Name: Opracowanie dwuwarstwowego hydrożelu w celu kontrolowania różnicowania ASC (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-05-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 48 s
Description: Poznaj metodę tworzenia dwuwarstwowego hydrożelu z kolagenu i PEG-fibriny do różnicowania komórek macierzystych ASC. Technika umożliwia jednoczesne kierowanie komórkami w dwóch mikrośrodowiskach, wspierając regenerację tkanek i rewaskularyzację w modelach gojenia ran.

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

S.N. otrzymał wsparcie w ramach stypendium podoktorskiego z Pittsburgh Tissue Engineering Initiative. D.O.Z. jest wspierany przez grant przyznany przez The Geneva Foundation.

<ol><li>Natesan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+bilayer+construct+controls+adipose-derived+stem+cell+differentiation+into+endothelial+cells+and+pericytes+without+growth+factor+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">A bilayer construct controls adipose-derived stem cell differentiation into endothelial cells and pericytes without growth factor stimulation.</a> Tissue Eng. Part A. 17, 941-953 (2011).</li>
<li>Nuttelman, C. R., Tripodi, M. C., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+hydrogel+niches+that+promote+hMSC+viability%5BTitle%5D)+AND+%22Matrix+Biol%22%5BJournal%5D)">Synthetic hydrogel niches that promote hMSC viability.</a> Matrix Biol. 24, 208-218 (2005).</li>
<li>Benoit, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrin-linked+kinase+production+prevents+anoikis+in+human+mesenchymal+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+A%22%5BJournal%5D)">Integrin-linked kinase production prevents anoikis in human mesenchymal stem cells.</a> J Biomed Mater Res A. 81, 259-268 (2007).</li>
<li>Willerth, S. M., Sakiyama-Elbert, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+stem+cells+and+biomaterial+scaffolds+for+constructing+tissues+and+cell+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Combining stem cells and biomaterial scaffolds for constructing tissues and cell delivery.</a> , (2008).</li>
<li>Natesan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adipose-derived+stem+cell+delivery+into+collagen+gels+using+chitosan+microspheres%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Adipose-derived stem cell delivery into collagen gels using chitosan microspheres.</a> Tissue Eng. Part A. 16, 1369-1384 (2010).</li>
<li>Bubnis, W. A., Ofner, M. C. 3rd <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+determination+of+epsilon-amino+groups+in+soluble+and+poorly+soluble+proteinaceous+materials+by+a+spectrophotometric+method+using+trinitrobenzenesulfonic+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Biochem%22%5BJournal%5D)">The determination of epsilon-amino groups in soluble and poorly soluble proteinaceous materials by a spectrophotometric method using trinitrobenzenesulfonic acid.</a> Anal. Biochem. 207, 129-133 (1992).</li>
<li>Zhang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+PEGylated+fibrin+patch+for+mesenchymal+stem+cell+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">A PEGylated fibrin patch for mesenchymal stem cell delivery.</a> Tissue Eng. 12, 9-19 (2006).</li>
<li>Bornstein, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reconstituted+rattail+collagen+used+as+substrate+for+tissue+cultures+on+coverslips+in+Maximow+slides+and+roller+tubes%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Invest%22%5BJournal%5D)">Reconstituted rattail collagen used as substrate for tissue cultures on coverslips in Maximow slides and roller tubes.</a> Lab Invest. 7, 134-137 (1958).</li>
<li>Zhang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vascular+differentiation+of+bone+marrow+stem+cells+is+directed+by+a+tunable+three-dimensional+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Vascular differentiation of bone marrow stem cells is directed by a tunable three-dimensional matrix.</a> Acta Biomater. 6, 3395-3403 (2010).</li>
<li>Rochon, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normal+human+epithelial+cells+regulate+the+size+and+morphology+of+tissue-engineered+capillaries%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Normal human epithelial cells regulate the size and morphology of tissue-engineered capillaries.</a> Tissue Eng. Part A. 16, 1457-1468 (2010).</li>
<li>Liu, H., Collins, S. F., Suggs, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+culture+for+expansion+and+differentiation+of+mouse+embryonic+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional culture for expansion and differentiation of mouse embryonic stem cells.</a> Biomaterials. 27, 6004-6014 (2006).</li>
</ol>

