Aufbau dreidimensionaler neuronaler Netzwerke, die an Mikroelektrodenarrays gekoppelt sind

Nehmen Sie eine Suspension von Hippocampus-Neuronen des Rattenembryos.

Übertragen Sie die Neuronen auf die mit Adhäsionsfaktoren beschichtete aktive Fläche eines Mikroelektrodenarrays (MEA). Dieser aktive Bereich wird durch eine Polymerstruktur begrenzt.

Inkubieren Sie die MEA. Neuronen haften an der beschichteten MEA-aktiven Fläche und bilden ein neuronales 2D-Netzwerk.

Übertragen Sie die Neuronen zusätzlich auf eine mit Adhäsionsfaktor beschichtete Glasmikroperlen-Monoschicht in Membraneinsätzen innerhalb einer Multi-Well-Platte.

Inkubieren, damit sich die Neuronen an die mit Adhäsionsfaktoren beschichteten Kügelchen anheften können.

Übertragen Sie die Mikrokügelchen mit adhärenten Neuronen in den begrenzten MEA-Bereich, in dem sich das neuronale Netzwerk befindet.

Mikrokügelchen ordnen sich selbst zu einer hexagonalen Struktur zusammen.

Wiederholen Sie den Mikrokügelchentransfer auf dem MEA mehrmals, indem Sie Schichten aufbauen, die sich selbst zusammenfügen und eine gepackte 3D-Struktur bilden.

Fügen Sie dem MEA-begrenzten aktiven Bereich Medien hinzu und inkubieren Sie.

Neuronen wachsen und bilden ein miteinander verbundenes neuronales 3D-Netzwerk.

Plattieren Sie die Zellen mit einer Dichte von 2.000 Zellen pro Quadratmillimeter auf den aktiven Bereich des MEA, der durch die PDMS-Einschränkung definiert ist, um ein neuronales 2D-Netzwerk zu erstellen. Als nächstes stellen Sie das MEA-Gerät in den Inkubator mit 5% befeuchteter Kohlendioxidatmosphäre bei 37 Grad Celsius.

Um den vorbereitenden Schritt für den Bau der 3D-Kultur abzuschließen, verteilen Sie 160 Mikroliter der Suspension mit einer Zellkonzentration von 600 bis 700 Zellen pro Mikroliter auf die Oberfläche der Mikrokügelchen-Monoschicht, die sich in den Multiwell-Platten befindet. Legen Sie dann die Multiwell-Platten in den Inkubator mit 5 % befeuchteter Kohlendioxidatmosphäre bei 37 Grad Celsius.

Sechs bis acht Stunden nach dem Plattieren übertragen Sie 30 bis 40 Mikroliter der Suspension mit Mikrokügelchen und Neuronen in den durch die PDMS-Einschränkung begrenzten Bereich der MEA. Warten Sie nach jedem Transfer etwa eine halbe Minute, damit sich die Mikrokügelchen in einer sechseckigen, kompakten Struktur selbst zusammensetzen können. Sobald alle Schichten abgeschieden und spontan zusammengesetzt sind, fügen Sie 300 Mikroliter Medium auf den oberen Rand des durch die PDMS-Einschränkung begrenzten Bereichs hinzu.

Legen Sie die 3D-Struktur, die an das MEA gekoppelt ist, 48 Stunden lang bei 37 Grad Celsius und 5 % Kohlendioxid in den Inkubator.