربة بسيطة لتوفير سلالات ثابتة التدرج غير مستمرة على المائية خلية لادن متحدة مركز لتنظيم المحاذاة لخلية لهندسة الأنسجة.

الملخص

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

لمحاذاة الخلوية التوجيه الاصطناعية موضوع ساخن في مجال هندسة الأنسجة. وحقق معظم البحوث السابقة واحد محاذاة الخلوية المستحثة بالضغط على المائية المحملة بالخلية باستخدام العمليات التجريبية المعقدة والتحكم في النظم الجماعية، التي ترتبط عادة بقضايا التلوث. وهكذا، في هذه المقالة، نقترح اتباع نهج بسيط لبناء سلالة ثابتة متدرجة باستخدام رقاقة فلويديك مع غطاء PDMS بلاستيك وركيزة زجاج شفاف الأشعة فوق البنفسجية لتحفيز السلوك الخلوية في هيدروجيل 3D. يمكن أن تولد prepolymer خلية صور باتيرنابل الزائد في قاعة فلويديك غشاء PDMS منحنى محدب على الغلاف. بعد كروسلينكينج الأشعة فوق البنفسجية، من خلال ميكروباتيرن دائرية متحدة مركز تحت المنحنى PDMS الغشاء، والغسيل والمخزن المؤقت المكروية خلية التحقيق السلوكيات تحت مجموعة متنوعة من السلالات التدرج الذاتية الراسخة في رقاقة فلويديك واحد، دون أدوات خارجية. وقد عرضت الخلايا NIH3T3 بعد مراقبة التغيير في اتجاه محاذاة الخلوية تحت إشراف الهندسة، بالتعاون مع سلالة التحفيز، والذي يتراوح بين 15-65% في الهلاميات المائية. بعد حضانة 3 أيام، سيطر الهندسة المائية محاذاة الخلية تحت ضغط الضغط المنخفض، حيث محاذاة الخلايا على طول اتجاه استطالة المائية تحت ضغط ارتفاع الضغط. بين هذه الخلايا أظهرت المحاذاة عشوائية بسبب تبديد توجيه جذرية استطالة المائية وتوجيهات الهندسة المائية منقوشة.

المقدمة

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

بوصفه مادة كتلة أن يقلد المكروية أصلي، يمكن إعادة بناء المائية التي تتضمن المصفوفة خارج الخلية (ECM) المحاكاة البيولوجية الأنسجة السقالات لدعم نمو الخلايا. تمتلك وظائف الأنسجة، محاذاة الخلية المنظمة شرط أساسي. مختلف 2D (أي الخلايا المزروعة على سطح) و 3D (أي الخلايا مغلفة في hydrogel) قد تحققت بمحاذاة الخلية باستزراع أو تغليف الخلايا أو على ركائز مرنة مع الصغرى-أو أنماط نانو1. المحاذاة لخلية ثلاثية الأبعاد في المصغرة أكثر جاذبية، كما المكروية أقرب إلى الأنسجة الأصلية بناء2،،من34. يتمثل أحد النهج المشترك لمحاذاة الخلية 3D جديلة الهندسية المائية الشكل2،3. بسبب المساحة المقيدة لتكاثر الخلايا في اتجاه المحور قصيرة، والخلايا تهدف إلى محاذاة على طول اتجاه المحور الطويل في المائية الصغيرة المنقوشة. وثمة نهج آخر تطبيق تمتد الشد على الهلاميات المائية لتحقيق المحاذاة لخلية موازية ل اتجاه تمتد4،5.

التحفيز الفيزيائية في الهلاميات المائية إدارة المحتوى في المؤسسة، مثل سلالة ضاغطة أو حقل كهربائي، يمكن تنظيم الوظائف الخلية للتكامل الأنسجة السليمة، والانتشار، والتمايز1،،من23. وقد أجريت أبحاث كثيرة للتحقيق في سلوك الخلوية بتطبيق شرط سلالة واحد في وقت باستخدام عدة التحكم الميكانيكية وحدات4،6،7،،من89. على سبيل المثال، استخدام المحركات الميكانيكية خطوة تقلص أو قد امتدت على هيدروجيل 3D الكولاجين مغلفة الخلية نهج مشترك7،10. بيد أن هذه المعدات التحكم يتطلب مساحة إضافية وتواجه مسألة التلوث في حاضنة7،9،،من1112. وبالإضافة إلى ذلك، لا يمكن إعطاء الصك كبيرة في بيئة مراقبة دقيقة لتوفير إمكانية تكرار نتائج عالية13.