Brak konkurencyjnych interesów finansowych.
Zastrzeżenia
Opinie lub twierdzenia zawarte w niniejszym dokumencie są prywatnymi poglądami autorów i nie powinny być interpretowane jako oficjalne ani odzwierciedlające poglądy Departamentu Obrony lub rządu USA. Autorzy są pracownikami rządu USA, a niniejsza praca została przygotowana w ramach ich oficjalnych obowiązków. Wszystkie prace były wspierane przez U.S. Army Medical Research and Materiel Command. Badanie to zostało przeprowadzone zgodnie z protokołem recenzowanym i zatwierdzonym przez Institutional Review Board przy U.S. Army Medical Research and Materiel Command oraz zgodnie z zatwierdzonym protokołem.

Komórki macierzyste pochodzenia tłuszczowego (ASCs) są znane z łatwości izolacji oraz zdolności do różnicowania się w różne typy komórek. Dzięki technikom opisanym w niniejszym manuskrypcie jesteśmy w stanie wykorzystać plastyczność ASCs poprzez jednoczesne eksponowanie tych komórek na wiele biomatryc. W miarę jak komórki migrują z podstawy CSM i wnikają do otaczającego środowiska zewnątrzkomórkowego, otrzymują sygnały z rusztowania i mogą albo zachować „macierzystość” (kolagen), albo zostać ukierunkowane na różnicowanie...

<table><tbody><tr><td>Zrównoważony roztwór soli Hanksa (HBSS)</td><td>GIBCO, by Life Technologies</td><td>14175</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Płodowe serum bydlęce</td><td>Hyclone</td><td>SH30071.03</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Kollagenaza typu II</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C6685</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Filtr nylonowy 70-&amp;mu;m</td><td>BD Biosciences</td><td>352350</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Filtr nylonowy 100-&amp;mu;m</td><td>BD Biosciences</td><td>352360</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>System pożywki wzrostowej MesenPRO</td><td>Invitrogen</td><td>12746-012</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>L-glutamina</td><td>GIBCO, by Life Technologies</td><td>25030</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>CaCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;.2H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C8106</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Kolba do hodowli tkanek T75</td><td>BD Biosciences</td><td>137787</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Chitozan</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>448869</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Kwas octowy</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>320099</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>N-oktanol</td><td>Acros Organics</td><td>150630025</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Sorbitanu monooleinian</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S6760</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Wodorotlenek potasu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P1767</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Aceton</td><td>Fisher Scientific</td><td>L-4859</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>270741</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Kwas trinitrobenzenosulfonowy</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P2297</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Kwas solny</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>320331</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Eter etylowy</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>472-484</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Wkładki do płytek do hodowli tkanek 8-&amp;mu;m</td><td>BD Biosciences</td><td>353097</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Probówki do mikrocentryfugi 1,5 ml</td><td>Fisher Scientific</td><td>05-408-129</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Odczynnik MTT</td><td>Invitrogen</td><td>M6494</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Dimetylosulfoksygen</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D8779</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Zestaw do znakowania komórek Qtracker (Q Tracker 655)</td><td>Molecular Probes, Life Technologies</td><td>Q2502PMP</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Kolagen typu 1</td><td>Travigen</td><td>3447-020-01</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Wodorotlenek sodu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S8045</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>12-dołkowe płytki do hodowli tkanek</td><td>BD Biosciences</td><td>353043</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Fibrynogen</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>F3879</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Trombina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T6884</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Pochodna benztriazolu polietylenu</td><td>Sunbio</td><td>DE-034GS</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Tabletka buforu Tris (pH 7,6)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T5030</td><td>Produkt zużywalny</td></tr><tr><td>Wirówka</td><td>Eppendorf</td><td>5417R</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Mieszadło orbitalne</td><td>New Brunswick Scienctific</td><td>C24</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Inkubator nawilżany z powietrzem i 5% CO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>Thermo Fisher Scientific, Inc.</td><td>Model 370</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Mieszadło mechaniczne</td><td>IKA</td><td>Visc6000</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Mieszadło magnetyczne</td><td>Corning</td><td>PC-210</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Desykator próżniowy</td><td>–</td><td>–</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Analizator wielkości cząstek</td><td>Malvern Instruments</td><td>STP2000 Spraytec</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Kąpiel wodna</td><td>Fisher Scientific</td><td>Isotemp210</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Spektrofotometr</td><td>Beckman Coulter Inc.</td><td>Spektrofotometr UV/Vis Beckman Coulter DU 800</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Vortex</td><td>Diagger</td><td>3030a</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Czytnik mikro płytek</td><td>Molecular Devices</td><td>SpectraMax M2</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Mikroskop świetlny/fluorescencyjny</td><td>Olympus Corporation</td><td>IX71</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Mikroskop konfokalny</td><td>Olympus Corporation</td><td>Laserowy skaningowy mikroskop konfokalny FV-500</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Skaningowy mikroskop elektronowy</td><td>Carl Zeiss, Inc.</td><td>Leo 435 VP</td><td>Sprzęt</td></tr><tr><td>Transmisyjny mikroskop elektronowy</td><td>JEOL</td><td>JEOL 1230</td><td>Sprzęt</td></tr></tbody></table>

