Un bioprinter cartesiano è stato progettato e fabbricato per consentire la deposizione di più materiali in geometrie precise e riproducibili, consentendo anche il controllo dei fattori ambientali. Utilizzando il bioprinter tridimensionale, è possibile stampare e riprodurre facilmente costrutti complessi e fattibili.
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Articolo metodologico
Viabilità di Bioprinted cellulari Costruisce Utilizzando un dispenser stampante cartesiana Tre
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'ingegneria tissutale ha centralizzato la sua attenzione sulla costruzione di sostituti per tessuti non funzionali o danneggiati. L'utilizzo del bioprinting tridimensionale nell'ingegneria tissutale ha generato nuovi metodi per la stampa di cellule e matrici per fabbricare costrutti di tessuti biomimetici. Il metodo di fabbricazione a forma libera solida (SFF) sviluppato per il bioprinting tridimensionale utilizza un approccio di produzione additiva depositando goccioline di cellule e idrogel strato per strato. La fabbricazione del bioprinting dipende dal posizionamento specifico dei materiali biologici in architetture tridimensionali e i costrutti stampati dovrebbero imitare da vicino la complessa organizzazione delle cellule e delle matrici extracellulari nei tessuti nativi. Questo articolo evidenzia l'uso della stampante Palmetto, un bioprinter cartesiano, nonché il processo di produzione di costrutti vitali e spazialmente organizzati, consentendo contemporaneamente il controllo dei fattori ambientali. Questa metodologia utilizza la progettazione assistita da computer e la produzione assistita da computer per produrre queste geometrie specifiche e complesse. Infine, questo approccio consente la produzione riproducibile di costrutti fabbricati ottimizzati da parametri di stampa controllabili.
Introduzione
L'ingegneria dei tessuti utilizza i principi della biologia e ingegneria nello sviluppo di sostituti funzionali a mantenere, ripristinare o migliorare tessuto nativo e. La capacità di generare costrutti biomimetici tridimensionali su richiesta faciliterebbe progressi scientifici e tecnologici in ingegneria dei tessuti, così come nei sensori basati su celle, droga / proiezione tossicità, modelli di tessuto o di tumore, e altri. L'organizzazione tridimensionale dei costrutti tissutale è un componente fondamentale del metodo di fabbricazione perché deve strettamente mimare l'interazione altamente organizzato di cellule e matrice extracellulare in tessuto nat....
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Protocollo
1. Preparazione del substrato contenente gelatina per tridimensionale Bioprinting di alginato idrogel
- Preparare il substrato di calcio / gelatina seguendo il metodo substrato calcio / gelatina descritto da Pataky e altri 11 per evitare la redditività ridotta associata ad alto contenuto. Il metodo substrato calcio / gelatina è elencato di seguito.
- Combinare diidrato cloruro di calcio (1.5 wt%), sodio cloruro (0,9% in peso), e la gelatina porcina (2 wt%) in acqua distillata e far bollire per 2 minuti per creare una soluzione di gelatina 100 mM.
- Versare 5 ml della soluzione di gelatina / calcio in 100 mm piatti....
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Risultati
I risultati dimostrano la bioprinter è in grado di depositare idrogel cellulari carichi in specifiche posizioni tridimensionali accuratamente e coerentemente con il software assistita da computer. Questi software determinano il posizionamento di ciascuna gocciolina e controllano molti dei parametri di erogazione (Figura 3,4). La ripetibilità del bioprinter per depositare in modo appropriato biomateriali è fondamentale per il suo successo nelle applicazioni di ingegneria tissutale.
