Lebensfähigkeit Bioprinted Cellular Konstrukte unter Verwendung einer Drei Dispenser kartesischen Drucker

Summary

Ein kartesischer Biodrucker wurde entworfen und hergestellt, um die Abscheidung mehrerer Materialien in präzisen, reproduzierbaren Geometrien zu ermöglichen und gleichzeitig die Kontrolle von Umweltfaktoren zu ermöglichen. Unter Verwendung des dreidimensionalen Biodruckers können komplexe und lebensfähige Konstrukte gedruckt und leicht reproduziert werden.

Abstract

Tissue Engineering hat seinen Fokus auf die Konstruktion von Ersatz für nicht-funktionelles oder beschädigtes Gewebe konzentriert. Die Nutzung des dreidimensionalen Bioprintings im Tissue Engineering hat neue Methoden für den Druck von Zellen und Matrizen zur Herstellung biomimetischer Gewebekonstrukte hervorgebracht. Das für das dreidimensionale Bioprinting entwickelte Solid Freeform Fabrication (SFF)-Verfahren verwendet einen additiven Fertigungsansatz, bei dem Tröpfchen von Zellen und Hydrogelen Schicht für Schicht abgeschieden werden. Die Herstellung von Bioprinting hängt von der spezifischen Platzierung biologischer Materialien in dreidimensionalen Architekturen ab, und die gedruckten Konstrukte sollten die komplexe Organisation von Zellen und extrazellulären Matrizen in nativem Gewebe genau nachahmen. Dieser Artikel beleuchtet die Verwendung des Palmetto-Druckers, eines kartesischen Biodruckers, sowie den Prozess der Herstellung räumlich organisierter, lebensfähiger Konstrukte bei gleichzeitiger Kontrolle von Umweltfaktoren. Diese Methodik nutzt computergestütztes Design und computergestützte Fertigung, um diese spezifischen und komplexen Geometrien herzustellen. Schließlich ermöglicht dieser Ansatz die reproduzierbare Herstellung von gefertigten Konstrukten, die durch steuerbare Druckparameter optimiert sind.

Introduction

Tissue Engineering nutzt die Prinzipien der Biologie und Technik in der Entwicklung von Funktionsersatz zu erhalten, wiederherzustellen oder zu verbessern nativem Gewebe und. Die Fähigkeit zur Erzeugung von dreidimensionalen biomimetischen Konstrukte auf Anforderung würde wissenschaftliche und technologische Fortschritte in der Gewebetechnik sowie in zellbasierten Sensoren Arzneimittel / Toxizitäts, Gewebe- oder Tumormodellen, und andere zu erleichtern. Die dreidimensionale Organisation des Tissue-Engineering Konstrukten ist ein wesentlicher Bestandteil des Herstellungsverfahrens, da es eng die hoch organisierten Wechselwirkung von Zellen und extrazellulärer Matrix i....

Protocol

1. Herstellung von gelatinehaltigen Substrat für dreidimensionale Bioprinting von Alginat Hydrogele

1. Bereiten Sie das Calcium / Gelatine-Substrat nach der von Pataky et al ¹¹ beschrieben, um reduzierten Lebensfähigkeit mit einem hohen Gehalt assoziiert zu vermeiden Calcium / Gelatine-Substrat-Methode. Das Calcium / Gelatinesubstratverfahren ist unten aufgeführt.
   1. Kombinieren Calciumchlorid-Dihydrat (1,5 Gew%), Natriumchlorid (0,9 Gew%) und Schweinegelatine (2 Gew%) in destilliertem Wasser und kochen für 2 Minuten, um eine 100 mM Gelatinelösung zu erstellen.
2. Gießen Sie 5 ml der Gelatine / Calcium-Lösung in 100 ....

Results

Die Ergebnisse zeigen, das in der Lage ist bioprinter Abscheiden zellbeladene Hydrogele in spezifische dreidimensionale Positionen genau und konsistent mit Computer-Aided-Software ist. Diese Software bestimmt die Platzierung jedes Tröpfchens und steuern viele der Parameter für die Abgabe (Figur 3,4). Die Wiederholbarkeit des bioprinter angemessen abzuscheiden Biomaterialien ist grundlegend für den Erfolg in Tissue Engineering-Anwendungen.