projektowanie dwuwarstwowego hydrożelu w celu kontrolowania różnicowania asc

Engineering a Bilayered Hydrogel to Control ASC Differentiation

Na przestrzeni lat polimery naturalne zyskały na znaczeniu ze względu na ich wysoką biokompatybilność oraz zdolność do oddziaływania z komórkami in vitro i in vivo. Obiecującym obszarem badań w medycynie regeneracyjnej jest kombinacyjne wykorzystanie nowoczesnych biomateriałów i komórek macierzystych. Fundamentalną strategią w inżynierii tkankowej jest stosowanie trójwymiarowych rusztowań (np. decelularyzowanej macierzy zewnątrzkomórkowej, hydrożeli, mikro/nanocząsteczek) w celu kierowania funkcjami komórek. Technologia ta ewoluowała po odkryciu, że komórki potrzebują podłoża, do którego mogą przylegać, na którym mogą proliferować oraz w którym mogą wyrażać swój zróżnicowany fenotyp i funkcję komórkową 2-3. W ostatnim czasie ustalono również, że komórki nie tylko wykorzystują te podłoża do adhezji, ale także wchodzą z nimi w interakcje i odbierają sygnały z podłoża macierzy (np. macierzy zewnątrzkomórkowej, ECM)4. Zatem komórki i rusztowania pozostają w relacji wzajemnej, która służy kontrolowaniu rozwoju, organizacji i ostatecznej funkcji tkanki. Komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej (ASC) to mezenchymalne, niehematopoetyczne komórki macierzyste obecne w tkance tłuszczowej, które mogą wykazywać różnicowanie wieloliniowe i służyć jako łatwo dostępny zastrój komórek (tj. przednaczyniowych komórek śródbłonka i perycytów). Nasza hipoteza zakłada, że komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej mogą być jednocześnie kierowane w stronę różnych fenotypów poprzez ich prostą ko-kulturę w macierzach dwuwarstwowych1. Nasze laboratorium koncentruje się na gojeniu ran skóry. W tym celu stworzyliśmy pojedynczą macierz kompozytową z naturalnych biomateriałów – fibryny, kolagenu i chitozanu – która może naśladować charakterystykę i funkcje środowiska ECM specyficznego dla procesu gojenia ran skóry.

Niniejszy protokół koncentruje się na wykorzystaniu naturalnej zdolności komórek macierzystych do reagowania na sygnały z otaczającej je macierzy zewnątrzkomórkowej i indukowania ich różnicowania w wiele fenotypów. Niniejszy artykuł metodologiczny rozszerza nasz opis i charakterystykę modelu wykorzystującego dwuwarstwowy hydrożel, składający się z PEG-fibryny i kolagenu, do jednoczesnego współróżnicowania mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej1.

Projektowanie dwuwarstwowego hydrożelu w celu kontrolowania różnicowania ASC

Polimery naturalne zyskały na przestrzeni lat na znaczeniu ze względu na swoją biokompatybilność z organizmem gospodarza oraz zdolność do oddziaływania z komórkami in vitro i in...

