Een bioprinter werd gebruikt om gevormde hydrogelen gebaseerd op een offer mal maken. De poloxamer mal werd opgevuld met een tweede hydrogel en vervolgens geëlueerd, waardoor holtes die gevuld waren met een derde hydrogel. Deze methode maakt gebruik van snelle elutie en goede bedrukbaarheid van poloxameer om complexe architecturen uit biopolymeren genereren.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Afdrukken warmteresponsieve Reverse Mallen voor de schepping van Patterned Hydrogelen Twee-component voor 3D Cell Culture
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Bioprinting is een opkomende technologie die zijn oorsprong in de rapid prototyping-industrie heeft. De verschillende drukprocessen kunnen worden onderverdeeld in contact bioprinting 1-4 (extrusie, dip pen en zachte lithografie), contactloze bioprinting 5-7 (het laser overdracht, ink-jet depositie) en laser gebaseerde technieken zoals twee foton fotopolymerisatie 8. Het kan worden gebruikt voor vele toepassingen zoals tissue engineering 9-13, 14-16 biosensor microfabricage en als instrument voor fundamentele biologische vragen als invloeden van co-kweken van verschillende celtypes 17 beantwoorden. In tegenstelling tot gewone fotolithografische of soft-lithografische methoden, extrusie bioprinting heeft het voordeel dat geen afzonderlijke masker of stempel vereist. Behulp van CAD-software, kan het ontwerp van de constructie snel worden gewijzigd en aangepast aan de wensen van de operator. Dit maakt bioprinting flexibeler dan lithografie-basedbenaderingen.
Hier laten we het afdrukken van een offer mal om een multi-materiaal 3D structuur met behulp van een reeks zuilen in een hydrogel als voorbeeld maken. Deze pijlers kunnen holle structuren vormen voor een vasculair netwerk of de buizen binnen een zenuwgeleider leiding. Voor de wijze offeren vormmateriaal was poloxameer 407, een warmteresponsieve polymeer met uitstekende drukeigenschappen dat vloeibaar is bij 4 ° C en een vast boven de geleringstemperatuur ~ 20 ° C 24,5% w / v oplossing 18. Deze eigenschap maakt het poloxameer-based offer mal te worden geëlueerd op aanvraag en heeft voordelen ten opzichte van de langzame ontbinding van een vast materiaal speciaal voor smalle geometrieën. Poloxamer werd op microscoop glasplaatjes gedrukt om het offer mal te maken. Agarose werd gepipetteerd in de mal en afgekoeld tot gelering. Na elutie van de poloxameer in ijskoud water, werden de holten in de agarose mal gevuld met alginaat methacrylaat spiked met FITC gelabeld fibrinogeen. De gevulde holten werden daarna verknoopt met UV en het construct werd afgebeeld met een epi-fluorescentie microscoop.
Inleiding
Tissue engineering benaderingen hebben veel vooruitgang geboekt in de afgelopen jaren met betrekking tot de regeneratie van menselijke weefsels en organen 19,20. Tot nu toe, de focus van tissue engineering is vaak beperkt tot weefsels die een eenvoudige structuur of kleine afmetingen, zoals de blaas of de huid 21,22 23-25 hebben. Het menselijk lichaam bevat echter vele complexe driedimensionale weefsels waar cellen en extracellulaire matrix zijn gerangschikt in een ruimtelijk gedefinieerde manier. Om deze weefsels te vervaardigen, is een techniek vereist die cellen en extracellulaire matrix steiger kan uitgaan van een driedimensionaal construc....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Voorbereiding van de Poloxamer 407 Solution
Indien beschikbaar, voert u de voorbereiding van de poloxameer oplossing in een koude ruimte (4 ° C). Indien niet beschikbaar, plaats een glazen fles in een bekerglas gevuld met ijskoud water. Bij hogere temperaturen zal het poloxameer boven het gelpunt en niet goed oplossen.
- Voeg 60 ml ijskoude PBS oplossing in een glazen fles en roer krachtig met een magneetroerder.
- Weegt 24.5 gram poloxameer en voeg deze in kleine hoeveelheden aan de koude PBS. Wacht tot het poloxameer gedeeltelijk is opgelost voordat er nog meer toe te voegen.
- Roer de oplossing tot alle polo....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De representatieve resultaten tonen aan dat de omgekeerde vorm techniek (getoond in figuur 2) een gestructureerd gel die kan worden gevuld met een tweede materiaal te maken. Aan het begin van elk drukproces de parameters afdrukken worden eerst geoptimaliseerd. Stapsgewijze aanpassing van de parameters zal resulteren in gedrukte meerlaagse constructies weergegeven in figuur 3 en figuur 4 als enkele lijnen afgedrukt. Als de laagdikte (de naald lift na een bedrukte laag) t.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Hier presenteren we voor het eerst het gebruik van een warmteresponsieve polymeer voor een offer schimmel die snel kan worden geëlueerd in koud water door de gel-sol overgang van poloxameer van ~ 20 ° C. De snelheid van het gehele proces maakt poloxameer interessant dat spoedig biopolymeer structuren die niet worden bedrukt met voldoende resolutie. De hier beschreven techniek kan worden gebruikt voor patroonvorming een hydrogel in elkaar hydrogel of voor het maken van microfluïdische kanalen zoals eerder beschreven voor.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te verklaren.
Dankbetuigingen
Wij danken Deborah Studer voor de hulp bij de bioprinter.
Het werk werd gefinancierd door de Europese Unie Zevende Kaderprogramma (FP7/2007-2013) onder subsidieovereenkomst n ° NMP4-SL-2009-229292.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| REAGENTS | |||
| Poloxamer (Pluronic F127) | Sigma | P2443 | |
| PBS | Invitrogen | 10010-015 | |
| CAD software | regenHU | BioCAD | |
| Alginate methacrylate | Innovent e.V Technologieentwicklung Jena | Gesynthetiseerd door Innovent voor het FP7 Project Nr NMP4-SL-2009-229292 | |
| Fibrinogen From Human Plasma, Alexa Fluor 488 Conjugate | Invitrogen | F13191 | |
| Lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate (LAP) | Innovent e.V Technologieentwicklung Jena | Gesynthetiseerd door Innovent voor het FP7 Project Nr NMP4-SL-2009-229292 | |
| Agarose | Lonza | 50004 | |
| EQUIPMENT | |||
| Bioprinter | regenHU | Biofactory | |
| Valve | regenHU | 300 μm Nozzel Diameter | |
| Needle | regenHU | 150 μm Inner Diameter | |
| Zeiss Axioobserver with ApoTome | Zeiss | ||
| UV Light Source | UVP | Blak-Ray B-100AP High Intensity UV Lamp | 100 W |
Referenties
- Fedorovich, N. E., et al. Evaluation of photocrosslinked Lutrol hydrogel for tissue printing applications. Biomacromolecules. 10, 1689-1696 (2009).
- Lee, K. B., Park, S. J., Mirkin, C. A. Protein nanoarrays generated by Dip-Pen Nanolithography. Abstr Pap ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
