جدوى Bioprinted الخلوية التركيبات باستخدام طابعة ثلاثة الديكارتية موزع

الهدف العام من هذا الإجراء هو إنشاء هياكل محملة بالخلايا قابلة للحياة بهندسة معقدة باستخدام 3D Bioprint. يتم تحقيق ذلك عن طريق عزل الخلايا اللحمية للأنسجة الدهنية البشرية أولا عن الثقافة. بعد ذلك ، يتم خلط الخلايا بحبر حيوي ألجينات RGD المؤكسد حديثا.

في الخطوة الأخيرة ، يتم بثق الخلية LA في المواد الحيوية عن طريق الطباعة الحيوية. في النهاية ، يتم استخدام الفحص المجهري متحد البؤر لتحليل قابلية الخلايا المطبوعة بيولوجيا للبقاء والانتشار والهجرة. الميزة الرئيسية لهذا الإجراء على الإجراءات الحالية ، مثل تشكيل السقالات وبذر الخلايا ، هي أنه من خلال الإجراء الذي نقدمه ، يمكنك وضع الخلايا ومجاميع الخلايا مباشرة في المكان الذي يجب أن تكون فيه بالضبط لتشكيل الأنسجة.

عرض الإجراء اليوم ستكون سارة جريس دينيس ، طالبة دراسات عليا من مختبري. ابدأ بزرع 350،000 من الخلايا اللحمية للأنسجة الدهنية البشرية على قارورة T 75 المعالجة في 15 مل من الجلوكوز المنخفض TMEM للتوسع في حاضنة زراعة الخلايا. عندما تصل الثقافة إلى 80٪ من الطلاقة المشتركة ، قم بإزالة الوسيط وشطف الخلايا في خمسة ملليلتر من DPBS بدون الكالسيوم والمغنيسيوم.

ثم احتضان الخلايا في خمسة ملليلتر من التربسين و DPBS لمدة دقيقتين عند 37 درجة مئوية عندما تنفصل الخلايا ، أوقف التفاعل الأنزيمي بثلاثة ملليلتر من وسط زراعة الخلايا وانقل الخلايا إلى أنبوب مخروطي سعة 50 ملليلترا. بعد ذلك ، قم بالطرد المركزي للخلايا وأعد تعليق الحبيبات في ملليلترين من وسط زراعة الخلايا. ثم عد الخلايا ، وانقل 1.3 في 10 من الخلايا الست إلى أنبوب مخروطي سعة 15 مليلتر وقم بتدوير الخلايا مرة أخرى.

قم بتعليق الحبيبات في مليلتر واحد من الحبر الحيوي المحضر حديثا ، مع الحرص على التجانس ، وتوزيع الخلايا في جميع أنحاء محلول الجينات المائي. ثم قم بتحميل الخلايا في طابعة معقمة متوافقة مع حقنة ثلاثة مليلتر والمسمار على طرف بلاستيكي معقم قياس 22. الآن قم بتشغيل الطباعة الحيوية ، كل من أجهزة الكمبيوتر الموزعة والحمام المائي المعاد تدويره.

اضبط درجة حرارة الحمام يدويا على أربع درجات مئوية لآلية التركيب ومعلمات الطباعة لكل موزع على كمبيوتر الموزع المرتبط. اضبط حجم التوزيع على 230 نانولتر ، وعدد الخطوات الخلفية على الصفر ، ومعدل المستوصف على 10 ميكرولتر في الثانية. ثم افتح برنامج التصميم والبرنامج لعرض شاشة كاميرا USB على الكمبيوتر.

بعد ذلك ، أدخل الإحداثيات يدويا لمصفوفة خمس × خمس نقاط مع مسافة 2.4 ملم بين القطرات. احفظ البرنامج وأرسل البرنامج إلى الروبوت. ثم ضع ثاني أكسيد التيتانيوم الجيلاتين الذي يحتوي على طبق بتري على مرحلة الطابعة بأربع درجات مئوية وأغلق باب الغرفة وأغلقه.

باستخدام وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة ، قم بتهيئة مصادر الأشعة فوق البنفسجية لتعقيم الغرفة. بعد 90 ثانية ، افتح الغرفة وقم بتحميل المحقنة التي تحتوي على تعليق الخلايا اللحمية للأنسجة الدهنية البشرية في البندقية ، وأغلق باب الغرفة وأغلقه واستخدم وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة لتشغيل نظام المروحة. انتظر 30 ثانية حتى يوازن الضغط الداخلي ثم قم بتشغيل البرنامج الذي يحتوي على المسار الهندسي ومعلمات الطباعة طوال عملية الطباعة.

شاهد شاشة كاميرا USB على الكمبيوتر للتأكد من الطباعة الدقيقة والموحدة. لتحديد جدوى التركيبات المطبوعة بيولوجيا ، اغمرها في محلول البقع المعد حديثا. ثم ضع التركيبات في الثلاجة لمدة 15 دقيقة في الظلام للسماح للبقعة بالتماسك.

ثم باستخدام صورة مجهر متحد البؤر ، يتم بناء التركيبات الملطخة إذا ظهرت الخلايا باللون الأصفر أو الأخضر ، وتصنيفها على أنها حية إذا كانت حمراء ، والخلايا ميتة. كما توضح هذه النتائج ، تسهل الطباعة الحيوية ترسب المساعدة الخلوية والهلاميات المائية في مواقع محددة ثلاثية الأبعاد بدقة وثبات باستخدام البرامج المحوسبة. يحدد برنامج الكمبيوتر موضع كل قطرة ويتحكم في العديد من معلمات الاستغناء عنها.

أحد متطلبات تقنية الطباعة الحيوية الناجحة هو أن تظل الخلايا قابلة للحياة هنا. تم تحليل الخلايا المطبوعة بالحبر الحيوي الجزائري كما هو موضح للتو بعد ساعة وثمانية أيام من الطباعة مع ظهور 98٪ من الخلايا باللون الأخضر والقابلة للحياة في اليوم صفر وإلى 95٪ في اليوم الثامن. كما يشير التلوين الأحمر ، لوحظ عدد قليل من الخلايا الميتة في أي من النقطتين الزمنية مما يؤكد مدى ملاءمة الحبر البديل للطباعة الحيوية.

علاوة على ذلك ، يعزز حبر الألجين المترافق RGD ارتباط الخلايا بالتركيبات المطبوعة مما يؤدي إلى تحسين انتشار الخلايا وتكاثرها كما هو محدد في ثلاث مناطق منفصلة من الهيدروجيل على صفر وثمانية. هنا ، تمت مقارنة جودة اقتران الببتيد RGD على الحبر الحيوي ginnet باستخدام حبر Ginnet الحيوي وحده في اليوم الثامن. يشير انتشار الخلية الذي لوحظ في عينة الجن الملطخة بالملون ب RGD إلى الدمج الناجح للببتيد على الشبكة ، وهي ظاهرة كانت غائبة بشكل ملحوظ في عينات الطباعة الحيوية غير المترافقة بعد تطويرها.

مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال هندسة الأنسجة لاستكشاف التصنيع الإضافي كوسيلة لتجميع التركيبات الهندسية الحية.