Name: 三次元インクジェット印刷技術を用いて、ヒト軟骨組織の作製 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-06-10T13:45:00.000+00:00
Duration: 9 min 32 s
Description: 学ぶ 三次元インクジェット印刷技術を用いたヒト軟骨組織の作製法。改変した熱式プリンターと同時UV重合を組み合わせ、ヒト関節軟骨細胞を均一に配置した三次元組織を構築する手法を解説します。

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

著者はニューヨーク·首都圏·リサーチ·アライアンス助成の支援を承認したいと思います。

1。Bioprintingプラットフォームの確立プリンタ修飾は、HPデスクジェット500サーマルインクジェットプリンタおよびHP 51626Aブラックインクカートリッジに基づいていた。 <ol><li>プリンタの上部のプラスチックカバーを取り外し、慎重にカバーからコントロールパネルを取り外す。 </li><li>プリンタ頂部と基部との間に3ケーブルの接続を外します。ベースからプリンタのトップ部分を取り外します。 </li><li>プリンタのトップ部には、インクカートリッジの下に右側に小さなプラスチックとゴム付属品（プリントヘッドクリーニングシステム）を外します。 </li><li>スプリングを用紙トレイのベースを取り外します。 </li><li>プラスチック、紙送りバーをカバーする金属製のプレートを取り外します。 </li><li>ハンドのこぎり又は他の切断ツールを使用して中央給電車輪位置におけるプラスチック、紙送りバーを切り落とした。 </li><li>前のステップの後に公開される2給紙ホイールを取り外します。ホイールプラスチックは非常に難しいと電子であるSAWは参考になります。 </li><li>缶詰の空気とエタノールワイプを使用してほこりやごみを清掃してください。 </li><li>ベースにプリンタ頂部を取り付けます。 </li><li> UVは、使用する前に、層流フード内で少なくとも2時間変性プリンタを滅菌する。 </li><li>ハンドソーや他の切削工具を使用して、HPの51626Aのインクカートリッジのキャップを切り取ります。 </li><li>インクを空にし、軟骨の下の井戸貯水池をカバーしてフィルタを削除します。 </li><li>水道水を使用して徹底的にカートリッジを洗浄します。 </li><li> Ultrasonicate残留インクを除去するために10分間、脱イオン（DI）水中のカートリッジ。 </li><li>すべてのインクが削除されていることを確認するカートリッジを調べます。滅菌脱イオン水に続いて殺菌のため70％エタノールで徹底的にカートリッジを、すすぎ又はスプレー。 </li><li>同時光重合能力を提供するために、印刷プラットフォームの上に長波長紫外線ランプを設定する。 </li><li> UV光を用いて印刷プラットフォームでのUV強度を測定メートル。印刷対象の強度が4-8の間MW / cm 2と （プリンタプラットフォームへのランプから約25 cm）で ​​すので、UVランプとプリンタプラットフォーム間の距離を調整します。 </li></ol> 2。Bioink準備<ol><li>単層の軟骨細胞の拡大<ol><li>ダルベッコでの細胞増殖のための各T175組織培養フラスコにプレート500万ヒト軟骨細胞は10％ウシ血清および1×ペニシリン - ストレプトマイシン - グルタミン（PSG）を補足したイーグル培地（DMEM）を修正しました。 5％CO 2を含む加湿空気で37℃で培養細胞。フラスコに85％コンフルエントになるまで、3日ごとに培養液を変更します。同じ継代から細胞を使用してください。 </li></ol></li><li> 10％w / vの最終濃度にPBSでPEGDAを溶解0.05％w / vの最終濃度になるように光開始剤I-2959を追加解決策を滅菌ろ過する。 </li><li> 5×10 6細胞で調製PEGDA液中で培養したヒト軟骨細胞を一時停止/ミリリットル。 </li></ol> 3。軟骨組織印刷<ol><li>プリンタとノートパソコンの電源をオンにします。 </li><li> Microsoft WordやAdobe Photoshopのを使用して、直径4ミリメートルと黒丸の印刷パターンを作成します。 <ol><li>パターンの位置を調整して、プラスチック金型に正確に印刷されることを確認してください。 </li><li>足場の所望の厚さに達するのに必要な印刷部数を計算する。高さ4ミリメートルの場合は、220プリントが必要な足場を作成する必要があります。 </li></ol></li><li>インクカートリッジにbioinkをロードします。印刷中に直接UV暴露から保護するためにアルミホイルでカートリッジを覆う。 </li><li>プリンタに印刷コマンドを送信します。プリンタが印刷を開始したときに、用紙センサーを引き出します。全体の印刷プロセスは、直径4ミリメートル、高さ4ミリメートルと足場未満4分を取る必要があります。 </li><li>転写は、24ウェルプレートに新軟骨を印刷し、各ウェルに1.5ミリリットルの培養培地を加える。 </li></ol><ol><li>暗所で15分間室温での生/死生存率/細胞毒性作用溶液で印刷新軟骨を培養する。 </li><li>半分に細胞を含んだハイドロゲルをカットし、切削領域の蛍光画像を撮影。 </li><li> 5ランダムに撮影した画像で盲目観察者（緑）、死者（赤）細胞生存数える。生細胞および死細胞の総数によって生細胞数で割ることによって細胞生存率を計算する。 </li></ol>

