Name: מותאם אישית מהונדסים תרביות רקמה בתבניות של מאסטרים נחרטו לייזר (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 56 s
Description: למד שיטה מהירה וזולה לייצור תבניות PDMS מותאמות אישית ממאסטרים מנוקרים בלייזר לחקר רקמות מהונדסות. השיטה מאפשרת שליטה גיאומטרית מדויקת בגודל ובצורת הרקמות ליישומים ברפואה רגנרטיבית.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים להכיר מימון NIH R00 HL115123, בראון אוניברסיטת בית הספר להנדסה. הם אסירי תודה גם סדנת עיצוב בראון, כריס בול הדרכה ותמיכה עם לייזר חותך.

<ol><li>Qin, D., Xia, Y., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft+lithography+for+micro-+and+nanoscale+patterning%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Soft lithography for micro- and nanoscale patterning.</a> Nat. Protoc. 5, 491(2010).</li>
<li>Rogers, J. A., Nuzzo, R. G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702105007029">Recent progress in soft lithography.</a> Mater. Today. 8, 50-56 (2005).</li>
<li>Whitesides, G. M., Ostuni, E., Takayama, S., Jiang, X., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft+Lithography+in+Biology+and+Biochemistry%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Soft Lithography in Biology and Biochemistry.</a> Annu. Rev. Biomed. Eng. 3, 335-373 (2001).</li>
<li>Isiksacan, Z., Guler, M. T., Aydogdu, B., Bilican, I., Elbuken, C. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0960-1317/26/3/035008">Rapid fabrication of microfluidic PDMS devices from reusable PDMS molds using laser ablation.</a> J. Micromechanics Microengineering. 26, 035008(2016).</li>
<li>Lee, K. Y., Mooney, D. J. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11710233">Hydrogels for Tissue Engineering.</a> Chem. Rev. 101, 1869-1880 (2001).</li>
<li>Kloxin, A., Kloxin, C., Bowman, C., Anseth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+properties+of+cellularly+responsive+hydrogels+and+their+experimental+determination%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater.+Deerfield+Beach+Fla%22%5BJournal%5D)">Mechanical properties of cellularly responsive hydrogels and their experimental determination.</a> Adv. Mater. Deerfield Beach Fla. 22, 3484-3494 (2010).</li>
<li>Aubin, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Directed+3D+cell+alignment+and+elongation+in+microengineered+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Directed 3D cell alignment and elongation in microengineered hydrogels.</a> Biomaterials. 31, 6941-6951 (2010).</li>
<li>Jaiswal, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vacancy-Driven+Gelation+Using+Defect-Rich+Nanoassemblies+of+2D+Transition+Metal+Dichalcogenides+and+Polymeric+Binder+for+Biomedical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Vacancy-Driven Gelation Using Defect-Rich Nanoassemblies of 2D Transition Metal Dichalcogenides and Polymeric Binder for Biomedical Applications.</a> Adv. Mater. 29, (2017).</li>
<li>Lian, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Directed+cardiomyocyte+differentiation+from+human+pluripotent+stem+cells+by+modulating+Wnt%2F%CE%B2-catenin+signaling+under+fully+defined+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Directed cardiomyocyte differentiation from human pluripotent stem cells by modulating Wnt/β-catenin signaling under fully defined conditions.</a> Nat. Protoc. 8, 162-175 (2013).</li>
