Microfluidique Bioprinting génie vascularisé tissus et organoïdes

Summary

Nous fournissons un protocole généralisé basé sur une stratégie de bioprinting microfluidiques pour génie un lit vasculaire microfibreux, où un type de cellule secondaire pourrait être encore semé dans l’espace interstitiel de cette structure microfibreux pour générer des organoids et des tissus vascularisés.

Abstract

Ingénierie des tissus vascularisés construit et organoïdes a été historiquement difficile. Nous décrivons ici une méthode originale basée sur la microfluidique bioprinting pour générer un échafaudage avec multicouches entrelacement hydrogel microfibres. Pour atteindre lisse bioprinting, une tête d’impression de la microfluidique core-gaine contenant une formulation bioink composite expulsée, le débit de base et la solution de réticulation charrié par l’écoulement de la gaine, a été conçu et monté sur le bioprinter. Par le mélange de gélatine methacryloyl (Khalil) avec l’alginate, un polysaccharide qui subit une réticulation ionique instantanée en présence de sélectionner les ions divalents, suivies d’un psoralen secondaire du composant Khalil pour atteindre la stabilisation permanente, vous pouvez obtenir un échafaudage microfibreux utilisant cette stratégie bioprinting. Ce qui est important, les cellules endothéliales encapsulés à l’intérieur de la bioprinted microfibres peuvent former les structures lumen-like qui ressemble à la vascularisation au cours de la culture pendant 16 jours. L’échafaudage microfibreux endothelialized peut servir encore comme un lit vasculaire pour construire un tissu vascularisé par ensemencement subséquent du type cellulaire secondaire dans l’espace interstitiel de la microfibres. Microfluidique bioprinting fournit une stratégie généralisée en génie pratique des tissus vascularisés à haute fidélité.

Introduction

Cibles de génie tissulaire pour générer des substituts fonctionnels tissu peuvent être utilisés pour remplacer, restaurer ou augmenter ces blessés ou malades dans le corps humain^1,2,3,4, souvent grâce à une combinaison de types de cellules désiré, molécules bioactives^5,6et biomatériaux^7,8,9,10. Plus récemment, technologies d’ingénierie tissulaire ont égalem....

Protocol

Les cardiomyocytes de rats néonatals utilisés dans le présent protocole ont été isolées des rats Sprague-Dawley âgés de 2 jours suivant une procédure bien établie de⁵⁶ , approuvé par l’animalier institutionnel et le Comité de l’urbanisme à l’hôpital Brigham and de Women.

1. l’instrumentation de la Bioprinter

1. Insérer une aiguille émoussée plus petite (p. ex., 27 G, 1 pouce) comme le noyau au centre d’une plus grande aiguille émoussée (p. ex., 18 G, ½ pouce) comme la gaine afin de construire la duel-couche, microfluidique concentriques tête d’impression ; s’assurer que l’aiguille centrale ....

Results

La stratégie de bioprinting microfluidique permet bioprinting extrusion directe d’échafaudages de microfibreux à l’aide de faible viscosité bioinks^54,,⁵⁵. Comme illustré dans la Figure 2A, un échafaudage avec une taille de 6 × 6 × 6 mm contenant³ > 30 couches de microfibres peuvent être bioprinted moins de 10 min. La réticulation ionique immédiate du composant l’alginate.......

Discussion

Construction de la tête d’impression coaxiale représente une étape cruciale vers bioprinting microfluidique réussie pour permettre la livraison simultanée de deux le bioink de l’âme et l’agent de réticulation de la gaine. Alors que dans le présent protocole, une tête d’impression de l’exemple a été créé en utilisant une aiguille de 27G comme le noyau et une aiguille 18G comme la coquille, il peut être facilement prolongée à une variété de combinaisons en utilisant différentes tailles d’aiguilles. Toutefois, la modificati.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Sel de sodium d’acide alginique d’algues brunes	Sigma-Aldrich	A0682	BioReagent, testé sur culture de cellules végétales, faible viscosité, poudre
Gélatine de type A de peau porcine	Sigma-Aldrich	G2500	Force du gel 300
Irgacure 2959 (2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyéthoxy)-2-méthylpropiophénone)	Sigma-Aldrich	410896	98 %
HEPES	buffer Sigma-Aldrich	H0887	1 M, pH 7,0 - 7,6, stérile-filtré, BioReagent, adapté à la culture cellulaire
Sérum fœtal bovin  ;	Thermo Fisher Scientific	10438026	Régions qualifiées, inactivées thermiquement, approuvées par l’USDA
Chlorure de calcium dihydraté	Sigma-Aldrich	C5080	BioXtra, &ge ; 99,0 %
Solution saline tamponnée au phosphate	Thermo Fisher Scientific		10010023 pH 7,4
Cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine	Angio-Protéomie	cAP-0001	Cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine exprimant la GFP (HUVECs)
Cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine exprimant la GFP	Angio-Proteomie	cAP-0001GFP	Cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine exprimant la GFP (GFPHUVEC)
Milieu de croissance cellulaire endothéliale	Lonza	CC-3162	EGM-2 BulletKit
Dulbecco' s Eagle Medium modifié  ;	Thermo Fisher Scientific	12430054	Kit de polymérisation à haute teneur en glucose, HEPES
Sylgard 184 Kit d’élastomère de silicone	Ellsworth Adhesives	184 SIL ELAST KIT 0,5KG	Clear 0,5 kg Système
de lampe à polymérisation UV	Excelitas Technologies	OmniCure S2000	Spot Système de polymérisation à la lumière UV avec capteur UV intelligent