מאמר שיטה

מעבר צבע למתח שבב עבור מגרה בהתנהגויות הסלולר של הידרוג עמוסי תא

DOI:

10.3791/53715

⸱

8 באוגוסט 2017

 ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of NanoEngineering and MicroSystems, National Tsing Hua University, 2Department of Engineering and System, National Tsing Hua University

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מאמר זה מציג גישה פשוטה כדי מתן לא רציפה זנים סטטי מעבר צבע על הידרוג קונצנטריים עמוסי התא לווסת תא היישור עבור הנדסת רקמות.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הדרכה מלאכותי יישור הסלולר היא נושא חם בתחום של הנדסת רקמות. רוב המחקרים הקודמים חקרה יחיד זן-induced הסלולר יישור הידרוג עמוסי התא באמצעות תהליכים מורכבים ניסיוני מסה למערכות שליטה, אשר יהיו משויכת בדרך כלל בעיות זיהום. לפיכך, במאמר זה, אנו מציעים גישה פשוטה לבניית מתח סטטי מעבר צבע באמצעות שבב fluidic עם כיסוי פלסטיק PDMS מצע זכוכית שקופה UV על הגירוי של התנהגות הסלולר הידרוג תלת-ממד. Prepolymer תא patternable-צילום להעמיס בבית הבליעה fluidic ניתן להפיק קמורה קרום PDMS מעוקל על השער. לאחר UV crosslinking, דרך micropattern מעגלית קונצנטריים תחת קרום PDMS מעוקל, מאגר הכביסה, microenvironment עבור תא חוקר התנהגויות תחת מגוון רחב של זנים הדרגתיות מעוגנת עצמית שבב fluidic יחיד, ללא מכשירים חיצוניים. NIH3T3 התאים היו הפגינו לאחר התבוננות לשינוי המגמה יישור הסלולר תחת הדרכתו גאומטריה, בשיתוף פעולה עם זן גירוי, אשר בין 15-65% על hydrogels. לאחר דגירה 3 ימים, הגיאומטריה הידרוג שלטה היישור תא בלחץ נמוך compressive, שבו תאים מיושרים לאורך כיוון התארכות הידרוג בלחץ גבוה compressive. בין אלה, התאים הראה היישור אקראי בשל פיזור של ההדרכה רדיקלית של הידרוג התארכות והדרכה הגיאומטריה של הידרוג בדוגמת.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הגשה כחומר בלוק המחקה יליד microenvironment, הידרוג המכיל מטריצה חוץ-תאית (ECM) מחדש לבנות ביונים פיגומים רקמות כדי לתמוך צמיחת תאים. להחזיק את הפונקציות של רקמה, יישור תא מאורגנת היא מהדרישות. שונים 2D (קרי, תאים תרבותי על משטח), 3D (קרי, תאים במארז של הידרוג) יישורי הושגו על ידי culturing או לבצע התאים או על מצעים גמיש עם מיקרו- או ננו-דפוסי1. תא 3D היישור המיקרו-ארכיטקטורה הוא אטרקטיבי יותר, כמו microenvironment קרובה יותר רקמה מקורית לבנות2,3,4. גישה נפוצה אחת עבור יישור תא 3D הוא הסימן גיאומטרי של הידרוג-צורה-2,-3. בשל השטח מוגבל עבור התפשטות תאים כיוון קצר-ציר, תאים במטרה ליישר לאורך לכיוון ציר זמן ב- הידרוג בדוגמת מיקרו. גישה אחרת היא להחיל מתיחה מתיחה hydrogels כדי להשיג יישור תא במקביל כיוון מתיחה4,5.