<ol><li>Cui, X., Boland, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+microvasculature+fabrication+using+thermal+inkjet+printing+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Human microvasculature fabrication using thermal inkjet printing technology.</a> Biomaterials. 30, 6221-6227 (2009).</li>
<li>Cui, X., Breitenkamp, K., Finn, M. G., Lotz, M., D'Lima, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+human+cartilage+repair+using+three-dimensional+bioprinting+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+A%22%5BJournal%5D)">Direct human cartilage repair using three-dimensional bioprinting technology.</a> Tissue Eng Part A. 18, 1304-1312 (2012).</li>
<li>Cui, X., Breitenkamp, K., Lotz, M., D'Lima, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synergistic+action+of+fibroblast+growth+factor-2+and+transforming+growth+factor-beta1+enhances+bioprinted+human+neocartilage+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Synergistic action of fibroblast growth factor-2 and transforming growth factor-beta1 enhances bioprinted human neocartilage formation.</a> Biotechnol. Bioeng. 109, 2357-2368 (2012).</li>
<li>Cui, X., Breitenkamp, K., Finn, M. G., Lotz, M., Colwell, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+human+cartilage+repair+using+thermal+inkjet+printing+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Osteoarthritis+and+Cartilage%22%5BJournal%5D)">Direct human cartilage repair using thermal inkjet printing technology.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 19, (2011).</li>
<li>Cui, X., Boland, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+deposition+of+human+microvascular+endothelial+cells+and+biomaterials+for+human+microvasculature+fabrication+using+inkjet+printing%5BTitle%5D)+AND+%22NIP24%2Fdigital+Fabrication+2008%3A+24th+International+Conference+on+Digital+Printing+Technologies%2C+Technical+Program+and+Proceedings%22%5BJournal%5D)">Simultaneous deposition of human microvascular endothelial cells and biomaterials for human microvasculature fabrication using inkjet printing.</a> NIP24/digital Fabrication 2008: 24th International Conference on Digital Printing Technologies, Technical Program and Proceedings. 24, 480-483 (2008).</li>
<li>Cui, X., Dean, D., Ruggeri, Z. M., Boland, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+damage+evaluation+of+thermal+inkjet+printed+Chinese+hamster+ovary+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Cell damage evaluation of thermal inkjet printed Chinese hamster ovary cells.</a> Biotechnol. Bioeng. 106, 963-969 (2010).</li>
<li>Cui, X., Hasegawa, A., Lotz, M., D'Lima, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structured+three-dimensional+co-culture+of+mesenchymal+stem+cells+with+meniscus+cells+promotes+meniscal+phenotype+without+hypertrophy%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Structured three-dimensional co-culture of mesenchymal stem cells with meniscus cells promotes meniscal phenotype without hypertrophy.</a> Biotechnol. Bioeng. 109, 2369-2380 (2012).</li>
<li>Cui, X., Gao, G., Qiu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accelerated+myotube+formation+using+bioprinting+technology+for+biosensor+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Accelerated myotube formation using bioprinting technology for biosensor applications.</a> Biotechnol. Lett. 35, 315-321 (2013).</li>
<li>Cui, X., Boland, T., D'Lima, D. D., Lotz, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+inkjet+printing+in+tissue+engineering+and+regenerative+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Recent+Pat+Drug+Deliv+Formul%22%5BJournal%5D)">Thermal inkjet printing in tissue engineering and regenerative medicine.</a> Recent Pat Drug Deliv Formul. 6, 149-155 (2012).</li>
<li>Bryant, S. J., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogel+properties+influence+ECM+production+by+chondrocytes+photoencapsulated+in+poly%28ethylene+glycol%29+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research%22%5BJournal%5D)">Hydrogel properties influence ECM production by chondrocytes photoencapsulated in poly(ethylene glycol) hydrogels.</a> Journal of Biomedical Materials Research. 59, 63-72 (2002).</li>
<li>Elisseeff, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photoencapsulation+of+chondrocytes+in+poly%28ethylene+oxide%29-based+semi-interpenetrating+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research%22%5BJournal%5D)">Photoencapsulation of chondrocytes in poly(ethylene oxide)-based semi-interpenetrating networks.</a> Journal of Biomedical Materials Research. 51, 164-171 (2000).</li>
<li>Buskirk, W. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+A+High-Resolution+Thermal+Inkjet+Printhead%5BTitle%5D)+AND+%22Hewlett-Packard+Journal%22%5BJournal%5D)">Development of A High-Resolution Thermal Inkjet Printhead.</a> Hewlett-Packard Journal. 39, 55-61 (1988).</li>
<li>Harmon, J. P., Widder, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrating+the+Printhead+Into+the+HP+Deskjet+Printer%5BTitle%5D)+AND+%22Hewlett-Packard+Journal%22%5BJournal%5D)">Integrating the Printhead Into the HP Deskjet Printer.</a> Hewlett-Packard Journal. 39, 62-66 (1988).</li>
<li>Kim, T. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+model+for+cartilage+tissue+engineering+to+regenerate+the+zonal+organization+of+articular+cartilage%5BTitle%5D)+AND+%22Osteoarthritis+and+Cartilage%22%5BJournal%5D)">Experimental model for cartilage tissue engineering to regenerate the zonal organization of articular cartilage.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 11, 653-664 (2003).</li>
<li>Sharma, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Designing+zonal+organization+into+tissue-engineered+cartilage%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering%22%5BJournal%5D)">Designing zonal organization into tissue-engineered cartilage.</a> Tissue Engineering. 13, 405-414 (2007).</li>
<li>Cohen, D. L., Lipton, J. I., Bonassar, L. J., Lipson, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Additive+manufacturing+for+in+situ+repair+of+osteochondral+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">Additive manufacturing for in situ repair of osteochondral defects.</a> Biofabrication. 2, (2010).</li>
</ol>