Lebensfähigkeit der Zellen, eine der.......

Discussion

Der primäre Fokus des Tissue Engineering ist es, die Lücke zwischen Organmangel und Transplantation Bedürfnisse durch die Entwicklung von biologischen Ersatzstoffe zur Wiederherstellung, Erhaltung oder Verbesserung der nativen Gewebe functio brücken. Dies hat zur direkten Herstellung von Gerüsten mit einem komplexen, anatomisch korrekte Außengeometrie und eine genaue Kontrolle über den internen geometr geführt. Dreidimensionale Bioprinting ist eine Methode zur Erzeugung von dreidimensionalen Konstrukte in verschiedenen .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Roboter zum Positionieren (JR2000 XYZ)	Janome
Spender: SDAV Linear Drive SmartDispenser	Fishman Corporation
Optische Lichtsensoren:	Keyensce
Verschiebungslaser: OD Mini	SICK
Umlaufwasserbad: Polystat	Cole-Parmer	EW-12122-02
USB-Kameras: Dino-Lite Premier 5MP	AnMo Electrionics/YSC Technologies	AD7013MT
Drucker-kompatible Computerdesign-Software: JR-C Points	Janome		Wird mit dem Kauf des Janome-Roboters geliefert
Computergestützte Konstruktionszeichnungssoftware: Visual PathBuilder	RatioServ		Kann heruntergeladen werden unter: www.ratioserv.com/index.php/downloads
Drucker 3 cc Spritzen:	Fishman Corporation	122051
22 G Spenderspitzen	Fishman Corporation	Z520122
Calciumchlorid-Dihydrat	Sigma-Aldrich	10035-04-8
Natriumchlorid	Sigma-Aldrich	7647-14-5
Schweinegelatine	Sigma-Aldrich	9000-70-8
Titandioxid	Sigma-Aldrich	13462-67-7
Protanal LF 20/40 Alginat (Natriumalginat)	FMC BioPolymer	9005-38-3
Salzsäure	Sigma-Aldrich	7647-01-0
Ethylenglykol	Mallinckrodt Baker, Inc	9300-01
Natriumperiodat	Sigma-Aldrich	7790-28-5
hADSC	Lonza	PT-5006	Bis zur Verwendung in Fläschchen in flüssigem Stickstoff lagern.
Dulbecco's Modified Eagle's Medium	Gibco Life Technologies	11965-092	Warm in 37°; C Wasser vor Gebrauch.
Trypsin/EDTA	Lonza	CC-5012	Warm in 37°; C Wasser vor Gebrauch.
Calcein AM	Gibco Life Technologies	C3100MP	Lagern im Dunkeln bei -80 &°; C bis zum Gebrauch.
Lebensfähigkeits-Assay-Kit für lebende/tote Säugetiere	Invitrogen Life Technologies	L-3224	Im Dunkeln lagern bei -80 ° C C bis zum Gebrauch.
MES-Hydrat	Sigma-Aldrich	M2933
N-Hydroxysuccinimid	Sigma-Aldrich	130672
1-Ethyl-(dimethylaminopropyl)carbodiimid (EDC)	Sigma-Aldrich	E1769	ca. 10 g
Dulbecco's Phosphatgepufferte Kochsalzlösung, +Calcium, +Magnesium	Life Technologies	14040133	Warm in 37 & Grad; C Wasser vor Gebrauch.
Dulbeccos phosphatgepufferte Kochsalzlösung, -Calcium, -Magnesium	Life Technologies	14190144	warm in 37 μg; C Wasser vor Gebrauch.
RGD Peptides	International Peptides
Alexa Fluor 546 Phalloidin Stain	Invitrogen Life Technologies	A22283	Store at -20 ° C bis zum Gebrauch
(4', 6-Diamidino-2-phenylindole, Dihydrochlorid) (DAPI) Stain	Life Technologies	R37606	Bei -20 ° lagern; C bis zur Verwendung