גירוי ביופיזיקלי על hydrogels ECM, כגון זן compressive או שדה חשמלי, יכולים לווסת פונקציות תא השילוב הרקמה הנכונה, התפשטות של בידול1,2,3. מחקר רב נעשה על מנת לחקור התנהגות הסלולר על-ידי החלת תנאי זן אחד בכל פעם באמצעות מספר בקרה מכנית יחידות4,6,7,8,9. לדוגמה, השימוש מכני שלב מוטורס סחוט או שרוע על הידרוג קולגן אנקפסולציה תא תלת-ממד הייתה נפוצה לגשת7,10. עם זאת, ציוד שליטה כזה דורש שטח נוסף ופונה הנושא של מזהמים החממה7,9,11,12. בנוסף, המכשיר גדול לא יכול לתת סביבה שליטה מדויקת כדי לספק הפארמצבטית גבוהה13.

בהתחשב בכך כי עמוסי תא hydrogels בדרך כלל המועסקים על המיקרו-סולם ביו יישומים, זה יתרון לשילוב MEMS טכניקות כדי ליצור מגוון של זן/מתיחה גירוי לחקור בו זמנית תא התנהגויות ביונים 3D בונה במבחנה2,14,15,16,17,18. לדוגמה, באמצעות גז בלחץ כדי לעוות את הקרום PDMS צ ' יפס microfluidic יכולים להצמיח זנים שונים, נהיגה תאית התמיינות שושלות שונות9,16. עם זאת, ישנם אתגרים טכניים רבים, כגון תהליכי ייצור השבב מסובך חדר נקי ושילוב בקרת התוכנה של מנועים, משאבות, שסתומים, גזים דחוסים.

בעבודה זאת, נדגים בגישה פשוטה להשיג שבב microfluidic סטטי-זן הדרגתיות מתוספי על ידי העסקת דפוס הידרוג מעגלית קונצנטריים ו קרום PDMS גמיש. שלא כמו רוב הגישות הקיימות, הפלטפורמה שלנו הוא התקן נייד, חד פעמית מיניאטורי זה יכול להיות מפוברק מחוץ חדר צהוב, זה הנו עצמי יצירת זנים מעבר צבע על קונצנטריים אנקפסולציה תא hydrogels, ללא ציוד מכני חיצוניים במהלך הדגירה. 3T3 פיברובלסט תא התנהגויות השפיעו על ידי שילוב של הידרוג צורה, מגוון רחב של הדרכה מתיחה מתיחה רמזים היו הפגינו במהלך הצפיה תא היישור בתוך סביבות תלת-ממד ECM-מימטי בשבב מעבר צבע למתח במשך 3 ימים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. סינתזת GelMA

  1. שקלו 10 גרם אבקת ג'לטין והוסיפו אותה לבקבוק זכוכית עם 100 מ"ל של תמיסת מלח חוצצת פוספט (DPBS) של Dulbecco. הכניסו מוט ערבוב מגנטי לבקבוק והניחו את הבקבוק על צלחת חמה מערבבת.
  2. מכסים את הבקבוק בנייר אלומיניום כדי למנוע אידוי מים. הגדר את טמפרטורת הפלטה החמה ל-50-60 מעלות צלזיוס ואת המערבל על 100 סל"ד למשך שעה כדי להמיס היטב את אבקת הג'לטין.
  3. לאחר שהג'לטין נמס, הוסיפו 8 מ"ל של אנהידריד מתאקרילי לאט מאוד (טיפה אחת לשנייה) בעזרת פיפטה. תן לו להגיב ב-60 מעלות צלזיוס למשך 3 שעות.
  4. הוסף DPBS מחומם מראש (40 מעלות צלזיוס) לבקבוק לנפח סופי של 500 מ"ל ואפשר לתערובת זו היטב למשך 15 דקות כדי לעצור את התגובה.
  5. בינתיים, חותכים קרום דיאליזה (משקל מולקולרי חתוך של 14 kDa) למספר צינורות באורך 25 ס"מ. טבלו אותם במים נטולי יונים (DI) למשך 15 דקות וצרו קשר לסגירת קצה אחד של צינורות הדיאליזה.
  6. טען את הכמות המתאימה (30 - 60 מ"ל) של תמיסת הפולימר לצינורות הדיאליזה וסגור את הקצה השני. מניחים אותם בכוס פלסטיק 5 ליטר עם מי DI למשך שבוע. יש לחדש את מי ה-DI פעמיים ביום ולשמור על התמיסה בטמפרטורה של 40-50 מעלות צלזיוס במהלך תהליך הדיאליזה.
  7. אוספים את התמיסה מהצינור בבקבוק זכוכית של 500 מ"ל. יוצקים ~450 - 500 מ"ל תמיסה בכוס סינון של 500 מ"ל (גודל נקבוביות של 0.22 מיקרומטר) ומורחים ואקום על המסנן כדי לאלץ את התמיסה לעבור דרך קרום המסנן לעיקור.
  8. מעבירים את הפולימר המעוקר למספר צינורות מעוקרים של 50 מ"ל ומאחסנים אותם במקפיא של -80 מעלות צלזיוס למשך 3-5 ימים.
  9. יש לייבש בהקפאה את הפולימר -80 מעלות צלזיוס למשך שבוע באמצעות מייבש הקפאה ליצירת GelMA. אחסן את ה-GelMA במקפיא של -80 מעלות צלזיוס.