著者らは、この研究には経済的利害関係を持っていません。

同時光重合能力を持つこの3D bioprintingシステムは、細胞のアルギン酸ハイドロゲル16を押し出し、注射器を用いて骨軟骨欠損のその場での印刷において最高の以前に報告された方法よりもかなり大きい印刷解像度を提供します。高い印刷解像度は、解剖学的軟骨帯状組織を復元するために軟骨組織工学のために特に重要です。層ごとの組み立て中の同時光重合は、3D建設のための細胞や生体材料足場の正確な堆積を維持することが重要です。印刷された各レイヤでの微細加工はまた、層間剥離による劣化の可能性を最小限に抑え、帯状の層の間のスムーズな移行をもたらした。正確bioprintingパラメータ及びbioinkの成分を調整することによって、我々は、軟骨病変の多種多様を癒すために必要な複雑な3D構造を作製することができるであろう。 蛍の光でrgistic増殖因子刺激、bioprinted新軟骨は最高の軟骨形成表現型とほとんどの細胞増殖3を持っていた。適切な成長因子で処理したがって、bioprintingための実行可能である、本研究...

サーマルインクジェット印刷に基づくBioprintingは、組織工学や再生医療の分野で最も有望な実現技術の一つです。デジタル制御および高スループットのプリントヘッドを有する細胞、足場、および成長因子は、正確に迅速に所望の2次元（2D）および3次元（3D）の位置に堆積させることができる。多くの成功したアプリケーションは、組織工学および再生医療1-9に、この技術を用いて達成されてきた。本論文では、bioprintingプラットフォームが変更されたヒューレット·パッカード社（HP）DeskJet 500サーマルインクジェットプリンタと同時光重合系に設立されました。ポリ（エチレングリコール）（PEG）から配合する合成ヒドロゲルは、軟骨細胞の生存能力を維持し、軟骨ECM産生を促進10,11の容量を示している。また、光架橋PEGは同時polymeに最適です低粘度、水への溶解性が高いです。3次元bioprinting中にrization。本論文では、ポリ（エチレン）グリコールジアクリレート（PEGDA、MW 3400）に懸濁させ、人間の軟骨細胞を精密に3次元解像度1,400 dpiので新軟骨の層ごとに構築するために印刷した。 3D足場における細胞の堆積の均一な分布は、優れた機械的性質および拡張ECM産生に軟骨組織を生成した、観察された。対照的に、マニュアル製造において細胞は、培養後の2,3不均一な軟骨形成をもたらし代わりに遅い足場重合によるそれらの最初に堆積位置のゲルの底部に溜まった。

<table><tbody><tr><td>HP Deskjet 500サーマルインクジェット</td><td>プリンターHewlett-PackardC2106a</td><td></td><td>販売終了。インターネットベンダーから再生品を購入</td></tr>。<tr><td>HP ブラック インク カートリッジ</td><td>ヒューレット・パッカード</td><td>51626a</td><td></td></tr><tr><td>紫外線ランプ</td><td>UVP</td><td>B-100AP</td><td></td></tr><tr><td>紫外線度計</td><td>汎用ツール</td><td>UV513AB</td><td></td></tr><tr><td>ツァイス LSM 510 レーザー走査顕微鏡</td><td>カール・ツァイス</td><td>LSM 510</td><td></td></tr><tr><td>ダルベッコス モディファイド・イーグルス ミディアム (DMEM)</td><td>Mediatech</td><td>10-013</td><td></td></tr><tr><td>ペニシリン-ストレプトマイシン-グルタミン (PSG)</td><td>Invitrogen</td><td>10378-016</td><td></td></tr><tr><td>Accutase cell dissociation reagent</td><td>Invitrogen</td><td>A11105-01</td><td></td></tr><tr><td>Phosphate buffered saline (PBS)</td><td>Invitrogen</td><td>10010-023</td><td></td></tr><tr><td>Live/Dead viability/cytotoxicity Kit</td><td>Invitrogen</td><td>L-3224</td><td></td></tr><tr><td>ポリ(エチレングリコール) ジアクリレート (PEGDA)</td><td>Glycosan Biosystems</td><td>GS700</td><td></td></tr><tr><td>Irgacure 2959</td><td>Ciba Specialty Chemicals</td><td>I-2959</td><td></td></tr><tr><td>ヒト関節軟骨細胞</td><td>ロンザ</td><td>CC-2550</td><td></td></tr></tbody></table>

三次元インクジェット印刷技術を用いて、ヒト軟骨組織の作製

Human Cartilage Tissue Fabrication Using Three-dimensional Inkjet Printing Technology

サーマルインクジェット印刷に基づいていますBioprintingは、組織工学や再生医療の分野で最も魅力的な実現技術の一つです。急速にデジタルコントロール細胞、足場、および成長因子が正確に所望の2次元（2D）に付着させることができるとともに、三次元（3D）の位置。そのため、この技術は、ネイティブの解剖学的構造を模倣組織を作製するための理想的なアプローチです。天然の帯状組織、細胞外マトリックス組成物（ECM）、および機械的特性を有する軟骨を操作するために、我々は3次元軟骨組織工学のための可能な同時重合を有する市販のインクジェットプリンタを用いbioprintingプラットフォームを開発した。ポリ（エチレングリコール）ジアクリレート（PEGDA）に懸濁したヒト軟骨細胞を、レイヤーバイレイヤーアセンブリを介して3D新軟骨構築のために印刷した。印刷された細胞は、surroでサポートされて、元の堆積の位置に固定し、同時光重合に足場をunding。印刷された組織の機械的特性は、天然の軟骨と同様であった。長いUV露光を必要とする従来の組織の製造と比較して、光重合と同時印刷細胞の生存率は有意に高かった。印刷された新軟骨は、遺伝子発現と一致した優れたグリコサミノグリカン（GAG）およびコラーゲン型II産生を実証した。そのため、このプラットフォームは、解剖学的、組織工学のための正確な細胞の分布や配置に最適です。