وبالنظر إلى أن الخلية لادن الهلاميات المائية يعملون عادة في الصغر للتطبيقات الطبية الحيوية، أنها مفيدة للجمع بين تقنيات ممس لتوليد مجموعة من التحفيز سلالة/تمتد التحقيق في نفس الوقت سلوك الخلية في 3D المحاكاة البيولوجية بنيات في المختبر2،14،15،16،،من1718. على سبيل المثال، باستخدام ضغط الغاز لتشوه الغشاء PDMS في رقائق موائع جزيئية يمكن أن يؤدي إلى سلالات مختلفة، يقود تمايز خلية مختلفة الأنساب9،16. ومع ذلك، هناك العديد من التحديات التقنية، مثل عمليات تصنيع الرقائق معقدة في غرفة نظيفة وإدماج برامج التحكم للمحركات والمضخات والصمامات والغازات المضغوطة.

في هذا العمل، ونظهر نهج بسيط للحصول على رقاقة موائع جزيئية ثابتة-سلالة تدرج مكتفية ذاتيا باستخدام نمط المائية دائرية متحدة مركز وغشاء PDMS مرنة. خلافا لمعظم النهج القائمة، منصة لدينا جهاز مصغرة محمولة ويمكن التخلص منها التي يمكن أن تكون ملفقة خارج غرفة صفراء والتي تمتلك ذاتيا توليد سلالات التدرج في متحدة المركز مغلفة الخلية الهلاميات المائية، دون المعدات الميكانيكية الخارجية أثناء الاحتضان. 3T3 تنتجها الخلايا الليفية خلية السلوكيات تتأثر بمزيج من الشكل المائية وأظهرت العديد من الإشارات التوجيه تمتد الشد أثناء مراقبة محاذاة الخلية داخل بيئات ECM mimetic ثلاثي الأبعاد في رقاقة سلالة التدرج لمدة 3 أيام.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
< p class = "jove_title" >1. GelMA التوليف

  1. قم بوزن 10 جم من مسحوق الجيلاتين وأضفه إلى قارورة زجاجية تحتوي على 100 مل من محلول ملحي مخزن بالفوسفات (DPBS) من Dulbecco. ضع قضيب تقليب مغناطيسي في القارورة وضع القارورة على طبق ساخن مع التحليق.
  2. قم بتغطية القارورة بورق الألمنيوم لتجنب تبخر الماء. اضبط درجة حرارة اللوح الساخن على 50-60 درجة مئوية والنمام على 100 دورة في الدقيقة لمدة 1 ساعة لإذابة مسحوق الجيلاتين جيدا.
  3. بعد ذوبان الجيلاتين ، أضف 8 مل من أنهيدريد الميثاكريليك ببطء شديد (قطرة واحدة في الثانية) باستخدام ماصة. دعها تتفاعل عند 60 درجة مئوية لمدة 3 ساعات.
  4. أضف DPBS الدافئ مسبقا (40 درجة مئوية) إلى القارورة إلى الحجم النهائي البالغ 500 مل واترك هذا المزيج جيدا لمدة 15 دقيقة لإيقاف التفاعل.
  5. في هذه الأثناء ، قم بقطع غشاء غسيل الكلى (الوزن الجزيئي المقطوع 14 كيلو دالتون) إلى عدة أنابيب بطول 25 سم. اغمرهم في ماء منزوع الأيونات (DI) لمدة 15 دقيقة وقم بعمل عقدة لإغلاق أحد طرفي أنابيب غسيل الكلى.
  6. قم بتحميل الكمية المناسبة (30-60 مل) من محلول البوليمر في أنابيب غسيل الكلى وأغلق الطرف الآخر. ضعها في دورق بلاستيكي سعة 5 لتر مع ماء DI لمدة أسبوع. جدد ماء DI مرتين يوميا وحافظ على المحلول عند 40-50 درجة مئوية أثناء عملية غسيل الكلى.
  7. اجمع المحلول من الأنبوب في زجاجة زجاجية سعة 500 مل. صب ~ 450 - 500 مل من المحلول في كوب مرشح سعة 500 مل (حجم المسام 0.22 ميكرومتر) وقم بتطبيق فراغ على كوب المرشح لإجبار المحلول على المرور عبر غشاء المرشح للتعقيم.
  8. انقل البوليمر المعقم إلى عدة أنابيب معقمة سعة 50 مل وقم بتخزينها في فريزر -80 درجة مئوية لمدة 3-5 أيام.
  9. جفف البوليمر -80 درجة مئوية بالتجميد لمدة أسبوع واحد باستخدام مجفف التجميد لتشكيل GelMA. قم بتخزين GelMA في فريزر -80 درجة مئوية.
فئة < ص = "jove_title" >2. 3- (تريميثوكسي سيليل) بروبيل ميثاكريلات (TMSPMA)