2. שינוי 3-(Trimethoxysilyl)פרופיל מתאקרילט (TMSPMA)

  1. חותכים שקופיות זכוכית מסחריות לשתי חתיכות קטנות (25 מ"מ על 37.5 מ"מ) וטובלים אותן בתמיסת NaOH של 0.5 M למשך 4 שעות.
  2. הנח את השקופית על מתלה בתוך מיכל זכוכית עם 95% אתנול ונקה באמצעות אולטרסאונד ב-43 קילו-הרץ למשך 15 דקות.
  3. טבלו את מגלשות הזכוכית ב-5% TMSPMA ב-99.5% אתנול למשך שעה אחת.
  4. שטפו את השקופיות ב-95% אתנול, יבשו את השקופיות באוויר וחישטו את ציפוי ה-TMSPMA בתנור בטמפרטורה של 80 מעלות צלזיוס למשך שעתיים.

3. ייצור שבבים

  1. קח צלחת פולימתיל-מתאקרילט (PMMA) אחת בעובי 2 מ"מ ו-0.3 מ"מ, החל סרט דו צדדי על צד אחד של משטח ה-PMMA ושחרר את התוחם בצד אחד. השאירו שתי צלחות PMMA בעובי 2 מ"מ וצלחת אחת בעובי 1 מ"מ ללא סרט דו צדדי.
  2. חתוך בלייזר לוחית PMMA בעובי 2 מ"מ ללא סרט דו צדדי ל-42 מ"מ על 30 מ"מ כדי ליצור את הצלחת התחתונה. חותכים לוחית PMMA בעובי 2 מ"מ עם סרט דו צדדי כדי ליצור את מסגרת הגבול, עם מידות חיצוניות של 42 מ"מ x 30 מ"מ ומידות פנימיות של 37.5 מ"מ x 25 מ"מ.
  3. חתכו בלייזר את לוחית ה-PMMA בעובי 0.3 מ"מ עם סרט דו-צדדי לתוך עיגול מרכזי של 12 מ"מ עם שתי תעלות זרימה ברוחב 2 מ"מ ואורך 8 מ"מ בצדדים מנוגדים של המעגל (<מחלקה חזקה="xfig">איור 1a).
  4. כדי להכין את תבנית ה-PMMA ליציקת מכסה ה-PDMS, הרכיבו את שלושת החלקים של רכיבי PMMA משלבים 3.2-3.3 (<מחלקה חזקה = "xfig">איור 1b) באמצעות סרט דו צדדי.
  5. חתוך בלייזר לוח PMMA בעובי 2 מ"מ עם סרט דו צדדי לחתיכה בגודל 5 ס"מ x 5 ס"מ עם מערך של 3 x 3 של מלבנים חלולים בגודל 8.5 מ"מ x 8.5 מ"מ. חותכים חתיכה נוספת בגודל 5 ס"מ על 5 ס"מ עם מערך של 3X3 של עיגולים חלולים בגודל 4 מ"מ. חתוך בלייזר צלחת PMMA בעובי 1 מ"מ ללא סרט דו צדדי לתוך צלחת תחתונה PMMA בגודל 5 ס"מ על 5 ס"מ.
  6. הכן את תבנית ה-PMMA ליציקת תקע ה-PDMS על ידי הרכבת שלושת החלקים של רכיבי PMMA משלב 3.5 (<מחלקה חזקה = "xfig">איור 1c) באמצעות סרט דו צדדי.
