הפיכת מודלים של רקמת מחסום סטטי למערכות מיקרופיזיולוגיות דינמיות

מחסומי כלי הדם משמשים כממשק קריטי המפריד בין תא הדם לרקמה הסובבת אותו. הם ממלאים תפקיד קריטי בשימור הומאוסטזיס על ידי משיכת תאים חיסוניים, שליטה בחדירות מולקולרית והגנה מפני חדירת פתוגנים לרקמה ^1,2. מודלים של תרביות חוץ גופיות פותחו כדי לחקות את המיקרו-סביבה in vivo, ומאפשרים חקירות שיטתיות של הגורמים והתנאים המשפיעים על תכונות המחסום במצבים בריאים וחולים^{כאחד 3,4}.

הגישה הנפוצה ביותר עבור מודלים כאלה של תרביות היא תצורת "באר פתוחה"⁵ דמוית Transwell, שבה קרום תרבית נקבובי חרוט מסילה מפריד בין תאים מלאים במדיה (איור 1A). בפורמט זה ניתן לזרוע תאים משני צדי הממברנה, ופותח מגוון רחב של פרוטוקולים ניסיוניים. עם זאת, מערכות אלה מוגבלות ביכולתן לספק את זרמי הנוזלים החיוניים לתמיכה בהבשלת מחסום ולחיקוי זרימת תאי מערכת החיסון הנראית in vivo ^5,6. כתוצאה מכך, לא ניתן להשתמש בהם למחקרים הדורשים זרימות דינמיות המציגות מינוני תרופות, גירוי מכני או לחצים גזירים הנגרמים על ידי נוזל ^6,7,8.

כדי להתגבר על המגבלות של מערכות באר פתוחה, פותחו פלטפורמות מיקרופלואידיות המשלבות קרומי תרבית נקבוביות עם תעלות פלואידיות הניתנות להתייחסות בנפרד⁹. פלטפורמות אלה מציעות שליטה מדויקת על ניתוב נוזלים, זילוח והכנסת תרכובות כימיות, גירוי גזירה מבוקר ויכולות חיבור תאים דינמיות 7,10,11,12,13. למרות היכולות המתקדמות שמספקות פלטפורמות מיקרופלואידיות, הן לא ראו אימוץ נרחב במעבדות ביו-מדעיות בשל פרוטוקולים מיקרופלואידים מורכבים וחוסר התאמתם לתהליכי עבודה ניסיוניים מבוססים ^4,10,14.

כדי לגשר על הפער בין טכנולוגיות אלה, אנו מציגים פרוטוקול המשתמש במערכת מגנטית הניתנת להגדרה מחדש, מבוססת מודולים. מערכת זו ניתנת להחלפה בקלות בין מצב באר פתוחה למצב מיקרופלואיד בהתבסס על הצרכים הספציפיים של הניסוי. הפלטפורמה כוללת התקן באר פתוחה, המכונה m-μSiM (מערכת מיקרופיזיולוגית מודולרית המופעלת על ידי קרום סיליקון), עם קרום תרבית בעובי 100 ננומטר (ננו-ממברנה). לנומברנה זו נקבוביות גבוהה (15%) ושקיפות דמוית זכוכית, כפי שמודגם באיור 1B. הוא מפריד פיזית את התא העליון מהתעלה התחתונה, ומאפשר הובלה מולקולרית על פני סקאלות אורך פיזיולוגיות¹⁵. שלא כמו ממברנות קונבנציונליות חרוטות מסלול, שיש להן אתגרים ידועים בדימות תאים חיים עם דימות שדה בהיר, התכונות האופטיות והפיזיקליות החיוביות של הננו-ממברנה מאפשרות הדמיה ברורה של תאים משני צדי משטח הממברנה 15,16,17.

הפרוטוקול הנוכחי מתאר את הייצור של מודולי זריעה וזרימה מיוחדים ומסביר את התצורה המגנטית מחדש של הפלטפורמה. הוא מדגים כיצד ניתן להשתמש בפלטפורמה כדי ליצור מחסומי אנדותל בתנאים סטטיים ודינמיים כאחד. הדגמה זו מגלה כי תאי אנדותל מתיישרים לאורך כיוון הזרימה, עם ויסות מוגבר של מטרות גנים רגישות לגזירה תחת גירוי גזירה.