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Discussione
L'obiettivo principale di ingegneria dei tessuti è quello di colmare il divario tra la carenza di organi e le esigenze di trapianto attraverso lo sviluppo di sostituti biologici in grado di ripristinare, mantenere, o migliorare functio tessuto nativo. Questo ha portato alla realizzazione di ponteggi diretta con un complesso, anatomicamente corretta geometria esterna e controllo preciso sul geometr interna. Bioprinting tridimensionale è una metodologia utilizzata per generare costrutti tridimensionali di varie dimens.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato sostenuto dal governo sostegno di cui di assegnazione N ° EPS-0903795 assegnati dalla National Science Foundation, NIH NIDCR R01-DE019355 (MJY PI), e Grant 8P20 GM103444 (YM PI).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Robot di posizionamento (JR2000 XYZ) | Janome | ||
| Erogatori: SDAV Linear Drive SmartDispensers | Fishman Corporation | ||
| Sensori ottici di luce: | Keyensce | ||
| Laser di spostamento: OD Mini | SICK | ||
| Bagno d'acqua a ricircolo: Polystat | Cole-Parmer | EW-12122-02 | |
| Telecamere USB: Dino-Lite Premier 5MP | AnMo Electrionics/YSC Technologies | AD7013MT | |
| Software di progettazione per computer compatibile con la stampante: JR-C Points | Janome | Viene fornito con l'acquisto di Janome Robot | |
| Software di disegno di progettazione assistita da computer: Visual PathBuilder | RatioServ | Può essere scaricato all'indirizzo: www.ratioserv.com/index.php/downloads | |
| Stampante 3 cc Siringhe: | Fishman Corporation | 122051 | |
| 22 G Dispenser Tips | Fishman Corporation | Z520122 | |
| Cloruro di calcio diidrato | Sigma-Aldrich | 10035-04-8 | |
| Cloruro di sodio | Sigma-Aldrich | 7647-14-5 | |
| Gelatina suina | Sigma-Aldrich | 9000-70-8 | |
| Biossido di titanio | Sigma-Aldrich | 13462-67-7 | |
| Alginato Protanal LF 20/40 (alginato di sodio) | FMC Biopolymer | 9005-38-3 | |
| Acido cloridrico | Sigma-Aldrich | 7647-01-0 | |
| Glicole etilenico | Mallinckrodt Baker, Inc | 9300-01 | |
| Periodato di sodio | Sigma-Aldrich | 7790-28-5 | |
| hADSC | Lonza | PT-5006 | Conservare in fiale in azoto liquido fino al momento dell'uso. |
| Dulbecco's Modified Eagle's Medium | Gibco Life Technologies | 11965-092 | Caldo in 37 gradi C acqua prima dell'uso. |
| Tripsina/EDTA | Lonza | CC-5012 | Caldo in 37 gradi C acqua prima dell'uso. |
| Calcein AM | Gibco Life Technologies | C3100MP | Negozio al buio a -80 ° C fino all'uso. |
| Kit per il saggio di vitalità dei mammiferi vivi/morti | Invitrogen Life Technologies | L-3224 | Conservare al buio a -80 ° C fino all'uso. |
| MES idrato | Sigma-Aldrich | M2933 | |
| N-idrossisuccinimide | Sigma-Aldrich | 130672 | |
| 1-etil-(dimetilamminopropil) carbodiimmide (EDC) | Sigma-Aldrich | E1769 | 10 g |
| tecnologie di vita con | soluzione salina tamponata con fosfato, +calcio, +magnesio di Dulbecco | 14040133 | calde in 37 gradi C acqua prima dell'uso. |
| tecnologie Life | tampone con fosfato, -calcio e magnesio di Dulbecco | 14190144 | calde in 37 gradi C acqua prima dell'uso. |
| RGD Peptidi Peptidi | |||
| Alexa Fluor 546 Colorazione falloidina | Invitrogen Life Technologies | A22283 | Conservare a -20 ° C fino all'uso |
| (4', 6-Diamidino-2-Fenilindolo, Dicloridrato) (DAPI) Stain | Life Technologies | R37606 | Conservare a -20 ° C fino all'uso |
Riferimenti
- Langer, R., Vacanti, J. P. Tissue Engineering. Science. 260 (5110), 920-926 (1993).
- Derby, B. Review: Printing and Prototyping of Tissues and Scaffolds. Science. 338 (6109), 921-926 (2012).
- Kachurin, A. M., et al. Direct-Write Construction of Tissue-....
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Ristampe e permessi
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