  7. הכן את מכסה ה-PDMS ואת תקע ה-PDMS על ידי ערבוב נכון של 30 גרם אלסטומר PDMS ו-3 גרם של חומר ריפוי PDMS; הסר את התערובת מתחת לתא ואקום למשך שעה.
  8. יצוק 1.8-2.0 גרם מהתערובת לתבנית PMMA לכיסוי ה-PDMS והשתמש בכמות המתאימה למילוי כל חלל בתבנית PMMA עבור תקע ה-PDMS. יצקו 10 גרם תערובת PDMS לא נרפאה בצלחת פלסטיק ריקה בגודל 10 ס"מ. הכניסו את התבניות הללו לתא ואקום להסרת גז למשך 30 דקות.
  9. רפאו את ה-PDMS למשך שעתיים ב-80 מעלות צלזיוס. לאחר קירור ה-PDMS הנרפא על התבנית, נתק את כיסויי ה-PDMS ואת תקעי ה-PDMS מתבניות ה-PMMA.
  10. אגרוף שני חורים בקוטר של כ -3 מ"מ בקצות תעלות הזרימה של כיסויי ה- PDMS.
  11. חותכים את יריעת ה-PDMS המעוצבת מלוח הפלסטיק בגודל 10 ס"מ לקוביות רבות בגודל 1 ס"מ על 1 ס"מ ומחוררים חור של 3 מ"מ בכל קוביית PDMS. הדביקו שתי קוביות PDMS לא מעובדות בגודל 1 ס"מ על 1 ס"מ על פתחי מכסה ה-PDMS (כדי לשמש כמאגרים בינוניים ולסייע בתהליך הריפוי של דפוסי ההידרוג'ל המעגליים של השיפוע) ולרפא למשך שעה אחת ב-80 מעלות צלזיוס.
  12. חבר את כיסויי ה-PDMS עם שני מאגרי ה-PDMS על שקופית מצופה TMSPMA על ידי טיפול מקדים בצד ההדבקה של מכסה ה-PDMS והמגלשה המצופה TMSPMA תחת מכונת פלזמת חמצן (הספק RF של 30 W (מצב גבוה) ואוויר דחוס של 600 mTorr) או מחולל קורונה אלקטרוני בתדר גבוה (115 V, 50/60 Hz, 0.35 A) למשך 90 שניות של טיפול בפלזמה O2.
  13. צור קשר עם המשטח המטופל בפלזמה של כיסויי ה-PDMS ושקופית TMSPMA ולחץ עליהם בחוזקה לקישור קבוע באמצעות היווצרות קשר Si-O-Si.
    הערה: הכנסת השבב לתנור בטמפרטורה של 80 מעלות צלזיוס למשך שעה יכולה לשפר עוד יותר את חוזק ההדבקה.
  14. לאחר הקירור טובלים את הצ'יפס באתנול 95% למשך 15 דקות ומייבשים באוויר. לאחר מכן, עקרו את השבבים תחת קרינת UV למשך שעה אחת ואחסנו אותם בקופסה עטופה בנייר אלומיניום במכסה המנוע הלמינר.