Ogólnym celem niniejszej procedury jest stworzenie kompozytowej macierzy wykonanej z naturalnych biomateriałów, która może być wykorzystana do dostarczania i różnicowania komórek macierzystych w celu wspomagania gojenia ran. Osiąga się to poprzez wstępną izolację mezenchymalnych komórek macierzystych z tkanki tłuszczowej (ASC) z organizmu zwierzęcia testowego. Następnie ASC są załadowywane na wcześniej przygotowane mikrosfery chitozanowe.Następnie odlewa się żel z kolagenu włóknistego, a na jego powierzchni rozmieszcza się kuleczki A-S-C-C-S-M. Na koniec na żel kolagenowy z A-S-C-C-S-M odlewa się żel z fibryny PEG i dodaje pożywkę. W rezultacie można uzyskać wyniki wykazujące dwukierunkową, symultaniczną migrację A SC z kuleczki CSM do macierzy kolagenowej oraz macierzy fibryny PEG.Dzięki tej procedurze pojedyncze źródło komórek macierzystych może odbierać zróżnicowane sygnały z mikrośrodowisk kolagenowych i PEG-fibrynowych, co prowadzi do ich zróżnicowanej stymulacji do produkcji czynników plejotropowych i tworzenia sieci przednaczyniowych struktur. Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi metodami, takimi jak kompozyty z pojedynczego materiału czy odkomórkowane zamienniki skóry, jest fakt, że pozostałe produkty nie oddziałują aktywnie na rewakularyzację produktu przez organizm gospodarza. Pomysł na tę metodę pojawił się, gdy zauważyliśmy, że izolowane RAD A SE wykazują tendencję do różnicowania się w kierunku fenotypu naczyniowego podczas hodowli w macierzy fibrynowej pochodzenia wieprzowego.Obserwacja ta zapoczątkowała koncepcję, zgodnie z którą pojedyncze źródło komórek macierzystych mogłoby być wykorzystane jednocześnie w układzie składającym się z różnych biomateriałów. Po wyizolowaniu i wyhodowaniu mezenchymalnych komórek macierzystych pochodzących z tkanki tłuszczowej (ASCs), przygotowaniu mikrosfer chitozanowych (CSMs) i załadowaniu ASCs do CSMs, należy przygotować hydrożel z glikolu polietylenowego i fibryny poprzez rozpuszczenie zmodyfikowanego kwasem bursztynowym PEG w czterech mililitrach soli buforowej Tris. Bezpośrednio przed eksperymentem roztwór należy wysterylizować za pomocą filtra 0,22 µm.W dołku płytki sześciodołkowej wymieszać 500 µL roztworu zapasowego fibrynogenu i 250 µL roztworu zapasowego PEG, a następnie inkubować przez 20 minut w inkubatorze z wilgotną atmosferą w 5% CO2 w temperaturze 37 °C. Następnie 250 µL wcześniej przygotowanego A-S-C-C-S-M wymieszać z roztworem pegylowanego fibrynogenu, bezzwłocznie dodać 1 mL roztworu zapasowego trombiny i za pomocą pipety szybko trzykrotnie wymieszać; natychmiast przelać mieszaninę komórkowo-żelową do płytki 12-dołkowej i inkubować w komorze z wilgotną atmosferą w 5% CO2 w temperaturze 37 °C przez 10 minut. Następnie otrzymany peg-fibrynę dwukrotnie przemyć HBSS i inkubować w medium alpha-MEM uzupełnionym o 10% FBS w inkubatorze z wilgotną atmosferą w 5% CO2 w temperaturze 37 °C, stosując standardowe techniki mikroskopii świetlnej przez okres 11 dni.Obserwuj migrację komórek z CSM do mieszaniny żelowej A-S-C-C-S-M z kolagenem typu I wyekstrahowanym z ścięgien ogona szczura przy użyciu dwóch normalnych wodorotlenku sodu. Dostosuj pH do 6,8 i przeprowadź fibrylację. Dodaj fibrylowany kolagen i mieszaninę A-S-C-C-S-M do płytki 12-dołkowej i inkubuj w inkubatorze z nawilżaniem i 5% carbon dioxide w temperaturze 37 °C przez 30 minut.Po upewnieniu się, że fibrylacja została zakończona, inkubować żele kolagenowe A-S-C-C-S-M przez maksymalnie 11 dni w inkubatorze z nawilżaniem i 5% dwutlenkiem węgla w temperaturze 37°C. Obserwować migrację komórek z CSM do wnętrza żelu w okresie 11 dni, stosując standardowe techniki mikroskopowe, aby wytworzyć konstrukcję dwuwarstwową w celu zbadania właściwości migracyjnych i koindukcyjnych pojedynczego źródła komórek macierzystych, wykorzystując dwa rusztowania biologiczne.Przygotować żele kolagenowe oraz żele fibrynowe z PEG z następującymi niewielkimi modyfikacjami: przygotować jeden mililitr kolagenu w stężeniu 7,5 mg/mL. Następnie przenieść mieszaninę do wkładki do hodowli tkankowej z sześcioma dołkami i inkubować przez 30 minut w temperaturze 37 °C. Po całkowitej fibrylacji nanieść na powierzchnię kolagenu 200 µL A-S-C-C-S-M w stężeniu 5 mg w pożywce hodowlanej.Po osadzeniu mikrosfer na żelu, przygotuj żel z PEG-fibryny, wykorzystując 250 µL pożywki do hodowli komórkowych. Następnie nałóż warstwę roztworu pegylowanego fibrynogenu i trombiny na warstwy kolagenu A-S-C-C-S-M. Po zakończeniu tej czynności inkubuj konstrukty przez 30 minut w wilgotnym inkubatorze z 5% carbon dioxide, aby uzyskać pełną polimeryzację.Na koniec należy wlać 1 ml pożywki do górnej komory nad konstrukt oraz 3 ml pożywki do komory dolnej. Charakterystyka SC osadzonej w tym rusztowaniu wykazała, że SC załadowana do CSMs może zostać umieszczona pomiędzy warstwą kolagenu a PEG-fibryną, jednocześnie i w zróżnicowany sposób odbierając sygnały z obu środowisk pozakomórkowych, aby rozwijać się w nowych warunkach. Jak pokazano tutaj, kolagen wspierał zdolność ASC do pozostania komórkami macierzystymi, co zostało wykazane przez ekspresję stro-1 w kolorze zielonym, a także przez ich morfologię przypominającą fibroblasty.W przeciwieństwie do tego, fibryna PEG indukowala różnicowanie ASC w kierunku fenotypu beznaczyniowego, co obrazuje przedstawiona tutaj morfologia rurkowata, z wyraźnym światłem oraz specyficzną dla komórek śródbłonka ekspresją czynnika von Willebranda, zaznaczoną tutaj na czerwono. Ponadto, jak tu pokazano, zaobserwowane fenotypy pojawiły się wcześnie w hodowli i utrzymywały się przez 11 dni. Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać gruntowną wiedzę na temat tego, jak izolować mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej szczura, ładować je na mikrosfery chito oraz wbudowywać je w dwuwarstwowy hydrożel przy użyciu biomateriałów zatwierdzonych przez FDA.Należy pamiętać, że biomateriały i komórki wykorzystywane w tym protokole pochodzą od zwierząt i ludzi i mogą być niezwykle niebezpieczne w przypadku zanieczyszczenia patogenami od organizmów gospodarzy. Podczas wykonywania tych procedur należy zawsze stosować środki ostrożności, takie jak osobiste środki ochrony indywidualnej oraz aseptyczne techniki hodowli komórkowej.