<li>Boxshall, K., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sia.2274/abstract">Simple surface treatments to modify protein adsorption and cell attachment properties within a poly(dimethylsiloxane) micro-bioreactor.</a> Surf. Interface Anal. 38, 198-201 (2006).</li>
<li>Pins, G. D., Christiansen, D. L., Patel, R., Silver, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+collagen+fibers.+Influence+of+fibrillar+alignment+and+decorin+on+mechanical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of collagen fibers. Influence of fibrillar alignment and decorin on mechanical properties.</a> Biophys. J. 73, 2164-2172 (1997).</li>
<li>Pipan, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+antifibrinolytic+agents+on+the+life+span+of+fibrin+sealant%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Surg.+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of antifibrinolytic agents on the life span of fibrin sealant.</a> J. Surg. Res. 53, 402-407 (1992).</li>
<li>Roberts, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stromal+Cells+in+Dense+Collagen+Promote+Cardiomyocyte+and+Microvascular+Patterning+in+Engineered+Human+Heart+Tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Stromal Cells in Dense Collagen Promote Cardiomyocyte and Microvascular Patterning in Engineered Human Heart Tissue.</a> Tissue Eng. Part A. 22, 633-644 (2016).</li>
<li>Ye, K. Y., Sullivan, K. E., Black, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation+of+Cardiomyocytes+in+a+Fibrin+Hydrogel+for+Cardiac+Tissue+Engineering%5BTitle%5D)+AND+%22JoVE%22%5BJournal%5D)">Encapsulation of Cardiomyocytes in a Fibrin Hydrogel for Cardiac Tissue Engineering.</a> JoVE. , (2011).</li>
<li>Zimmermann, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+Engineering+of+a+Differentiated+Cardiac+Muscle+Construct%5BTitle%5D)+AND+%22Circ.+Res%22%5BJournal%5D)">Tissue Engineering of a Differentiated Cardiac Muscle Construct.</a> Circ. Res. 90, 223-230 (2002).</li>
<li>McCain, M. L., Agarwal, A., Nesmith, H. W., Nesmith, A. P., Parker, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micromolded+Gelatin+Hydrogels+for+Extended+Culture+of+Engineered+Cardiac+Tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Micromolded Gelatin Hydrogels for Extended Culture of Engineered Cardiac Tissues.</a> Biomaterials. 35, 5462-5471 (2014).</li>
<li>Hu, J. J., Chen, G. W., Liu, Y. C., Hsu, S. S. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11340-013-9826-2">Influence of Specimen Geometry on the Estimation of the Planar Biaxial Mechanical Properties of Cruciform Specimens.</a> Exp. Mech. 54, 615-631 (2014).</li>
<li>Munarin, F., Kaiser, N. J., Kim, T. Y., Choi, B. R., Coulombe, K. L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laser-Etched+Designs+for+Molding+Hydrogel-Based+Engineered+Tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+C+Methods%22%5BJournal%5D)">Laser-Etched Designs for Molding Hydrogel-Based Engineered Tissues.</a> Tissue Eng. Part C Methods. 23, 311-321 (2017).</li>
<li>Zhang, H., Chiao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anti-fouling+Coatings+of+Poly%28dimethylsiloxane%29+Devices+for+Biological+and+Biomedical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Med.+Biol.+Eng%22%5BJournal%5D)">Anti-fouling Coatings of Poly(dimethylsiloxane) Devices for Biological and Biomedical Applications.</a> J. Med. Biol. Eng. 35, 143-155 (2015).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