4. מתח שיפוע סטטי על ההידרוג'ל עמוס התאים

  1. הדפס וחתוך פיסת מסכת צילום בגודל 25 מ"מ על 37.5 מ"מ, על ידי הדפסת הפריסה באיור 2b על סרט שקוף. התאם את הגודל המודפס של איור 2b כך שיתאים לממד ב-איור 2a.
  2. הכן 100 מ"ל של מדיום DMEM עם 10% FBS, 1% Pen-Strep ו-250 מ"ל DPBS באמבט מים של 37 מעלות צלזיוס לשימוש כמדיום תרבית התאים.
  3. שקלו 25 מ"ג של GelMA מיובש בהקפאה לתוך 0.3 מ"ל של מדיום תרבית תאים שחומם מראש (37 מעלות צלזיוס) בצינור מיקרו-צנטריפוגה שחור של 1.5 מ"ל. שים את צינור המיקרו-צנטריפוגה על מערבל/פלטה חמה במעבדה עד שה-GelMA מתמוסס במדיום.
  4. שקלו 50 מ"ג של פוטו-יוזם לתוך 1 מ"ל DPBS בצינור מיקרו-צנטריפוגה והכניסו אותו לתנור של 80 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות או עד שהפוטו-יוזם נמס.
  5. קח 25 מיקרוליטר של 10% פוטו-יוזם משלב 4.4 והוסף אותו לצינור המיקרו-צנטריפוגה משלב 4.3. פיפטה מספר פעמים לערבב היטב.
  6. ספור 3 x 106 תאי NIH 3T3 באמצעות מונה תאים אוטומטי. צנטריפוגה את התרחיף ב-200 x גרם למשך 5 דקות, השליכו את הסופרנטנט ותלו מחדש את התאים ב-175 מיקרוליטר של מדיום תרבית תאים.
  7. הוסף את תמיסת התא משלב 4.6 לצינור המיקרו-צנטריפוגה משלב 4.5 כדי לקבל תמיסת תא פרה-פולימר של 5% GelMA, 0.5% פוטו-יוזם ו~6 x 106 3T3 תאים/מ"ל. לאחר הערבוב, טען 100 מיקרוליטר של קדם-פולימר תאים במזרק מיקרו של 100 מיקרוליטר.
  8. יישר ידנית (ראה איור 3a) חתיכה ממסכת הפוטו על השקופית התחתונה של שבב המתח השיפוע המעוקר ופשוט תקן את המיקום באמצעות טיפה קטנה של מי DI ביניהם. חבר את המיקרו-מזרק של 100 מיקרוליטר עמוס בתמיסת תאים פרה-פולימריים לכניסת השבב.
  9. הנח (ראה <מחלקה חזקה="xfig">איור 3b) 50 מיקרוליטר של תמיסת תא פרה-פולימר בתעלת הזרימה באמצעות המיקרו-מזרק ולאחר מכן חבר את השקע באמצעות תקע PDMS. הזרקו 40 מיקרוליטר נוספים של תמיסה ליצירת בליטה קמורה בקרום ה-PDMS המעגלי.
  10. הזז את השבב עם מסכת הפוטו (התחתונה), המיקרו-מזרק (כניסה) ותקע ה-PDMS (יציאה) משלב 4.9 מתחת למנורת UV (365 ננומטר, 9 mW/cm2) וחשוף אותו למשך 30 - 45 שניות כדי להצליב את ההידרוג'ל המעגלי הקונצנטרי בתא הנוזל.
  11. הסר את תקע ה-PDMS ואת המיקרו-מזרק כדי לשחרר את לחץ הנוזל (ראה <מחלקה חזקה="xfig">איור 3c). השתמש במזרק של 1 מ"ל עמוס ב-DPBS מחומם מראש כדי לשטוף שרפים לא מקושרים 3 פעמים על ידי שטיפה מהכניסה לשקע.
  12. מלאו את תעלת הזרימה בכ-100 מיקרוליטר של מדיום תרבית תאים.
  13. מניחים את הצ'יפס בצלחת תרבית מעוקרת ותרבית באווירה של 5% CO2 בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך שבוע. רענן את המדיום כל יום.
  14. צלם תמונות של שלושה שבבים ביום 0 לאחר 4 שעות של דגירה, כקבוצת ביקורת, ושלושה שבבים ביום השלישי, כערכת הניסוי, באמצעות מיקרוסקופ עם מטרה של פי 20. מדוד את רוחב הקו של כל הידרוג'ל מקו 1 לקו 12 באמצעות תוכנה (למשל, ImageJ) כדי לחשב את זני הדחיסה ( איור 4).
    הערה: אחוז ההתארכות מחושב על-ידי חלוקת הערך של הפרש רוחב הקו בין 40 μL ל-0 μL ברוחב הקו ב-40 μL.

