Name: פרוטוקולים של 3D ביוריטינג גלטין הידרוגל מבוסס-דיו (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-12-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 25 s
Description: למד שיטות הדפסה תלת-ממדית של הידרוג'ל GelMA ליישומים ביורפואיים. הפרוטוקול מציג אסטרטגיות לשיפור הניתנות להדפסה של חומר זה לטיפול בנזקי איברים והנדסת רקמות.

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

עבודה זו הייתה בחסות תוכנית המחקר ופיתוח המפתח הלאומי של סין (2018YFA0703000), הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (No. U1609207, 81827804), קרן המדע עבור קבוצות מחקר יצירתי של המדע הטבעי הלאומי קרן סין (מס ' 51821093).

1. תא מקולף
<ol><li>הכינו את מדיום הנשר השונה של Dulbecco (DMEM), שיושלם עם 10% סרום של שור עוברי (FBS) ו 1% פניצילין/סטרפטומיצין, המשמש תרבות סרטן השד האנושי תא (מד א-MB-231) קווים וריד הטבור האדם תא אנדותל (HUVEC) קווים.</li>
	<li>הכנת DMEM עם L-גלוטמין (DMEM/F-12), שיושלם עם 10% FBS ו 1% פניצילין/סטרפטומיצין, משמש במח העצם של העצמות mesenchymal תא גזע (BMSC) קווים.</li>
	<li>הגדר את הסביבה culturing כמו 37 ° צ' ו 5% CO2. התרבות מד א-MB-231, HUVEC, ו-BMSC, ומעבר את התאים ביחס 1:2 כאשר 90% המפגש הגיע.</li>
</ol>2. הייצור של מיקרוספירות גלמה
<ol><li>הדפס את התקן כאיור 1A עם חומצה POLYLACTIC (PLA) על מדפסת מידול בתצהיר התמזגו (fdm). הציבו שני אלקטרודות מתכת. בגוף הקבוע</li>
	<li>חבר את שתי האלקטרודות המתכתיים עם הקרקע והקטבים החיוביים, בהתאמה. מניחים את לוחית המתכת המחוברת עם מתח גבוה מתחת לאלקטרודות הטבעת ומניחים צלחת פטרי עם שמן סיליקון על צלחת המתכת כמקלט droplet.</li>
	<li>הקפאת הקפאה GelMA (5% w/v) ו ליתיום פניאיל-2, 4, 6-triמתילבנזופוספוליאט (LAP, 0.5% w/v) ב מלוחים באגירה של הפוספט מדולפי (DPBS) כמו bioink (10 מ"ל). לסנן את bioink באמצעות מסנן 0.22 יקרומטר עבור עקרות ולחמם אותו באמבט 37 ° c מים עבור 15 דקות.</li>
	<li>לנתק מד א-MB-231 תאים עם 3 מ ל של 0.25% טריפסין-0.02% EDTA פתרון עבור 3 דקות ב 37 ° c. בתאי צנטריפוגה בצינור 15 mL צנטריפוגלי ב 100 x g עבור 5 דקות כדי להשיג גלולה תא.</li>
	<li>. הסר את הסופרנטאנט מערבבים את הגלולה התא עם 1 מ ל של bioink מוכן על ידי ליטוף לאט כדי למנוע את הייצור של בועות.</li>
	<li>מניחים 1 מ ל bioink (מד א-מגה-בתים-231) לתוך מזרק סטרילי 3 מ ל. האכילו את הביודיו בכוח האוויר הדחוס (~ 0.5 kPa). . שים את המזרק על המתקן הערה: על סביבת ההדפסה להיות נשלטת באופן מדויק בטמפרטורה של 30 ° צ' ולחות של 50%.</li>
	<li>הפעל את עוצמת המתח הגבוה והגדר את המתח כ-0-4 kV. במקביל, הפעל את 405 האור באורך גל ננומטר כדי להצליב את טיפות GelMA ב 5 מ ל של שמן סיליקון.</li>
	<li>יוצקים את החלק הטוב ביותר של שמן הסיליקון משם על ידי היין את צלחת פטרי. העבירו את השמן סיליקון ואת המיקרוספירות GelMA לתוך שפופרת 15 מ"ל באמצעות כפית.</li>
	<li>הוסיפו 5 מ ל של DPBS ולוחצים את התערובת בצורה אחידה. צנטריפוגה את הצינור ב 100 x g עבור 5 דקות ולהסיר את נוזל סופרנטאנט.</li>
	<li>חזור על השלב 2.9 3x.</li>
	<li>קחו את המיקרוספירות של גלמא בכפית והתרבות שלהם ב-DMEM בצלחת פטרי ב-37 ° c ו-5% CO2 למשך 3 ימים.</li>
	<li>להיפטר המדיום לשטוף את המיקרוספירות עם DPBS. תקן עם 2 מ ל של 4% פאראפורמלדהיד (בתחתית) עבור 30 דקות בטמפרטורת החדר (RT).</li>
	<li>התעלם מה "ושטוף את המיקרוספירות עם DPBS. חדירות עם 2 מ ל של 0.5% nonionic החומרים (כלומר, טריטון X-100) עבור 5 דקות ב RT.</li>
	<li>התעלם מחומרים המיקרופוניים ושטוף את המיקרו-כדורים עם DPBS. להכתים אותם עם 2 מ ל של טטרמתילרומדמין (TRITC) phalloidin 30 דקות בחשיכה ב RT.</li>
	<li>להיפטר TRITC ולשטוף את המיקרוספירות עם DPBS. להכתים אותם עם 2 מ ל של 4 –, 6-diamidino-2-פנייילידול (DAPI) עבור 10 דקות בחשיכה ב RT.</li>
	<li>מחק את ה-DAPI ושטוף את המיקרו-כדורים באמצעות DAPI. לכוד את המבנה עם. מיקרוסקופ הקרינה הפלואורסצנטית</li>
</ol>3. ייצור סיבי גלמה
<ol><li>הכן זרבובית קואקסיאליים כפי שמוצג באיור 2א. תקן זרבובית פנימית (25 גרם, OD = 510 μm, ID = 250 μm) ואת הזרבובית החיצונית (18 G, OD = 1200 μm, ID = 900 μm) עם הלחמה. לחבר צינור זכוכית (אורך = 50 מ"מ, קוטר בתוך = 1.2 מ"מ) עד לסוף הזרבובית הקואקסיאליים.</li>
	<li>התמוססות נתרן קילוף פלסטיצידיות (Na-alg) אבקה כי הוא מעוקר תחת אולטרה סגול (UV) אור עבור 30 דקות במים מאוהים ב 2% (w/v).</li>