מותאם אישית גיאומטריות עובש PDMS התואמים לתרביות רקמה יש כלי נהדר ב כוונון מאפיינים חשובים רקמות מהונדסים, כגון יישור תא, קצב דיפוזיה יעילה נוקשות. בנוסף, הדגמים האלה הם מאוד שימושי עבור הכנת רקמות עבור יישומי ניתוח שבו הגיאומטריה חשוב, כגון מכונות בדיקה16,17. הכנת התקנים אלה של לייזר לחתוך בתבניות בסיס שלילי מציע שיטה מהירה נתיישב, בעלות נמוכה של ניצול כלים אלה, במיוחד כשמשווים הזמן ואת העלות המשויכת מסורתי מיקרו-מלאכותית. חיתוך לייזר מאפשרת גם מידה עובש מרבי גד...

בשני העשורים האחרונים, הדפס אבן רכה שימש בהרחבה כמו טכניקה פבריקציה נוספת כדי לתמוך מחקר מדעי, במיוחד בתחומים של מיקרופלואידיקה חומרי מחקר, רקמות הנדסה1,2, 3. לכייר של עותק משוכפל, שבו נוצר אובייקט עם הצורה הרצויה תבנית בסיס שלילי, מציע במחיר נמוך ונוח שיטה לייצר חיובי ש-PDMS משכפל זה יכול לשמש הליהוק בצורת hydrogels. אולם, התבניות נדרש בסיס שלילית בדרך כלל מיוצרים בטכניקות מיקרו-מלאכותית כי הם יקרים, זמן רב, שגודל, מוגבל, נדרש שטח חדר נקי וכן ציוד מתוחכם. הדפסה תלת-ממדית מציעה חלופה פוטנציאלית, השירות שלה מוגבל במקצת בשל המגבלות ברזולוציה של מדפסות בעלות נמוכה, הגומלין הכימית בין פולימרים במדפסת תלת-ממד נפוצות PDMS זה יכול לעכב ריפוי.
מערכות לייזר חותך מסוגל גם חיתוך וגם תחריט חומרים כגון פלסטיק, עץ, זכוכית, מתכת הפכו לאחרונה באופן דרסטי פחות יקר, לכן לנגישה יותר עבור בדיית כלי מחקר. מסחרי כיתה לייזר מסוגלים בדיית אובייקטים בסולם סנטימטר עם מינימום שתכונות הקטנות מ מיקרומטר 25 ועוד יותר דורשים הכשרה מינימלית, המומחיות, הזמן להשתמש. בעוד לייזר אבלציה של PDMS בעבר שימש בייצור המכשירים מיקרופלואידיקה, לידע שלנו תיאר כתב היד לא תהליך על ידי איזה מ מ וסנטימטר בתבניות בקנה מידה יכול להיות מפוברק של לייזר לחתוך בתבניות בסיס שלילי4 .
השתמשנו בטכניקה זו בעיקר כדי לשנות את הצורה של רקמות מהונדסים על מנת לשפר את פיזור חומר מזין, יישור הסלולר ו תכונות מכניות5,6,7. עם זאת, הרב-גוניות של טכניקה זו מאפשרת הניצול בכל תחום היכן עי hydrogels של עניין, כמו סמים משלוח והחומרים המדע המחקר8. עם גישה בחותך לייזר, משכפל עובש PDMS יכול להתבצע עבור כמעט כל שינוי של גאומטריה ללא המסוכך (זה לעכב את הסרת ללא תבנית מרובה חלקים, אשר מעבר להיקף של כתב יד זה), זה מתאים לממדים של המיטה לייזר.

