Name: Capilar Fuerza Litografía Cardiaca de Ingeniería de Tejidos (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-06-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 9 s
Description: Aprende litografía por fuerza capilar para fabricar sustratos biomiméticos de cultivo celular cardíaco. Este método escalable permite estudiar la morfología y alineación de cardiomiocitos in vitro.

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D. H. Kim agradece al Departamento de Bioingeniería de la Universidad de Washington por el nuevo fondo inicial para el profesorado. D. H. Kim también cuenta con el apoyo del Premio Perkins Coie al Descubrimiento, el Premio de la Asociación de Investigación Traslacional de la Fundación Wallace H. Coulter, el Fondo de Descubrimiento de Ciencias de la Vida del Estado de Washington y la Subvención de Desarrollo Científico de la Asociación Americana del Corazón (13SDG14560076). J. Macadangdang y A. Jiao agradecen el apoyo de los NIH Bioengineering Beca de Capacitación Cardiovascular. El apoyo adicional para este trabajo proviene de la subvención de los Institutos Nacionales de Salud (NIH, por sus siglas en inglés) R01HL111197 a M. Regnier.

Todos los procedimientos se realizaron a temperatura ambiente (~ 23 ° C) a menos que se indique lo contrario. 1. Fabricación de Silicon Maestro <ol><li> Limpio oblea de silicio con etanol al 100% o xileno y se seca a O 2 / N 2 de gas. </li><li> Coloque oblea de silicio en Spin-revestidor a velocidades de rotación de 2.000-4.000 rpm para producir una película de espesor de 0,3-0,5 micras. </li><li> Patrón de la película fotorresistente con las dimensiones correctas mediante el uso de un sistema de fotolitografía </li><li> Sumergir completamente las obleas de silicio fotorresistentes recubiertos con dibujos en un volumen apropiado de solución fotosensible en desarrollo. </li><li> Enjuague las obleas de silicio recubiertas de resina fotosensible desarrollados con agua desionizada. </li><li> Para formar conjuntos de crestas escala inferior a la micra con paredes laterales casi verticales, profundidad de grabado iónico reactivo del silicio expuesta mediante un sistema de grabado. </li><li> Retire el fotoprotector restante mediante la colocación de la oblea de silicio en un sistema de Asher de plasma. </li><li> Cortar el silicio wAfers con un cortador de punta de diamante en los amos de silicio de tamaño adecuado para el moldeo réplica posterior. </li></ol> 2. Fabricación de PUA Molde de Silicon Maestro Nota: Volumen para ser añadido a maestro de silicio para la nanofabricación variará dependiendo de la zona del maestro nanoestructurada a ser replicado, así como la viscosidad de la solución de acrilato de poliuretano (PUA). <ol><li> Limpie la superficie de maestro de silicio con 100% de etanol o xileno y seco bajo O 2 / N 2 gas. </li><li> Coloque el lado patrón maestro de silicio en una placa de Petri. </li><li> Para un maestro de silicio con unos 2 cm x 2 cm de superficie, patrón de la pipeta 40 l de PUA a la superficie de diseño. </li><li> Coloque una hoja de 4 cm x 4 cm de poliéster (PET) de la película transparente sobre la PUA dispensado. </li><li> Presione hacia abajo sobre la lámina de PET y se extendió la PUA debajo de la hoja a través de la cara patrón usando un rodillo o una superficie plana filo (tal como una tarjeta) de modo que la totalidadpatrón está cubierto por el prepolímero PUA. </li><li> Coloque maestro de silicio, prepolímero, y PET de aproximadamente 10 cm por debajo de una luz de 20 vatios (115 V) UV (λ = 365 nm) durante 50 seg. Para ser efectiva, la longitud de onda de la luz UV puede ser en cualquier lugar entre 310-400 nm. La intensidad de la luz es de 10-15 mW / cm 2 en la superficie del sustrato. </li><li> Después del curado, retire la película de PET lentamente con fórceps. PUA debe adjuntar a la película de PET con un negativo de la maestra nanopattern silicio. </li><li> Curar nanopatterns PUA / PET bajo UV durante al menos 12 horas antes de su uso. La exposición excesiva no es un problema. </li><li> Para limpiar los maestros de silicio, coloque otra película de PET en la parte superior del maestro sin la adición de PUA y exponer a la luz UV (λ = 365 nm) durante 50 segundos y retirar la película de PET. Esto eliminará cualquier monómero sin reaccionar. </li><li> Enjuague maestro de silicio con 100% de etanol o xileno y seco bajo O 2 / N 2 gas. </li></ol> 3a. Polímero de poliuretano nanoestampación </p&gt; <ol><li> Preparar 25 mm de diámetro portaobjetos de vidrio circulares colocando en una cámara de tratamiento de ozono durante 10 min. </li><li> Coloque los portaobjetos de vidrio tratadas con ozono a un pequeño bloque de PDMS para un fácil manejo. </li><li> Aplique una capa delgada de la superficie de promotor de adhesión con la brocha a portaobjetos de vidrio. Aire portaobjetos de vidrio seco durante 30 min. </li><li> Coloque la placa de vidrio sobre un pedazo de papel de la impresora. </li><li> Gota dispensar 10 l de poliuretano (PU) de pre-polímero (NOA 76) hacia el centro de portaobjetos de vidrio. Asegúrese de que no hay burbujas después de la adición. </li><li> Molde Place PUA, patrón boca abajo, sobre el portaobjetos de vidrio. Dispersar la PU de manera uniforme en toda la superficie de la lámina de vidrio rodando un rodillo de cilindro de caucho a lo largo del molde PUA. Papel de impresora absorberá desbordamiento polímero. </li><li> Lámpara UV Watt. El tiempo de polimerización de la PU es dependiente de la energía de la fuente de UV. </li><li> Retire la muestra de la fuente de luz UV y pelar cuidadosamente el molde PUA de portaobjetos de vidrio con revestimiento de poliuretano. La polimerización de la PU se considera completa cuando el molde cáscaras PUA limpiamente lejos de la muestra y el portaobjetos de vidrio de la PU tiene un aspecto iridiscente. </li><li> Coloque las muestras de acabados en desecador para almacenarlo durante todo el tiempo como un mes. </li></ol> 3b. Nanoestampación poli (lactida-co-glicolida) Hidrogel <ol><li> Crear un molde de PDMS plana mezclando vigorosamente base de elastómero de silicona y silicona agente de curado de elastómero en una proporción de 10:1. </li><li> Pour PDMS mixtos precursor de solución en una placa de Petri de modo que el precursor de PDMS llega a 5 mm hasta el borde del plato (es decir, de modo que el PDMS es 5 mm de espesor). </li><li> Coloque el plato de Petri y PDMS precursor en un desecador durante 1 hora para desgasificar. </li><li> Mueva placa de Petri y PDMS precursor en un horno de 65 ° C durante al menos 2 horas para curar. </li><li> Después de PDMS es curado, utilizar una navaja de afeitar para cortar el PDMS planas en 3 cm x 3 cm secciones cuadradas. Estos serán los moldes de PDMS planas utilizadas más adelante en el proceso de modelado. </li><li> Clean diámetro 25 mm portaobjetos de vidrio circular por plsobresalir en alcohol isopropílico durante 30 minutos en un sonicador de agua. </li><li> Diapositivas lavados en seco de vidrio bajo O 2 / N 2 gas. </li><li> Gota dispensar 100 l de solución de PLGA (15% w / v de PLGA en cloroformo) en portaobjetos de vidrio. </li><li> Coloque un molde de PDMS plana en la parte superior de la dispensado de PLGA para absorber el disolvente y obtener una superficie plana de PLGA. Aplique una ligera presión (~ 10 kPa) mediante la colocación de un peso de 200 g en la parte superior de los PDMS durante 5 min. </li><li> Lentamente retire del molde de PDMS plana y colocar el vidrio de cubierta en una placa precalentado (120 ° C) durante 5 min para eliminar el disolvente residual y aumentar la adhesión entre el PLGA y el vidrio de cubierta. </li><li> Coloque el molde NP PUA en la parte superior de la plana de PLGA y aplicar presión constante (~ 100 kPa) y calor (120 ° C) mediante la colocación de un peso de 1 kg en la parte superior del molde PUA, mientras que en la placa de calentamiento durante 15 min. </li><li> Retire el peso de PLGA tapa deslizante y deje que el sustrato se enfríe a temperatura ambiente. No quitar el moho PUA hasta los sustratos han sidoenfriado. </li><li> Una vez que los sustratos se hayan enfriado lo suficiente, cuidado, retire el molde NP PUA, revelando el sustrato NP PLGA. El sustrato NP PLGA debe tener un aspecto iridiscente. </li><li> Coloque las muestras de acabados en desecador para almacenarlo durante todo el tiempo como un mes. </li></ol> 4. Siembra de células y Cultura NOTA: Este protocolo describe la cultura de los miocitos ventriculares de rata neonatal (NRVMs) y cardiomiocitos H7 humanos madre embrionarias de células derivadas de células madre (CMS), pero otras fuentes de células puede ser utilizado. <ol><li> Coloque el cubreobjetos ANF (PU o PLGA) a un 35 mm de cultivo de tejidos plato de poliestireno. Pipetear 20 l de Norland Optical Adhesive (NOA83H) a la parte inferior del plato y coloque suavemente el cubreobjetos ANF sobre el NOA. Deje que el pegamento hacia fuera y cubre toda la parte inferior cubreobjetos. Curar NOA exponiendo plato a los rayos UV durante 10 min. </li><li> Esterilizar ANF mediante aclarado con 2 ml de solución acuosa de etanol al 70% durante 5 minutos, dos veces. Retire eTHANOL por aspiración. Permitir ANF se seque por completo el aire durante aproximadamente 1 hora bajo la lámpara de esterilización UV (λ = 200-290 nm) en la cabina de seguridad biológica. </li><li> La adhesión celular se ve reforzada por el recubrimiento de la ANF en fibronectina durante la noche. Diluir la fibronectina en agua DI a 5 g / ml. Pipeta 2 ml de solución de fibronectina en el plato. Coloque en una incubadora a 37 ° C y 5% de CO 2 durante la noche (por lo menos 6 horas). </li><li> Obtener NRVMs, hESC-CM, u otras células cardiacas de interés de acuerdo con los protocolos anteriores 22. </li><li> Muestra de células Centrifugar a 1000 rpm durante 3 min para sedimentar las células. </li><li> Retire con cuidado el sobrenadante por aspiración. Asegúrese de no perturbar el sedimento. </li><li> Resuspender las células en medios de cultivo apropiados a una concentración de 4,6 x 10 6 células / ml. </li><li> Cuidadoso pipeteado 200 l de suspensión celular a ANF esterilizados. Asegúrese de que la suspensión de células se mantiene en el cubreobjetos. </li><li> Coloque las células en una incubadora a 37 ° C y 5%CO 2 durante 4 horas para permitir que las células se unan a la ANF. </li><li> Añadir 2 ml de medio de cultivo caliente al plato y reemplazar las células en una incubadora en las mismas condiciones. </li><li> Después de 24 horas, retirar el medio y lavar con 2 ml de DPBS dos veces para eliminar el exceso de células. </li><li> Añadir 2 ml de medio de cultivo caliente al plato y reemplazar las células en una incubadora en las mismas condiciones. Cultivar las células hasta confluencia. Vuelva a colocar los medios de comunicación todos los días. </li></ol>