	<li>הכינו פתרון bioink סטרילי לאחר שלב 2.3. מחממים את התמיסה GelMA ו-Na-Alg באמבט מים ב37 ° c במשך 15 דקות.</li>
	<li>נתק תאים BMSCs עם 3 מ ל של 0.25% טריפסין-0.02% EDTA פתרון עבור 3 דקות ב 37 ° c. בתאי צנטריפוגה בצינור 15 mL צנטריפוגלי ב 100 x g עבור 5 דקות כדי להשיג גלולה תא.</li>
	<li>. הסר את נוזל הסופרנטאנט מערבבים את הגלולה תא עם 2 מ ל של ביודיו GelMA מוכן על ידי ליטוף באיטיות כדי למנוע ייצור של בועות.</li>
	<li>מניחים 2 מ ל bioink (BMSCs) לתוך מזרק 10 מ ל. מניחים 2 מ ל של פתרון Na-Alg לתוך מזרק אחר (10 מ"ל). להאכיל אותם עם שני משאבות מזרק, בהתאמה (כאן, bioink ב 50 μm/min ו-Na-Alg פתרון ב 350 μm/min). הערה: על סביבת ההדפסה להיות נשלטת באופן מדויק בטמפרטורה של 30 ° צ' ולחות של 50%.</li>
	<li>הפעל את האור 405 ננומטר באורך הגל כדי להאיר את הצינורית השקופה כדי להצליב את סיבי GelMA. השתמש בצלחת פטרי עם DPBS כדי לקבל את הסיבים.</li>
	<li>להוציא את סיבי GelMA עם כפית של DPBS ותרבות אותם 3 ימים ב-DPBS המוכן/F-12 ב 37 ° צ' ו 5% CO2.</li>
	<li>בצע את השלבים 2.12-2.16 כדי להכין את סיבי GelMA עבור תצפית מורפולוגית עם מיקרוסקופ מגמה פלואורסצנטית.</li>
</ol>4. הייצור של מבנים 3D GelMA מורכבים
הערה: איור 3A מציג את הסקיצה הייצור של מבנה Gelma מורכבים 3d.
<ol><li>לנגב את ביוריקטר DLP (איור 3E) עם 75% אלכוהול ולחשוף אותו הקרנה UV עבור 30 דקות עבור עקרות.</li>
	<li>לפזר את ההקפאה מיובשים GelMA (10% w/v) ו LAP (0.5% w/v) ב DPBS. הוסיפו פיגמנט אכיל מגנטה לתוך הפתרון (3% v/v) כדי לשפר את דיוק ההדפסה.</li>
	<li>לסנן את הפתרון באמצעות מסנן 0.22 יקרומטר עבור עקרות ולחמם אותו באמבטיה 37 ° c מים עבור 15 דקות.</li>
	<li>בניית דגמי תלת-ממד עם תוכנת עיצוב בעזרת מחשב (CAD). יבא את מסמכי המודל לתוכנה העליונה (EFL) של הביוקטר שהוחל על-ידי טכנולוגיית DLP.</li>
	<li>הוסיפו 10 מ ל של הביודיו המוכן לתוך האבוס של ביוריטר DLP.</li>
	<li>הגדר את פרמטרי ההדפסה בתוכנה העליונה כדלקמן: עוצמת אור = 12 mW/cm2, משך הקרנה = 30 s, וגובה פרוסה = 100 μm. התחל בהדפסה.</li>
	<li>הסר את המבנה המודפס מהביו-ביוקטר והישאב אותו ב-DPBS בצלחת פטרי.</li>
	<li>ניתוק תאים מד א-MB-231s עם 3 מ ל של 0.25% טריפסין-0.02% EDTA פתרון עבור 3 דקות ב 37 ° c. בתאי צנטריפוגה ב 100 x g עבור 5 דקות בצינור 15 מ"ל כדי להשיג גלולה תא.</li>
	<li>הסר את נוזל supernatant ולערבב את הגלולה תא עם 2 מ ל DMEM.</li>
	<li>הוסף 100 μL של השעיית תא במבנים המודפסים. התרבות שלהם 3 ימים ב-DMEM מוכן ב 37 ° צ' ו 5% CO2.</li>
	<li>בצע את השלבים 2.12-2.16 כדי להכין את המבנים תלת-ממדיים מורכבים עבור תצפית מורפולוגית עם מיקרוסקופ ה.</li>
</ol>5. ייצור שבבי מיקרופלואידיג מבוססי גלמא
הערה: איור 4מראה את הסקיצה הייצור של שבב מיקרופלואידיג מבוססי gelma.
<ol><li>לפזר את ההקפאה יבש GelMA 10% (w/v) ו LAP (0.5% w/v) ב DPBS. לסנן את הפתרון gelma באמצעות מסנן 0.22 יקרומטר עבור עקרות.</li>
	<li>לחטא את אבקת ג'לטין תחת אור UV עבור 30 דקות ולהוסיף אותו לפתרון GelMA-LAP מוכן בשלב 5.1 לריכוז הסופי של ג'לטין של 5% (w/v). מחממים את התערובת באמבט מים בגודל 37 ° c במשך 15 דקות.</li>
	<li>עיצוב קבוצה של תבניות (איור 4ב, ג) עם תוכנת CAD ולייצר אותם עם שרף photopolymer במדפסת DLP.</li>
	<li>מלא את התבניות באופן מלא עם הביודיו המוכן.</li>
	<li>לשים את התבניות לתוך מקרר 4 ° c כדי להצליב את הג עבור 30 דקות.</li>
	<li>הסירו את התבניות והעצמות בלהב, באופן חלקי (פיזית), מקושרות את יריעות ההידרוג'ל מתוך התבניות.</li>
	<li>לשלב את שני גיליונות הידרוג'ל מאוד וקשר אותם בעזרת GelMA על ידי אי הקרנת ב 405 nm עבור 1 דקות.</li>
	<li>נתק את תאי HUVECs עם 3 מ ל של 0.25% טריפסין-0.02% EDTA פתרון עבור 3 דקות ב 37 ° c. התאים צנטריפוגה בצינור 15 מ"ל צנטריפוגלי כדי לקבל גלולה תא ב 100 x g עבור 5 דקות.</li>
	<li>הסר את נוזל supernatant ולערבב את הגלולה תא עם 2 מ ל DMEM.</li>
	<li>מלא את המיקרוערוץ באופן מלא על ידי הזרקת הבולם התא עם זרבובית ומזרק.</li>
	<li>הפוך את השבב למטה כל 15 דקות במהלך הבא 3 h כדי להשיג אחיד ולהשלים התאים זריעה. התרבות השבבים בצלחת פטרי במשך 3 ימים ב-DMEM הוכנו ב 37 ° צ' ו 5% CO2.</li>
	<li>בצע את השלבים 2.12-2.16 כדי להכין את השבבים המיקרופלואידים להשגחה מורפולוגית עם מיקרוסקופ של מיקרו-פלואורסצנטית.</li>
</ol>