修飾されたサーマルインクジェットプリンタは、高スループット、優れた細胞生存率及び足場における細胞の堆積のために可能であった。同時光重合感光生体材料との組み合わせは、この技術は、最初に堆積場所に細胞および他の印刷された物質を固定することができます。修飾されたサーマルインクジェットプリンタの特性に応じて、2D印刷解像度が130 plの単一のインク滴の体積の300解像度であった。 3.6 kHzの発射周波数12,13と各プリントヘッド内の50の発射ノズルがあります。したがって直径4mmと4ミリメートルの高さ、ボリュームと層ごとの建設中の各印刷層の厚さの代表構築物について、それぞれ、0.23μLおよび18μmであった。印刷プロセス全体は、軟骨組織（ 図1）を構築し未満の4分間かかった。 図2Aは、原則の偶数細胞分布を示しているテッドは、細胞の堆積の間、周囲の足場の同時光重合に3D足場軟骨細胞。これとは対照的に、同時光重合（細胞播種後に重合足場）なしで、堆積した細胞ではなく、重力（ 図...

このホワイトペーパーで説明する方法は、同時UV重合とbioprinterに市販のインクジェットプリンターを変換する方法を示しています。プリンタは、細胞と生体材料との三次元組織構造を構築することが可能である。ここに実証研究では、3Dの新軟骨を構築した。

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and ...

