Microfluidic genipina Deposizione Tecnica per la cultura estesa di micropatterned vascolari muscolari Thin Films

Eric S. Hald; Kerianne E. Steucke; Jack A. Reeves; Zaw Win; Patrick W. Alford

doi:10.3791/52971

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Articolo metodologico

Microfluidic genipina Deposizione Tecnica per la cultura estesa di micropatterned vascolari muscolari Thin Films

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DOI:

10.3791/52971

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26 giugno 2015

Eric S. Hald¹ , Kerianne E. Steucke¹ , Jack A. Reeves¹ , Zaw Win¹ , Patrick W. Alford¹

¹Department of Biomedical Engineering, University of Minnesota

In questo articolo

Sommario

Presentiamo un metodo per la deposizione microfluidica di genipina e fibronectina modellate su substrati PDMS, consentendo una maggiore vitalità di tessuti densi di cellule muscolari lisce vascolari. Questo metodo di fabbricazione dei tessuti è combinato con la precedente tecnologia a film sottile muscolare vascolare per misurare la contrattilità vascolare nel corso del tempo rilevante per la malattia.

Abstract

La natura cronica della progressione della malattia vascolare richiede lo sviluppo di tecniche sperimentali che simulano comportamenti vascolari fisiologici e patologici su scale temporali rilevanti per la malattia. In precedenza, la stampa a microcontatto è stata utilizzata per fabbricare imitazioni arteriose funzionali bidimensionali attraverso la modellazione di proteine della matrice extracellulare come segnali di guida per l'organizzazione dei tessuti. I film sottili muscolari vascolari hanno utilizzato questi imitatori per valutare la contrattilità funzionale. Tuttavia, la tecnica di fabbricazione della stampa a microcontatto utilizzata incorpora tipicamente substrati PDMS idrofobici. Quando il tessuto gira la matrice extracellulare sottostante, le nuove proteine devono subire un cambiamento conformazionale o una denaturazione al fine di esporre i residui di amminoacidi idrofobici alle superfici idrofobiche del PDMS per l'attaccamento, con conseguente alterazione della bioattività delle proteine della matrice, delaminazione e morte dei tessuti.

Qui, presentiamo una tecnica di deposizione microfluidica per la modellazione del composto reticolante genipina. La genipina funge da intermediario tra i tessuti modellati e i substrati PDMS, consentendo alle cellule di depositare la proteina della matrice extracellulare appena sintetizzata su una superficie più idrofila e di rimanere attaccate ai substrati PDMS. Abbiamo anche dimostrato che le proteine della matrice extracellulare possono essere modellate direttamente sulla genipina depositata, consentendo la dettatura della struttura del tessuto ingegnerizzato. I tessuti fabbricati con questa tecnica mostrano un'elevata fedeltà sia nell'allineamento strutturale che nella funzione contrattile del tessuto muscolare liscio vascolare in un modello a film sottile muscolare vascolare. Questa tecnica può essere estesa utilizzando altri tipi di cellule e fornisce il quadro per lo studio futuro della funzionalità cronica a livello di tessuto e organo.

Introduzione

Malattie vascolari, come il vasospasmo cerebrale ^1,2, ipertensione ^{3, 4} e aterosclerosi, si sviluppano lentamente, sono tipicamente di natura cronica, e coinvolgere disfunzionale forza-generazione da parte delle cellule muscolari lisce vascolari (VSMC). Il nostro obiettivo è di studiare queste disfunzioni vascolari lenta progressione che utilizzano metodi in vitro con un controllo più preciso delle condizioni sperimentali rispetto ai modelli in vivo. Film Abbiamo già sviluppato vascolari muscolari sottili (vMTFs) per la misurazione della contrattilità funzionale in vitro progettati tessuti cardiovascolari ^5,....