<ol><li>Ahmed, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogel%3A+Preparation%2C+characterization%2C+and+applications%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Advanced+Research%22%5BJournal%5D)">Hydrogel: Preparation, characterization, and applications: A review.</a> Journal of Advanced Research. 6 (2), 105-121 (2015).</li>
<li>Ashton, R. S., Banerjee, A., Punyani, S., Schaffer, D. V., Kane, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scaffolds+based+on+degradable+alginate+hydrogels+and+poly%28lactide-co-glycolide%29+microspheres+for+stem+cell+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Scaffolds based on degradable alginate hydrogels and poly(lactide-co-glycolide) microspheres for stem cell culture.</a> Biomaterials. 28 (36), 5518-5525 (2007).</li>
<li>Billiet, T., Vandenhaute, M., Schelfhout, J., Van Vlierberghe, S., Dubruel, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+trends+and+limitations+in+hydrogel-rapid+prototyping+for+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">A review of trends and limitations in hydrogel-rapid prototyping for tissue engineering.</a> Biomaterials. 33 (26), 6020-6041 (2012).</li>
<li>Saroia, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+biocompatibility+nature+of+hydrogels+with+3D+printing+techniques%2C+tissue+engineering+application+and+its+future+prospective%5BTitle%5D)+AND+%22Bio-Design+and+Manufacturing%22%5BJournal%5D)">A review on biocompatibility nature of hydrogels with 3D printing techniques, tissue engineering application and its future prospective.</a> Bio-Design and Manufacturing. 1 (4), 265-279 (2018).</li>
<li>Van Den Bulcke, A. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+Rheological+Properties+of+Methacrylamide+Modified+Gelatin+Hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Structural and Rheological Properties of Methacrylamide Modified Gelatin Hydrogels.</a> Biomacromolecules. 1 (1), 31-38 (2000).</li>
<li>Sun, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+Properties+of+Gelatin+Methacryloyl+%28GelMA%29+Hydrogels+and+Their+Recent+Applications+in+Load-Bearing+Tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Polymers%22%5BJournal%5D)">Synthesis and Properties of Gelatin Methacryloyl (GelMA) Hydrogels and Their Recent Applications in Load-Bearing Tissue.</a> Polymers. 10 (11), 1290(2018).</li>
<li>Gao, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printing+of+complex+GelMA-based+scaffolds+with+nanoclay%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">3D printing of complex GelMA-based scaffolds with nanoclay.</a> Biofabrication. 11 (3), 035006(2019).</li>
<li>Hassanzadeh, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrastrong+and+flexible+hybrid+hydrogels+based+on+solution+self-assembly+of+chitin+nanofibers+in+gelatin+methacryloyl+%28GelMA%29%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Ultrastrong and flexible hybrid hydrogels based on solution self-assembly of chitin nanofibers in gelatin methacryloyl (GelMA).</a> Journal of Materials Chemistry B. 4 (15), 2539-2543 (2016).</li>
<li>McBeth, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+bioprinting+of+GelMA+scaffolds+triggers+mineral+deposition+by+primary+human+osteoblasts%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">3D bioprinting of GelMA scaffolds triggers mineral deposition by primary human osteoblasts.</a> Biofabrication. 9 (1), 015009(2017).</li>
<li>Nie, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vessel-on-a-chip+with+Hydrogel-based+Microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Vessel-on-a-chip with Hydrogel-based Microfluidics.</a> Small. 14 (45), 1802368(2018).</li>
<li>Shao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioprinting+of+Cell-Laden+Microfiber%3A+Can+It+Become+a+Standard+Product%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Healthcare+Materials%22%5BJournal%5D)">Bioprinting of Cell-Laden Microfiber: Can It Become a Standard Product.</a> Advanced Healthcare Materials. 8 (9), 1900014(2019).</li>
<li>Shao, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber-Based+Mini+Tissue+with+Morphology-Controllable+GelMA+Microfibers%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Fiber-Based Mini Tissue with Morphology-Controllable GelMA Microfibers.</a> Small. 14 (44), 1802187(2018).</li>
<li>Xie, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electro-Assisted+Bioprinting+of+Low-Concentration+GelMA+Microdroplets%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Electro-Assisted Bioprinting of Low-Concentration GelMA Microdroplets.</a> Small. 15 (4), 1804216(2019).</li>
<li>Yue, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis%2C+properties%2C+and+biomedical+applications+of+gelatin+methacryloyl+%28GelMA%29+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Synthesis, properties, and biomedical applications of gelatin methacryloyl (GelMA) hydrogels.</a> Biomaterials. 73, 254-271 (2015).</li>
<li>Schuurman, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gelatin-Methacrylamide+Hydrogels+as+Potential+Biomaterials+for+Fabrication+of+Tissue-Engineered+Cartilage+Constructs%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Bioscience%22%5BJournal%5D)">Gelatin-Methacrylamide Hydrogels as Potential Biomaterials for Fabrication of Tissue-Engineered Cartilage Constructs.</a> Macromolecular Bioscience. 13 (5), 551-561 (2013).</li>
<li>Barbot, A., Decanini, D., Hwang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On-chip+Microfluidic+Multimodal+Swimmer+toward+3D+Navigation%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">On-chip Microfluidic Multimodal Swimmer toward 3D Navigation.</a> Scientific Reports. 6, 19041(2016).</li>
<li>Esmaeilsabzali, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+integrated+microfluidic+chip+for+immunomagnetic+detection+and+isolation+of+rare+prostate+cancer+cells+from+blood%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Microdevices%22%5BJournal%5D)">An integrated microfluidic chip for immunomagnetic detection and isolation of rare prostate cancer cells from blood.</a> Biomedical Microdevices. 18 (1), 22(2016).</li>