<table><tbody><tr><td><חזק>פריט</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>פיברינוגן בקר</td><td>סיגמא</td><td>F8630-5G</td><td>בונה</td></tr><tr><td>תרומבין בקר</td><td>סיגמא</td><td>T6634-250UN</td><td>בונה</td></tr><tr><td>אפרוטינין בקר</td><td>סיגמא</td><td>10820-25MG</td><td>בונה</td></tr><tr><td>קולגן זנב חולדה I, 4 מ"ג/מ"ל</td><td>ביומטריקס מתקדם</td><td>5153-100 מ"ג</td><td>מבנים</td></tr><tr><td>סודים כלוריד</td><td>פישר</td><td>BP358-10</td><td>מבנה</td></tr><tr><td>PBS</td><td>Life Technologies</td><td>14190-250</td><td>מבנה</td></tr><tr><td>מלקחיים עדינים</td><td>כלי מדע עדינים</td><td>11252-20</td><td>קונסטרוקציות</td></tr><tr><td>סילגארד 184 אלסטומר סיליקון</td><td>קורנינג</td><td>4019862</td><td>תבניות PDMS תבניות</td></tr><tr><td>מעבדה סרט</td><td>פישר</td><td>15-901-5R</td><td>תבניות PDMS</td></tr><tr><td>אקריליק, 1/4" עבה</td><td>McMaster-Carr</td><td>8560K356</td><td>PDMS תבניות</td></tr><tr><td>HEPES Buffer, 1 M</td><td>Sigma</td><td>H3537-100ML</td><td>Constructs</td></tr><tr><td>RPMI 1640 בינוני, אבקה</td><td>Fisher</td><td>31800-089</td><td>בונה</td></tr><tr><td>סידן כלוריד דיהידראט</td><td>פישר</td><td>AC423520250</td><td>בונה</td></tr><tr><td>מגנזיום כלוריד הקסהידראט</td><td>פישר</td><td>M33 500</td><td>מבנים</td></tr><tr><td>אשלגן כלורי</td><td>סיגמא</td><td>P9541-500G</td><td>בונה</td></tr><tr><td>נתרן פוספט דו-בסיסי heptahydrate</td><td>Sigma</td><td>S9390-500G</td><td>בונים</td></tr><tr><td>גלוקוז</td><td>סיגמא</td><td>G5767-25G</td><td>מבנים</td></tr><tr><td>OCT</td><td>VWR</td><td>25608-930</td><td>היסטולוגיה</td></tr><tr><td>תבניות בלוק קפואות</td><td>VWR</td><td>25608-916</td><td>היסטולוגיה</td></tr><tr><td>המטוקסילין</td><td>פישר</td><td>3530 1</td><td>היסטולוגיה</td></tr><tr><td>Eosin Y</td><td>Fisher</td><td>AC152880250</td><td>היסטולוגיה</td></tr><tr><td>מהיר ירוק FCF</td><td>פישר</td><td>AC410530250</td><td>היסטולוגיה</td></tr><tr><td><חזק>תוכנה</חזקה></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Illustrator</td><td>Adobe Systems</td><td></td><td>גרפיקה וקטורית</td></tr><tr><td>Inkscape</td> <td>(קוד פתוח)</td><td></td><td>גרפיקה</td></tr> <tr>וקטורית<td>UCP (לוח בקרה אוניברסלי)</td> מערכות <td>לייזר</td><td></td> אוניברסליות <td>ממשק חותך לייזר</td></tr> <tr><td><חזק>ציוד</חזק></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PLS6.75 חותך לייזר</td><td>מערכות לייזר</td><td></td> אוניברסליות <td>חותך לייזר</td></tr><tr><td>מנתח מיקרומכני</td><td>Aurora Scientific</td><td>1530A עם תא עומס של 5 mN</td><td>ניתוח מכני</td></tr></tbody></table>

מותאם אישית מהונדסים תרביות רקמה בתבניות של מאסטרים נחרטו לייזר

Custom Engineered Tissue Culture Molds from Laser-etched Masters

כמו בתחום של הנדסת רקמות המשיכה להבשיל, היו עניין גדל במגוון רחב של פרמטרים רקמות, כולל רקמות צורה. מניפולציה רקמות צורה מיקרומטר לקנה המידה סנטימטר יכול לכוון יישור תא, לשנות תכונות מכניות יעיל, והכתובת מגבלות הקשורות דיפוזיה מזין בנוסף, הכלי שבו טישו מוכן להקנות אילוצים מכני על הרקמה, וכתוצאה מכך הלחץ ששדות נוספים יכולים להשפיע על מבנה התא והן מטריקס. בצורת רקמות עם ממדים מאוד לשחזור יש גם כלי עזר עבור במבחנה מבחני באיזו דגימה מידות הם קריטיים, כגון ניתוח מכני כל רקמות.
כתב יד זה מתאר שיטה חלופית פבריקציה נוספת ניצול שלילי בתבניות הבסיס שהוכנו אקריליק חרוט בלייזר: בתבניות אלה לבצע היטב עם polydimethylsiloxane (PDMS), היתר עיצובים עם ממדים על סולם סנטימטר, תכונה מידות קטנות יותר 25 מיקרומטר, ולא במהירות של מפוברק בעלות נמוכה ועם מומחיות מינימלי. זמן מינימלי ודרישות עלות מאפשרים חרוט בלייזר בתבניות כדי להיות במהירות iterated על עד עיצוב אופטימלי של נקבעת, ניתן להתאים בקלות בהתאם וזמינותו בכל עניין, כולל אלה מעבר בתחום של הנדסת רקמות.