<ol><li>Lozano, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Global+and+regional+mortality+from+235+causes+of+death+for+20+age+groups+in+1990+and+2010%3A+a+systematic+analysis+for+the+Global+Burden+of+Disease+Study+2010%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet%22%5BJournal%5D)">Global and regional mortality from 235 causes of death for 20 age groups in 1990 and 2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010.</a> The Lancet. 380, 2095-2128 (2012).</li>
<li>Kim, D. -H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+cues+regulate+the+structure+and+function+of+macroscopic+cardiac+tissue+constructs%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Nanoscale cues regulate the structure and function of macroscopic cardiac tissue constructs.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 107, 565-570 (2010).</li>
<li>Tulloch, N. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+Engineered+Human+Myocardium+With+Mechanical+Loading+and+Vascular+Coculture%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Growth of Engineered Human Myocardium With Mechanical Loading and Vascular Coculture.</a> Circulation Research. 109, 47-59 (2011).</li>
<li>Bursac, N., Parker, K., Irvanian, S., Tung, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiomyocyte+Cultures+With+Controlled+Macroscopic+Anisotropy%3A+A+Model+for+Functional+Electrophysiological+Studies+of+Cardiac+Muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Cardiomyocyte Cultures With Controlled Macroscopic Anisotropy: A Model for Functional Electrophysiological Studies of Cardiac Muscle.</a> Circulation Research. 91, (2002).</li>
<li>Fink, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+stretch+of+engineered+heart+tissue+induces+hypertrophy+and+functional+improvement%5BTitle%5D)+AND+%22The+FASEB+Journal%22%5BJournal%5D)">Chronic stretch of engineered heart tissue induces hypertrophy and functional improvement.</a> The FASEB Journal. 14, 669-679 (2000).</li>
<li>Stevens, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+and+Engineering+the+Cell+Surface+Interface%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Exploring and Engineering the Cell Surface Interface.</a> Science. 310, (2005).</li>
<li>Mark, K., Park, J., Bauer, S., Schmuki, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoscale+engineering+of+biomimetic+surfaces%3A+cues+from+the+extracellular+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tissue+Res%22%5BJournal%5D)">Nanoscale engineering of biomimetic surfaces: cues from the extracellular matrix.</a> Cell Tissue Res. 339, 131-153 (2009).</li>
<li>Lü, J. -M., Wang, X., Marin-Muller, C., Wang, H., Lin, P. H., Yao, Q., Chen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+advances+in+research+and+clinical+applications+of+PLGA-based+nanotechnology%5BTitle%5D)+AND+%22Expert.+Rev.+Mol.+Diagn%22%5BJournal%5D)">Current advances in research and clinical applications of PLGA-based nanotechnology.</a> Expert. Rev. Mol. Diagn. 9, 325-341 (2009).</li>
<li>Kim, H. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patterning+Methods+for+Polymers+in+Cell+and+Tissue+Engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Patterning Methods for Polymers in Cell and Tissue Engineering.</a> Ann Biomed Eng. 40, 1339-1355 (2012).</li>
<li>Kim, D. -H., Provenzano, P. P., Smith, C. L., Levchenko, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Matrix+nanotopography+as+a+regulator+of+cell+function%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">Matrix nanotopography as a regulator of cell function.</a> The Journal of Cell Biology. 197, 351-360 (2012).</li>
<li>Park, J., Kim, H. -N., Kim, D. -H., Levchenko, A., Kahp-Yang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+Analysis+of+the+Combined+Effect+of+Substrate+Rigidity+and+Topographic+Guidance+on+Cell+Morphology%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.on+Nanobioscience%22%5BJournal%5D)">Quantitative Analysis of the Combined Effect of Substrate Rigidity and Topographic Guidance on Cell Morphology.</a> IEEE Trans.on Nanobioscience. 11, 28-36 (2012).</li>
<li>Kim, D. -H., Lee, H., Lee, Y. K., Nam, J. -M., Levchenko, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomimetic+Nanopatterns+as+Enabling+Tools+for+Analysis+and+Control+of+Live+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Biomimetic Nanopatterns as Enabling Tools for Analysis and Control of Live Cells.</a> Adv. Mater. 22, 4551-4566 (2010).</li>
<li>Kim, D. -H., Wong, P. K., Park, J., Levchenko, A., Sun, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microengineered+Platforms+for+Cell+Mechanobiology%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Microengineered Platforms for Cell Mechanobiology.</a> Annu. Rev. Biomed. Eng. 11, 203-233 (2009).</li>
<li>Kim, D. -H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanopatterned+cardiac+cell+patches+promote+stem+cell+niche+formation+and+myocardial+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Integr+Biol%22%5BJournal%5D)">Nanopatterned cardiac cell patches promote stem cell niche formation and myocardial regeneration.</a> Integr Biol. 4, 1019 (2012).</li>
<li>Kim, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+nanostructures+of+polyethylene+glycol+for+applications+to+protein+adsorption+and+cell+adhesion%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Fabrication of nanostructures of polyethylene glycol for applications to protein adsorption and cell adhesion.</a> Nanotechnology. 16, 2420-2426 (2005).</li>
<li>Hwang, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adhesion+Assays+of+Endothelial+Cells+on+Nanopatterned+Surfaces+within+a+Microfluidic+Channel%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Adhesion Assays of Endothelial Cells on Nanopatterned Surfaces within a Microfluidic Channel.</a> Anal. Chem. 82, 3016-3022 (2010).</li>
<li>Heidenreich, P. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Forecasting+the+Future+of+Cardiovascular+Disease+in+the+United+States%3A+A+Policy+Statement+From+the+American+Heart+Association%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Forecasting the Future of Cardiovascular Disease in the United States: A Policy Statement From the American Heart Association.</a> Circulation. 123, 933-944 (2011).</li>
<li>Legrice, I. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laminar+structure+of+the+heart%3A+ventricular+myocyte+arrangement+and+connective+tissue+architecture+in+the+dog%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Laminar structure of the heart: ventricular myocyte arrangement and connective tissue architecture in the dog.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 269, 1-12 (2002).</li>
<li>Sosnovik, D. E., Wang, R., Dai, G., Reese, T. G., Wedeen, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+MR+tractography+of+the+heart%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiovasc+Magn+Reson%22%5BJournal%5D)">Diffusion MR tractography of the heart.</a> J Cardiovasc Magn Reson. 11, 47 (2009).</li>
<li>Bers, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calcium+Fluxes+Involved+in+Control+of+Cardiac+Myocyte+Contraction%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Calcium Fluxes Involved in Control of Cardiac Myocyte Contraction.</a> Circulation Research. 87, 275-281 (2000).</li>
<li>Mohrman, D. E., Heller, L. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMohrman%2C+DE+%22Cardiovascular+Physiology%22">Cardiovascular Physiology</a>. , McGraw Hill Medical. (2010).</li>