engineering-a-bilayered-hydrogel-to-control-asc-differentiation

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Tworzenie dwuwarstwowowego hydrożelu w celu kontroli różnicowania ASC

Opisano proste techniki szybkiego wytwarzania mikrofabrykowanych systemów kultur neuronalnych z wykorzystaniem cyfrowego urządzenia z mikrolustrami do litografii z dynamiczną projekcją maski na standardowych podłożach do hodowli komórkowej. Systemy hodowlane te mogą lepiej odzwierciedlać naturalną architekturę biologiczną, a opisane techniki można dostosować do licznych zastosowań.

Wytwarzanie mikrowzorowanych hydrożeli dla systemów kultur neuronalnych z wykorzystaniem fotolitografii z dynamiczną projekcją maski

Tutaj opisujemy unikalną strategię tworzenia biokompatybilnych, warstwowych matryc z ciągłymi interfejsami między różnymi warstwami dla inżynierii tkankowej. Takie rusztowanie może zapewnić idealne, konfigurowalne środowisko do modulowania zachowania komórek za pomocą różnych sygnałów biologicznych, chemicznych lub...

Polimeryzacja wielowarstwowa z gradientem gęstości (DGMP): nowatorska technika tworzenia wielokompartyjnych, konfigurowalnych rusztowań dla inżynierii tkankowej

Opisujemy wytwarzanie arkuszy hydrożelowych z mikrowzorzystymi elementami za pomocą prostego procesu, który może być składany i manipulowany w formie wolnostojącej. Korzystając z tych modułowych arkuszy hydrożelowych, można wygenerować prosty system hodowli komórkowych 3D w skali makro z kontrolowanym mikrośrodowiskiem komórkowym.