本手順の全体的な目的は、光重合を同時に行う改良型サーマルインクジェットプリンターを用いて、3D組織プリントの実現可能性を検証するための三次元ヒト軟骨組織を構築することである。まず、市販のHewlett Packard desk jet 500サーマルインクジェットプリンターと単色インクカートリッジをバイオプリンターに改造する。次に、簡易的な3Dプリントステージと長波長UVランプを組み合わせ、作製プロセス中に注入されたバイオインクを即座に重合させることでこれを達成する。次に、10%ポリエチレングリコール溶液に増殖させたヒト関節軟骨細胞を1mLあたり500万個の密度で懸濁し、バイオインクを調製します。最終ステップとして、光重合を同時に行いながら、軟骨組織を一層ずつ積層してプリントします。最終的に、共焦点顕微鏡観察および組織学的解析を行います。染色は、3Dハイドロゲル内にプリントされた軟骨細胞が均一に分布していること、および培養中の均質な新生軟骨において優れた軟骨細胞外マトリックス産生が行われていることを示すために用いられます。手動作製後の重合や、作製のためのスキャン後の細胞播種といった既存の手法に対する本技術の主な利点は、プリントされた細胞が正確に目的の場所に配置され、マトリックス内でその位置に保持されることです。重力によって足場材の底部に沈降することがないため、均質な軟骨組織が形成されます。このビデオで実演するプリンターの改造は、Hewlett Packard desk jet 500 サーマルインクジェットプリンターと 5 1 6 2 6 ブラックインクカートリッジに基づいています。まず、プリンターのプラスチック製トップカバーを取り外し、カバーからコントロールパネルを慎重に切り離します。次に、プリンターの上部とベースの間にある3つのケーブル接続を外します。次に、プリンターの上部をベースから取り外します。続いて、プリントヘッド洗浄システムを構成する小さなプラスチック製およびゴム製の付属品をプリンター上部から取り外します。バネが付いた給紙トレイのベースを取り外してください。プラスチック製給紙バーを覆っている金属プレートも取り外す必要があります。さらに、プラスチック製給紙バーを中央の給紙ホイールの位置で切断し、2つの給紙ホイールを取り外します。このビデオでは、これらの部品はあらかじめ取り外されています。エアダスターとエタノールワイプを使用してほこりとゴミを清掃した後、UV照射前にプリンターの上部をベースに取り付けます。改造したプリンターをラミナーフローフード内で少なくとも2時間滅菌してください。インクカートリッジを改造するには、まずそのキャップを切り落とします。手ノコを使用して、カートリッジ内のインクを空にし、底部のウェルリザーバーを覆っているフィルターを取り除きます。流水でカートリッジを十分にすすぎ、残留したインク成分を除去します。その後、脱イオン水中でカートリッジを10分間超音波洗浄します。カートリッジを確認し、すべてのインクが除去されていることを確かめます。滅菌のため、カートリッジに70% ethanolを十分にスプレーし、続いて滅菌脱イオン水で洗浄します。最後に、同時に光重合を行えるよう、プリントプラットフォームの上に長波長UVランプを設置します。UVライトメーターを使用して、造形プラットフォーム上のUV強度を測定します。造形対象物における強度が4〜8 mW/cm²の間になるよう、UVランプとプリンタープラットフォーム間の距離を調整してください。ランプとプリンタープラットフォーム間の距離は、約25 cmにする必要があります。バイオインクを調製するため、ヒト軟骨細胞を単層プレートで増殖させます。細胞増殖のため、T 1 75組織培養フラスコに5 million個のヒト軟骨細胞をそれぞれ播種します。10% calf serumおよび1x penicillin streptomycin glutamineを添加したDMEMを用い、5% carbon dioxideを含む加湿空気下、37 °Cで細胞を培養します。細胞が85% confluentになるまで、3日ごとに培養液を交換します。同一継代の細胞を使用します。ポリエチレングリコールDLまたはpeda溶液を調製します。pedaをPBSに溶解し、最終濃度を10% w/vにします。