Gradiente di deformazione Chip per comportamenti stimolanti cellulari in cella-carichi idrogel

Sommario

Questo articolo introduce un approccio semplice per fornire ceppi statici gradiente discontinuo su un idrogel di cella-carichi concentrici per regolare l'allineamento di cella per l'ingegneria tissutale.

Abstract

Guida artificiale per allineamento cellulare è un tema caldo nel campo dell'ingegneria tissutale. La maggior parte della ricerca precedente ha studiato singolo allineamento cellulare indotta da sforzo su un idrogel carichi di cella utilizzando processi sperimentali complessi e controllo impianti di massa, che sono associate solitamente con problemi di contaminazione. Così, in questo articolo, vi proponiamo un approccio semplice per creare un gradiente ceppo statico utilizzando un chip fluidico con una copertura di plastica PDMS e un substrato di vetro trasparente UV per la stimolazione del comportamento cellulare in un idrogel 3D. Sovraccarico prepolimero cella foto-derivativazione nella camera di fluidica può generare una membrana PDMS curva convessa sulla copertina. Dopo reticolazione UV, attraverso un micropattern circolare concentrico sotto la membrana PDMS curvilinea e tampone di lavaggio, un microambiente per inquirente cella comportamenti sotto una varietà di ceppi di gradiente è self-consolidata in un singolo chip fluidico, senza strumenti esterni. Le cellule NIH3T3 sono state dimostrate dopo aver osservato il cambiamento di tendenza allineamento cellulare sotto la Guida di geometria, in collaborazione con stimolazione del ceppo, che varia da 15-65% su idrogel. Dopo 3 giorni di incubazione, la geometria di idrogel dominato l'allineamento della cella sotto sforzo di compressione basso, dove le cellule allineati lungo la direzione di allungamento di idrogel sotto alta deformazione compressiva. Tra questi, le cellule hanno mostrato allineamento casuale a causa della dissipazione del Consiglio radicale di idrogel allungamento e la Guida di geometria dell'idrogel di fantasia.

Introduzione

Che serve come un blocco di materiale che imita un microambiente nativo, un idrogel contenenti matrice extracellulare (ECM) può ri-costruire impalcature tessuto biomimetici per supportare la crescita delle cellule. Per possedere le funzioni di un tessuto, cellula organizzata allineamento è un requisito essenziale. Vari 2D (cioè, cellule coltivate su una superficie) e 3D (ad esempio, le celle incapsulate in un idrogel) gli allineamenti delle cellule sono stati raggiunti da coltura o incapsulamento di cellule in o su substrati flessibili con micro- o nano-pattern¹. Allineamento della cella 3D in microarchitettura è più attraente....

Protocollo

1. Sintesi GelMA

1. Pesare 10 g di gelatina in polvere e aggiungerla a un pallone di vetro con 100 ml di soluzione salina tamponata con fosfato di Dulbecco (DPBS). Inserire un'ancoretta magnetica nel pallone e posizionare il pallone su una piastra riscaldante.
2. Coprire il pallone con un foglio di alluminio per evitare l'evaporazione dell'acqua. Impostare la temperatura della piastra riscaldante a 50-60 °C e l'agitatore a 100 giri/min per 1 ora per sciogliere bene la gelatina in polvere.
3. Dopo che la gelatina si è sciolta, aggiungere 8 mL di anidride metacrilico molto lentamente (una goccia al secondo) utilizzando una pipetta. Lasciare agire ....

Risultati

Per confrontare le variazioni meccaniche tra ogni idrogel circolare nel chip stimolazione ceppo gradiente completato, abbiamo misurato la larghezza di riga di ogni idrogel circolare in due i chip stesso, con volumi di iniezione di 0 µ l (Figura 4a) e 40 µ l (Figura 4b), rispettivamente. Il percentuali allungamenti al ogni cerchio sono stati calcolati dividendo gli allungamenti nel chip 40 µ l-iniettato per la larghezza di riga ne.......

Discussione

In questa carta, segnaliamo su un approccio semplice per confrontare il comportamento di allineamento delle cellule dopo idrogel forma di orientamento e di allungamento a trazione. Una membrana flessibile di PDMS crea una curvatura a forma di cupola per la generazione di diverse altezze di idrogeli circolari concentrici. Dopo aver rilasciato la pressione, la membrana PDMS applica automaticamente la forza per il micro-fantasia idrogeli per formare gradiente ceppo/allungamento, con un massimo al centro e un minimo al confi.......

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Provetta per microcentrifuga nera da 1,5 ml	Argos Technologies	03-391-161	Questo può essere sostituito con una provetta di colore neutro da 1,5 mL ricoperta con un foglio di alluminio
10x DPBS	Sigma-Aldrich	56064C
Alexa Fluor 488 falloidina	Invitrogen	A12379
BSA	Sigma	A1595
Sonda molecolare	calceina	C1430	per la marcatura di cellule vitali
CCD	PCO. Imaging	Pixelfly qe
Soluzione permeante la membrana cellulare	Sigma-Aldrich	X100	0,5% Triton X-100 per permeare la membrana cellulare
DAPI	Sigma-Aldrich	D8417	Colorazione del nucleo cellulare
Membrana per dialisi	Sigma-Aldrich	D9527	Cut-off del peso molecolare = 14.000
DMEM	Gibco	11995-065
Nastro biadesivo	3M	8003
FBS	Hyclone	SH30071.03
Gelatina	Sigma-Aldrich	G2500	gel forza 300, tipo A, da pelle suina
Generatore di corona elettronico ad alta frequenza	Prodotti elettrotecnici	MODELLO BD-20
Anidride metacrilico	Sigma-Aldrich	276685
Micro siringa	Hamilton	80501	50 μ L
Microscopio	Olympus	IX71	Include due set di filtri: LF405/LP-B-000 e LF488/LP-C-000 di Semrock
Macchina al plasma di ossigeno	Harrick plasma	PDC-001
Paraformaldeide	Sigma-Aldrich	P6148	Per il fissaggio della cella
PDMS	DOW CORNING	Sylgard 184	Miscela per la fabbricazione di stampaggio a chip PDMS
Pen-Strep	Gibco	10378-016	penicillina/streptomicina
Fotoiniziatore	CIBA	Irgacure 2959
Ioduro di propidio	Sigma-Aldrich	P4170	Per l'etichettatura di cellule morte
Tazza di filtrazione sterile	Millipore	SCGPT05RE
TMSPMA	Sigma-Aldrich	440159	Per l'immobilizzazione dell'idrogel
Ultrasuonatore	Delta	D150H	150W, luce UV 43kHz
	DAIHAN	WUV-L10
Liofilizzatore	FIRSTEK	150311025
NIH3T3 (fibroblast)Istituto	di ricerca e sviluppo dell'industria alimentare (FIRDI)	08C0011
MOXI Z Mini contatore di celle automatizzato	ORFLO	MXZ001

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