<li>Lee, J. M., Zhang, M., Yeong, W. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+and+evaluation+of+3D+printed+microfluidic+chip+for+cell+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Microfluidics+and+Nanofluidics%22%5BJournal%5D)">Characterization and evaluation of 3D printed microfluidic chip for cell processing.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 20 (1), 5(2016).</li>
<li>Picot, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+biomimetic+microfluidic+chip+to+study+the+circulation+and+mechanical+retention+of+red+blood+cells+in+the+spleen%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Hematology%22%5BJournal%5D)">A biomimetic microfluidic chip to study the circulation and mechanical retention of red blood cells in the spleen.</a> American Journal of Hematology. 90 (4), 339-345 (2015).</li>
<li>Ren, K., Zhou, J., Wu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Materials+for+Microfluidic+Chip+Fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts+of+Chemical+Research%22%5BJournal%5D)">Materials for Microfluidic Chip Fabrication.</a> Accounts of Chemical Research. 46 (11), 2396-2406 (2013).</li>
<li>Chen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Covalently+antibacterial+alginate-chitosan+hydrogel+dressing+integrated+gelatin+microspheres+containing+tetracycline+hydrochloride+for+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering%3A+C%22%5BJournal%5D)">Covalently antibacterial alginate-chitosan hydrogel dressing integrated gelatin microspheres containing tetracycline hydrochloride for wound healing.</a> Materials Science and Engineering: C. 70, 287-295 (2017).</li>
<li>Fan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Covalent+and+injectable+chitosan-chondroitin+sulfate+hydrogels+embedded+with+chitosan+microspheres+for+drug+delivery+and+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Science+and+Engineering%3A+C%22%5BJournal%5D)">Covalent and injectable chitosan-chondroitin sulfate hydrogels embedded with chitosan microspheres for drug delivery and tissue engineering.</a> Materials Science and Engineering: C. 71, 67-74 (2017).</li>
<li>Feng, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+black-pearl+reduced+graphene+oxide-sodium+alginate+hydrogel+microspheres+for+adsorbing+organic+pollutants%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Preparation of black-pearl reduced graphene oxide-sodium alginate hydrogel microspheres for adsorbing organic pollutants.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 508, 387-395 (2017).</li>
<li>Park, K. S., Kim, C., Nam, J. O., Kang, S. M., Lee, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+characterization+of+thermosensitive+gelatin+hydrogel+microspheres+in+a+microfluidic+system%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Research%22%5BJournal%5D)">Synthesis and characterization of thermosensitive gelatin hydrogel microspheres in a microfluidic system.</a> Macromolecular Research. 24 (6), 529-536 (2016).</li>
<li>Zheng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+Hydrogel-Microsphere+Construct+with+Sequential+Degradation+for+Locally+Synergistic+Chemotherapy%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials%2C+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Injectable Hydrogel-Microsphere Construct with Sequential Degradation for Locally Synergistic Chemotherapy.</a> ACS Applied Materials, Interfaces. 9 (4), 3487-3496 (2017).</li>
<li>Fernández de la Mora, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Fluid+Dynamics+of+Taylor+Cones%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Fluid+Mechanics%22%5BJournal%5D)">The Fluid Dynamics of Taylor Cones.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 39 (1), 217-243 (2006).</li>
<li>Hsiao, A. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Smooth+muscle-like+tissue+constructs+with+circumferentially+oriented+cells+formed+by+the+cell+fiber+technology%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Smooth muscle-like tissue constructs with circumferentially oriented cells formed by the cell fiber technology.</a> PLoS ONE. 10, 0119010(2015).</li>
<li>Meng, Z. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+generation+of+hollow+Ca-alginate+microfibers%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Microfluidic generation of hollow Ca-alginate microfibers.</a> Lab on a Chip. 16 (14), 2673-2681 (2016).</li>
<li>Peng, L., Liu, Y., Gong, J., Zhang, K., Ma, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+fabrication+of+multi-stimuli+responsive+graphene+oxide+composite+hydrogel+fibres+by+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Continuous fabrication of multi-stimuli responsive graphene oxide composite hydrogel fibres by microfluidics.</a> RSC Advances. 7 (31), 19243-19249 (2017).</li>
<li>Sugimoto, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micropassage-embedding+composite+hydrogel+fibers+enable+quantitative+evaluation+of+cancer+cell+invasion+under+3D+coculture+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Micropassage-embedding composite hydrogel fibers enable quantitative evaluation of cancer cell invasion under 3D coculture conditions.</a> Lab on a Chip. 18 (9), 1378-1387 (2018).</li>
<li>Yamada, M., Sugaya, S., Naganuma, Y., Seki, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+synthesis+of+chemically+and+physically+anisotropic+hydrogel+microfibers+for+guided+cell+growth+and+networking%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Microfluidic synthesis of chemically and physically anisotropic hydrogel microfibers for guided cell growth and networking.</a> Soft Matter. 8 (11), 3122-3130 (2012).</li>
<li>Gao, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+engineered+bio-blood-vessels+constructed+using+a+tissue-specific+bioink+and+3D+coaxial+cell+printing+technique%3A+a+novel+therapy+for+ischemic+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Tissue engineered bio-blood-vessels constructed using a tissue-specific bioink and 3D coaxial cell printing technique: a novel therapy for ischemic disease.</a> Advanced Functional Materials. 27 (33), 1700798(2017).</li>
</ol>

