通过飞沫标题细胞封装
October 1st, 2007
我叫 Hang Moon。我正在和避孕套教授一起工作。他和我使用 XYJ 载物台制作细胞的 3D 结构。
大家好，我是 PE 和 Lynn，我正在从事细胞封装、培养基和凝胶的细胞打印项目。这是螺线管，用于在细胞培养基上喷射细胞和 aros 的细胞混合物。so 阀由两条信号线激活。
信号线来自这里的一块干板。信号从这里传来。那一行到那一行，那一行是函数优先生成器。
所以 first 是由我们的编程方式生成的。因此，如果您愿意，您想更换钱包，您可以使用 that switches 线更改程序，或者您可以将该进程生成器控制到计算机。蜂窝阀通过电信号打开和关闭，但电池通过该线路供电。
细胞和培养基或农用凝胶通过注射器注射器供应。注射器在水里面，注射器里面是空气旁的压灯。加压空气由像这里的管线这样的罐供应。
所以小线和化好的空气飞过空气过滤器。空气过滤器是区分灰尘和其他种类的污垢。也就是我们称之为压力发生器，就是产生用于打开太阳能空气钟或关闭太阳能空气阀的信号，计算机是通过P-I-B-U-S-V连接器连接的。
因此，我们可以直接通过我们的计算机（笔记本电脑）使用 USB 端口。所以 1 与 1 的那一侧相连。然后我们可以通过这里的控制笔记本电脑进行控制。
因此，如果我们想同步舞台的运动和打开铃铛，就可以通过与笔记本电脑相同的控制器来控制。因此，我们可以控制它何时打开、何时关闭、何时移动和何时停止的时间。我们可以同步动作和开钟。
那个阶段就是电动阶段。它通过死亡信号线和电机自动移动。所以机动化是 0.1 微米。
因此，理想情况下它可以绘制长达 100 毫米的线。所以射流轴是移动的，像那样上下移动。因此，它控制着基板和太阳能带之间的帽。
所以它可以控制弹射的高度。该衬底在这里连接到 XY 平台，这里 X 和那里 Y。所以它围绕着一个 XY 计划移动。
因此，它绘制了一些功能演示右阶段是三个 Xs、X、Y 和 G.So 喷气机轴或 XY 轴在这里由信号控制。所以信号线在这里连接到运动控制器。该运动控制器根本没有任何手动开关，因为它无法手动控制。
它是通过笔记本电脑控制的。所以笔记本电脑是连接的。在控制器的背面，我们有三个 xs 用于打印单元 XY jet。
所以它独立地发出三种不同类型的信号。然后运动控制器通过 rf 2、3、2 连接器直接连接到 USV 进行通信。然后 USV 连接到笔记本电脑。
所以笔记本电脑控制的借款人。我们使用 AutoCAD 程序，我们像这样制作一个 A 代路径 bam。然后它就变成了机器语言，就像那样。
所以机器语言被转移到像这样的简单字符和数字上。这里有与 X、Y、Z 阶段相关的每个位置，我选择文件，包含该类型的程序，然后以这种方式打开下载程序。然后我从文件中选择完全相同的文件，文本文件。
只需下载文本文件，选择文本文件并自动从笔记本电脑下载到 com 运动控制器执行程序，然后按照我之前提到的 BAM 字符 BAM 进行作。该培养瓶中有 N IH 3G 三个小鼠 fiberblast 细胞。我首先要吸取旧媒体。
这个过程是传代细胞，细胞粘附在培养瓶的底部。所以在吸出培养基后，我将放入 6 个 RYS，其中是一种酶。好？因此，将胰蛋白酶放入培养瓶后，我们需要等待 3 到 5 分钟，让细胞从培养瓶底部分离。
现在我们准备放入培养基并将细胞传代到离心管中。这是一对一的稀释。所以我在这里放了 6 mil 的介质，我要把锯子洗掉一点，以确保它们都通过了。
现在，细胞已准备好在该管中进行离心。现在，我们将以 1000 RPM 的速度离心这些细胞，需要 3 到 5 分钟。现在细胞已经离心成沉淀，我要吸出上清液。
现在我要用 PBS 洗掉细胞。这是为了，这是为了给细胞染色。我们使用的染色剂是酯酶底物。
好了，现在我们要再次离心，将细胞旋转成上颚。我要吸出 PBS，然后对细胞进行树脂化。我在媒体中是要被计算的。
我正在混合细胞，以便当我们采集样品时，整个试管的浓度将是均匀的。现在我要取 100 微升细胞来测量细胞密度。现在我加入 100 微升的活字和蓝色，这是一种污渍。
我们将等待 3 到 5 分钟，以便染色剂渗透到死细胞膜中。当我们计算单元格时，蓝色的单元格不计算在内。细胞已准备好使用血细胞式细胞仪进行计数，我将把 50 μL 细胞混合物转移到血细胞式细胞仪的每一侧。
好的，我将用载玻片的一面覆盖它。血细胞仪有两个侧面。我要数第一面，数完两面后，我要取平均值，然后乘以 2，因为我们对蓝色字体进行了一对一的稀释。
所以基本上我们的单元密度将是 135 乘以 10 到 4 个单元/mil。在我们的实验中，我们将使用浓度为每密耳五十万个细胞的细胞溶液。因此，由于我们有 1350 万个细胞，我将对细胞悬浮在 27 mil 的培养基中进行复苏。
我们使用两种不同类型的染色剂。这是来自 Molecular Probes 的活死检测。我们的第一种染色剂称为钙 am。
我们的第二种染色剂称为 AUM 同型二聚体。它可以染色死细胞。我们使用蓝色激发来获得绿色荧光，使用绿色激发来获得红色荧光对于这两种染色剂，当我们成像时，我们的骰子溶液将在 PBS 中制备。
因此，首先我将 5 mil 的 PBS 转移到管状磷酸盐缓冲盐水中。那是盐水溶液。现在我要每密耳添加半微升钙。
现在我在试管中加入 2.5 微升钙 am，每 mil PBS 添加 2 微升 athe 同源二聚体。这是 btex 机器。它使细胞和培养基在整个体积中均匀分布。
现在我们将电池 200 微升加载到这里的 7 个细胞上。然后我们戴上盖子，这是一个紧密密封的通道，就像这样，我打开阀门，然后压力轻空气进入，然后我像那样调整皮带。然后它改变了压力。
所以我调整了。压力为 5 PSI。管道内部压力为 5 PSI。
从这里到这里，它通过这个洞里面连接。所以，我们只需在这里打开钟声，然后向电池注入 5 PSI 压力，然后开始打开。然后 Sona 阀门启动运行。
然后我们滚动基板。它的基板只是一个简单的载玻片。然后我们加载适当的部分，然后我放一些素描带来固定基材，就像这样，对吧？
我只是修复了它。因此，我们在移动过程中设置整个单元、结构阀和基板，开始工作。所以我们设置了整个过程，然后打开了 ary valve 启动。
然后我们像那样移动舞台，对吧？然后我们在基板上制作一些图案，在基材上制作一些图案，然后 bam 字符。我将把我们打印的这些液滴浸入我们之前制作的染料溶液中。
现在，液滴将孵育 10 分钟，然后成像。首先，我将通过目镜调整图像。我们的第一张图像只是一个明场图像。
我将关掉灯并更换滤光片，以便我们有蓝色激发，这将显示绿色荧光。我们将拍摄的第三张图像是死细胞，即 Thm 同型二聚体染色剂。有了绿光，我们就会得到红色荧光。
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概述
本文讨论了使用细胞打印项目开发3D细胞结构。该研究涉及细胞封装以及使用介质和凝胶来增强打印过程。
关键研究组成部分
科学领域
- 细胞生物学
- 3D生物打印
- 细胞封装
背景
- 3D生物打印是组织工程中一个日益增长的领域。
- 细胞封装技术对于维持细胞活力至关重要。
- 介质和凝胶在打印过程中扮演重要角色。
- 了解细胞喷射的机制对于成功打印至关重要。
研究目的
- 创建可靠的3D细胞打印方法。
- 调查不同介质和凝胶对细胞活力的影响。
- 开发用于精确细胞喷射的螺线管阀门系统。
使用的方法
- 设计和实施用于细胞喷射的螺线管阀门。
- 测试各种介质和凝胶以获得最佳细胞封装。
- 使用3D打印台构建细胞结构。
- 螺线管阀门的信号线激活。
主要结果
- 成功开发了使用打印方法的3D细胞结构。
- 确定了有效的介质和凝胶用于细胞封装。
- 证明了螺线管阀门在细胞喷射中的有效性。
- 对打印过程的机制有了深入的了解。
结论
- 该研究推进了3D生物打印领域。
- 研究结果可以导致组织工程技术的改进。
- 未来的研究可能探索所开发方法的其他应用。
常见问题
Executive Industry Relevance