5. צביעת תאים לניתוח יישור

  1. השתמש במזרק כדי להזריק 4% פרפורמלדהיד (PFA) ב-DPBS ב-RT לשבב הזרימה למשך 15 דקות לקיבוע ההידרוג'ל העמוס בתאים.
    הערה: זהירות. PFA רעיל ויש לטפל בו בזהירות.
  2. החלף את התמיסה בתמיסה המחלחלת לקרום התא של 0.5% ב-DPBS למשך 10 דקות כדי לחלחל את קרום התא ב-RT.
  3. PBS שוטף את הדגימות 3 פעמים במרווח של 5 עד 10 דקות בין שטיפות (באמצעות מזרק טעון, כמו בשלב 5.1).
  4. טען תמיסת BSA של 1% לתוך תעלת הנוזל למשך 45-60 דקות ב-RT (באמצעות מזרק טעון דרך יציאת הכניסה).
  5. הוסף 1.5 מ"ל מתנול לבקבוקון עם Alexa Fluor 488 phalloidin כדי להניב ריכוז סופי של תמיסת מלאי של 6.6 מיקרומטר.
  6. קח 5 מיקרוליטר של Alexa Fluor 488 phalloidin משלב 5.5 ודלל אותו ב-200 מיקרוליטר של DPBS עם 0.1% BSA ליצירת ריכוז סופי של 0.165 מיקרומטר Alexa Fluor 488 phalloidin.
  7. הוסף 200 מיקרוליטר מתמיסת התערובת לתעלה הנוזלית באמצעות מיקרופיפטה ודגר את השבב ב-37 מעלות צלזיוס למשך 45 - 60 דקות לצביעה של אקטין. PBS שוטף (כנ"ל) את הדגימות 3 פעמים.
  8. הכן 1 מיקרוגרם/מ"ל DAPI ב-PBS, הזרם אותו דרך השבב וצבוע גרעיני תאים ב-37 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות.
  9. פיפטה DPBS לתוך התעלה הנוזלית כדי לשטוף את תמיסת הצביעה ולמלא מחדש את תא הנוזל בתמיסת PBS כדי לצלם תמונות במיקרוסקופ פלואורסצנטי.
  10. צלם את התמונות הפלואורסצנטיות של תאי 3T3 בהידרוג'לים באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי הפוך בהגדלה של פי 40 עם גלאי CCD וערכות סינון של ex/em ב-488/520 ננומטר ו-358/461 ננומטר עבור Alexa Fluor 488 phalloidin (אקטין) ו-DAPI (גרעין), בהתאמה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כדי להשוות את הווריאציות מכני בין כל הידרוג מעגלית בשבב גירוי שהושלמו זן הדרגתיות, אנחנו נמדדים את רוחב הקו כל הידרוג מעגלית בשני שבבי זהה, עם הזרקת כרכים של 0 µL (איור 4a), 40 µL (איור 4b), בהתאמה. Elongations אחוז על כל עיגול היו מחושב על ידי חלוקה של elongations בשבב 40 הזריק µL רוחב הקו hydrogels המתאימה ב- 0 µL הזרקת השבב (איור 4 c). הידרוג היא חומר וחישובים, כך המתח קבלנות אנכי יהיה שווה ערך ל ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בנייר זה, מדווחים על גישה פשוטה כדי להשוות בהתנהגות התא יישור לאחר הידרוג הצורה והכוונה מתיחה מתיחה. קרום PDMS גמיש יוצר של עקמומיות בצורת כיפה ליצירת בגבהים שונים של hydrogels מעגלית קונצנטריים. לאחר שחרור הלחץ, קרום PDMS כוח מחיל באופן אוטומטי על hydrogels בדוגמת מיקרו ליצירת מעבר צבע למתח/התארכות, עם מקסימום במרכז, מינימום על הגבול החיצוני. היווצרות של המתח הדרגתי הוא תוכנן על ידי קרום PDMS גמיש והטיפול השבב fluidic, ישנם מספר פרמטרים חשובים, זה צריך להיות נוכחת כדי: (i) שליטה מדויקת על העובי של PDMS קרום הוא חיוני כד...