. למחברים אין מה לגלות

מאמר זה מתאר מספר אסטרטגיות להרכיבו מבנים תלת-ממדיים של GelMA, כלומר מיקרוספירות GelMA, סיבי GelMA, מבנים מורכבים של GelMA ושבבי מיקרופלואידיג מבוססי-GelMA. GelMA מבטיחה את יכולת ההתאמה הביויולית והיווצרות ומשמשת רבות בתחום הביו-המבנה. מבנים microsphere מתאימים שחרור התרופה מבוקרת, רקמה culturing, והזרקה לתוך אורגניזמים עבור טיפול נוסף21,22,23,24,25. מכיוון שה...

הידרולים נחשבים לחומר מתאים בתחום הביואבריאציה1,2,3,4. ביניהם, הג מתיונין (GelMA) הפך לאחד הסמנים המגוונים ביותר, הציע בתחילה ב 2000 על ידי ואן דן בולק ואח '5. GelMA מסונתז על ידי תגובה ישירה של ג'לטין עם מתיונין אנהידריד (MA). הג, שהוא ידרוליזה על ידי הקולגן יונק, מורכב מוטיבים היעד של מטריקס מטפרוטאינאז (mmp). כך, באופן מתורבת תלת מימדי (3D) רקמה מודלים שהוקמה על ידי GelMA יכול בצורה אידיאלית לחקות את האינטראקציות בין תאים מטריצה מגלונת (ECM) ב vivo. יתר על כן, arginine-גליצין-aspartic חומצה (RGD) רצפים, אשר נעדרים כמה הידרולים אחרים כגון alginates, להישאר על השרשראות המולקולריות של GelMA. זה מאפשר להגשים את ההחזקה של התאים המכוומים בתוך הרשתות ההידרוג'ל6. בנוסף, יכולת היווצרות של GelMA מבטיח. הקבוצות של מתיאקרילאמיד על הרשתות המולקולריות של GelMA מגיבים עם מאתחל התמונה בתנאי תגובה מתונים ויוצרים קשרים בעלי קשר עם חשיפה להקרנה קלה. לכן, המבנים המודפסים יכולים להיות מקושרים במהירות כדי לשמור על הצורות המתוכננות באופן פשוט.
בהתבסס על מאפיינים אלה, סדרה של שדות לנצל GelMA לבצע יישומים שונים, כגון הנדסת רקמות, ניתוח ציטולוגיה בסיסי, הקרנת תרופות, ביוחישה. בהתאם, אסטרטגיות ייצור שונות הוכחו גם7,8,9,10,11,12,13,14. עם זאת, הוא עדיין מאתגר לבצע ביוריטינג תלת-ממדי מבוסס על GelMA, אשר בשל תכונותיו הבסיסיות. GelMA הוא חומר רגיש לטמפרטורה. במהלך תהליך ההדפסה, הטמפרטורה של אווירת ההדפסה צריכה להיות נשלטת בקפדנות על מנת לשמור על המצב הפיזי של הביודיו. חוץ מזה, צמיגות של gelma הוא בדרך כלל נמוך יותר הידרוג'לים נפוצים אחרים (כלומר, alginate, chitosan, חומצה יאלורונית, וכו '). עם זאת, מכשולים אחרים מתמודדים כאשר בונים ארכיטקטורות תלת-ממד עם חומר זה15.
מאמר זה מסכם מספר גישות עבור ביופסיה תלת-ממדית של GelMA המוצעים על ידי המעבדה שלנו ומתארת את הדגימות המודפסות (כלומר, סינתזה של מיקרוספירות GelMA, סיבי GelMA, מבנים מורכבים GelMA, ושבבי מיקרופלואידיג מבוססי GelMA). כל שיטה יש פונקציות מיוחדות ניתן לאמץ במצבים שונים עם דרישות שונות. המיקרוספירות של GelMA נוצרות על ידי מודול חשמלי, היוצר כוח חשמל חיצוני נוסף כדי לכווץ את גודל ה-droplet. במונחים של סיבים GelMA, הם הבלטת ידי ביופסיה קואקסיאליים בעזרת זרבובית הנתרן הצמיגה. בנוסף, הקמתה של מבנים תלת ממדיים מורכבים מושגת עם עיבוד אור דיגיטלי (DLP) ביוריקטר. בסופו של דבר, האסטרטגיה פעמיים מקשרת מוצעת לבניית שבבי מיקרופלואידיג מבוססי GelMA, שילוב של GelMA הידרוג'ל ושבבי מיקרופלואידיג מסורתיים. הוא האמין כי פרוטוקול זה הוא סיכום משמעותי של האסטרטגיות GelMA הביוריטינג המשמשים במעבדה שלנו יכול לעורר חוקרים אחרים בתחומים יחסיים.

<table><tbody><tr><td>0.22 &mu; m קרום מסנן</td><td>Millipore</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2-(4-amidinophenyl)-6-indolecarbamidine dihydrochloride (DAPI)</td> <td>Yeasen Biological Technology Co., Ltd., שנחאי, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מדפסת ביולוגית תלת מימדית</td><td>SuZhou מכון מחקר ייצור אינטליגנטי, סוג'ואו, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>אור באורך גל 405 ננומטר</td><td>מכון המחקר לייצור אינטליגנטי SuZhou, SuZhou, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>זרבובית קו-אקסיאלית</td><td>מכון המחקר לייצור אינטליגנטי SuZhou, SuZhou, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ פלואורסצנטי קונפוקלי</td><td>OLYMPUS FV3000</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מדפסת ביולוגית לעיבוד אור דיגיטלי (DLP)</td><td>מכון המחקר לייצור חכם SuZhou, SuZhou, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מדפסת DLP</td><td>מכון המחקר לייצור חכם SuZhou, SuZhou, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (DPBS)</td><td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM)</td> <td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., האנגג'ואו, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מדיום הנשר השונה של Dulbecco עם L-גלוטמין (DMEM/F-12)</td> <td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., האנגג'ואו, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>EFL Software</td><td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>סרום בקר עוברי (FBS)</td> <td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., האנגג'ואו, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ג'לטין</td><td>סיגמא-אולדריץ', שנחאי, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ג'לטין מתקרילויל (GelMA)</td> <td>מכון המחקר לייצור אינטליגנטי SuZhou, SuZhou, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מתח גבוה</td><td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ליתיום פניל-2, 4, 6-trimethylbenzoylphosphinate (LAP)</td> <td>SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>paraformaldehyde</td><td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., האנגג'ואו, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>פניצילין/סטרפטומיצין</td><td>Tangpu Biological Technology Co., Ltd., האנגג'ואו, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>נתרן אלגינט (Na-Alg)</td> <td>סיגמא-אולדריץ', שנחאי, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TRITC phalloidin</td><td>Yeasen Biological Technology Co., Ltd., שנחאי, סין</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Solarbio Co., Ltd., שנחאי, סין</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