<li>Burridge, P. W., Keller, G., Gold, J. D., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+De+Novo+Cardiomyocytes%3A+Human+Pluripotent+Stem+Cell+Differentiation+and+Direct+Reprogramming%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cell%22%5BJournal%5D)">Production of De Novo Cardiomyocytes: Human Pluripotent Stem Cell Differentiation and Direct Reprogramming.</a> Stem Cell. 10, 16-28 (2012).</li>
<li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+Cardiomyocytes+Derived+From+Human+Induced+Pluripotent+Stem+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Functional Cardiomyocytes Derived From Human Induced Pluripotent Stem Cells.</a> Circulation Research. 104, (2009).</li>
<li>Qian, J. -Y., Guo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+cytosolic+Ca2%2B+dynamics+in+cultured+Guinea+pig+cardiomyocytes+as+an+in+vitro+model+to+identify+potential+cardiotoxicants%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicology+in+Vitro%22%5BJournal%5D)">Altered cytosolic Ca2+ dynamics in cultured Guinea pig cardiomyocytes as an in vitro model to identify potential cardiotoxicants.</a> Toxicology in Vitro. 24, 960-972 (2010).</li>
<li>You, M. -H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synergistically+Enhanced+Osteogenic+Differentiation+of+Human+Mesenchymal+Stem+Cells+by+Culture+on+Nanostructured+Surfaces+with+Induction+Media%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Synergistically Enhanced Osteogenic Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells by Culture on Nanostructured Surfaces with Induction Media.</a> Biomacromolecules. 11, 1856-1862 (2010).</li>
<li>Kim, H. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotopography-guided+tissue+engineering+and+regenerative+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Drug+Delivery+Reviews%22%5BJournal%5D)">Nanotopography-guided tissue engineering and regenerative medicine.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 65, 536-558 (2013).</li>
<li>Mannix, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanomagnetic+actuation+of+receptor-mediated+signal+transduction%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotech%22%5BJournal%5D)">Nanomagnetic actuation of receptor-mediated signal transduction.</a> Nature Nanotech. 3, 36-40 (2007).</li>
<li>Karuri, N. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+length+scale+topography+enhances+cell-substratum+adhesion+of+human+corneal+epithelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Sci%22%5BJournal%5D)">Biological length scale topography enhances cell-substratum adhesion of human corneal epithelial cells.</a> J Cell Sci. 117, 3153-3164 (2007).</li>
<li>Cavalcanti-Adam, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+Spreading+and+Focal+Adhesion+Dynamics+Are+Regulated+by+Spacing+of+Integrin+Ligands%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Cell Spreading and Focal Adhesion Dynamics Are Regulated by Spacing of Integrin Ligands.</a> Biophysical Journal. 92, 2964-2974 (2007).</li>
<li>Koo, L. Y., Irvine, D. J., Mayes, A. M., Lauffenburger, D. A., Griffith, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Co-regulation+of+cell+adhesion+by+nanoscale+RGD+organization+and+mechanical+stimulus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Sci%22%5BJournal%5D)">Co-regulation of cell adhesion by nanoscale RGD organization and mechanical stimulus.</a> J Cell Sci. 115, 1-11 (2002).</li>
<li>Yim, E. K. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanopattern-induced+changes+in+morphology+and+motility+of+smooth+muscle+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Nanopattern-induced changes in morphology and motility of smooth muscle cells.</a> Biomaterials. 26, 5405-5413 (2008).</li>
<li>Dalby, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+control+of+human+mesenchymal+cell+differentiation+using+nanoscale+symmetry+and+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Mater%22%5BJournal%5D)">The control of human mesenchymal cell differentiation using nanoscale symmetry and disorder.</a> Nat Mater. 6, 997-1003 (2007).</li>
<li>Park, J., Bauer, S., Mark, von der K., Schmuki, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanosize+and+Vitality%3A+TiO+2Nanotube+Diameter+Directs+Cell+Fate%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Nanosize and Vitality: TiO 2Nanotube Diameter Directs Cell Fate.</a> Nano Lett. 7, 1686-1691 (2007).</li>
<li>Entcheva, E., Bien, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macroscopic+optical+mapping+of+excitation+in+cardiac+cell+networks+with+ultra-high+spatiotemporal+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Biophysics+and+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">Macroscopic optical mapping of excitation in cardiac cell networks with ultra-high spatiotemporal resolution.</a> Progress in Biophysics and Molecular Biology. 92, 232-257 (2006).</li>
<li>Tung, L., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging+of+arrhythmias+in+tissue+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Electrocardiology%22%5BJournal%5D)">Optical imaging of arrhythmias in tissue culture.</a> Journal of Electrocardiology. 39, (2006).</li>
<li>Himel, H. D., Bub, G., Lakireddy, P., El-Sherif, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging+of+arrhythmias+in+the+cardiomyocyte+monolayer%5BTitle%5D)+AND+%22Heart+Rhythm%22%5BJournal%5D)">Optical imaging of arrhythmias in the cardiomyocyte monolayer.</a> Heart Rhythm. 9, 2077-2082 (2012).</li>
<li>Kim, J., Hayward, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mimicking+dynamic+in+vivo+environments+with+stimuli-responsive+materials+for+cell+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Mimicking dynamic in vivo environments with stimuli-responsive materials for cell culture.</a> Trends in Biotechnology. 30, 426-439 (2012).</li>
<li>Henderson, D. J., Anderson, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Development+and+Structure+of+the+Ventricles+in+the+Human+Heart%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Cardiol%22%5BJournal%5D)">The Development and Structure of the Ventricles in the Human Heart.</a> Pediatr Cardiol. 30, 588-596 (2009).</li>
<li>Badie, N., Bursac, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+Micropatterned+Cardiac+Cell+Cultures+with+Realistic+Ventricular+Microstructure%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysj%22%5BJournal%5D)">Novel Micropatterned Cardiac Cell Cultures with Realistic Ventricular Microstructure.</a> Biophysj. 96, 3873-3885 (2009).</li>
<li>Badrossamay, M. R., McIlwee, H. A., Goss, J. A., Parker, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanofiber+Assembly+by+Rotary+Jet-Spinning%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Nanofiber Assembly by Rotary Jet-Spinning.</a> Nano Lett. 10, 2257-2261 (2010).</li>
<li>Rao, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+microgrooved+culture+substrates+on+calcium+cycling+of+cardiac+myocytes+derived+from+human+induced+pluripotent+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The effect of microgrooved culture substrates on calcium cycling of cardiac myocytes derived from human induced pluripotent stem cells.</a> Biomaterials. 34, 2399-2411 (2013).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Tejidos cardíacos Funcionalmente maduros carecen de tanto in vivo como in vitro en aplicaciones de ingeniería de tejido cardíaco. Los métodos de nanofabricación CFL descritos aquí son técnicas robustas para lograr la alineación celular e influir en la función del tejido macroscópico debido a la escalabilidad del sistema. Grandes áreas pueden ser fácilmente modelados y se utilizan para el cultivo de células. Alineación celular macroscópico es esencial en la ingeniería de tejido cardiaco con el fin de crear biomi...