تعديل
  1. قم بتقطيع الشرائح الزجاجية التجارية إلى قطعتين صغيرتين (25 مم × 37.5 مم) واغمرها في محلول هيدروكسيد الصوديوم 0.5 متر لمدة 4 ساعات. اغسل الشرائح بكمية كبيرة من ماء DI.
  2. ضع الشريحة على رف داخل وعاء زجاجي يحتوي على 95٪ من الإيثانول ونظفها باستخدام جهاز الموجات فوق الصوتية عند 43 كيلو هرتز لمدة 15 دقيقة.
  3. اغمر الشرائح الزجاجية في 5٪ TMSPMA في 99.5٪ إيثانول لمدة 1 ساعة.
  4. اغسل الشرائح بنسبة 95٪ من الإيثانول ، وجفف الشرائح في الهواء ، وقم بتلدين طلاء TMSPMA في فرن على حرارة 80 درجة مئوية لمدة ساعتين.
فئة

3. تصنيع الرقائق

  1. خذ صفيحة بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) بسمك 2 مم و0.3 مم ، وقم بتطبيق شريط على الوجهين على جانب واحد من سطح PMMA ، وحرر البطانة على جانب واحد. اترك لوحين PMMA بسمك 2 مم ولوحة واحدة بسمك 1 مم بدون شريط على الوجهين.
  2. قم بقص لوحة PMMA بسمك 2 مم بدون شريط على الوجهين إلى 42 مم × 30 مم لعمل اللوحة السفلية. قم بقص لوحة PMMA بسمك 2 مم بشريط على الوجهين لعمل الإطار الحدودي ، بأبعاد خارجية 42 مم × 30 مم وأبعاد داخلية 37.5 مم × 25 مم.
  3. قم بقص لوحة PMMA بسمك 0.3 مم بشريط على الوجهين بالليزر إلى دائرة مركزية مقاس 12 مم مع قناتين للتدفق بعرض 2 مم وطول 8 مم على جانبي الدائرة (<فئة قوية = "xfig" >الشكل 1 أ).
  4. لتحضير قالب PMMA لصب غطاء PDMS ، قم بتجميع القطع الثلاث من مكونات PMMA من الخطوات 3.2-3.3 (<فئة قوية = "xfig" >الشكل 1 ب) باستخدام شريط على الوجهين.
  5. قم بقص لوحة PMMA بسمك 2 مم بشريط على الوجهين إلى قطعة مقاس 5 سم × 5 سم مع مجموعة 3 × 3 من مستطيلات مجوفة 8.5 مم × 8.5 مم. قم بقص قطعة أخرى مقاس 5 سم × 5 سم بمجموعة 3 × 3 من الدوائر المجوفة مقاس 4 مم. قم بقص صفيحة PMMA بسمك 1 مم بدون شريط على الوجهين بالليزر إلى صفيحة سفلية PMMA مقاس 5 سم × 5 سم.
  6. قم بإعداد قالب PMMA لصب قابس PDMS عن طريق تجميع القطع الثلاث من مكونات PMMA من الخطوة 3.5 (<فئة قوية = "xfig" >الشكل 1 ج) باستخدام شريط على الوجهين.