ניתן להשתמש בעיצוב זה במצבים שונים בהתבסס על דרישות ניסיוניות והעדפות משתמש הקצה. לפני כל ניסוי, עיין בתרשים זרימת ההחלטות המוצג באיור 2 כדי לקבוע את השלבים והמודולים הדרושים עבור הפרוטוקול. לדוגמה, אם המשתמש מתכוון לשמור על תבנית הבאר הפתוחה במהלך ניסוי כדי להשוות אותה ישירות למערכת מסוג Transwell, הסטנסיל של תבנית אינו נדרש לזריעת תאים. מודול הליבה זמין מסחרית (ראה טבלת חומרים), וניתן לבחור את הננוממברנה הדקה במיוחד מתוך ספרייה של חומרים עם נקבוביות וגדלי נקבוביות שונים כדי להתאים לצרכים ניסיוניים.

1. ייצור שבלונה של דוגמאות

הערה: שבלונה של תבניות משמשת למיקום תאים באופן בלעדי על האזור הנקבובי של שבב הממברנה, ומונעת מתאים להתיישב על שכבת הסיליקון שמסביב, שם הם עלולים לחוות נזק לאחר הוספת מודול הזרימה¹⁶ (עיין באיור 3). נזק לשכבה החד-שכבתית עלול להשפיע לרעה על שלמות המחסום ולפגוע בתוצאות הניסוי. השבלונה מיותרת בתרבות פתוחה וסטטית, שכן אין סיכון לנזק.

1. רכישה, מכונה או הדפסה תלת-ממדית של תבנית באמצעות העיצוב המופיע בקובץ קידוד משלים 1 (איור 4A).
   הערה: קירות הסטנסיל מחודדים כדי להגדיל את קיבולת המדיה ולמזער את השמנת הבועות בהשוואה לתכונות בעלות יחס גובה-רוחב גבוה עם קירות ישרים.
2. חבר סרט דבק רגיש ללחץ (PSA) בגודל 130 מיקרומטר ליריעת אקריליק בקוטר 3.2 מ"מ באמצעות גליל קר (ראה טבלת חומרים).
3. חיתוך בלייזר של יריעת האקריליק בהתאם לתכנון המופיע בקובץ קידוד משלים 2 ליצירת מערך של חללים (איור 4B).
4. מקלפים את שכבת המגן מסרט ה-PSA ומחברים את יריעת האקריליק לתבנית.
   הערה: ודא שהיריעה שנחתכה בלייזר מיושרת עם התבנית, כך שתכונות התבנית ממורכזות בתוך החלל (איור 4C). הדיוק של מיקום התא על הממברנה תלוי בשלב זה.
5. ערבבו היטב את הפרה-פולימר PDMS (תוך שימוש ביחס בסיס לזרז של 10:1) (ראו טבלת חומרים) ונטרלו אותו בתא ואקום עד שלא יישארו בועות נראות לעין (5-15 דקות).
6. לאט לשפוך את PDMS לתוך חללי עובש, פילוס אותו עם קצה שטוח.
   הערה: כדי למנוע לכידה של בועות, שפכו את ה-PDMS לתוך כל חלל באיטיות. אם יש בועות לאחר המזיגה, מניחים את התבנית בתא הוואקום ומפרקים אותה שוב.
7. רפאו את ה-PDMS על פלטה חמה בטמפרטורה של 70°C למשך שעה אחת, ולאחר מכן הניחו לו להתקרר לטמפרטורת החדר.
8. חילצו את השבלונות מחללי התבנית באמצעות פינצטה שטוחה.

2. ייצור מודול הזרימה

הערה: מודול הזרימה חולק טביעת רגל דומה עם הבאר בצורת תלתן של מודול הליבה וכולל מיקרו-ערוץ יצוק (רוחב = 1.5 מ"מ, גובה = 0.2 מ"מ, אורך = 5 מ"מ). צורת התלתן מסייעת ליישר את התעלה מעל אזור התרבית הנקבובית (איור 5).