La enfermedad cardiovascular es la principal causa de morbilidad y mortalidad en el mundo y presenta una carga socioeconómica de peso en un 1,17 sistema mundial de salud ya tensas. Ingeniería de tejidos cardíacos tiene dos objetivos distintos: (1) para regenerar el miocardio dañado después de la enfermedad isquémica o miocardiopatía o (2) para crear un modelo de alta fidelidad del corazón para la detección in vitro de drogas o la modelización de enfermedades. El corazón es un órgano complejo que se debe trabajar constantemente para suministrar sangre al cuerpo. Estructuras laminares densamente poblado de cardiomiocitos y tejidos de soporte están dispuestos en patrones helicoidales a lo largo de la pared del corazón 18,19. El corazón también se acopla electromecánicamente 20 de una manera muy coordinada para expulsar de manera eficiente la sangre al cuerpo 21. Varios obstáculos importantes siguen pendientes de resolución, sin embargo, antes de que el intrincado diseño de la naturaleza de forma fiable puede ser recapitulado in vitro.En primer lugar, aunque los métodos de diferenciación de los cardiomiocitos robustos siguen elaborando 22, HPSC-CM, aún subsisten algunos fenotipos más inmaduros. Sus propiedades electromecánicas y morfología coincide más estrechamente los niveles fetales 23. En segundo lugar, cuando se mantienen en condiciones de cultivo tradicionales, tanto derivado de células madre y cardiomiocitos primarios logran ensamblarse en estructuras como tejidos nativos. Por el contrario, las células se vuelven orientados al azar y no presentan la apariencia en forma de barra con banda de miocardio adulto 24. La matriz (ECM) entorno extracelular con la que interactúan las células juega un papel importante en numerosos procesos celulares 11,13,25. El ECM consiste en señales moleculares y topográficas complejas, bien definidos que influyen significativamente en la estructura y función de las células 6,26. Dentro del corazón, alineación celular sigue de cerca las fibras de ECM escala nanométrica subyacente 2. El impacto de estos nanotopographseñales iCal en la célula y la función del tejido, sin embargo, está lejos de ser completamente entendido. Los estudios preliminares de la interacción célula-biomaterial escala nanométrica indican la importancia potencial y el impacto de sub-micrones señales topográficas para la señalización celular 27, la adhesión 28-30, un crecimiento del 31, y la diferenciación 32,33. Sin embargo, debido a la dificultad en el desarrollo de sustratos nanofabricados reproducibles y escalables, tales estudios podrían no reproducir los efectos celulares a escala múltiple del complejo ambiente de ECM en vivo. En este protocolo, una técnica de nanofabricación sencillo y rentable para producir andamios de cultivo de células que imitan la alineación de la fibra nativa ECM cardiaca se describe, lo que permite una amplia gama de nuevas investigaciones de las interacciones-cardiomiocitos biomaterial. La comprensión de cómo los cardiomiocitos interactúan con el ambiente de ECM nanoescala podría permitir la capacidad de controlar el comportamiento celular para reproducir con mayor fidelidad función tejido nativoción. Por otra parte, las monocapas celulares son un sistema experimental simplificado en comparación con las estructuras en 3D, pero todavía exhiben un comportamiento multicelular complejo para investigaciones profundas y selección funcional 2,34-36. Finalmente, tales andamios se podrían utilizar para mejorar la función celular del injerto cuando se implanta en el corazón para propósitos de regeneración 37.

