Histotypische weefselcultuur maakt het mogelijk om cellen in drie dimensies te laten groeien, waardoor in-vitro weefselmorfologieën ontstaan die de realistische weefselfunctie nabootsen en die kunnen worden gebruikt als levensvatbare constructies voor weefselreparatie. Deze culturen zijn doorgaans driedimensionale structuren bestaande uit één celtype dat in hoge dichtheid wordt gekweekt. De driedimensionale structuur, ook wel het schakel genoemd, bootst de natuurlijke extracellulaire matrix na. Afhankelijk van het gebruikte celtype kunnen schakelingen worden ontworpen voor een specifieke toepassing en fungeren meestal als sjabloon voor biomimetisch weefsel. Deze video introduceert de fundamenten van histotypische weefselculturen, een procedure voor het isoleren van cellen en de fabricage en cellulering van een poreus zijden weefselschakel om hartweefsel na te bootsen.
Alle weefsels bestaan uit twee fundamentele componenten, de extracellulaire matrix en de weefselspecifieke cellen die het bewonen. De extracellulaire matrix is een netwerk van structurele eiwitten dat een driedimensionale omgeving creëert waarin cellen zich kunnen bevinden, en de cellen daarin zijn bedoeld om de native fysiologische processen van het weefsel na te bootsen. Momenteel is een veelgebruikte techniek om weefsel te modelleren tweedimensionale weefselcultuur, waarbij cellen op een vlak substraat worden aangebracht en een dunne film mogen vormen. Over het algemeen is deze methode niet betrouwbaar voor het behoud van een in vivo fenotype, orgaanspecifieke functies en contextuele interacties tussen cellen of tussen cel en substraat. Histotypische weefselcultuur verlicht deze beperkingen door een 3D-schakel te bieden waarop cellen kunnen groeien, wat resulteert in een dicht netwerk van cellen dat natuurlijkere celmorfologieën nabootst en de ontwikkeling van realistische intercellulaire netwerken en communicatiepaden vergemakkelijkt. Een verscheidenheid aan 3D-polymeernetwerken, waaronder hydrogels en geëlektrospunnen zijden matten, biedt handige manieren om weefselspecifieke cellen in drie dimensies te kweken. Om deze schakelingen te bevolken, moeten cellen worden geïsoleerd. Primaire cellen die in deze video worden gebruikt, worden geoogst uit levend weefsel, dat wordt gehakt en vervolgens in een enzymoplossing wordt verteerd om de doelcellen van de extracellulaire matrix te scheiden. Zodra de cellen zijn geïsoleerd, zijn er twee technieken die worden gebruikt om de schakelingen te zaaien. De druppeltechniek omvat het pipetteren van een celoplossing op de schakel met een langzame en constante snelheid. De tweede, of celsuspensietechniek, dompelt de schakel onder in een celsuspensie. Vaak worden de schakel en suspensie geschud om celmigratie naar de matrix te bevorderen. Beide technieken resulteren in bio-geëngineerde constructen met hoge celdichtheden. De volgende procedures zullen de isolatie van hartcellen en de celsuspensietechniek omvatten om een hartcelspecifieke schakel te maken, omdat deze de native hartweefselmorfologie zal behouden.
Om het proces van het isoleren van cellen uit donorweefsel te beginnen, begint u door ervoor te zorgen dat het werkgebied en de dissectie-instrumenten gesteriliseerd zijn. Leg vervolgens een steriele doek op het werkoppervlak in de bioveiligheidskast. Plaats de steriele chirurgische instrumenten op de doek zonder ze aan te raken en open vervolgens een steriele nummer 20 scalpelblade. Nadat het specimen is geëuthanaseerd, steriliseert u het chirurgische gebied met een met betadine doordrenkte gaaskompres. Wanneer u klaar bent, bevestigt u het monster en begint u met de chirurgische procedure om het weefsel van belang te isoleren. In dit geval zal het het hart zijn. Zodra het is uitgesneden, plaatst u het weefsel op ijs in de petrischaal met PBS-glucose. Verwijder eventueel restbloed of bindweefsel en breng het weefsel vervolgens over naar een petrischaal met verse PBS-glucose. Gebruik vervolgens steriele microschaar en pincetten om de weefselmonsters voorzichtig in stukjes van ongeveer 1 kubieke millimeter te snijden. Gebruik een pipet om de stukjes en buffer over te brengen naar een conische buis. Vervolgens verwijdert u alles behalve 10 milliliter buffer. Voeg 7 milliliter collagenase-oplossing toe en schud de mixtuur vervolgens 7 minuten op 37 graden Celsius. Pipet vervolgens voorzichtig 10 keer om de weefselstukken te breken. Laat de stukjes bezinken en aspeer vervolgens de vloeistof en gooit het weg. Herhaal vervolgens de vertering en pipet voorzichtig de oplossing om de weefselstukken te breken. Nadat de stukjes zijn bezonken, trekt u de supernatant af en verzamelt u deze in een afzonderlijke 50 milliliter conische buis. Voeg vervolgens 10 milliliter STOP-oplossing toe aan elke conische buis met supernatant om de vertering te stoppen.
Nu de primaire cellen zijn geïsoleerd, laten we een poreus zijden weefselschakel fabriceren. Giet om te beginnen 30 milliliter van de zijden oplossing in een mal. Verspreid vervolgens 60 gram gezeefd natriumchloride gelijkmatig over de oplossing. Laat vervolgens het zijden ongestoord polymeriseren bij kamertemperatuur gedurende 48 uur. Plaats vervolgens de mal 1 uur in een 60 graden oven om de verbinding te voltooien en om eventueel restvocht te verdampen. Zodra het is gepolymeriseerd, dompelt u de mal gedurende 48 uur in een beker met gedistilleerd water om het zout te laten lekken. Verwijder vervolgens de schakel uit de mal en snijdt kleine schijven uit met een 5 millimeter biopsiepomp. Trim de schijven tot een hoogte van 2 millimeter en verwijder ten slotte het midden van elk stuk met een 2 millimeter biopsiepomp om een ring te maken. Steriliseer ten slotte de schakelingen in een natte cyclus gedurende 20 minuten.
Nu de schakel is voorbereid, laten we beginnen met het celzaaise proces. Plaats eerst één steriele schakel per putje in een 96-putjesplaat. Voeg vervolgens celkwekmedium toe om de schakelingen onder te dompelen en incubeer bij 37 graden Celsius in een weefselcultuurincubator om ze minimaal 30 minuten te laten gelijkwaardig worden. Na incubatie
Hoewel tweedimensionaal weefselkweek al enige tijd gebruikelijk is, gedragen cellen zich realistischer in een driedimensionale kweek en bootst dit dic…
Hoofdstukken in deze video
0:06
Overview
0:56
Principles of Histotypic Tissue Culture
3:12
Isolation of Cells from Donor Tissue
5:08
Preparation of Tissue Scaffold
6:11
3D Culture Growth on Scaffold
7:13
Applications
9:12
Summary
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.