פרוטוקולים של 3d ביוריטינג ג'לטין הידרוג'ל מבוסס-דיו

Protocols of 3D Bioprinting of Gelatin Methacryloyl Hydrogel Based Bioinks

מתיונין ג'לטין (GelMA) הפך להיות ברמה פופולרית בתחום הביוגלוטינג. הנגזרת של חומר זה הוא ג'לטין, אשר הידרוליזה מ יונק הקולגן. ולכן, מוטיבים של ארגיטין-גליצין-אספפטיק (RGD) והמוטיבים המטרה של מטריקס מטאלופרוטאז (MMP) נשארים על הרשתות המולקולריות, המסייעות להשיג את הקבצים המצורפים והשפלה. יתר על כן, תכונות היווצרות של GelMA הם צדדי. קבוצות התיאקרילאמיד מאפשרות לחומר להיות מחובר במהירות באמצעות הקרנה קלה בנוכחות פוטויזם. לכן, זה הגיוני מאוד להקים שיטות מתאימות לסינתזה תלת מימדי (3D) מבנים עם החומר הזה מבטיח. עם זאת, צמיגות נמוכה מגבילה את ההדפסה של GelMA. המוצגים כאן הם שיטות לביצוע הביוביטינג 3D של GelMA הידרוג, כלומר הייצור של מיקרוספירות GelMA, סיבי GelMA, מבנים מורכבים GelMA, ו-GelMA מבוססי שבבי מיקרופלואידיג. המבנים המתקבלים והביותאימות של החומרים, כמו גם שיטות ההדפסה נדונים. הוא האמין כי פרוטוקול זה עשוי לשמש גשר בין הסמנים שהוחלו קודם לכן GelMA, כמו גם לתרום הקמתה של מבוססי GelMA ארכיטקטורות תלת-ממד עבור יישומים ביו.

במהלך הייצור של מיקרוספירות גלמה, טיפות GelMA הופרדו מכוח השדה החשמלי החיצוני. כאשר טיפות ירד לתוך שמן סיליקון מקבל, הם נשארו צורת ספרואיד סטנדרטי ללא זנבות. הסיבה לכך היא טיפות GelMA בשלב מימית, בעוד שמן הסיליקון היה בשלב הנפט. מתח פני השטח שנוצר בין שני השלבים גרם לטיפות GelMA לשמור על צורה סטנדרטית של ספרואיד. במונחים של מיקרוספירות תא-לאדן, התאים חוו את כוח השדה החשמלי של מתח גבוה בתהליך זה. מתוך המבנה של מד א ויטראז '-MB-231s (איור 1B – E), התגלה כי מד א-mb-231s שמרו על...

המוצג כאן הוא שיטה עבור ביופסיה 3D של ג'לטין מתיאקריל.

פרוטוקולים של 3D ביוריטינג ג'לטין הידרוג'ל מבוסס-דיו

Gelatin methacryloyl (GelMA) has become a popular biomaterial in the field of bioprinting. The derivation of this material is gelatin, which is hydrolyzed ...