<table><tbody><tr><td>Fibronectina</td><td>BD Biosciences</td><td>354008</td><td></td></tr><tr><td>NOA 76</td><td>Norland Products, Inc.</td><td>7606B</td><td></td></tr><tr><td>Promotor de adherencia de superficies (imprimación de vidrio)</td><td>Minuta Tech</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PUA</td><td>Minuta Tech</td><td>MINS-311RM</td><td></td></tr><tr><td>Rodillo de caucho blando</td><td>Obleas</td> de silicona Speedball <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>NOVA Electronic Materials</td><td>FA01-9900</td><td></td></tr><tr><td>Photoresist</td><td>Shipley</td><td>SPRT510</td><td></td></tr><tr><td>Revelador Photoresist</td><td>Shipley</td><td>MF320</td><td></td></tr><tr><td>Sistema de litografía por haz de electrones</td><td>JEOL</td><td>JBX-9300FS Sistema de</td><td></td></tr><tr><td>grabado</td><td>Sistemas de tecnología de superficie</td><td>NP10 8UJ</td><td></td></tr><tr><td>Sistema de plasma Asher BMR</td><td>Technology Co.</td><td>DSF-200</td><td></td></tr><tr><td>Sistema de curado con ozono</td><td>Minuta Tech</td><td>MT-UV-O- 08</td><td></td></tr><tr><td>Sistema de curado por fusión</td><td>Minuta Tech</td><td>MT-UV-A 11</td><td></td></tr><tr><td>NOA 83H</td><td>Norland Products, Inc.</td><td>8301</td><td></td></tr><tr><td>Recubrimiento giratorio</td><td>Tecnología de laurel</td><td>WS-400-6NPP</td><td></td></tr><tr><td>Skyrol PET Film</td><td>SKC Co., Ltd.</td><td>23038-59-9</td><td></td></tr><tr><td>Portaobjetos de vidrio de 25 mm</td><td>Corning</td><td>2948</td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184 Kit de elastómero de silicona</td><td>Dow Corning</td><td>6/5/2553</td><td></td></tr><tr><td>Poli(D,L-lactida-co-glicólido)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P2191-1G</td><td></td></tr><tr><td>Cloroformo</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>372978-1L</td><td></td></tr><tr><td>500 g Pesos</td><td>Global Insustrial</td><td>T9FB503120</td><td></td></tr><tr><td>Alcohol isopropílico</td><td>EMD Millipore</td><td>PX1835-2</td><td></td></tr><tr><td>Placa caliente</td><td>Corning</td><td>PC-420D</td><td></td></tr><tr><td>Sonicator</td><td>Branson B2510MTH</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