  7. قم بإعداد غطاء PDMS وقابس PDMS عن طريق خلط 30 جم من المطاط الصناعي PDMS و 3 جم من عامل معالجة PDMS بشكل صحيح ؛ قم بإزالة الخليط تحت غرفة مفرغة لمدة 1 ساعة.
  8. صب 1.8-2.0 جم من الخليط في قالب PMMA لغطاء PDMS واستخدم الكمية المناسبة لملء كل تجويف من قالب PMMA لقابس PDMS. صب 10 جم من خليط PDMS غير المعالج في طبق بلاستيكي فارغ مقاس 10 سم. ضع هذه القوالب في غرفة مفرغة للتخلص من الغازات لمدة 30 دقيقة.
  9. عالج PDMS لمدة 2 ساعة عند 80 درجة مئوية. بعد تبريد PDMS المعالج على القالب ، افصل أغطية PDMS ومقابس PDMS عن قوالب PMMA.
  10. قم بعمل فتحتين بأقطار حوالي 3 مم في نهايات قنوات التدفق لأغطية PDMS.
  11. قم بقص لوح PDMS المصبوب من الصفيحة البلاستيكية مقاس 10 سم إلى العديد من المكعبات مقاس 1 سم × 1 سم وقم بعمل ثقب 3 مم في كل مكعب PDMS. قم بلصق مكعبين من PDMS غير معالجين مقاس 1 سم × 1 سم على فتحات غطاء PDMS (لتكون بمثابة خزانات متوسطة وللمساعدة في عملية معالجة أنماط الهيدروجيل الدائرية المتدرجة) ومعالجتها لمدة 1 ساعة عند 80 درجة مئوية.
  12. قم بربط أغطية PDMS بخزاني PDMS على شريحة مطلية ب TMSPMA عن طريق المعالجة المسبقة لجانب الترابط لغطاء PDMS والشريحة المطلية ب TMSPMA تحت آلة بلازما الأكسجين (طاقة 30 واط RF (الوضع العالي) و 600 mTorr الهواء المضغوط) أو مولد الهالة الإلكتروني عالي التردد (115 فولت ، 50/60 هرتز ، 0.35 أمبير) لمدة 90 ثانية من معالجة البلازما O2.
  13. اتصل بالسطح المعالج بالبلازما لأغطية PDMS وشريحة TMSPMA واضغط عليها عن كثب للترابط الدائم من خلال تكوين رابطة Si-O-Si.
    ملاحظة: يمكن أن يؤدي وضع الشريحة في فرن على حرارة 80 درجة مئوية لمدة ساعة إلى تعزيز قوة الترابط.
  14. بعد التبريد ، اغمر الرقائق في 95٪ من الإيثانول لمدة 15 دقيقة وجففها في الهواء. بعد ذلك ، قم بتعقيم الرقائق تحت الأشعة فوق البنفسجية لمدة 1 ساعة وقم بتخزينها في صندوق ملفوف بورق الألمنيوم في غطاء المحرك الرقائقي.

