البذر الخلايا Stepwise على السقالات تيسلاتيد لدراسة الأوعية الدموية تنبت

Summary

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.

Abstract

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.

Introduction

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....

Protocol

1. تيسلاتيد تصنيع السقالة

ملاحظة: التصوير الضوئي تقنية واسعة الانتشار تتطلب معدات متخصصة تقع عادة داخل منشأة/مختبر لتصنيع النانو. وقد تم تعميم الطريقة المنصوص عليها في هذا البروتوكول قدر الإمكان للجمهور؛ ومع ذلك، قد تكون هناك ضرورة لتغييرات طفيفة في الإجراءات اعتمادا على المعدات المتاحة للقارئ. نوصي بإجراء هذه الإجراءات في غرفة نظيفة في منشأة تصنيع النانو لضمان أعلى جودة عملية. قبل البدء، احصل على إمكانية الوصول إلى جهاز محاذاة القناع (أو بعض أجهزة إعداد التعرض للأشعة فوق البنفسجية)، ومعطف الدوران، والصحون الساخنة، ومحطة غسيل المذيبات، وقناع ضوئي، ومنظف البلازما. المذيبات والمواد الكيميائية المستخدمة في الإجراء هي خطرة، لذا يرجى اتخاذ أقصى در....

Results

البروتوكول المقدم، وذلك باستخدام تقنيات التصوير المجسم، يسمح لتصنيع السقالات تيسلاتيد مصنوعة من SU-8 الضوئي. تم الحصول على السقالات مع هندسات مقصورة متميزة (المربعات ، السداسي ، والدوائر) ، وميزات دقيقة للغاية وقابلة للتكرار(الشكل 1).

الشكل 1:صور المجهرالإلكتروني المسح التمثيلي .......

Discussion

الحاجة إلى الأوعية الدموية الغنية داخل جزءا لا يتجزأ من الأنسجة المهندسة أمر بالغ الأهمية لبناء البقاء على قيد الحياة والوظيفة المناسبة¹. على الرغم من أن هندسة نظام الأوعية الدموية كانت محور كمية كبيرة من البحوث ، إلا أنه لم يتبق الكثير للتحقيق وفهم^24. على وجه الخصوص ، عند إعادة إنشاء نسيج معين ، يجب أن تتصرف الميكروسكولاتور وتنظم وفقا^{لذلك 12.} النهج الأكثر شيوعا لتوليد microvessels هو المشاركة في البذر البطانية ودعم الخلايا داخل بيئة 3D مناسبة متوافق.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
تنزيل برنامج Angiotool المجاني	NIH-CCR		مجانا في https://ccrod.cancer.gov/confluence/display/ROB2/Home
مصل ألبومين البقر Probumin	Millipore	82-045-1
الخلايا الجذعية لب الأسنان	Lonza	PT-5025
ECM media + طقم رصاصة	Sciencell	# 1001
الإيثانول 96٪	مجموعة Gadot-Group	64-17-5
مانع التسرب الفيبرين Evicel	Johnson& جونسون	EVB05IL	يوفر كلا من حلول الثرومبين والفيبرينوجين (BAC2)
جلوتاماكس	جيبكو	35050061
الماعز المضاد للفأر Cy3 الجسم المضاد	جاكسون	115-166-072
الماعز المضاد للأرانب Alexa-Fluor 488	Thermo- Fisher Scientific	A11034
خلايا الأوعية الدموية الدقيقة الدهنية البشرية	Sciencell	# 7200
Human فيبرونيكتين	سيجما	F0895-5MG	تركيز المخزون: 1 مجم / مل
ImageJ	للمعاهد الوطنية للصحة		في https://imagej.nih.gov/ij/download.html
كحول الأيزوبروبيل	Gadot-Group	67-63-0
كاشف الإقلاع	Kayaku Advanced Materials، Inc	G112850	الاسم التجاري Omnicoat
منخفض الجلوكوز DMEM	الصناعات	البيولوجية01-050-1A
الفأر المضاد للجسم المضاد SMA	Dako	M0851
NEAA	Gibco	11140068
محلول بارافورمالديهايد 4٪ في PBS	ChemCruz	SC-281692
Penicillin-Streptomycin-Nystatin Solution	الصناعات البيولوجية	03-032-1B
محلول ملحي مخزن بالفوسبات (PBS)	Sigma	P5368-10PAK
الأرانب المضادة للجسم المضاد ل vWF	Abcam	ab9378
رقاقة السيليكون	وادي السيليكون للإلكترونيات الدقيقة (SVM)		رقائق 4 "، نوع N-1-10 ، 500-550 ميكرون
SU-8 2050 مقاوم للضوء	Kayaku Advanced Materials، Inc	Y11058
SU-8 المطور	Kayaku Advanced Materials، Inc	Y020100
Tryton-X 100	BioLab LTD	57836