光開始剤 I 2 9 5 9 を最終濃度 0.05% w/v になるように加え、溶液をろ過滅菌します。培養したヒト軟骨細胞が 85% コンフルエントに達した時点で、細胞濃度を算出した後、細胞を回収します。1 mLあたり500万個の細胞濃度でバイオインクを調製するために必要な量の細胞懸濁液をコニカルチューブに移し、1200 RPMで5分間遠心分離します。細胞をペレット化するため、上清を吸引除去し、あらかじめ調製したPega溶液で細胞を懸濁させてバイオインクを作成します。この手順を開始するには、プリンターとノートパソコンの電源を入れ、Microsoft Wordを使用して直径4 mmの塗りつぶされた円のプリントパターンを作成してください。プラスチック製モールドをプリンターに設置します。パターンの位置を調整し、プラスチック製モールド内に正確にプリントされるようにしてください。スキャフォールドの目的の厚さに達するために必要なプリント回数を算出します。高さ4 mmにするには、目的のスキャフォールドを作成するために220回のプリントが必要です。バイオインクをインクカートリッジに充填します。直接的なUV照射から保護するため、カートリッジをアルミホイルで覆います。印刷時に、プリンターへ印刷コマンドを送信します。プリンターが印刷を開始したら、印刷を継続させるためにペーパーセンサーを引きます。プリンターを通過する用紙がない場合、直径4 mm、高さ4 mmのスキャフォールドの全印刷工程に要する時間は4分未満であるはずです。プリントしたネオ軟骨を24ウェルプレートに移し、各ウェルに1.5 millilitersの培地を加えます。細胞生存率を評価するため、プリントしたネオ軟骨をLive/Dead生存率細胞毒性作業溶液に入れ、室温・暗所で15分間インキュベートします。その後、細胞含有ハイドロゲルを半分に切断します。切断箇所の蛍光画像を取得した後、盲検化された観察者がランダムに抽出した5枚の画像内の生細胞と死細胞をカウントし、細胞生存率を算出します。改良型サーマルインクジェットプリンターの特性に基づき作製された、直径4 mm、高さ4 mmの代表的なプリント新軟骨組織をこの写真に示す。このサイズの構造体において、層ごとの積層過程における各プリント層の体積および厚さは、それぞれ0.23 µLおよび18 µmであった。新軟骨組織を構築するための全プリント工程は4分未満で完了した。これらの画像は、緑色およびオレンジ色の蛍光染料で標識された軟骨細胞を示しています。パネルAは、3Dスキャフォールド内においてプリントされた軟骨細胞が均一に分布している様子を示しています。細胞のデポジション中に周囲のスキャフォールドを同時に光重合させたため、プリントおよび光重合プロセスは4分で完了し、細胞生存率は90%でした。対照的にパネルBでは、同時光重合を行わない場合、細胞は最初にデポジションされた位置に留まらず、重力によって底部の水平界面に沈降したことが示されています。ゲル化まで10分間のUV照射を要し、Aと同サイズの構造体において63%の細胞生存率が得られました。PEGハイドロゲルにプリントされた軟骨細胞のサフランO染色では、培養期間に伴いプロテオグリカン産生が徐々に増加しており、3D環境におけるプリント軟骨細胞の同系表現型および均質な新生軟骨の形成が示されました。このビデオを視聴することで、改良型サーマルインクジェットプリンターを利用して、3Dスキャフォールド内に細胞を均一に分布させた三次元的な計算組織を作製する方法を十分に理解できるはずです。

human-cartilage-tissue-fabrication-using-three-dimensional-inkjet

Research

JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

bioprinter、犠牲型に基づいてパターン化されたハイドロゲルを作成するために使用された。ポロキサマー型は第二のヒドロゲルで埋め戻した後、溶出し、第三のハイドロゲルを充填した空隙を残していた。この方法では、生体高分子から複雑なアーキテクチャを生成する高速溶出及びポロキサマーの良い印刷適性を使用しています。...