4. إجهاد التدرج الثابت على الهيدروجيل المحمل بالخلايا

  1. اطبع وقص قطعة من قناع الصورة ، بحجم 25 مم × 37.5 مم ، عن طريق طباعة التخطيط في <فئة قوية = "xfig" > الشكل 2 ب على فيلم شفاف. اضبط الحجم المطبوع ل <فئة قوية = "xfig" > الشكل 2 ب لمطابقة البعد في <فئة قوية = "xfig" > الشكل 2 أ.
  2. قم بإعداد 100 مل من وسط DMEM مع 10٪ FBS و 1٪ Pen-Strep و 250 مل من DPBS في حمام مائي 37 درجة مئوية لاستخدامه كوسيط لزراعة الخلايا.
  3. تزن 25 مجم من GelMA المجفف بالتجميد في 0.3 مل من وسط زراعة الخلايا الدافئ مسبقا (37 درجة مئوية) في أنبوب طرد مركزي أسود سعة 1.5 مل. ضع أنبوب الطرد المركزي الدقيق على محرك مختبر / لوح ساخن حتى يذوب GelMA في الوسط.
  4. قم بوزن 50 مجم من البادئ الضوئي في 1 مل من DPBS في أنبوب طرد مركزي دقيق وضعه في فرن 80 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة أو حتى يذوب المبدئ الضوئي.
  5. خذ 25 ميكرولتر من البادئ الضوئي بنسبة 10٪ من الخطوة 4.4 وأضفه إلى أنبوب الطرد المركزي الدقيق من الخطوة 4.3. الماصة عدة مرات لخلط جيدا.
  6. عد 3 × 106 خلايا NIH 3T3 باستخدام عداد خلوي آلي. قم بالطرد المركزي للتعليق عند 200 × جم لمدة 5 دقائق ، وتخلص من المادة الطافية ، وأعد تعليق الخلايا في 175 ميكرولتر من وسط زراعة الخلايا.
  7. أضف محلول الخلية من الخطوة 4.6 إلى أنبوب الطرد المركزي الدقيق من الخطوة 4.5 للحصول على محلول خلية ما قبل البوليمر بنسبة 5٪ GelMA ، و 0.5٪ بادئ ضوئي ، و ~ 6 × 106 خلايا 3T3 / مل. بعد الخلط ، قم بتحميل 100 ميكرولتر من البوليمر المسبق للخلية في حقنة صغيرة سعة 100 ميكرولتر.
  8. قم بمحاذاة قطعة من القناع الضوئي يدويا (انظر <الفئة القوية = "xfig">الشكل 3 أ) على الشريحة السفلية لشريحة إجهاد التدرج المعقمة وقم ببساطة بإصلاح الموضع باستخدام قطرة صغيرة من ماء DI بينهما. قم بتوصيل المحقنة الدقيقة سعة 100 ميكرولتر المحملة بمحلول خلية ما قبل البوليمر بمدخل الشريحة.
  9. ضع (انظر <الفئة القوية = "xfig">الشكل 3 ب) 50 ميكرولتر من محلول خلية البوليمر المسبق في قناة التدفق باستخدام المحقنة الدقيقة ثم قم بتوصيل المخرج باستخدام قابس PDMS. قم بحقن 40 ميكرولتر إضافي من المحلول لإنشاء انتفاخ محدب في غشاء PDMS الدائري.
  10. حرك الشريحة باستخدام قناع الضوء (أسفل) ، والحقنة الدقيقة (المدخل) ، وقابس PDMS (المخرج) من الخطوة 4.9 أسفل مصباح الأشعة فوق البنفسجية (365 نانومتر ، 9 ميجاوات / سم2) وقم بتعريضها لمدة 30 - 45 ثانية لربط الهيدروجيل الدائري متحد المركز في غرفة السوائل.
  11. قم بإزالة قابس PDMS والحقنة الدقيقة لتحرير ضغط السائل (انظر <الفئة القوية = "xfig">الشكل 3 ج). استخدم حقنة سعة 1 مل محملة ب DPBS مسخن مسبقا لغسل الراتنجات غير المتشابكة 3 مرات عن طريق التنظيف من المدخل إلى المخرج.
  12. املأ قناة التدفق بحوالي 100 ميكرولتر من وسط زراعة الخلايا.
  13. ضع الشريحة في طبق استزراع معقم وثقافتها في جو 5٪ ثاني أكسيد الكربون2 عند 37 درجة مئوية لمدة أسبوع. قم بتحديث الوسيط كل يوم.
  14. التقط صورا لثلاث رقائق في اليوم 0 بعد 4 ساعات من الحضانة ، كمجموعة تحكم ، وثلاث رقائق في اليوم 3 ، كمجموعة تجريبية ، باستخدام مجهر بهدف 20X. قم بقياس عرض الخط لكل هيدروجيل من السطر 1 إلى السطر 12 باستخدام برنامج (على سبيل المثال ، ImageJ) لحساب سلالات الضغط (<فئة قوية = "xfig" >الشكل 4).
    ملاحظة: يتم حساب النسبة المئوية للاستطالة بقسمة قيمة فرق عرض الخط بين 40 ميكرولتر و 0 ميكرولتر على عرض الخط عند 40 ميكرولتر.
< p class = "jove_title" >5. تلطيخ الخلية لتحليل المحاذاة