המערכת האופטית של החותך לייזר יגרמו חרוט למקומות מאוד מעט פחתו מידות כמו תצריב עומק בעליות, תוצאות עובש בקירות עם שפוע מאוד עדין, בשל כדי מתחדדת קרן הלייזר. זה יעזור להקל על הסרת התבניות PDMS יצוקה, אבל יש לשקול בזהירות אם עמוק חרוט בתבניות בסיס שלילי (&gt; 6 מ מ) הם הנדרש (איור 1).
במשך הזמן בתרבות, בונה cellularized ידחוס עקב מטריקס, שיפוץ, אבל את קצב ואת במידה שבה הדבר מתרחש תיקבע בהתאם להרכב לגר...

במסמך זה אנו מציגים שיטה מהירה, נתיישב ועלות נמוכה בדיית בתבניות polydimethylsiloxane מותאם אישית יכול לשמש לייצור המבוסס על הידרוג רקמות מהונדסים עם לסימולציה. בנוסף, אנו מתארים תוצאות הערכות מכני, היסטולוגית שנערכו על רקמות הלב מהונדסים המיוצר בעזרת טכניקה זו.

As the field of tissue engineering has continued to mature, there has been increased interest in a wide range of tissue parameters, including tissue ...

שיטה זו יכולה להקל על מחקר בתחום הנדסת הרקמות הקשור להתפתחות רקמות, יישור תאים וניתוח מכני של פולימרים ורקמות מהונדסות. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא בעלות נמוכה, קלה לשימוש ומהירה. פיתחנו את הטכניקה הזו במעבדה שלי מכיוון שבקרה גיאומטרית של רקמות מהונדסות בקנה מידה של מילימטר לסנטימטר לא נעשתה בשטח, וראינו צורך קריטי לחשוב באופן תרגומי על הגדלת גודל הרקמות המהונדסות.טכניקה זו מאפשרת לנו למנף את היתרונות של תורים גיאומטריים על פיזיולוגיה תאית ורקמות מהונדסות באמצעות טכניקות ייצור באמצעות עמודים ומגוון צורות. שיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי ייצור רקמות מהונדסות עם גודל, צורה מבוקרים ומיושרים. ניתן ליישם אותו גם על מודלים שונים של מחלות, רפואה רגנרטיבית מותאמת אישית ולתרגום רקמות מהונדסות למחקרים פרה-קליניים.התחל בפתיחת תוכנית גרפיקה וקטורית במחשב. כדי להכין את גיאומטריית התבנית הרצויה ופורמט הווקטור, פתח בד חדש במידות מתאימות עם פורמט הצבע RGB. לאחר מכן, בחר את כלי הצורה מהחלונית השמאלית וצור את הגיאומטריה הרצויה על ידי הזנת הממדים בחלק העליון של החלון כדי להגדיר במדויק את גדלי הצורה.תכנן את גיאומטריות התבנית כך שיאפשרו גבול של לפחות שישה מילימטר מקצה התכונות החיצוניות ביותר וקו החיתוך כדי לאפשר חיתוך של מניסקוס ה-PDMS לאחר יציקת התבנית. זה יאפשר לתבנית המוגמרת להניח סומק עם תחתית צלחת התרבות. לאחר מכן, פתח את בורר הצבעים בפינה השמאלית העליונה של החלון והגדר דוגמיות צבע חדשות התואמות לתוכנת חותך הלייזר.בחר כל נתיב והקצה לו צבע מתאים מדוגמית הגזירה. בסיום, הקצה את האפשרות ללא עבור צבע המילוי. באופן דומה, הקצה צבעי דוגמית לנתיבי תחריט על-ידי בחירת האובייקט ולאחר מכן בחירת נתיב התחריט לצבע המילוי וללא לצבע הנתיב מדוגם הצבע.שמור עיצובים כפורמטים של קובץ ai or. pdf, תלוי מה מתאים לתוכנית הגרפיקה הווקטורית ולחותך הלייזר. הכן את חותך הלייזר לחיתוך לפי מפרט היצרן וודא שנעשה שימוש באוורור מספיק.לאחר מכן הניחו יריעת אקריליק בגודל 1/4 אינץ' על מיטת הלייזר. כוונן את גובה המיטה כך שהוא מכויל כראוי לאקריליק. לאחר מכן, פתח את קובץ העיצוב במחשב המחובר לחותך הלייזר ופתח את הדפס תפריט.ודא שחותך הלייזר מוגדר כמדפסת ושהאפשרות Do Not Scale נבחרה בתפריט הנפתח Scaling כדי למנוע עיוות של העיצוב. לאחר מכן, לחץ על הדפס כפתור בתחתית תיבת הדו-שיח הדפסה. בכלי השירות להדפסת חותך לייזר, לחץ על כפתור ההגדרה כדי להגדיר פרמטרי תחריט חתוכים עבור כל אחת מתכונות העיצוב.כאן, הגדר את פרמטרי הכוח, המהירות והפולסים לאינץ' עבור כל אחד מהצבעים שנבחרו בעבר. לאחר הזנת ההגדרות, לחץ על הכפתור הירוק הגדול בתוכנת חותך הלייזר. זה יגרום לחותך הלייזר להתחיל לחרוט ולחתוך את תבניות המאסטר השליליות.