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים אין לחשוף.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרויקט זה נתמך על ידי בוגר סטודנט מחקר בחו ל התוכנית (NSC-101-2917-I-007-010); התוכנית הנדסה ביו-רפואית (NSC-101-2221-E-007-032-MY3); ואת התוכנית ננוטכנולוגיה הלאומי (NSC-101-2120-M-007-001-), המועצה הלאומית למדע של R.O.C., טייוואן. המחברים רוצה להודות פרופסור עלי Khademhosseini, Gulden Camci-Unal, Arghya פול, וליאו Ronglih בבית הספר לרפואה בהרווארד לשיתוף הטכנולוגיה כימוס הידרוג ותא.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
צינור מיקרוצנטריפוגה שחור 1.5 מ"לארגוס טכנולוגיות 03-391-161ניתן להחליף את זה בצבע ניטרלי של צינור 1.5 מ"ל מכוסה בנייר אלומינון
10x DPBSSigma-Aldrich56064C
Alexa Fluor 488 phalloidin InvitrogenA12379 
BSASigmaA1595
Calceinבדיקה מולקולריתC1430לתיוג תאים ברי קיימא
CCDPCO. הדמיהPixelfly qe
תמיסה מחלחלת קרום התאSigma-AldrichX1000.5% Triton X-100 לחדירת קרום התא
DAPISigma-AldrichD8417מכתים את גרעין התא
קרום דיאליזהSigma-AldrichD9527חיתוך משקל מולקולרי = 14,000
DMEMGibco11995-065
סרט צד כפול3M8003
FBSHycloneSH30071.03
ג'לטיןסיגמא-אולדריץ'G2500חוזק ג'ל 300, סוג A, מעור חזיר
מחולל קורונה אלקטרוני בתדר גבוהמוצרים אלקטרוטכנייםדגם BD-20
מתאקריליק אנהידרידסיגמא-אולדריץ'276685
מזרק מיקרוהמילטון8050150 μ L 
מיקרוסקופאולימפוסIX71כולל שתי ערכות מסננים: LF405 / LP-B-000 ו- LF488 / LP-C-000 ממכונת
הפלזמהOxygen האריק פלזמהPDC-001
ParaformaldehydeSigma-AldrichP6148לתיקון תא
PDMSDOW CORNINGSylgard 184תערובת לייצור יציקת שבב PDMS
עט-סטרפטוקGibco10378-016פניצילין/סטרפטומיצין
PhotoinitiatorCIBAIrgacure 2959
Propidium iodideSigma-AldrichP4170לתיוג תאים מתים
סינון סטריליתMilliporeSCGPT05RE
TMSPMASigma-Aldrich440159לקיבוע הידרוג'ל
אולטראסוניקטורדלתאD150H150W, 43kHz
אור UVDAIHANWUV-L10
מייבש הקפאהFIRSTEK150311025
NIH3T3 (פיברובלסטים)מכון המחקר והפיתוח של תעשיית המזון (FIRDI)08C0011
MOXI Z מיני מונה תאים אוטומטיORFLOMXZ001
של Semrock

