Perfusable rete vascolare con un modello di tessuto in un dispositivo microfluidico

Yuji Nashimoto; Yukako Teraoka; Ramin Banan Sadeghian; Akiko Nakamasu; Yuichiro Arima; Sanshiro Hanada; Hidetoshi Kotera; Koichi Nishiyama; Takashi Miura; Ryuji Yokokawa

doi:10.3791/57242

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Articolo metodologico

Perfusable rete vascolare con un modello di tessuto in un dispositivo microfluidico

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DOI:

10.3791/57242

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4 aprile 2018

Yuji Nashimoto¹ , Yukako Teraoka¹ , Ramin Banan Sadeghian¹ , Akiko Nakamasu² , Yuichiro Arima³ , Sanshiro Hanada³ , Hidetoshi Kotera¹ , Koichi Nishiyama³ , Takashi Miura² , Ryuji Yokokawa¹

¹Department of Micro Engineering, Kyoto University, ²Graduate School of Medical Sciences, Kyushu University, ³International Research Center for Medical Sciences (IRCMS), Kumamoto University

In questo articolo

Sommario

Il protocollo descrive come progettare una rete vascolare perfusable in uno sferoide. Microambiente circostante di sferoide è inventato per indurre l'angiogenesi e collegare la sferoide a microcanali in un dispositivo microfluidico. Il metodo consente la perfusione della sferoide, che è una tecnica tanto atteso nelle culture tridimensionale.

Abstract

Uno sferoide (un aggregato pluricellulare) è considerato come un buon modello di tessuti viventi nel corpo umano. Nonostante il progresso significativo nelle culture sferoide, una rete vascolare perfusable in sferoidi rimane una sfida critica per coltura a lungo termine necessario per mantenere e sviluppare le loro funzioni, come espressioni della proteina e la morfogenesi. Il protocollo presenta un nuovo metodo per integrare una rete vascolare perfusable all'interno della sferoide in un dispositivo microfluidico. Per indurre una rete vascolare perfusable nella sferoide, germogli angiogenici collegati a microcanali sono stati guidati per la sferoide utilizzando fattori angiogenici da fibroblasti polmonari umane coltivate nella sferoide. I germogli angiogenici raggiunto sferoide, che si fuse con le cellule endoteliali co-coltivate in sferoide e formano una rete vascolare continua. La rete vascolare potrebbe irrorare l'interno della sferoide senza alcuna perdita. La rete vascolare costruita può essere utilizzata ulteriormente come un itinerario per rifornimento delle sostanze nutrienti e la rimozione dei prodotti di scarto, che imita il sangue circolazione in vivo. Il metodo fornisce una nuova piattaforma nella cultura di sferoide verso migliore ricapitolazione dei tessuti viventi.

Introduzione

Passaggio da una cultura (bidimensionale) monostrato a una cultura tridimensionale è motivato dalla necessità di lavorare con modelli di cultura che imitano le funzioni cellulari di vivere tessuti¹^,²^,³. Piatti e rigidi substrati plastici comunemente usati nella coltura delle cellule non assomigliano a maggior parte degli ambienti extracellulare nel corpo umano. Infatti, molti studi dimostrano che cultura tridimensionale ricrea tessuto-specifica architettura, meccanici e biochimici spunti e comunicazione cellula-cellula, che non sono state osservate in coltura convenzionale bi....