לבסוף, השתמש במברשת קטנה או באוויר דחוס כדי להסיר שאריות פסולת מתבניות המאסטר השליליות. זה יכין את המשטח ליציקת PDMS. הכן תערובת יציקת PDMS לפי מפרט היצרן.הסר את ה-PDMS המוכן בתא ואקום המחובר למעבדת ואקום בקו סטנדרטי למשך שעה אחת או עד שכל הבועות מסולקות. בזמן הסרת ה-PDMS, קח את הקצה החיצוני של התבנית עם ויניל או נייר דבק, כך שהסרט משתרע לפחות שלושה מילימטרים מעל הפנים החרוטות של תבנית המאסטר השלילית. הקפד ללחוץ את הסרט בחוזקה על צד התבנית כדי למנוע נזילות בהמשך.לאחר מכן, שפכו כ-0.35 מיליליטר לסנטימטר רבוע של PDMS לתוך תבנית המאסטר כך שה-PDMS יגיע לעובי מינימלי של 1.5 מילימטרים. הנח את תבנית המאסטר השלילית המצופה PDMS בתא ואקום והוציא שוב את הגז למשך שעה או עד שכל הבועות יסולקו. לאחר מכן, הנח את תבנית המאסטר השלילית המצופה PDMS על מדף ישר בתנור של 60 מעלות צלזיוס למשך שש שעות לפחות כדי לרפא את ה-PDMS.לאחר הריפוי, השתמש בסכין גילוח כדי לחתוך את התבניות הבודדות כשהן עדיין על תבנית המאסטר השלילית. לאחר מכן, מקלפים לאט ובזהירות כל תבנית PDMS מתבנית המאסטר השלילית. חתוך את כל האזורים עם מניסקוס מיציקה, מה שימנע מהתבנית לשכב שטוח, כמו גם כל חומר עודף או פסולת.לבסוף, חיטוי התבניות באמצעות מחזור חיטוי סטנדרטי כדי לעקר אותן לתרבית רקמות. כדי להתחיל, הדביקו תבניות ללוחות פלסטיק לא מטופלים. הכינו את תמיסות הפיברינוגן, התרומבין והקולגן המנוטרל וקצרו את התאים הרצויים כמתואר בפרוטוקול הטקסט הנלווה.שלב את הפיברינוגן, הקולגן המנוטרל ותרחיף התאים ליצירת תערובת יציקה. שמור את תערובת היציקה על קרח. לאחר מכן, השתמש בגנרטור כף יד בתדר גבוה כדי לטפל במשטחי התבנית שייחשפו לתערובת היציקה כדי להפחית הידרופוביות PDMS.חשוף את המשטחים לטיפול בפלזמה לשלוש עד חמש שניות כחמש דקות לפני יציקת החומר. מיד לפני יציקת תערובת תאי החלבון, הוסף את התרומבין לתערובת היציקה ופיפטה למעלה ולמטה בעדינות מבלי להכניס בועות. בעבודה מהירה, פיפטה את תערובת היציקה לתוך התבניות תוך הקפדה על הפקדת התערובת בכל הפינות והסדקים של התבנית.הימנע מפליטת התערובת מעבר לעצירה הראשונה של הפיפטה כדי למנוע היווצרות בועות בתוך המבנים. לאחר מכן, הכניסו את הדגימות לאינקובטור לח של 37 מעלות צלזיוס למשך 45 דקות. לאחר 45 דקות, החזירו את המבנים למכסה המנוע וכסו אותם במדיה סלולרית לפני החזרה לחממה.החלף את המדיה התאית כל 48 עד 72 שעות לפי הצורך עבור סוג התא והבנייה. לבסוף, עקוב אחר פרוטוקול הטקסט הנלווה כדי לכמת את דחיסת הרקמה ותכונות המתיחה של המבנים, כמו גם להכין טכניקות צביעה שונות ולמדוד את יישור התאים. עם הזמן והתרבות, מבנים סלולריים קומפקטיים עקב שיפוץ מטריצות.זה קורה הן באמצעות ארגון מחדש והן באמצעות השפלה של המטריצה שמסביב וקשור בדרך כלל לעלייה בנוקשות המכנית. דחיסה מכוונת יכולה גם לגרום לשדות מתח בתוך הרקמה, אותם ניתן לתפעל במבנים תאיים כדי לעודד יישור תאים. שתי התמונות הללו נלקחו ממבני רקמת לב שגודלו בתבניות מלבניות בגודל שלושה מילימטר על 17 מילימטר עם עמודים בשני קצותיו.ושתי התמונות הללו הן מבנים של רקמת לב שגודלו ללא הגבלה. שני המבנים שהיו מוגבלים הצליחו להידחס רק בשני הכיוונים הנותרים והובילו ליישור תאי המושרה על ידי לחץ. לאחר השליטה, ניתן להשתמש בטכניקה זו כדי לתכנן, לייצר וליישם תבניות רקמות מותאמות אישית תוך פחות מיום אחד.לאחר היווצרות רקמות, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו בדיקות מכניות והיסטולוגיה כדי להבין עוד יותר את השפעות היישור על מורפולוגיה של התאים ותפקוד הרקמות. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לייצר תבניות רקמות PDMS מותאמות אישית ממאסטרים אקריליים חתוכים בלייזר.