ביוניקה מבוססת הידרוג'ל של GelMA הופכת לפופולרית מאוד בהדפסה ביולוגית תלת-מימדית. עם זאת, צמיגות נמוכה מגבילה את יכולת ההדפסה שלה. כאן אנו חולקים אסטרטגיות להדפסת GelMA במעבדה שלנו עם חוקרים אחרים.בסרטון זה אנו מנצלים באופן מלא את המאפיינים המיוחדים של ביו-חומר זה ומציעים מספר שיטות הדפסה למבנים תלת-ממדיים שונים אשר יכולים לתרום ליישומים ביו-רפואיים נוספים. כדי לקחת נזק לאיברים למשל השלכות הם פוטנציאל לשמש לתוך הטיפול המתאים על ידי הזרקת הטבעה או מעקב אחר מבני GelMA מודפסים. זה לא יהיה קל לחלוטין להמיס את GelMA מיובש בהקפאה בזמן קצר.כדי להאיץ את תהליך ההמסה ניתן להשתמש במיקסר מערבולת. כל ביו-חומר ישתמש במאפיינים מיוחדים אינטימיים של GelMA. הצעתי chemer חדש צריך כראוי לשוטט של מה הוא מיזוג קריטי בעת ההדפסה.פרטי הפעולה קובעים את ההצלחה של הליכי הדפסה. לכן אנו בוחרים הדגמה חזותית לחלוק עם חוקרים אחרים. כדי להמציא מיקרוספרות להתחיל על ידי חיבור שני אלקטרודות טבעת מתכת עם קרקע מוטות חיוביים.מניחים את לוחית המתכת המחוברת למתח הגבוה מתחת לאלקטרודה הטבעתית ותבשיל פטרי עם שמן סיליקון על צלחת המתכת כמקלט טיפה. הכן דיו ביולוגי על ידי המסת GelMA מיובש בהקפאה ו- LAP ו- DPBS לסנן אותו דרך מסנן מיקרומטר 0.22 עבור סטריליות ולאחר מכן לחמם אותו באמבט מים 37 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות. ניתוק תאי מד"א-MB-231 עם שלושה מיליליטר של 0.25 אחוז טריפסין ו-0.02 אחוז פתרון EDTA למשך שלוש דקות ב-37 מעלות צלזיוס.מעבירים את התאים לצינור 15 מיליליטר וצנטריפוגה אותם ב 100 פעמים G במשך חמש דקות. הסר את supernatant ומערבבים את התאים עם מיליליטר אחד של דיו ביולוגי מוכן על ידי צינורות לאט למעלה ולמטה הקפדה על הימנעות בועות אוויר. שאף מיליליטר אחד של תערובת הדיו הביולוגית והתאים למזרק סטרילי של שלושה מיליליטר.להאכיל את הדיו הביולוגי על ידי הכוח של אוויר דחוס ולשים את המזרק על המתקן. הפעל את מתח המתח הגבוה והגדר את המתח כאפס עד ארבעה קילו-וולט. בו זמנית להפעיל את אור אורך הגל 405 ננומטר כדי לחצות את טיפות GelMA בחמישה מיליליטר של שמן סיליקון.Decant צלחת פטרי להיפטר רוב שמן הסיליקון ולהשתמש בכף כדי להעביר את השמן הנותרים מיקרוספרות לתוך צינור צנטריפוגה 15 מיליליטר. מוסיפים חמישה מיליליטר של DPBS ומנערים את התערובת צנטריפוגה הצינור ב 100 פעמים G ולהסיר את supernatant. מעבירים את המיקרוספרות לצלחת פטרי עם DMEM ומתרבים אותן ב-37 מעלות צלזיוס וחמישה אחוזי פחמן דו-חמצני למשך שלושה ימים.לאחר שלושה ימים להשליך את המדיום ולשטוף את המיקרוספרות עם DPBS. לתקן אותם עם שני מיליליטר של ארבעה אחוז PFA במשך 30 דקות בטמפרטורת החדר ואז להשליך את PFA ולחזור על לשטוף. Permeabilize התאים עם שני מיליליטר של 0.5 אחוז פעילי שטח שאינם יוניים במשך חמש דקות בטמפרטורת החדר להשליך את פעילי השטח ולשטוף את המיקרוספרות עם DPBS.לאחר מכן להכתים את התאים עם TRITC-פאלודין במשך 30 דקות ולאחר מכן DAPI במשך 10 דקות בחושך להשליך את הצבעים לשטוף את הכדורים עם DPBS לאחר כל כתמים. תדמיין את המיקרוספרות עם מיקרוסקופ פלואורסצנטי קונפוקל. ממיסים אבקת נתרן אלגינט מעקרת במים מיונים ביחס משקל של שני אחוזים לנפח.הכינו פתרון ביו-דיו סטרילי כפי שתואר קודם לכן ואז מחממים את הדיו הביולוגי ואת נתרן אלגינט באמבט מים של 37 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות. Trypsinize ו צנטריפוגה bMSCs על פי ההליך שתואר קודם לכן עבור תאים MDA-MB 231 ולאחר מכן להסיר את הנוזל על טבעי לשימוש חוזר את גלולת התא עם 2 מיליליטר של הדיו הביולוגי GelMA. שאפו שני מיליליטר של תערובת תאי הביו-דיו למזרק של 10 מיליליטר ושני מיליליטר של תערובת נתרן אלגינט למזרק אחר.הזן את הפתרונות עם שתי משאבות מזרק ביו דיו ב 50 מיקרומטר לדקה נתרן alginate ב 350 מיקרומטר לדקה. הפעל את אור אורך הגל של 405 ננומטר כדי להקרנין את הצינור השקוף ולהצליב את סיבי GelMA. השתמש צלחת פטרי כדי לקבל את הסיבים ולאסוף אותם עם כפית.מעבירים את הסיבים לצלחת עם DMEM/F12 ומתרבים אותם במשך שלושה ימים ב 37 מעלות צלזיוס וחמישה אחוזים פחמן דו חמצני. לאחר culturing התאים בצע את ההוראות שתוארו בעבר להתבוננות בסיבים תחת מיקרוסקופ פלואורסצנטי confocal. ממיסים GelMA מיובש בהקפאה ו- LAP ו- DPBS ומוסיפים פיגמנט אכיל מגנטה לפתרון כדי לשפר את דיוק ההדפסה.מסננים את הפתרון באמצעות מסנן מיקרומטר 0.22 לסטריליות ומחממים אותו באמבט מים של 37 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות. לבנות את הדגמים 3D עם תוכנת CAD ולייבא את מסמכי הדגם לתוכנה העליונה של bioprinter DLP להחיל. הוסף עשרה מיליליטר של הדיו הביולוגי המוכן אל השוקת של bioprinter.הגדר את פרמטרי ההדפסה בהתאם להוראות כתב היד ולאחר מכן התחל להדפיס. כאשר להשלים להסיר את המבנה המודפס מן bioprinter ולטבול אותו DPBS בצלחת פטרי. ניתוק ו גלולה MDA-MB 231 תאים כפי שתואר קודם לכן.תן להם שני מיליליטר של DMEM והוסף את ההשעיה למבנה המודפס. תרבות התאים ב 37 מעלות צלזיוס וחמישה אחוז פחמן דו חמצני במשך שלושה ימים ואז להכין את המבנים לתצפית עם מיקרוסקופ פלואורסצנטי confocal כפי שתואר קודם לכן. הכן משקל של 10 אחוזים לנפח GelMA ומשקל של 0.5 אחוז לפתרון LAP נפח ואז סנן אותו באמצעות מסנן מיקרומטר 0.22.יש לעקר את אבקת הג'לטין תחת אור UV למשך 30 דקות ולהוסיף אותה לפתרון GelMA LAP ביחס משקל של חמישה אחוזים לנפח. מחממים את התערובת באמבט מים 37 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות. ממלאים את התבניות בדיו הביולוגית המוכנה ומכניסים למקרר של ארבע מעלות במשך 30 דקות.השתמש בלהב כדי להסיר את יריעות הידרוג'ל מקושר חלקית מן התבניות. שלבו יריעות הידרוג'ל מעוצבות דו-מימדיות וקשרו אותן עם GelMA על ידי הקרנה ב-405 ננומטר למשך דקה אחת. ניתוק וכדור HUVECs לערבב את התאים עם שני מיליליטר של DMEM ולהזריק את ההשעיה לתוך microchannel עם הזרבובית והמזרק.במשך שלוש השעות הבאות להפוך את השבב במהופך כל 15 דקות כדי להשיג ישיבה אחידה ומלאה בתא. תרבות השבבים בצלחת פטרי במשך שלושה ימים ב DMEM ב 37 מעלות צלזיוס וחמישה אחוז פחמן דו חמצני ואז להכין אותם לתצפית מורפולוגית. כאשר טיפות GelMA נפלו לתוך שמן הסיליקון המקבל הם שמרו על צורה כדורית סטנדרטית ללא זנבות.התאים המוקפצים שחוו את כוח השדה החשמלי במתח גבוה שמרו על יכולת ההתפשטות שלהם אשר אימתה את תאימות הביולוגית של שיטת ייצור בסיוע אלקטרו. מדפסת ביו DLP נבחרה להמציא מבני GelMA עם צורות מורכבות יותר כגון אוזן האף ותא רב. HUVECs זרעים המחוברים לחומרי GelMA ומתפשטים על פני השטח של מבני GelMA המקושרים זה לזה ומוכיחים כי ליישום זה יש פוטנציאל להנדסת רקמות.נעשה שימוש באסטרטגיית הצלבה כפולה כדי להמציא שבבים מיקרופלואידיים מבוססי GelMA. שבבים עם מיקרו-ערוצים שונים נבנו על ידי תכנון תבניות שונות לפי דרישה ו- HUVECs נזרעו בערוצים והוצמדו לקיר התעלה ויוצרים את צורת כלי השיט המקרוסקופי. מקור מתח גבוה מוחל בעת ייצור מיקרוספרות.החוקרים חייבים לבחון מעגל לפני ולא לגעת מיליבארים חשופים הגנה על מפעילים או עושה את התאים מפני נזק על ידי קצר חשמלי. בסיס המים הקולי יכול להיות בחירה נוספת להאיץ את המהירות הראויה. בהחלט תרומה זו סיכמה את שיטות ההדפסה הביולוגית 3D של GelMA במעבדה שלנו.החוקרים יכולים להתייחס לסרטון ולשפר או להרחיב את אסטרטגיות ההדפסה כדי לשרת דרישות ביו-רפואיות נוספות.