  1. استخدم حقنة لحقن 4٪ بارافورمالدهيد (PFA) في DPBS عند RT في شريحة التدفق لمدة 15 دقيقة لتثبيت الهيدروجيل المحمل بالخلايا.
    ملاحظة: الحذر. PFA سام ويجب التعامل معه بحذر.
  2. استبدل المحلول بمحلول يتخلل غشاء الخلية بنسبة 0.5٪ في DPBS لمدة 10 دقائق لاختراق غشاء الخلية في RT.
  3. يغسل PBS العينات 3 مرات بفاصل زمني من 5 إلى 10 دقائق بين عمليات الغسيل (باستخدام حقنة محملة ، كما في الخطوة 5.1).
  4. قم بتحميل محلول BSA بنسبة 1٪ في القناة السائلة لمدة 45-60 دقيقة عند RT (باستخدام حقنة محملة عبر منفذ المدخل).
  5. أضف 1.5 مل من الميثانول إلى القارورة مع Alexa Fluor 488 phalloidin للحصول على تركيز نهائي يبلغ 6.6 ميكرومتر من محلول المخزون.
  6. خذ 5 ميكرولتر من Alexa Fluor 488 phalloidin من الخطوة 5.5 وقم بتخفيفه في 200 ميكرولتر من DPBS مع 0.1٪ BSA لتشكيل تركيز نهائي يبلغ 0.165 ميكرومتر Alexa Fluor 488 phalloidin.
  7. أضف 200 ميكرولتر من محلول الخليط إلى القناة السائلة باستخدام ماصة دقيقة واحتضان الرقاقة عند 37 درجة مئوية لمدة 45 - 60 دقيقة لتلوين الأكتين. PBS يغسل (على النحو الوارد أعلاه) العينات 3 مرات.
  8. قم بإعداد 1 ميكروغرام / مل DAPI في PBS ، وقم بتدفقه عبر الرقاقة ، وصمة عار نوى الخلايا عند 37 درجة مئوية لمدة 5 دقائق.
  9. ماصة DPBS في القناة السائلة لغسل محلول التلوين وإعادة ملء الغرفة السائلة بمحلول PBS لالتقاط الصور باستخدام المجهر الفلوري.
  10. التقط الصور الفلورية لخلايا 3T3 في الهلاميات المائية باستخدام مجهر مضان مقلوب تحت تكبير 40X مع كاشف CCD ومجموعات مرشح ex / em عند 488/520 نانومتر و 358/461 نانومتر ل Alexa Fluor 488 phalloidin (actin) و DAPI (النواة) ، على التوالي.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

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

لمقارنة الاختلافات الميكانيكية بين كل المائية الدائرية في رقاقة التحفيز سلالة التدرج المكتملة، قمنا بقياس عرض خط كل المائية الدائرية في اثنين من رقائق نفسه، مع حقن كميات من 0 ميليلتر (الشكل 4 أ) و 40 ميكروليتر (الشكل 4)، على التوالي. وحسبت الونجاتيونس النسبة المئوية في كل دائرة بقسمة الونجاتيونس في رقاقة ميليلتر حقن 40 عرض خط الهلاميات المائية المقابلة في رقاقة 0 حقن ميليلتر (الشكل 4 ج). المائية مادة...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

