July 2nd, 2017
이 프로토콜은 생체 재료를 사용하지 않고 심장 조직의 3D bioprinting을 설명합니다. 3D bioprinted 심장 패치는 구성 요소 spheroids의 기계적 통합을 나타내며 심장 조직 재생 및 심장병의 3D 모델로서 매우 유망합니다.
이 비디오의 목적은 생체 재료를 사용하지 않고 세포만 사용하여 심장 조직의 3D 바이오프린팅을 시연하는 것입니다. 첫째, 심근세포, 내피 세포 및 섬유아세포를 원하는 세포 비율로 분리, 계수 및 혼합합니다. 그런 다음 다중 채널 피펫을 사용하여 초저 부착 96웰 플레이트의 개별 웰로 분배됩니다.
96개의 웰 플레이트에 있는 세포는 3일 동안 배양되고 3일 후에 자발적으로 박동하는 스페로이드를 형성합니다. 컨포칼 현미경 검사는 트로포닌 T 양성 심근 세포에서 녹색으로 형광 표지된 43의 연결의 발현을 보여주며, 이는 스페로이드 내에서 형광으로 멀리 빨간색으로 표지됩니다. 그런 다음 스페로이드를 포함하는 96개의 웰 플레이트를 3D 바이오 프린터에 로드합니다.
3D 바이오 프린터는 이동 플랫폼을 사용하여 96웰 플레이트를 니들 어레이 바로 옆 위치로 옮기는 것으로 시작합니다. 그런 다음 3D 바이오 프린터는 96웰 플레이트의 모든 스페로이드를 검사하여 직경 및 모양과 같은 각 스페로이드에 대한 관련 데이터를 얻습니다. 이것은 3D 바이오프린팅 프로세스를 클로즈업한 모습입니다.
스페로이드는 진공 흡입을 사용하여 노즐에 의해 왼쪽의 96 웰 플레이트에서 픽업되고 오른쪽의 바늘 배열에 특정 위치에 배치됩니다. 이 프로세스는 3D 바이오프린팅 프로세스가 완료될 때까지 반복됩니다. 모든 스페로이드와 96 웰 플레이트가 바이오프린팅될 때까지 3D 바이오프린터는 기존 96 웰 플레이트를 보관하고 이동 플랫폼을 사용하여 새 플레이트를 로드합니다.
이것은 9 x 9 패치의 3D 바이오프린팅을 100배 속도로 촬영하고, 바늘 배열의 바늘을 그룹 형태로 배열하고, 위에서 각 바늘에 스페로이드를 로드하는 공중 뷰를 보여주는 타임랩스 비디오입니다. 멸균 상태에서 3일 후, 3D 바이오프린터 심장 패치는 패치 아래의 바늘 배열에 있는 단단한 플라스틱 조각을 위쪽으로 부드럽게 밀어 바늘 배열에서 매우 조심스럽게 제거됩니다. 인산염 완충 식염수 또는 PBS를 사용한 윤활은 더 부드럽고 쉽게 제거할 수 있도록 필요에 따라 이 단계에서 바늘에 적용할 수 있습니다.
3D 바이오프린팅 심장 패치는 바늘 배열에서 제거한 직후 매우 약하므로 손상되지 않도록 적절한 주의를 기울여야 합니다. 그런 다음 3D 바이오프린팅된 심장 패치를 적절한 세포 배지가 들어 있는 35mm 조직 배양 접시로 옮깁니다. 바늘 배열에서 제거한 직후, 패치가 이미 박동하고 있으며 바늘 구멍의 크기가 박동할 때마다 변경되는 것을 알 수 있습니다.
3D 바이오프린팅 심장 패치는 성숙할 수 있으며, 이 기간 동안 바늘 배열로 인한 조직 공극은 주변 조직에 의해 채워집니다. 3D 바이오프린팅 심장 패치는 계속해서 자발적으로 박동하고 있습니다. 결론적으로, 생체 재료를 사용하지 않고 심장 조직을 3D 바이오프린팅하는 것이 가능합니다.
3D 바이오프린팅 심장 패치는 구성 요소의 기계적 통합을 보여주spheroids. 3D 심장 조직의 바이오프린팅은 유망한 임상 응용 분야와 심장 조직 재생을 보여주며 심장 조직의 3D 모델, 예측 약리학 및 독성학에서의 복제, 세포 및 게놈 유도 요법 개발을 갖추고 있습니다.
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이 프로토콜은 생체 재료 없이 세포만을 사용하여 심장 조직의 3D 바이오프린팅을 설명합니다. 생성된 심장 패치는 기계적 통합을 나타내며, 심장 조직 재생 및 심장 질환 모델로서 잠재력을 보여줍니다.
This method enables biomaterial-free 3D bioprinting of functional cardiac tissue, offering a scalable approach to generate mechanically integrated tissue patches for preclinical disease modeling and regenerative medicine. By using only cells, it reduces variability from exogenous scaffolds and enhances physiological relevance in drug response and toxicity testing. The resulting spontaneously beating patches support early-stage target validation and mechanistic de-risking in cardiovascular discovery pipelines.
The workflow positions spheroid generation and bioprinting as a bridge between early discovery and preclinical validation, enabling the creation of complex cardiac tissues for downstream functional assessment.