custom-engineered-tissue-culture-molds-from-laser-etched-masters

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

פיתחנו רומן רב תא שיתוף תרבות נוירון פלטפורמה עבור microsystem ב CNS מחקר במבחנה אינטראקציה האקסון, גליה. פלטפורמה המסוגלת לנהל עד שישה ניסויים עצמאיים במקביל היה מפוברק באמצעות פיתח מאקרו / מיקרו שיטת ייצור כלאיים.

תא Multi-CNS-Neuron גליה שותף תרבות Microfluidic רציף

בפרוטוקול זה, אנו מדגימים את ייצור של מערך microactuator מכלל הודעות העקורים אנכית שבו הטכנולוגיה מבוססת, ואיך הטכנולוגיה הזו בסיס ניתן לשנות לנהל תפוקה גבוהה תרבית תאים דינמי מכנית בתרבות הן דו מימדי ותלת מימדי פרדיגמות.

פלטפורמות microfabricated לתרבות Cell דינמי מכאני

מכשיר microfluidic מידור לחקר נדידת תאי גזע סרטני מתואר. פלטפורמה חדשנית זו יוצרת microenvironment סלולרי קיימא ומאפשרת הדמיה מיקרוסקופית של תנועת תאים חייה. מאוד ניעתי תאים סרטניים מבודדים ללמוד מנגנונים מולקולריים של חדירה אגרסיבית, שעלולים לגרום לטיפולים יעילים יותר בעתיד.

