Aquí, desarrollamos una novedosa estrategia modificada multicapa para bioenergitis similares a líquidos (gelatina con baja viscosidad) para evitar la sedimentación de células encapsuladas.
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Artículo de método
Uso de Bioink de hidrogel multicapa en bioimpresión tridimensional para distribución celular homogénea
En este artículo
Resumen
Resumen
Durante el proceso de bioimpresión tridimensional basado en la extrusión, los bioenergientes similares a líquidos con baja viscosidad pueden proteger las células del daño de la membrana inducido por el estrés de cizallamiento y mejorar la supervivencia de las células encapsuladas. Sin embargo, la rápida sedimentación celular impulsada por gravedad en el depósito podría conducir a una distribución celular inhomogénea en estructuras bioimpresas y, por lo tanto, obstaculizar la aplicación de bioenergías similares a líquidos. Aquí, desarrollamos una novedosa estrategia modificada multicapa para bioinks similares a líquidos (por ejemplo, metacriloilo de gelatina con baja viscosidad) para evitar la sedimentación de células encapsuladas. Múltiples interfaces líquidas fueron manipuladas en el bioenergía multicapa para proporcionar retención interfacial. En consecuencia, la acción de sedimentación celular que atravesaba capas adyacentes en el sistema multicapa se retrasó en el depósito de bioenlatado. Se encontró que la retención interfacial era mucho mayor que el tirón sedimentario de las células, demostrando un papel crítico de la retención interfacial en la prevención de la sedimentación celular y la promoción de una dispersión más homogénea de células en el bioenlaz multicapa.
Introducción
La bioimpresión tridimensional (3D) ha sido un método prometedor para fabricar réplicas arquitectónicas y funcionales complejas de tejidos nativos en biofabricación y medicina regenerativa1,,2,,3. Las estrategias comunes de bioimpresión, incluyendo inyección de tinta, extrusión e impresión estereolitografía, tienen pros y contras desde diferentes perspectivas4. Entre estas técnicas, el procedimiento de extrusión se utiliza más comúnmente debido a su rentabilidad. Bioink desempeña un papel clave en la estabilidad del proceso de la bioimpresión de extrus....
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Protocolo
1. Preparación de SF-GelMA cargado de células
- Esterilice todos los materiales utilizando unidades de filtro de jeringa de 0,22 m. Realice todos los pasos en un armario de seguridad biológica.
- Caliente 1x PBS a 50oC, y disuelva la gelatina en el 1x PBS calentado con agitación. La concentración final de gelatina en PBS debe ser del 10% (p/v).
- Añadir anhídrido metacrílico en la solución de gelatina (relación de peso del anhídrido metacrílico a gelatina de 0,6 a 1) lentamente con la agitación, y mezclar el complejo durante al menos 1 h (50 oC). Típicamente, preparar 200 ml de 10% solución de gelatina con 12 g de anhídrido metacrílico; el volu....
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Resultados
En la Figura 1se muestra un esquema de la preparación de bioenergitis cargados de células. Después de la preparación de los diferentes bioenergías, se realizaron la carga, el recalentamiento y la bioimpresión (Figura 2). Para evaluar la distribución de las células encapsuladas en el depósito de bioenlaces, se realizó un procedimiento de bioimpresión utilizando tres bioenergitis diferentes cargados de células en tres placas de 96 pozos (Figur.......
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Discusión
La estabilidad del sistema multicapa es un punto clave para realizar este protocolo con éxito. Teóricamente calculamos la difusión de moléculas SF en la solución GelMA basada en el estudiode Nauman 13. Se encontró que la difusión de proteínas en solución estaba relacionada con su peso molecular. El peso molecular medio (MW) de la albúmina sérica bovina (BSA) es de 66,5 kDa, y su coeficiente de difusión es de 64-72 m2/s. El MW medio de fibrinógeno es de 339,7 kDa, y su coeficiente de dif.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Los autores reconocen las subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (81771971, 81970442, 81703470 y 81570422), National Key I&D Program of China (2018YFC1005002), Comisión de Ciencia y Tecnología del Municipio de Shanghái (17JC1400200), Shanghai Municipal Science and Technology Major Project (Grant No. 2017SHZDZX01) y Shanghai Municipal Education Commission (Programa de Innovación 2017-01-0 7-00-07-E00027).
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| 2-hidroxi-4′-(2-hidroxietoxi)-2-metilpropiofenona (PI2959) | TCI | M64BK-QD | |
| 4-(2-hidroxietil)-1-piperazineetanoácido sulfónico (HEPES) | Gibco | 15630080 | |
| Dulbecco' Águila modificada' s medio (DMEM) | Gibco | 10569044 | |
| suero fetal bovino (FBS) | Gibco | 10091 | |
| Gelatina | Sigma-Aldrich | V900863MSDS | |
| Anhídrido metacrílico (MA) | Sigma-Aldrich | 276685MSDS | |
| Penicilina– antibióticos estreptomicina | Gibco | 15140163 | |
| solución salina tamponada con fosfato (PBS) | Gibco | 10010049 | |
| Fibroína de seda | Advanced BioMatrix | 5154 |
Referencias
- Khademhosseini, A., Langer, R. A decade of progress in tissue engineering. Nature Protocol. 11 (10), 1775-1781 (2016).
- Heinrich, M. A., et al. 3D bioprinting: from benches to translational applications. Small. , 1805510(2019).
- Daniela, L., et al.
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Reimpresiones y permisos