1. השתמש בטכניקות סטנדרטיות של ליתוגרפיה רכה¹⁸ כדי ליצור תבנית סיליקון עם תכונות המוגדרות על-ידי העיצוב המסופק בקובץ קידוד משלים 3 (איור 4D).
2. חבר סרט PSA של 130 מיקרומטר ליריעת אקריליק בעובי 3.2 מ"מ.
3. חתך בלייזר את יריעת האקריליק בהתבסס על העיצוב שניתן בקובץ קידוד משלים 4 כדי ליצור מערך של חללים בצורת תלתן (איור 4E).
   הערה: גובה החלל קובע את גובה מודול הזרימה, אשר חייב להיות מעט גבוה יותר (על ידי 0-0.1 מ"מ) מאשר גובה מודול הליבה היטב כדי להבטיח איטום נאות.
4. הסר את שכבת ההגנה מסרט ה- PSA ולאחר מכן חבר את היריעה שנחתכה בלייזר לתבנית הסיליקון על ידי יישור סימני היישור המשולשים על תבנית הסיליקון עם אלה שעל היריעה שנחתכה בלייזר.
   הערה: בדומה לשלב 1.4, ודא שיריעת האקריליק החתוכה בלייזר מיושרת עם תבנית הסיליקון כך שתכונות התבנית ממורכזות בתוך כל חלל (איור 4F). שלב זה קובע את מיקום המיקרו-ערוץ ביחס לטביעת הרגל.
5. שפכו באיטיות את ה-PDMS נטול הגז על חללי התבנית ויישרו אותו עם קצה שטוח.
   הערה: אם יש בועות לאחר המזיגה, יש לנטרל את התבנית עד להסרת הבועות.
6. מניחים את התבנית על פלטה ואופים את ה-PDMS בטמפרטורה של 70°C למשך שעה אחת, ולאחר מכן מניחים לתבנית להתקרר לטמפרטורת החדר.
7. הסר בזהירות את מודולי הזרימה מחללי התבנית באמצעות פינצטה שטוחה.
8. כוון את מודול הזרימה כאשר תכונות המיקרו-ערוץ פונות כלפי מעלה, ומקם את פתחי הכניסה והיציאה של הליבה בקצה התעלה באמצעות ניקוב ביופסיה (ראה טבלת חומרים).

3. ייצור בתי אקריליק תחתונים ועליונים

הערה: מודול הליבה מתאים למעטפת התחתונה. המשיכה בין מגנטים משובצים במעטפת דוחסת ואוטמת את מודול הזרימה למודול הליבה (איור 6).

1. חתכו בלייזר יריעת אקריליק 2 מ"מ באמצעות העיצוב המופיע בקובץ קידוד משלים 5 ליצירת המעטפת העליונה עם חורים להחדרת מגנט.
2. חבר סרט PSA של 130 מיקרומטר ליריעת אקריליק 3.5 מ"מ.
3. חתכו בלייזר את יריעת האקריליק בהתאם לתכנון שניתן בקובץ קידוד משלים 6 ליצירת המעטפת התחתונה עם חורים להחדרת מגנט.
   הערה: עובי המארז התחתון הוא פרמטר קריטי וחייב להתאים לעובי הכולל של מודול הליבה כדי למנוע דליפה במהלך הזרימה.
4. הסר את שכבת המגן PSA וחבר את המארז התחתון לכיסוי זכוכית.
5. התאמת לחיצה, מגנטים ניאודימיום מצופים ניקל בקוטר 4.75 מ"מ (ראו טבלת חומרים) לתוך החורים שנחתכו בלייזר של המארזים.
   הערה: ודאו שהמגנטים בבתים התחתונים והעליונים ממוקמים בקוטביות הפוכה כדי להבטיח משיכה מגנטית (איור 6).