capilar fuerza litografía cardiaca de ingeniería de tejidos

Capillary Force Lithography for Cardiac Tissue Engineering

La enfermedad cardiovascular sigue siendo la causa principal de muerte en todo el mundo 1. Ingeniería de tejidos cardíacos es muy prometedora para entregar los descubrimientos médicos innovadores con los objetivos de desarrollo de tejidos funcionales para la regeneración cardiaca, así como ensayos de cribado in vitro. Sin embargo, la capacidad de crear modelos de alta fidelidad de tejido del corazón ha demostrado ser difícil. Matriz extracelular del corazón (ECM) es una estructura compleja que consta de dos señales bioquímicas y biomecánicas que van desde la micro-a la escala del nanómetro 2. Local condiciones de carga mecánica y las interacciones célula-ECM han sido recientemente reconocida como componentes vitales en la ingeniería de tejido cardíaco 3-5. Una gran parte de la MEC cardiaca se compone de fibras de colágeno alineados con diámetros de nano-escala que influye significativamente en la arquitectura del tejido y el acoplamiento electromecánico 2. Por desgracia, algunos métodos VHAe sido capaz de imitar la organización de las fibras de ECM a la escala nanométrica. Los recientes avances en las técnicas de nanofabricación, sin embargo, han permitido el diseño y la fabricación de andamios escalables que imitan las señales in vivo de rigidez estructural y del sustrato en del ECM en el corazón de 6-9. Aquí se presenta el desarrollo de dos reproducible, procesos nanoestampación escalables para la alineación funcional de las células cardiacas utilizando el poli biocompatible de polímero (láctico-co-glicólico) (PLGA) 8 y una de poliuretano (PU) de polímero a base rentable y. Estos sustratos anisotrópicamente nanofabricados (ANF) imitan el ECM subyacente de tejidos, alineados bien organizadas y se puede utilizar para investigar el papel de nanotopografía sobre la morfología celular y la función 10-14. El uso de un nanoestructurada (NP) maestro de silicio como una plantilla, un acrilato de poliuretano (PUA) de molde se fabrica. Este molde PUA se utiliza entonces para PAttern hidrogel PU o PLGA mediante UV-asistida o fuerza capilar litografía-solvente mediada (CFL), respectivamente 15,16. Brevemente, PU o PLGA de pre-polímero es gota dispensado sobre un cubreobjetos de vidrio y el molde PUA se coloca en la parte superior. Para CFL UV asistida, la PU se expone entonces a la radiación UV (λ = 250-400 nm) para el curado. Para disolvente mediada CFL, el PLGA se graba en relieve el uso de calor (120 ° C) y presión (100 kPa). Después del curado, el molde PUA se despega, dejando atrás un ANF para el cultivo celular. Las células primarias, como los miocitos ventriculares de rata neonatal, así como los cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes humanas, se pueden mantener en la ANF 2.

La figura 1 es una vista general esquemática del proceso de producción para los dos métodos de fabricación. Debido a la difracción de la luz causada por la topografía a escala nanométrica, nanoestampación debe resultar en una superficie iridiscente a la ANF. Figura 2 representa esta superficie iridiscente en un 25 mm NP-PU cubreobjetos bien modelada (Figura 2A) con cresta 800 nm y la ranura ancho (Figura 2B). El aspecto iridiscente de la ANF variará lig...

En este protocolo, demostramos la fabricación de sustratos biomiméticos de cultivo de células cardíacas hechos de dos materiales poliméricos distintos utilizando litografía de fuerza capilar. Los métodos descritos proporcionan una técnica escalable y rentable para diseñar la estructura y función de los tejidos cardíacos macroscópicos para aplicaciones in vitro e in vivo.

Capilar Fuerza Litografía Cardiaca de Ingeniería de Tejidos

Cardiovascular disease remains the leading cause of death worldwide1. Cardiac tissue engineering holds much promise to deliver groundbreaking medical ...