模様の作成3D細胞培養のための2つの成分​​のために温度応答性ハイドロゲルリバース金型の印刷

3次元（3D）微細構造の複合光が3D多孔質マイクロ流体ネットワークへのナノコンポジットの監督および局所的な浸潤を経て製造される。この製造方法の柔軟性は、機能強化された三次元ナノ複合材料の巨視的様々な製品を達成するために、異なる熱硬化性材料およびナノフィラーの利用を可能にする。...

マイクロ流体浸透を通じて立体的微細構造ナノ複合材料の製造

三ディスペンサーデカルトプリンタを使用してBioprinted細胞構築物の生存率

軟骨や皮膚類似したナノセルロース アルギン酸ベース bioink を使用して bioprinted。Bioinks は、シングル ステップのパッシブ混合ユニットを介して印刷する前に cellularized いた。構成要素は、均一に cellularized...

軟骨と皮膚組織類縁ミキシング ユニット Bioink Precellularization の小説のパッシブ バイオプリンティング

このプロトコルでは、埋め込まれたポリ乳酸 (PLA) 微粒子構造組織構造 3 D プリントの脱行列 (DM) を含むポリカプロラクトン (PCL)...

3 D プリントのための新規プロセス脱行列

このプロトコルの 3 つの重要なステップは、i) 開発右の組成と細孔構造と忠実度良い形と寸法、iii) のデモとセルロースのヒドロゲル インク、ii) 3 D に様々...

3 D プリントされた多孔性セルロース ナノコンポジット型ヒドロゲル足場

ここで提示するゼラチンメタクリロイルの3Dバイオプリンティングのための方法である。...

ゼラチンメタクリロイルヒドロゲルベースバイオインクの3Dバイオプリンティングのプロトコル

このプロトコルは、細胞の生存率および細胞表面受容体の表現型発現の観点から、マウス骨髄由来肥満細胞を有する結晶性ナノセルロース(CNC)/アガロース複合ヒドロゲル生体材料インクの生体適合性を迅速に評価する方法を強調している。...

骨髄由来肥満細胞培養用結晶性ナノセルロース埋め込みアガロースバイオマテリアルインクの製造

操作されたフラップは、組み込まれた機能的な血管網を必要とする。このプロトコルでは、ラット大腿動脈への階層的血管網およびその直接顕微手術吻合を含む3D印刷組織フラップを作製する方法を提示する。...

3Dプリンティング技術を用いた血管フラップの作製

このプロトコルは、ゼラチンベースの顆粒支持体にリン酸カルシウムインクを堆積させることによって骨様構造を作製する3D印刷技術を説明する。印刷された骨類似体は自由形態で寄託され、多相構築物用の生細胞マトリックス内で印刷物を直接採取したり架橋したりするための柔軟性を備えています。...

骨類似体の生成のための細胞内懸濁液中のセラミック全方向性バイオプリンティング

ヒドロゲル形成中のせん断処理は、剪断薄いが剪断力の除去後に急速に再構築するミクロゲル懸濁液の生成をもたらす。このような材料は、バイオプリンティング複合体、細胞を含んだ構造のための支持マトリックスとして使用されてきた。ここでは、支持床および適合バイオインクを製造するために使用される方法が説明される。...

懸濁3Dバイオプリンティングのためのゲル化中のせん断処理によって形成されたアガロース流体ゲル

学ぶ 三次元インクジェット印刷技術を用いたヒト軟骨組織の作製法。改変した熱式プリンターと同時UV重合を組み合わせ、ヒト関節軟骨細胞を均一に配置した三次元組織を構築する手法を解説します。

三次元インクジェット印刷技術を用いて、ヒト軟骨組織の作製

さらに動画を探す