4. ייצור מעגל הזרימה

הערה: מעגל הזרימה בלולאה סגורה מכיל שני בקבוקוני איסוף דגימות כמאגרים (איור 7). מאגר הכניסה כולל מסנן פוליווינילידן דיפלואוריד (PVDF) כדי לאפשר למדיה התאית להתאזן עם ריכוז_CO2 באינקובטור.

1. השתמש בניקוב ביופסיה של 1 מ"מ כדי ליצור שני חורים במכסה של בקבוקון איסוף דגימות.
2. השתמשו באגרופים ביופסיים כדי ליצור שני חורים (1 מ"מ ו-4 מ"מ) במכסה של בקבוקון איסוף דגימות נפרד, וצרו חור של 1 מ"מ בחלק התחתון של בקבוקון זה.
3. הכניסו 20 קצוות חלוקה לכל אחד מהחורים בקוטר 1 מ"מ ואטמו אותם בדבק חם.
4. הניחו מסנן PVDF בגודל 0.22 מיקרומטר (ראו טבלת חומרים) בחור בגודל 4 מ"מ ואטמו אותו בדבק חם.
5. חתכו בלייזר יריעת אקריליק בקוטר 1.5 מ"מ באמצעות העיצוב המופיע בקובץ קידוד משלים 7 ליצירת שלב החזקת דגימה.
6. מקמו את המאגרים על הבמה האקרילית.
7. חבר את קצות החלוקה באמצעות צינורות זרימה זעירים (ראה טבלת חומרים).
8. חבר את הצינורות לכניסה וליציאה של מודול הזרימה באמצעות קצוות חלוקה של 21 G.
9. השתמשו במשאבה פריסטלטית (ראו טבלת חומרים) לזרימת זרימה.
   הערה: מזרק או משאבות פניאומטיות יכול לשמש גם כדי להציג זרימה אם תרצה. קצב הזרימה צריך להיקבע על פי צרכי הניסוי. טבלה מקיפה, הנגזרת ממודל COMSOL שאושר בניסוי, מסופקת בטבלה משלימה 1 כדי לסייע למשתמשים לבחור את קצב הזרימה הדרוש להשגת לחץ הגזירה הרצוי בשכבה¹⁶ של התא.

5. זריעת תאים

הערה: בדומה לתוספות ממברנה קונבנציונליות, ניתן לגדל סוגי תאים שונים בתרבית על הננו-ממברנה. סוג תא משני יכול גם להיות בתרבית משותפת בצד השני של הממברנה בתעלה התחתונה¹⁵.

1. צפו את הממברנה ב-5 מיקרוגרם/ס"מ² של פיברונקטין (ראו טבלת חומרים) בטמפרטורת החדר למשך שעה אחת כדי לשפר את חיבור התא.
   הערה: סוג התא שנבחר עשוי להשפיע על הציפוי הנדרש ועל צפיפות התא. ההליך המתואר כאן מיועד לתאי אנדותל של ורידים טבוריים אנושיים (HUVECs, ראה טבלת חומרים).
2. שאפו את תמיסת הציפוי באמצעות פיפטה P200 והניחו שבלונה עם דוגמאות היטב במודול הליבה.
3. הוסף מדיה סלולרית לבאר ולערוץ התחתון של המכשיר.
4. זרעו HUVECs בצפיפות של 40,000 תאים לסמ"ק² לתוך הבאר.
   הערה: HUVECs בצפיפות זו בדרך כלל יוצרים חד-שכבה מתמזגת לאחר 24 שעות של דגירה^16,19.
5. הניחו את המכשיר בצלחת פטרי. הוסיפו מכסה צינור חרוטי בנפח 15 מ"ל עם מי DI לצלחת הפטרי כדי לשמור על לחות מקומית.
6. מעבירים את צלחת הפטרי לאינקובטור.
   הערה: יש להחליף מדיה סלולרית בבאר העליונה ובערוץ התחתון של המכשיר כל 24 שעות. כדי לשנות את המדיה בערוץ התחתון, הזריק בעדינות מדיה טרייה לאחת היציאות כדי להזיז את המדיה הישנה מהיציאה השנייה.