El objetivo general de este procedimiento es producir sustratos de cultivo celular biomiméticos para diseñar la estructura y función de tejidos cardíacos macroscópicos. Esto se logra primero fabricando un molde de silicio con la arquitectura topográfica deseada mediante grabado iónico reactivo profundo. El segundo paso consiste en transferir el patrón topográfico deseado desde el molde de silicio a un molde de PUA utilizando litografía por fuerzas capilares asistida por luz ultravioleta.A continuación, el molde de PUA se utiliza como plantilla para fabricar sustratos para cultivo celular a partir de diversos materiales poliméricos, según la aplicación deseada, mediante litografía por fuerzas capilares asistida por UV o mediada por disolvente. El paso final consiste en sembrar cardiomiocitos derivados de células madre o primarios sobre los sustratos para cultivo celular con patrón nanométrico para su posterior análisis. En última instancia, se utilizan microscopía de campo brillante y microscopía de inmunofluorescencia para mostrar los cambios en la morfología celular y en la disposición de las proteínas contráctiles dentro de los cardiomiocitos.La principal ventaja de esta técnica frente a los métodos existentes, como la impresión por microcontacto, es que la litografía por fuerza capilar produce sustratos de cultivo celular con patrones nanométricos que pueden inducir la alineación estructural de monocapas de tejido cardíaco sin depender de la proliferación o migración celular. Aunque este método puede utilizarse para obtener información sobre la relación entre la estructura y la función en los tejidos cardíacos, también puede aplicarse a otros sistemas, como la mecanobiología del cáncer. Para estudiar el impacto de la topografía de la matriz sobre la migración celular, comience este procedimiento limpiando la superficie del molde de silicio con etanol al 100 % o xileno y secándola con gas oxígeno o nitrógeno.A continuación, coloque el molde maestro de silicio con el lado del patrón hacia arriba en una placa de Petri; para un molde maestro con un patrón superficial de dos centímetros por dos centímetros, agregue por pipeta 40 microlitros de PUA sobre él. Luego, coloque una lámina de película de poliéster transparente de cuatro centímetros por cuatro centímetros sobre el PUA dispensado, presione la lámina de PET y extienda el PUA debajo de la lámina sobre toda la superficie del patrón utilizando un rodillo o una superficie plana, de modo que todo el patrón quede cubierto por el prepolímero de PUA. A continuación, coloque el molde de silicona, el prepolímero y la lámina de PET aproximadamente a 10 centímetros por debajo de una luz UV de 20 vatios durante 50 segundos.Después de la curación, retire lentamente la película de PET con pinzas. El PUA debe adherirse a la película de PET con una imagen negativa del patrón nano del molde maestro de silicio. Posteriormente, cure los patrones nano de P-U-A-P-E-T bajo UV durante al menos 12 horas antes de su uso.Para limpiar los moldes de silicio, coloque otra película de PET encima del molde sin añadir PUA. Expóngala a la luz UV durante 50 segundos y retire la película de PET. Luego enjuague el molde de silicio con etanol al 100 % o xileno y séquelo con gas oxígeno-nitrógeno.En este procedimiento, trate los portaobjetos circulares de vidrio de 18 milímetros de diámetro colocándolos en una cámara de ozono durante 10 minutos. A continuación, coloque los portaobjetos sobre bloques de PDMS para fijarlos temporalmente y facilitar su manipulación. Luego, aplique una capa de imprimación de vidrio sobre la superficie del portaobjetos de vidrio.Deje secar el cebador al aire durante 30 minutos. Ahora coloque las laminillas de vidrio sobre una hoja de papel de impresora. Deposite 10 microlitros de prepolímero de poliuretano en el centro de cada laminilla de vidrio y asegúrese de que no se generen burbujas.Luego, coloque el molde de PUA con el patrón hacia abajo sobre la lámina de vidrio y distribuya uniformemente el prepolímero de pu sobre la superficie de la lámina de vidrio rodando un rodillo cilíndrico de goma a lo largo del molde de PUA. El papel de impresión absorberá el exceso de polímero; posteriormente, irradie con luz UV durante 60 segundos bajo una lámpara UV de 20 vatios. A continuación, retire la muestra de la fuente de luz UV y desprenda cuidadosamente el molde de PUA de la lámina de vidrio recubierta con PU; se considera que la polimerización del PU ha finalizado.Cuando el molde de PUA se desprenda limpiamente de la muestra y la placa de vidrio de PU presente un aspecto iridiscente, coloque las muestras en un desecador para su almacenamiento durante hasta un mes. Ahora, sujete cubreobjetos de NFS a una placa de cultivo de poliestireno de 35 milímetros e introduzca con una pipeta 20 microlitros de NOA en el fondo del recipiente. Coloque suavemente el cubreobjeto de NPPU encima del NOA y permita que el adhesivo se extienda y cubra completamente la parte inferior del cubreobjeto; luego, cure el NOA exponiendo el recipiente a luz UV durante 10 minutos.A continuación, esterilice los SUBSTRATOS NP mediante dos enjuagues con dos mililitros de solución acuosa de etanol al 70 % durante cinco minutos cada uno. Retire el etanol por aspiración. Deje que la NFS A se seque completamente al aire durante aproximadamente una hora bajo la lámpara de esterilización UV en la cabina de seguridad biológica.Para mejorar la adhesión celular, recubra la A NFS con fibronectina durante la noche diluyendo primero la fibronectina en agua destilada hasta una concentración de cinco microgramos por mililitro. A continuación, pipetee dos mililitros de la solución de fibronectina en una placa. Luego, coloque la A NFS en el incubador a 37 grados Celsius y 5%CO2 durante la noche.Obtenga VM NR, CMS de CESH u otras células cardíacas de interés, centrifugue la muestra celular a 1000 RPM durante tres minutos para obtener el sedimento celular. Retire cuidadosamente el sobrenadante por aspiración y asegúrese de no perturbar el sedimento. A continuación, re suspenda las células en medio de cultivo hasta una concentración de 4,6 veces 10 a la seis células por mililitro.Pipete cuidadosamente 200 microlitros de la suspensión celular sobre el A NFS esterilizado y asegúrese de que la suspensión celular permanezca sobre el cubreobjetos. A continuación, coloque las células en el incubador a 37 grados Celsius y 5%CO2 durante cuatro horas para permitir que las células se adhieran al A NFS. Luego agregue dos mililitros de medio de cultivo tibio adicional a la placa y vuelva a colocar las células en el incubador bajo las mismas condiciones.Después de 24 horas, retire el medio y lave con dos mililitros de DPBS dos veces para eliminar las células en exceso. A continuación, agregue dos mililitros de medio de cultivo tibio al recipiente. Coloque las células en un incubador bajo las mismas condiciones y cultive.Las células hasta confluencia reemplazan el medio cada dos días. Esta figura muestra imágenes representativas de campo brillante de VMs NR después de siete días de cultivo y CMS de HESC. Después de 48 horas de cultivo, las VMs NR y los CMS de HESC sobre las superficies NP muestran una anisotropía estructural y alineación evidentes, mientras que los cardiomiocitos sobre superficies con patrón UN están orientados aleatoriamente.El análisis inmunohistoquímico destaca el impacto de la nano-topografía en la alineación del citoesqueleto celular, los microfilamentos de actina y la actina sarcómera alfa; en las células cultivadas sobre A NFS, estos componentes se alinean a lo largo de las nano-crestas, pero permanecen distribuidos al azar en las células sobre sustratos no estructurados. Al realizar este procedimiento, es importante recordar esterilizar los sustratos antes del asentamiento celular, ya que la contaminación puede representar un problema importante tras su desarrollo. Esta técnica allanó el camino para que los investigadores en biología cardiovascular exploraran la maduración cardíaca y los cardiomiocitos derivados de células madre.Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo producir sustratos biomiméticos para cultivo celular mediante litografía por fuerzas capilares para aplicaciones en ingeniería de tejidos cardíacos.