הערכה של נדידת תאי גזע סרטני באמצעות מכשירי microfluidic מידור והדמית תא חייה

מאמר זה מתאר שיטה צדדי כדי ליצור תאים שמקורם ברקמה טבעות על ידי הרכבה עצמית הסלולר. לתאי שריר חלק seeded לתוך בצורת טבעת המצרפי בארות agarose חוזה ליצירת חזקים תלת ממדי (3D) ברקמות בתוך 7 ימים. מילימטר בקנה מידה טבעות רקמה תורמת בדיקות מכניות לשמש כאבני בניין להרכבת רקמות.

בימוי נייד הרכבה עצמית לפברק Cell-נגזר טבעות רקמות לניתוח biomechanical הנדסת רקמות

כאן אנו מתארים אסטרטגיה ייחודית ליצירת מטריצות ביולוגיות, שכבתיות עם ממשקים רציפים בין שכבות שונות להנדסת רקמות. כגון פיגום יכול לספק סביבה להתאמה אידיאלית לתא לווסת את התנהגות על ידי רמזים ביולוגיים, כימי או מכאניים...

שיפוע צפיפות רבה שכבתי פלמור (DGMP): שיטה חדשנית ליצירת תא בעל מספר, פיגומים להנדסת רקמות להתאמה אישית

כתב יד זה מתאר טכניקה רכה המבוסס ליתוגרפיה להנדס מערכים אחידים של תלת ממדי (3D) רקמות אפיתל של גיאומטריה מוגדרת מוקפות תאי מטריקס. שיטה זו ניתנת למגוון רחב של סוגי תאים והקשרים ניסיוניים מאפשרת הקרנת תפוקה גבוהה של משכפל זהה.

הנדסה תלת מימדי רקמות אפיתל Embedded בתוך מטריקס

פרוטוקול זה מתאר פלטפורמה בדיית רקמות עצמית שהורכב טבעות בגדלים משתנים באמצעות תבנית מותאמת אישית פלסטיק מודפס 3D. PDMS התשלילים נרפאים ב כייר מודפס 3D; אז agarose הוא ליהק את התשלילים PDMS נרפא. התאים הם נזרע לתוך בארות agarose וכתוצאה מכך היכן הם מצטברים לטבעות רקמות.

ייצור של בארות Agarose מותאם אישית עבור תא זריעה וטבעת רקמות הרכבה עצמית תוך שימוש בתבניות מודפס 3D

מוצג כאן פרוטוקול ליצירת רקמות חיבור מהונדסות לתרבות מקבילה של 48 רקמות בלוח רב-בארות עם מוטות כפולים, המתאימים למחקרים מכאניסטיים, מידול מחלות ויישומי סינון. הפרוטוקול תואם פיברובלסטים מאיברים ומינים שונים ומודגם כאן עם פיברובלסטים לב ראשוניים אנושיים.

פיברובלסט נגזר רקמת חיבור מהונדסת אנושית עבור יישומי הקרנה

מאמר זה מציג פרוטוקול ייצור לסוג חדש של מצע תרבית עם מאות מיקרו-מיכלים למ"מ2, שבו ניתן לגדל אורגנואידים בתרבית ולצפות בהם באמצעות מיקרוסקופיה ברזולוציה גבוהה. פרוטוקולי זריעת התאים ומערכת החיסון מפורטים גם הם.

פלטפורמה בעלת תפוקה גבוהה לתרבית והדמיה תלת-ממדית של אורגנואידים

אנו מתארים שיטות לתרבית זקיקי שחלות בתבנית אגרוז חדשה ללא פיגומים המשלימים את הגמטוגנזה במבחנה .

ייצור ושימוש בתבניות אגרוז הניתנות להתאמה אישית לתרבית זקיקי שחלות עכבר ללא פיגומים

למד שיטה מהירה וזולה לייצור תבניות PDMS מותאמות אישית ממאסטרים מנוקרים בלייזר לחקר רקמות מהונדסות. השיטה מאפשרת שליטה גיאומטרית מדויקת בגודל ובצורת הרקמות ליישומים ברפואה רגנרטיבית.

מותאם אישית מהונדסים תרביות רקמה בתבניות של מאסטרים נחרטו לייזר

גלה סרטונים נוספים