6. תצורה מחדש למצב מיקרופלואידי

1. יש לעקר את המעטפת העליונה, המעטפת התחתונה, מודול הזרימה, המאגרים, הצינורות וקצות הניפוק על ידי הכנסתם לתא עיקור UV למשך 30 דקות לפני ההרכבה. להפיץ 70% אתנול ולאחר מכן PBS סטרילי במעגל הזרימה.
2. מלאו את המאגרים והצינורות במצע צמיחת תאי אנדותל (ראו טבלת חומרים).
3. מקם את הדיור התחתון על שלב המדגם. הכנס את מודול הליבה הפתוח לתוך המארז התחתון.
4. שאפו מדיה סלולרית מהבאר של המודול. מניחים את מודול הזרימה בבאר.
5. מקם את המארז העליון כדי לאטום היטב את מודול הזרימה במודול הליבה. חבר את עצות החלוקה של הכניסה והשקע ליציאות מודול הזרימה.
6. הפעל את המשאבה הפריסטלטית כדי להכניס זרימת נוזלים למערכת.

7. ביצוע ניתוח במורד הזרם בפורמט באר פתוחה לאחר הכנסת זרימה

הערה: זמן התרבות כאן תלוי במטרות הניסוי. משתמשים יכולים לבצע ניתוח במורד הזרם (למשל, אימונוציטוכימיה, מיצוי RNA) בפורמט באר פתוחה או מיקרופלואידית על פי העדפתם. לדוגמה, אם מעדיפים פורמט של באר פתוחה, יש להגדיר מחדש את המערכת לביצוע בדיקות בהתבסס על פרוטוקולים סטנדרטיים^16,19.

1. יש להפסיק את הפעלת המשאבה כאשר מגיעים לזמן הרצוי לחשיפה לזרימת גזירה. הסר את עצות ניפוק הכניסה והיציאה.
2. הסר את הדיור העליון. הסר בעדינות את מודול הזרימה מהבאר באמצעות פינצטה.
3. הוסף 100 μL של מדיה סלולרית לבאר. בצע בדיקות רצויות בהתבסס על פרוטוקולים סטנדרטיים.

מודול הליבה הפתוח ממוקם בתחילה בתוך חלל ספציפי שנוצר על-ידי בית תחתון וכיסוי, כפי שמודגם באיור 6A. לאחר מכן, מודול הזרימה, הכולל מיקרו-ערוץ ויציאות גישה, מוכנס לבאר של מודול הליבה. מודול הזרימה אטום היטב כנגד שכבת התמיכה בסיליקון של הממברנה עקב כוח המשיכה המגנטי בין מגנטים המוטבעים במעטפת התחתונה והעליונה, כפי שמתואר באיור 6B. כדי להעריך את יעילותו של מנגנון הצמדה מגנטי זה, נערכה בדיקת לחץ פרץ, שהראתה כי המערכת יכולה לעמוד בלחצים ללא מוצא של עד 38.8 ± 2.4 kPa. עמידות זו ללחץ עולה באופן משמעותי על לחצי ההפעלה האופייניים הנתקלים ביישומי תרביות תאים. יתר על כן, המערכת נשארת נקייה מדליפות כאשר היא נתונה לקצבי זרימה של עד 4000 מיקרוליטר/דקה, המקבילים ללחץ גזירה של 74 דינים לסמ"ק2 באזור התרבית16.