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Simmons, C. S., Petzold, B. C., Pruitt, B. L. Microsystems for biomimetic stimulation of cardiac cells. Lab Chip. 12 (18), 3235-3248 (2012).
  2. Aubin, H., et al. Directed 3D cell alignment and elongation in microengineered hydrogels. Biomaterials. 31 (27), 6941-6951 (2010).
  3. Guan, J., et al. The stimulation of the cardiac differentiation of mesenchymal stem cells in tissue constructs that mimic myocardium structure and biomechanics. Biomaterials. 32 (24), 5568-5580 (2011).
  4. Wan, C. R., Chung, S., Kamm, R. D. Differentiation of embryonic stem cells into cardiomyocytes in a compliant microfluidic system. Ann Biomed Eng. 39 (6), 1840-1847 (2011).
  5. Huh, D., et al. Reconstituting organ-level lung functions on a chip. Science. 328 (5986), 1662-1668 (2010).
  6. Li, X., Chu, J. S., Yang, L., Li, S. Anisotropic effects of mechanical strain on neural crest stem cells. Ann. Biomed. Eng. 40 (3), 598-605 (2012).
  7. Butcher, J. T., Barrett, B. C., Nerem, R. M. Equibiaxial strain stimulates fibroblastic phenotype shift in smooth muscle cells in an engineered tissue model of the aortic wall. Biomaterials. 27 (30), 5252-5258 (2006).
  8. Ramon-Azcon, J., et al. Gelatin methacrylate as a promising hydrogel for 3D microscale organization and proliferation of dielectrophoretically patterned cells. Lab Chip. 12 (16), 2959-2969 (2012).
  9. Park, S. H., Sim, W. Y., Min, B. H., Yang, S. S., Khademhosseini, A., Kaplan, D. L. Chip-Based Comparison of the Osteogenesis of Human Bone Marrow- and Adipose Tissue-Derived Mesenchymal Stem Cells under Mechanical Stimulation. PLoS One. 7 (9), e46689(2012).
  10. Gould, R. A., et al. Cyclic Strain Anisotropy Regulates Valvular Interstitial Cell Phenotype and Tissue Remodeling in 3D Culture. Acta Biomater. 8 (5), 1710-1719 (2012).
  11. Kurpinski, K., Chu, J., Hashi, C., Li, S. Proc Anisotropic mechanosensing by mesenchymal stemcells. Natl Acad Sci USA. 103 (44), 16095-16100 (2006).
  12. Sim, W. Y., Park, S. W., Park, S. H., Min, B. H., Park, S. R., Yang, S. S. A pneumatic micro cell chip for the differentiation of human mesenchymal stem cells under mechanical stimulation. Lab Chip. 7 (12), 1775-1782 (2007).
  13. Vader, D., Kabla, A., Weitz, D., Mahadevan, L. Strain-Induced Alignment in Collagen Gels. PLoS One. 4 (6), e5902(2009).
  14. Aguado, B. A., Mulyasasmita, W., Su, J., Lampe, K. J., Heilshorn, S. C. Improving viability of stem cells during syringe needle flow through the design of hydrogel cell carriers. Tissue Eng Part A. 18 (7-8), 806-815 (2012).
  15. Wan, J. Microfluidic-Based Synthesis of Hydrogel Particles for Cell Microencapsulation and Cell-Based Drug Delivery. Polymers. 4 (2), 1084-1108 (2012).
  16. Moraes, C., Wang, G., Sun, Y., Simmons, C. A. A microfabricated platform for high-throughput unconfined compression of micropatterned biomaterial arrays. Biomaterials. 31 (3), 577-584 (2010).
  17. Keung, A. J., Kumar, S., Schaffer, D. V. Presentation Counts: Microenvironmental Regulation of Stem Cells by Biophysical and Material. Cues. Annu Rev Cell Dev Biol. 26, 533-556 (2010).
  18. Segers, V. F., Lee, R. T. Stem-cell therapy for cardiac disease. Nature. 451 (7181), 937-942 (2008).
  19. Hsieh, H. Y., et al. Gradient static-strain stimulation in a microfluidic chip for 3D cellular alignment. Lab Chip. 14 (3), 482-493 (2014).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

GelMAPDMSUVNIH3T3

מאמרים קשורים