Les cellules endothéliales (EC) qui tapissent les parois des vaisseaux sanguins in vivo sont constamment exposés à l' écoulement, mais CEs cultivées sont souvent cultivées dans des conditions statiques et présentent un phénotype pro-inflammatoire 1,2. La technologie microfluidique permet à un fluide régulé avec précision à travers un micro - géométrie contrainte (inférieure au millimètre) , les canaux 3, ce qui offre la possibilité aux cellules mises en culture, en particulier pour vasculaires endothéliales, de croître sous des conditions d'écoulement désirées. Ces caractéristiques rendent les conditions de culture cellulaire plus proche in vivo que les cultures classiques, des cellules 2D statique. Ils sont extrêmement importants lorsque les dispositifs microfluidiques sont utilisés pour modéliser différents types de systèmes vasculaires et d'étudier les réponses des CE aux stimulations mécaniques et / ou chimiques.
En dépit des avantages démontrés par le réseau de micro-canaux sur une culture cellulaire statique, l'adaptation et l'application de la microfluidique dans le f biomédicalield restent limitées. Rapporté par une récente étude, la majorité des publications de ce domaine (85%) sont encore dans des revues d'ingénierie 4. La performance des dispositifs microfluidiques n'a pas été assez convaincant pour la plupart des biologistes de passer de techniques actuelles, telles que le test Transwell et la glissière boîte de culture / verre macro-échelle à ce dispositif miniaturisé. La microfluidique est un domaine multidisciplinaire, ce qui nécessite des collaborations interdisciplinaires pour faire avancer ce domaine avant. L'objectif de cet article technique est de réduire les écarts de connaissances entre les disciplines et rendre les procédures de fabrication compréhensible par les biologistes, tout en assurant l'application biologique et la validation fonctionnelle des microvaisseaux microfluidiques. Les protocoles expérimentaux visualisés comprennent la fabrication des deux dispositifs microfluidiques et leurs utilitaires biologiques, ce qui représente une étroite collaboration entre les ingénieurs et les biologistes.
Nous avons récemment rapporté certainsapplications biologiques en utilisant le réseau de microvaisseaux in vitro avec dispositif microfluidique 5. Afin de concevoir de manière appropriée les dimensions du réseau de microcanaux et d'appliquer la contrainte de cisaillement souhaitée, un modèle numérique a été construit avec le logiciel de dynamique des fluides computationnelle pour estimer étroitement le profil d'écoulement. Les cellules primaires de la veine ombilicale humaines endotheliales (HUVEC) qui ont été ensemencés dans les microcanaux ont atteint la confluence, soit couvert l'ensemble des surfaces internes du micro - canal, en 3-4 jours avec une perfusion continue. La formation de la barrière adéquate a été démontrée par la VE-cadhérine et la coloration par rapport à ceux formés dans des conditions de culture cellulaire statiques et dans les microvaisseaux intactes. En appliquant les protocoles expérimentaux développés en microvaisseaux intacts perfusés individuellement 6-8, nous quantitativement mesuré les changements dans la CE [Ca2 +] i et de l'oxyde nitrique (NO) en réponse à l' adénosine triphosphate (ATP) avec fluorescent dansindicateurs et confocale et la microscopie par fluorescence conventionnelle. Les augmentations induites par un agoniste de la CE [Ca2 +] i et la production de NO ont été rapportés en tant que signaux intracellulaires nécessaires pour inflammatoires augmentations induites médiateur-en microvaisseaux perméabilité 6-15. Bien que certaines études antérieures ont montré des images de dispositifs microfluidiques DAF-2 DA chargés 16,17, la résolution et des données appropriées analyse n'a pas encore atteint 18 ans. À notre connaissance, cette étude démontre les premières mesures quantitatives de changement dynamique induite par l' agoniste en endothéliales [Ca 2+] i et la production de NO en utilisant microfluidique système basé.
Techniques de microfabrication ont la possibilité de fabriquer des microcanaux jusqu'à quelques microns et permettre le développement de modèles complexes pour imiter les géométries de microvascularisation in vivo. Ici, nous avons présenté un réseau de microcanaux typique avec trois niveaux de ramification. Cele réseau est fabriqué par la combinaison de la photolithographie, qui est réalisé dans une salle blanche de microfabrication et la lithographie molle.