Budowa modułowych arkuszy hydrożelowych dla mikrowzorzystej architektury komórkowej 3D w skali makro

Ten artykuł przedstawia proste podejście do dostarczania nieciągłych gradientowych naprężeń statycznych na koncentrycznym hydrożelu wypełnionym komórkami w celu regulacji wyrównania komórek w inżynierii tkankowej.

Gradient Strain Chip do stymulowania zachowań komórkowych w hydrożelu z komórkami

Inżynieria i analiza tkanek nośnych z heterogenicznymi populacjami komórek nadal stanowią wyzwanie. W tym miejscu opisujemy metodę tworzenia dwuwarstwowych krążków hydrożelu alginianowego jako platformy do wspólnej hodowli różnych populacji komórek w ramach jednego konstruktu.

Warstwowe konstrukty alginianowe: platforma do wspólnej hodowli heterogenicznych populacji komórek

Różne metody manipulowania trójwymiarową architekturą w hydrożelach na bazie białek są tutaj oceniane pod kątem właściwości materiałów. Sieci makroporowate są funkcjonalizowane peptydem adhezyjnym, a ich wykonalność w hodowli komórkowej jest oceniana przy użyciu dwóch różnych modelowych linii komórkowych.

Łatwa manipulacja architekturą w hydrożelach na bazie białek do zastosowań w hodowlach komórkowych

Obecne modele hodowli dwuwarstwowych nie pozwalają na funkcjonalne badania in vitro, które naśladują mikrośrodowiska in vivo. Wykorzystując glikol polietylenowy i metodę szablonowania tlenku, protokół ten opisuje rozwój ultracienkiej biomimetycznej błony podstawnej o regulowanej sztywności, porowatości i składzie biochemicznym, która ściśle naśladuje matryce zewnątrzkomórkowe in vivo.

Ultracienkie porowane elastyczne hydrożele jako biomimetyczna błona podstawna do hodowli dwukomórkowej

Obecny protokół opisuje eksperymentalną platformę do oceny wpływu sygnałów mechanicznych i biochemicznych na reakcje chemoterapeutyczne komórek glejaka pochodzących od pacjenta w hodowlach 3D matrix-mimetic przy użyciu specjalnie zaprojektowanego urządzenia do oświetlania UV, umożliwiającego wysokoprzepustowe fotosieciowanie hydrożeli o regulowanych cechach mechanicznych.

Matryce hydrożelowe umożliwiają zwiększenie przepustowości w celu badania przesiewowego efektów komponentów matrycy i środków terapeutycznych w modelach 3D nowotworów

Przetwarzanie ścinaniem podczas tworzenia hydrożelu powoduje produkcję zawiesin mikrożelowych, które są cienkie jak ścinanie, ale szybko się restrukturyzują po usunięciu sił ścinających. Materiały te zostały wykorzystane jako matryca nośna do biodruku złożonych, obciążonych komórkami struktur. W tym miejscu opisano metody stosowane do produkcji łoża nośnego oraz kompatybilne biotusze.

Płynne żele agarozowe utworzone przez obróbkę ścinającą podczas żelowania do zawieszonego biodruku 3D

Opracowaliśmy zdecelularyzowaną macierz zewnątrzkomórkową płuca oraz nowatorski bioreaktor biomimetyczny, które mogą być wykorzystywane do generowania funkcjonalnej tkanki płucnej. Poprzez zasiewanie komórek do macierzy i ich hodowlę w bioreaktorze, otrzymujemy tkankę wykazującą efektywną wymianę gazową po krótkotrwałym przeszczepieniu in vivo.

Procedura inżynierii płuc

Poznaj metodę tworzenia dwuwarstwowego hydrożelu z kolagenu i PEG-fibriny do różnicowania komórek macierzystych ASC. Technika umożliwia jednoczesne kierowanie komórkami w dwóch mikrośrodowiskach, wspierając regenerację tkanek i rewaskularyzację w modelach gojenia ran.

Projektowanie dwuwarstwowego hydrożelu w celu kontrolowania różnicowania ASC

Przeglądaj więcej filmów