This work presents a programmable microfluidic platform for precise cell encapsulation and deposition, enabling reproducible 3D cellular architectures. The system supports early-stage target validation by providing controlled microenvironments for phenotypic screening and mechanistic de-risking of cellular responses. Integration with automated staging and valve control enhances throughput and reproducibility in discovery workflows.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through controlled cell encapsulation in defined microgels.
- Operational Value: Supports biological de-risking by standardizing cellular input parameters for reproducible assay outputs.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream compound evaluation via consistent droplet-based cell deposition.
- Operational Value: Addresses assay standardization through programmable valve actuation and stage positioning for uniform sample preparation.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Discusses disease relevance through use of NIH 3T3 fibroblast cells as a model system for stromal interactions.
- Operational Value: Describes continuity from discovery through preclinical validation by enabling layered tissue-like structures for extended culture.
Pipeline & Workflow Integration
The method positions itself within the discovery continuum from Early Discovery to Lead Identification by enabling hypothesis-driven cellular patterning and quantitative response measurement.
- Discovery Biology: Explains how the method supports hypothesis testing via spatial control of cell-cell and cell-matrix interactions in printed architectures.
- Screening: Describes assay readiness through synchronized valve and stage control for precise picoliter-scale droplet generation.
- Analytics: Highlights live/dead fluorescence readouts (Calcium AM and Ethidium Homodimer) that enable quantitative viability assessment under blue/green excitation.
- Translational Research: Connects the method to preclinical continuity by using fibroblast models relevant to stromal tissue engineering and fibrosis modeling.
- Enterprise Reuse: Frames the method as a reusable capability through laptop-controlled motion and valve systems adaptable to multiple cell types and gel formulations.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence through reduced variability in cellular encapsulation and deposition.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability via programmable pressure regulation (5 PSI) and motorized staging (0.1 µm resolution).
- Strategic Value: Better go/no-go decisions through standardized viability readouts and reduced false negatives in cytotoxicity screening.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization via quantifiable extracellular matrix mimicry and stromal interaction modeling.
Implementation Considerations
- Required scientific expertise in microfluidics, cell handling, and fluorescence microscopy.
- Instrumentation and analytical infrastructure needs include pressure-regulated syringe pumps, motorized XYZ stages, and fluorescence imaging systems.
- Cross-team standardization requirements for valve timing, pressure settings, and cell preparation protocols.
- Adaptation considerations across model systems including primary cells, stem cells, and co-culture configurations.
- Practical limitations include shear sensitivity during ejection and gel polymerization kinetics affecting droplet integrity.
