הכבד הוא איבר vascularized מאוד עם מספר רב של פונקציות, כולל סילוק רעלים מן הדם, חילוף חומרים של xenobiotics, ואת הייצור של חלבונים בסרום. יש כבד רקמות מייקרו תלת ממדי (3D) מורכב, הכולל סוגי תאים מרובים, מרה, נקבות, sinusoids, ואזורים של רכב biomatrix שונה ריכוז חמצן שונה. בהינתן המבנה המורכב הזה, זה כבר קשה כדי ליצור מודל כבד ראוי במבחנה 1. עם זאת, יש ביקוש הגובר פונקציונלי במודלים חוץ גופית אירוח hepatocytes אדם כפלטפורמות לצורך בדיקת רעילות התרופה 2 ולומדים מחלות הקשורות בכבד 3.
פלטפורמות הנדסת רקמות כבדות נוכחיות יש לפשט את המורכבות של הכבד על ידי בידוד אחד, או התמקדות כמה, אחד מהפרמטרים של הכבד, כלומר שיתוף התרבות של תאים 4, הרכב הביוכימי של zonamicroenvironments l 5, דינמיקת זרימת 6,7 ואת התצורה של biomatrix 8. תצורה של biomatrix ניתן לחלק פרמטרים כגון חומרי פיגום, רכב החלבונים (ECM) מטריקס, נוקשות מטריקס כמו גם את העיצוב ומבנה של הפיגום. חל עלייה במחקרי הנדסת רקמות באמצעות הידרוג סינטטי, במיוחד פולי (אתילן גליקול) (PEG) הידרוג 9, נתן את היכולת לכוון את התכונות המכאנית של הידרוג'ל, פעילות ביולוגית, ואת קצב הידרדרות. לגבי מחקר כבד קשור, הידרוג הביולוגי יושם ללימוד הידבקות בוירוס של מחלה כבדה 3. כתוצאה עיצוב פלטפורמה hepatocyte, מחקרים רבים השתמשו תרבויות כריך hepatocyte 10,11 ו אנקפסולציה תא בתוך הידרוג'ל 12,13 לספק סביבת 3D ותא-ECM ואינטראקציה בין תאים שהם חיוניים כדי לחקות microenvironment vivo. HoweVer, פלטפורמות אלה אינן בעלי רמה גבוהה של שליטה וארגון מרחבים, שמובילות נכסים לא אחידים באמצעות הפיגום 14.
קולואידים קריסטל הפוכה (ICC) 14 הפיגום הוא פיגום 3D מאורגן עבור תרבית תאים כי הוצג לראשונה בתחילת שנות ה -2000. המבנה הייחודי של הפיגום ניתן לייחס לתהליך הייצור הפשוט באמצעות גביש קולואידים, סריג הורה של חלקיקים קולואידים של קוטר משתנה. בקצרה, כדי לסכם את התהליך, חלקיקים מסודרים בקפידה annealed שימוש בחום כדי ליצור סריג. השטיפה של סריג זה, על ידי ממס אורגני, בתוך תוצאות הידרוג'ל polymerized חללי כדורי ארז hexagonally 15 עם שטח פנים גבוהים. פיגום מאוד הורה זה נעשה בעבר עם חומרים סינתטיים וטבעיים כאחד, כולל אך לא מוגבל פולי (acrylamide) 16-21, פולי (לקטית-שיתוף גליקולית וחומצה) 15,22-30, פולי (אתילן גליקול) 31,32, פולי (methacrylate 2-hydroxyethyl) 21,33-35, ו chitosan 36-39. פיגומי ICC עשויים מחומרים שאינם עכירות נוטים לקדם spheroids הסלולר בתוך החללים 14,23,40. סוגי תאים מרובים הוכחו להתרבות בהצלחה, להבדיל ותפקוד בתוך בתצורה זו, כולל chondrocytes 41, בתאי סטרומה מח עצם 42, ותאי גזע 43,44. לגבי hepatocyte, נעשו מחקרים עם פיגומים ICC עשויים Na 2 SiO 3 ו פולי (acrylamide), אבל לא PEG. עם אסטרטגיות bioconjugation פשוט (כלומר, צימוד אמין באמצעות EDC / NHS), ECM חלבונים מצומדות מבוססי PEG פיגומים יכול להיות מפוברק, כי יכול להוכיח יותר תאים אתרי הקישור להיות יותר in vivo כמו הסביבה ולשפר את תפקוד הכבד.
בכתב היד הזה והסרטון המשויך, נפרטו את הייצור של פיגום ICCבאמצעות פולי (אתילן גליקול) diacrylate הידרוג'ל (PEGDA) ו סריג microsphere פוליסטירן, מותאם במיוחד hepatocarcinoma (הא-7.5) תרבות. אנו מדגימים את ההבדלים בין פיגומי ICC nonadhesive החשופים PEGDA בכלל פיגום ICC PEGDA מצופה קולגן מבחינת טופולוגיה פיגום וביצועי תא. כדאיות ותפקוד תא נמדדת איכותית וכמותית להעריך התנהגות תא הא-7.5.