البذر الخلايا Stepwise على السقالات تيسلاتيد لدراسة الأوعية الدموية تنبت

Ariel A. Szklanny; Dylan B. Neale; Joerg Lahann; Shulamit Levenberg

doi:10.3791/61995

يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

البذر الخلايا Stepwise على السقالات تيسلاتيد لدراسة الأوعية الدموية تنبت

3.2K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/61995

⸱

يناير 14, 2021

Ariel A. Szklanny¹ , Dylan B. Neale² , Joerg Lahann² , Shulamit Levenberg¹

¹Faculty of Biomedical Engineering, Technion, ²Department of Chemical Engineering and Biointerfaces Institute, University of Michigan, Ann Arbor

في هذه المقالة

ملخص

تعتمد الأنسجة المهندسة بشكل كبير على شبكات الأوعية الدموية المناسبة لتوفير العناصر الغذائية والغازات الحيوية وإزالة النفايات الأيضية. في هذا العمل، يخلق بروتوكول البذر التدريجي للخلايا البطانية وخلايا الدعم شبكات الأوعية الدموية عالية التنظيم في منصة عالية الإنتاجية لدراسة تطوير سلوك الأوعية في بيئة ثلاثية الأبعاد خاضعة للرقابة.

الملخص

نظام القلب والأوعية الدموية هو لاعب رئيسي في فسيولوجيا الإنسان، وتوفير الغذاء لمعظم الأنسجة في الجسم. الأوعية موجودة في أحجام مختلفة، والهياكل، والأنماط الظاهرية، والأداء اعتمادا على كل نسيج معين perfused. يعتمد مجال هندسة الأنسجة، الذي يهدف إلى إصلاح أو استبدال أنسجة الجسم التالفة أو المفقودة، على تكوين الأوعية الدموية الخاضع للرقابة لخلق الأوعية الدموية المناسبة داخل الأنسجة المهندسة. بدون نظام الأوعية الدموية ، لا يمكن تغذية البنى الهندسية السميكة بما فيه الكفاية ، مما قد يؤدي إلى موت الخلايا ، وسوء الحرمان ، والفشل في نهاية المطاف. وبالتالي ، فإن فهم ومراقبة سلوك الأوعية الدموية المهندسة هو تحد بارز في هذا المجال. يقدم هذا العمل نظام إنتاجية عالية يسمح بإنشاء شبكات سفن منظمة وقابلة للتكرار لدراسة سلوك السفن في بيئة سقالة ثلاثية الأبعاد. يظهر بروتوكول البذر هذا ذو الخطوتين أن الأوعية داخل النظام تتفاعل مع تضاريس السقالة ، وتقدم سلوكيات مميزة تنبت اعتمادا على هندسة المقصورة التي تتواجد فيها السفن. يمكن تطبيق النتائج التي تم الحصول عليها وفهم من هذا النظام الإنتاجي العالي من أجل إبلاغ تصاميم بناء سقالة ثلاثية الأبعاد ذات طباعة بيولوجية أفضل ، حيث لا يمكن تقييم تصنيع مختلف الأشكال الهندسية ثلاثية الأبعاد بسرعة عند استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد كأساس للبيئات البيولوجية الخلوية. وعلاوة على ذلك، يمكن استخدام الفهم من هذا النظام الإنتاجي العالي لتحسين الفحص السريع للأدوية، والتطور السريع لنماذج الثقافات المشتركة، والتحقيق في المحفزات الميكانيكية على تكوين الأوعية الدموية لتعميق المعرفة بنظام الأوعية الدموية.

المقدمة

مجال هندسة الأنسجة يتقدم بسرعة نحو تصنيع البنى الهندسية لتحل محل الأعضاء والأنسجة المفقودة أو التالفة¹. ومع ذلك، لم يتم بعد تحقيق البنى الوظيفية بالكامل، جزئيا، لأن إنشاء شبكات الأوعية الدموية التشغيلية لتغذية الأنسجة لا يزال تحديا بارزا. دون الأوعية الدموية المناسبة، تقتصر الأنسجة المهندسة على نقل الانتشار السلبي للأوكسجين والمواد المغذية، وتقييد سمك الأنسجة قابلة للحياة القصوى إلى حد الانتشار، ما يقرب من 200 ميكرومتر². هذه السماكة ليست مناسبة لإصلاح عيوب الأنسجة الكبيرة أو لتصنيع الأعضاء الكاملة ، مما يجعل وجود شبكة الأوعية الدموية الوظيفية سمة إلزامية للأنسجة الوظيفية والغرسة³.

ي....