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

في هذه الورقة، ونحن تقريرا عن نهج بسيط لمقارنة السلوك محاذاة الخلية بعد التوجيه الشكل المائية وتمتد الشد. غشاء مرن PDMS يخلق انحناء على شكل قبة لتوليد مستويات مختلفة من الهلاميات المائية دائرية متحدة المركز. وبعد الإفراج عن الضغط، الغشاء PDMS يطبق تلقائياً قوة الهلاميات المائية الصغيرة المنقوشة لتشكيل سلالة/استطالة التدرج، مع حد أقصى في المركز والحد أدنى على الحدود الخارجية. كما تم تصميم تكوين سلالة التدرج بغشاء مرن PDMS والتعامل مع رقاقة فلويديك، هناك العديد من المعلمات الهامة التي ينبغي أن يحضر إلى: غشاء (ط) مراقبة دقي...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

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

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

شكر وتقدير

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

بتأييد هذا المشروع قبل الخريجين الطالب دراسة الخارج البرنامج (NSC-101-2917-I-007-010)؛ برنامج الهندسة الطبية الحيوية (NSC-101-2221-E-007-032-MY3)؛ والبرنامج الوطني تقنية النانو (NSC-101-2120-M-007-001-)، المجلس الوطني للعلوم في R.O.C.، تايوان. الكتاب يود أن يشكر الأستاذ على خاديمهوسيني، كامسي [غلدن]-اونال، بول أرغيا، ورونجليه لياو في مدرسة هارفارد الطبية لتقاسم التكنولوجيا تغليف المائية والخلية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
1.5 مل أنبوب الطرد المركزي الدقيق الأسودArgos Technologies 03-391-161يمكن استبدال هذا بلون محايد من 1.5 مل أنبوب مغطى بورق الألمنيوم
10x DPBSSigma-Aldrich56064C
Alexa Fluor 488 phalloidin   ؛InvitrogenA12379 
BSASigmaA1595
مسباركالسيين الجزيئيC1430لوضع العلامات على الخلايا القابلة للحياة
CCDPCO. التصويرPixelfly qe
محلول تخلل غشاء الخليةSigma-AldrichX1000.5٪ Triton X-100 لغشاء الخلية المتخلل
DAPISigma-AldrichD8417تلطيخ نواة الخلية
غشاء غسيل الكلىSigma-AldrichD9527الوزن الجزيئي = 14,000
DMEMGibco11995-065
شريط مزدوج الجانب3M8003
FBSHycloneSH30071.03
الجيلاتينSigma-AldrichG2500قوة هلام 300 ، النوع A ، من جلد الخنازير
مولد الهالة الإلكتروني عالي الترددمنتجات التقنية الكهربائيةنموذج BD-20
ميثاكريليك أنهيدريدسيجما ألدريتش276685
حقنة صغيرةهاميلتون8050150 & L 
مجهرأوليمبوسIX71تشمل مجموعتين من المرشحات: LF405 / LP-B-000 و LF488 / LP-C-000 من
آلة بلازما الأكسجينهاريك بلازماPDC-001
بارافورمالديهايدسيجما-ألدريتشP6148لتثبيت الخلية
PDMSDOW CORNINGSylgard 184خليط لتصنيع صب رقاقة
PDMS Pen-StrepGibco10378-016البنسلين / الستربتومايسين
البادئ الضوئيCIBAIrgacure 2959
بروبيديوم يوديدسيجما ألدريتشP4170لوضع العلامات على الخلايا
الميتة كوب الترشيح المعقمMilliporeSCGPT05RE
TMSPMASigma-Aldrich440159لتثبيت الهيدروجيل
الموجات فوق الصوتيةدلتاD150H150W ، 43 كيلو هرتز
ضوء الأشعة فوق البنفسجيةمجفف التجميد DAIHANWUV-L10
FIRSTEK150311025
NIH3T3 (الخلايا الليفية)معهد أبحاث وتطوير صناعة الأغذية (FIRDI)08C0011
MOXI Z عداد الخلايا الآليالصغير ORFLOMXZ001
قطع Semrock