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Investigación

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Bioengineering

Bioingeniería

La generación de tejido alineado de miocardio es un requisito clave para la adaptación de los recientes avances en la biología de células madre para fines de utilidad clínica. Aquí se describe un enfoque para la impresión por microcontacto el control preciso de la forma y la función celular. Usando poblaciones altamente purificadas de células madre embrionarias derivadas progenitores cardíacos, a continuación, generar anisotrópico tejido miocárdico funcional.

Generación de tejido funcional del miocardio Alineados través de la impresión por microcontacto

Presentamos un método para la deposición microfluídica de genipina y fibronectina modeladas en sustratos de PDMS, lo que permite una mayor viabilidad de los tejidos densos de células de músculo liso vascular. Este método de fabricación de tejido se combina con la tecnología previa de película delgada muscular vascular para medir la contractilidad vascular a lo largo de cursos de tiempo relevantes para la enfermedad.

Microfluidic genipina Deposición Técnica de Cultura extendido de micropatterned vasculares musculares Thin Films

Este manuscrito describe la creación de tejidos cardíacos de ingeniería definidos utilizando la expresión de marcadores de superficie y la clasificación de células. Los tejidos definidos se pueden utilizar en un biorreactor multitejido para investigar los mecanismos de la terapia celular cardíaca con el fin de proporcionar un sistema modelo funcional, pero controlado, del corazón humano.

Construcción de Engineered Definido Humanos cardíacos tejidos para estudiar los mecanismos de la terapia celular cardiaca

Este protocolo describe bioprinting 3D de tejido cardíaco sin el uso de biomateriales. Los parches cardiacos bioprinted 3D exhiben la integración mecánica de esferoides componentes y son altamente prometedores en regeneración del tejido cardíaco y como modelos 3D de la enfermedad cardíaca.

Creación de tejido cardiaco que exhibe la integración mecánica de esferoides usando bioprinting 3D

Proporcionamos un protocolo generalizado basado en una estrategia de bioprinting de microfluidos para la ingeniería de un lecho vascular de microfibra, donde un tipo de célula secundaria podría ser más sembrado en el espacio intersticial de esta estructura de microfibra para generar organoides y tejidos vascularizados.

Vascularizado de Bioprinting de microfluidos para la ingeniería de tejidos y organitas

Aquí presentamos un método rápido, fácil y de bajo costo para la fabricación de moldes de polidimetilsiloxano personalizadas que pueden utilizarse para la producción de tejidos de ingeniería base de hidrogel con geometrías complejas. Asimismo, se describen los resultados de evaluaciones mecánicas e histológicos realizadas en ingeniería tejidos cardiacos producidos mediante esta técnica.

Custom diseñado moldes de cultivo de tejidos de maestros grabado a láser

Este protocolo introduce un método de micropatrón libre de litografía que es simple y accesible para aquellos con un fondo de bioingeniería limitado. Este método utiliza plantillas de corte láser personalizadas para proteínas de matriz extracelular micropatrón en una forma de interés para la modulación de morfologías celulares. El procedimiento para el micropatrón se demuestra utilizando cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidas.

Micropatrón simple de células únicas sin litografía con plantillas de corte láser

Los tejidos diseñados dependen en gran medida de las redes vasculares adecuadas para proporcionar nutrientes y gases vitales y eliminar los desechos metabólicos. En este trabajo, un protocolo de siembra escalonada de células endoteliales y células de apoyo crea redes vasculares altamente organizadas en una plataforma de alto rendimiento para estudiar el comportamiento de los vasos en desarrollo en un entorno 3D controlado.

Siembra celular escalonada en andamios teselados para estudiar la brotación de los vasos sanguíneos

Los tejidos cardíacos tridimensionales biodiseñados con cardiomiocitos derivados de células madre han surgido como modelos prometedores para estudiar el miocardio humano sano y enfermo in vitro , al tiempo que recapitulan aspectos clave del nicho cardíaco nativo. Este manuscrito describe un protocolo para la fabricación y el análisis de tejidos cardíacos de ingeniería de alto contenido generados a partir de cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidas humanas.

Diseño de un biorreactor para mejorar la adquisición de datos y el rendimiento del modelo de tejidos cardíacos diseñados

El uso de la luz para controlar las células y los tejidos cardíacos permite la estimulación sin contacto, preservando así el estado natural y la función de las células, lo que lo convierte en un enfoque valioso tanto para la investigación básica como para las aplicaciones terapéuticas.

Un sistema microfisiológico cardíaco para estudiar la propagación de Ca2+ a través de la estimulación óptica no genética

Se presenta un método reproducible para generar tejidos miocárdicos en 3D combinando andamios de escritura por electrohilatura por fusión (MEW), policaprolactona (PCL) e hidrogeles de fibrina con cardiomiocitos y fibroblastos derivados de hiPSC. Esta técnica ofrece un control preciso sobre la arquitectura del andamio y se puede aplicar en pruebas preclínicas de medicamentos y modelado de enfermedades cardíacas.

Generación de tejido miocárdico humano en 3D mediante escritura por electrohilado de fusión de andamios de policaprolactona y células cardíacas derivadas de hiPSC

Aprende litografía por fuerza capilar para fabricar sustratos biomiméticos de cultivo celular cardíaco. Este método escalable permite estudiar la morfología y alineación de cardiomiocitos in vitro.

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