protocols-3d-bioprinting-gelatin-methacryloyl-hydrogel-based

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

הסרטון מדגים את התהליך של יצירת מבנה ביו-מודפס תלת-ממדי באמצעות אסטרוציטים המרחפים בתמיסת ביו-דיו. המבנה המודפס ביולוגית, לאחר הצלבה, מאפשר הידבקות אסטרוציטים והתפשטותם, ויוצר רקמה דמוית עצב.

שיטה להדפסה ביולוגית תלת-ממדית של אסטרוציטים קורטיקליים של מורין

אנו מתארים קבוצה של פרוטוקולים שמאפשרים bioink הידרוג'ל המחקים רקמות שבה פונקציונלי קיימא בונה רקמות 3-D ניתן bioprinted לשימוש ביישומי הקרנה במבחנה.

Bioprinting Cellularized בונה בעזרת רקמות ספציפיות הידרוג&#39;ל Bioink

פיתחנו מודל סרטן השד הטרוגנית המורכבת מונצחים הגידול פיברובלסט ותאי נעוץ bioink alginate/ג'לטין bioprintable. המודל recapitulates microenvironment הגידול ויוו ואסטמה ומקילה על היווצרות הגידול multicellular spheroids, מניבים תובנות מנגנוני נהיגה tumorigenesis.

Bioprintable Alginate/ג'לטין הידרוג 3D במבחנה דגם מערכות זירוז היווצרות ספרואיד תא

כאן, התחלנו לפתח אסטרטגיה בעלת שכבות מרובה שכבתית עבור ביודיו נוזליים (ג'לטין מתיונין עם צמיגות נמוכה) כדי למנוע שכבות של תאים שעברו כימוס.

שימוש בביודיו מרובה שכבות ביוריטינג תלת מימדי להפצת תאים הומוגניות

כאן אנו מדווחים על שיטה של אסטרוציטים קליפת המוח הדפסה ביולוגית 3D עבור biofabricating רקמות עצביות כדי ללמוד את הפונקציונליות של אסטרוציטים במערכת העצבים המרכזית ואת המנגנונים מעורבים תאי גליה במחלות נוירולוגיות וטיפולים.

הדפסה ביולוגית תלת-ממדית של אסטרוציטים קליפת המוח מורין לרקמה דמוית עצב הנדסית

פרוטוקול זה מתאר טכניקת הדפסה תלת-ממדית לייצור מבנים דמויי עצם על ידי הפקדת דיו סידן פוספט בתמיכה גרעינית מבוססת ג'לטין. אנלוגי עצם מודפסים מופקדים בצורה חופשית, עם גמישות לקציר ישיר של ההדפסה או crosslinking בתוך מטריצת תא חי עבור מבנים multiphasic.

הדפסה ביולוגית רב-כיוונית קרמית במתלים עמוסי תאים ליצירת אנלוגים לעצם

עיבוד גזירה במהלך היווצרות הידרוג'ל מביא לייצור מתלי מיקרוג'ל הדקים אך מתחדשים במהירות לאחר הסרת כוחות הגזירה. חומרים אלה שימשו כמטריצה תומכת להדפסה ביולוגית של מבנים מורכבים ועמוסי תאים. כאן מתוארות שיטות המשמשות לייצור המיטה התומכת והדיו הביולוגי התואם.

ג'ל נוזלי אגרוז שנוצר על ידי עיבוד גזירה במהלך הג'לציה להדפסה ביולוגית תלת ממדית מושהית

מאמר זה מתאר פרוטוקולים לייצור מיקרו-ג'ל ג'לטין מתקרילויל בתפוקה גבוהה באמצעות התקנים מיקרופלואידים, המרת מיקרו-ג'לים לאבקה מתרחפת (מיקרו-אירוג'לים), הרכבה כימית של מיקרו-ג'לים ליצירת פיגומי הידרוג'ל גרגיריים, ופיתוח ביו-דיו הידרוג'ל גרגירי עם מיקרו-נקבוביות משומרת להדפסה ביולוגית תלת-ממדית.

פיגומי הידרוג'ל גרגיריים מג'לטין מתקרילויל: ייצור מיקרוג'ל בתפוקה גבוהה, ליופיליזציה, הרכבה כימית והדפסה ביולוגית תלת-ממדית

מאמר זה מתאר כיצד להדפיס ביו-ממד הידרוג'לים פוטו-ממדיים כדי לחקור התקשות מטריצה חוץ-תאית והפעלת פיברובלסטים.

הדפסה ביולוגית תלת-ממדית הידרוג'לים פוטו-ממדיים לחקר הפעלת פיברובלסטים

מחקר זה מציג אמבט תרחיף תת-מיקרוג'ל κ-carrageenan חדשני, המציג תכונות מעבר הפיכות מדהימות של שיבוש וביטול חסימה. תכונות אלה תורמות לבניית רקמות ואיברים ביומימטיים בהדפסה ביולוגית תלת-ממדית משובצת. ההדפסה המוצלחת של רקמות דמויות לב/ושט עם רזולוציה גבוהה וצמיחת תאים מדגימה יישומים באיכות גבוהה של הדפסה ביולוגית והנדסת רקמות.

הדפסה ביולוגית משובצת של מבנים דמויי רקמות באמצעות מדיום תת-מיקרוג'ל κ-Carrageenan

למד שיטות הדפסה תלת-ממדית של הידרוג'ל GelMA ליישומים ביורפואיים. הפרוטוקול מציג אסטרטגיות לשיפור הניתנות להדפסה של חומר זה לטיפול בנזקי איברים והנדסת רקמות.

פרוטוקולים של 3D ביוריטינג ג'לטין הידרוג'ל מבוסס-דיו

גלה סרטונים נוספים