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Simmons, C. S., Petzold, B. C., Pruitt, B. L. Microsystems for biomimetic stimulation of cardiac cells. Lab Chip. 12 (18), 3235-3248 (2012).
  2. Aubin, H., et al. Directed 3D cell alignment and elongation in microengineered hydrogels. Biomaterials. 31 (27), 6941-6951 (2010).
  3. Guan, J., et al. The stimulation of the cardiac differentiation of mesenchymal stem cells in tissue constructs that mimic myocardium structure and biomechanics. Biomaterials. 32 (24), 5568-5580 (2011).
  4. Wan, C. R., Chung, S., Kamm, R. D. Differentiation of embryonic stem cells into cardiomyocytes in a compliant microfluidic system. Ann Biomed Eng. 39 (6), 1840-1847 (2011).
  5. Huh, D., et al. Reconstituting organ-level lung functions on a chip. Science. 328 (5986), 1662-1668 (2010).
  6. Li, X., Chu, J. S., Yang, L., Li, S. Anisotropic effects of mechanical strain on neural crest stem cells. Ann. Biomed. Eng. 40 (3), 598-605 (2012).
  7. Butcher, J. T., Barrett, B. C., Nerem, R. M. Equibiaxial strain stimulates fibroblastic phenotype shift in smooth muscle cells in an engineered tissue model of the aortic wall. Biomaterials. 27 (30), 5252-5258 (2006).
  8. Ramon-Azcon, J., et al. Gelatin methacrylate as a promising hydrogel for 3D microscale organization and proliferation of dielectrophoretically patterned cells. Lab Chip. 12 (16), 2959-2969 (2012).
  9. Park, S. H., Sim, W. Y., Min, B. H., Yang, S. S., Khademhosseini, A., Kaplan, D. L. Chip-Based Comparison of the Osteogenesis of Human Bone Marrow- and Adipose Tissue-Derived Mesenchymal Stem Cells under Mechanical Stimulation. PLoS One. 7 (9), e46689(2012).
  10. Gould, R. A., et al. Cyclic Strain Anisotropy Regulates Valvular Interstitial Cell Phenotype and Tissue Remodeling in 3D Culture. Acta Biomater. 8 (5), 1710-1719 (2012).
  11. Kurpinski, K., Chu, J., Hashi, C., Li, S. Proc Anisotropic mechanosensing by mesenchymal stemcells. Natl Acad Sci USA. 103 (44), 16095-16100 (2006).
  12. Sim, W. Y., Park, S. W., Park, S. H., Min, B. H., Park, S. R., Yang, S. S. A pneumatic micro cell chip for the differentiation of human mesenchymal stem cells under mechanical stimulation. Lab Chip. 7 (12), 1775-1782 (2007).
  13. Vader, D., Kabla, A., Weitz, D., Mahadevan, L. Strain-Induced Alignment in Collagen Gels. PLoS One. 4 (6), e5902(2009).
  14. Aguado, B. A., Mulyasasmita, W., Su, J., Lampe, K. J., Heilshorn, S. C. Improving viability of stem cells during syringe needle flow through the design of hydrogel cell carriers. Tissue Eng Part A. 18 (7-8), 806-815 (2012).
  15. Wan, J. Microfluidic-Based Synthesis of Hydrogel Particles for Cell Microencapsulation and Cell-Based Drug Delivery. Polymers. 4 (2), 1084-1108 (2012).
  16. Moraes, C., Wang, G., Sun, Y., Simmons, C. A. A microfabricated platform for high-throughput unconfined compression of micropatterned biomaterial arrays. Biomaterials. 31 (3), 577-584 (2010).
  17. Keung, A. J., Kumar, S., Schaffer, D. V. Presentation Counts: Microenvironmental Regulation of Stem Cells by Biophysical and Material. Cues. Annu Rev Cell Dev Biol. 26, 533-556 (2010).
  18. Segers, V. F., Lee, R. T. Stem-cell therapy for cardiac disease. Nature. 451 (7181), 937-942 (2008).
  19. Hsieh, H. Y., et al. Gradient static-strain stimulation in a microfluidic chip for 3D cellular alignment. Lab Chip. 14 (3), 482-493 (2014).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

GelMA PDMS NIH3T3

مقالات ذات صلة