בעת פיתוח פלטפורמה שיכולה לעבור בין מצב באר פתוחה למצב מיקרופלואיד, יש לתת את הדעת בזהירות לגישת זריעת התא, שאינה מטרידה בדרך כלל פלטפורמות באר פתוחה סטטיות קונבנציונליות16. נזק לשכבה החד-שכבתית סביב גבול התעלה עלול לגרום לסיבוכים בתוצאות הניסוי20. כדי לטפל בבעיה זו, תוכננה שבלונה נשלפת שמתאימה לבאר הפתוחה של מודול הליבה ומספקת חלון ספציפי לתאים להתיישב באופן מועדף על פני הממברנה (איור 3). ברגע שחד-שכבת התא מעוצבת ומגיעה למפגש, למשתמש יש את הגמישות להמשיך את הניסוי בפורמט באר פתוחה או להגדיר מחדש את הפלטפורמה למצב מיקרופלואיד כדי לחשוף את חד-שכבת התא לעקה פיזיולוגית של גזירה (איור 3). מנגנון ההצמדה המגנטי מספק את היכולת לעבור בקלות בין הפורמט הפתוח והמיקרופלואיד לפי הצורך. לדוגמה, ניתן להחזיר את המכשיר לפורמט הבאר הפתוחה לאחר גירוי זרימה, מה שמציע למשתמשים את הגמישות לבצע מגוון בדיקות (כגון אימונוסטינינג, מיצוי RNA ומדידות חדירות מולקולרית) באמצעות פרוטוקולים ניסיוניים סטנדרטיים15,16.

בסביבה הפיזיולוגית של גוף האדם, מחסום כלי הדם חשוף ללחץ גזירה הנגרם על ידי זרימה, המשמש רמז ביופיזי מרכזי המשפיע על המבנה והתפקוד של המחסום 5,21,22. לפיכך, תוספת של זרימת נוזלים במערכות מיקרופיזיולוגיות היא דרישת מפתח. כדי להדגים את הרבגוניות של הפלטפורמה, הוקמה שכבת HUVEC בפורמט פתוח באמצעות פרוטוקולים סטנדרטיים. לאחר 24 שעות של תרבית סטטית, הפלטפורמה הוגדרה מחדש למצב מיקרופלואידי כדי לחשוף את חד-שכבת התא ללחץ גזירה של 10.7 דינים לסמ"מלמשך 24 שעות. התוצאות הצביעו על כך שתאים שגודלו בתרבית תחת זרימה הסתדרו לאורך כיוון הזרימה, בעוד שתאים שגודלו בתרבית ללא זרימה נשארו בכיוון אקראי (איור 8A,B). לאחר גירוי גזירה, הפלטפורמה הוגדרה מחדש לפורמט באר פתוחה כדי לחלץ RNA באמצעות פרוטוקולים סטנדרטיים. התוצאות הצביעו על כך שחשיפת התאים ללחץ גזירה הביאה להגברת הרגולציה של גורם דמוי קרופל 2 (KLF2) וסינתאז תחמוצת החנקן האנדותל (eNOS), הממלאים תפקידים קריטיים כגון פונקציות נוגדות טרומבוטיקה והגנה על עורקים בכלי דם בריאים23,24 (איור 8C).

איור 1: השוואה בין מודלים של מחסום כלי דם במבחנה . איור סכמטי של (A) תוספות רגילות דמויות Transwell ו-(B) m-μSiM באר פתוחה. תמונות שדה בהיר של חד-שכבה HUVEC מדגישות את ההבדל באיכות ההדמיה של שדה בהיר בין קרום חרוט מסילה לבין ננו-קרום דק במיוחד. פסי קנה מידה = 100 מיקרומטר. מעובד מתוך Mansouri et al.16. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: תרשים זרימה של קבלת החלטות. תרשים זרימה המבוסס על צרכי הניסוי והעדפות ניתוח במורד הזרם. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: זרימת עבודה ניסיונית של הפלטפורמה. (A) כדי למקם תאים ישירות על הממברנה הנקבובית, מכניסים שבלונה נשלפת של תבנית לבאר של מודול הליבה (הכניסה מראה תאים עם דוגמאות, קווים צהובים מציגים גבולות מיקרו-ערוץ). (B) ניתן לשמור או להסיר את השבלונה במכשיר לצורך תרבית תאים סטטית. (C) כדי להגדיר מחדש את הפלטפורמה למצב מיקרופלואידי, הסטנסיל מוחלף במודול הזרימה. בגלל מנגנון האיטום המגנטי, התצורה הפיכה; ניתן להסיר את הבתים ואת מודול הזרימה כדי לעבור למצב באר פתוחה. סרגל קנה מידה = 200 מיקרומטר. מעובד מתוך Mansouri et al.16. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: המחשה סכמטית של התבניות. (A) תבנית השבלונה. (B) יריעת אקריליק בחיתוך לייזר. (C) תצוגה מורכבת של תבנית השבלונה. (D) תבנית מודול זרימה. (E) יריעת אקריליק בחיתוך לייזר. (F) תצוגה מורכבת של תבנית מודול הזרימה. מאפיינים בצורת משולש הם סימני יישור כדי להקל על חיבור יריעות אקריליק לתבניות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: סכמה של מודול הזרימה בצורת תלתן. (A) ממשק המגע בין מודול הזרימה לבין שבב הממברנה. יציאות הכניסה והיציאה לזרימת נוזלים מוצגות בוורוד. (B) תמונה תלת-ממדית של מודול זרימת PDMS. מעובד מתוך Mansouri et al.16. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 6: הרכבה מגנטית להגדרה מחדש של התקנים. (A) הדגמה סכמטית של רכיבים להגדרה מחדש של ההתקן למצב מיקרופלואידי. מגנטים משובצים עם מוטות מנוגדים מעוררים משיכה לאיטום. (B) מבט חתך רוחב של ההתקן שהוגדר מחדש המציג את תעלת כלי הדם בוורוד ואת תא הרקמה בירוק. מעובד מתוך Mansouri et al.16. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 7: תצוגה מורכבת של מעגל הזרימה. המעגל מורכב ממשאבה פריסטלטית, שני מאגרים לאספקת מדיה תאית ותנודות שיכוך, צינורות ובמה אקרילית להחזקת הרכיבים במקומם. מעובד מתוך Mansouri et al.16. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 8: השוואה בין HUVECs בתרבית במצב באר פתוחה ומיקרופלואידית. התאים נזרעו וגודלו בתרבית בבאר פתוחה במשך 24 שעות כדי ליצור חד-שכבה מתמזגת. במהלך 24 השעות שלאחר מכן, קבוצה אחת של התקנים הוגדרה מחדש למצב מיקרופלואיד. (A) תאים בתרבית תחת זרימה (10.7 dynes.cm-2 עקות גזירה) מיושרים לאורך כיוון הזרימה (הכניסה מראה אקטין וגרעיני תאים בירוק ובכחול, בהתאמה). (B) תאים שגודלו בתרבית ללא זרימה בתבנית באר פתוחה לא הראו יישור. אורך הפסים בחלקות מכ"ם מציג את מספר התאים בכיוון המתאים. (C) תאים שגודלו בתרבית תחת זרימה הראו עלייה גבוהה יותר ברגולציה של גנים KLF2 ו-eNOS בהשוואה למצב אי-זרימה (**p < 0.01, n = 3, ממוצע ± SD). פסי קנה מידה = 100 מיקרומטר. מעובד מתוך Mansouri et al.16. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

טבלה משלימה 1: לחץ גזירה על פני השטח של הננוממברנה בקצבי זרימה שונים. טבלה זו מספקת מידע על ערכי עקת גזירה על פני השטח של הננוממברנה בקצבי זרימה שונים. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ קידוד משלים 1: מודל CAD של תבנית השבלונה. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ קידוד משלים 2: מודל CAD של חללים חתוכים בלייזר עבור תבנית השבלונה. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ קידוד משלים 3: מודל CAD של מודול הזרימה. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ קידוד משלים 4: מודל CAD של חללים חתוכים בלייזר עבור תבנית מודול הזרימה. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ קידוד משלים 5: מודל CAD של הדיור העליון. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ קידוד משלים 6: מודל CAD של הדיור התחתון. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

קובץ קידוד משלים 7: מודל CAD של השלב האקרילי. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

J.L.M. הוא מייסד שותף של SiMPore, Inc. ומחזיק במניות החברה. SiMPore ממסחרת את הטכנולוגיות מבוססות הסיליקון האולטרה-דקיקות, כולל הממברנות המשמשות במחקר זה.