Construção de Fichas de hidrogel modular para micropadronadas Macro-escalado 3D Cellular Arquitetura

Resumo

Descrevemos a fabricação de folhas de hidrogel micropadronizadas usando um processo simples, que pode ser montado e manipulado de forma independente. Usando essas folhas modulares de hidrogel, um sistema simples de cultura de células 3D em escala macro pode ser gerado com um microambiente celular controlado.

Resumo

Os hidrogéis podem ser modelado na micro-escala utilizando tecnologias de microfluidos ou micropatterning para proporcionar uma geometria de tecido vivo -like (3D) tridimensional. As construções resultantes celulares baseados em hidrogel 3D foram introduzidos como uma alternativa para as experiências com animais para estudos biológicos avançados, os ensaios farmacológicos e as aplicações de transplantes de órgãos. Embora as partículas e fibras à base de hidrogel pode ser facilmente fabricado, é difícil para manipulá-los para a reconstrução de tecidos. Neste vídeo, nós descrevemos um método de fabrico de folhas de hidrogel de alginato micropatterned, juntamente com a sua montagem para formar um sistema de cultura celular 3D macro-escala com um microambiente celular controlada. Utilizando uma forma de névoa do agente gelificante de cálcio, folhas finas de hidrogel são facilmente gerado com uma espessura na gama de 100 - 200 um, e com micropadrões precisas. As células podem ser cultivadas, em seguida, com a orientação geométrica das folhas de hidrogel emcondições independentes. Além disso, as folhas de hidrogel pode ser prontamente manipulada utilizando uma micropipeta com uma ponta de corte final, e podem ser montados em estruturas de camadas múltiplas por empilhá-los utilizando um polidimetilsiloxano modelado (PDMS) moldura. Estas folhas de hidrogel modular, que pode ser fabricado usando um processo fácil, têm potenciais aplicações de ensaios in vitro e estudos biológicos de drogas, incluindo estudos funcionais de micro- e macro-estrutura e a reconstrução de tecidos.

Introdução

Os hidrogéis são particularmente promissores biomateriais, e espera-se ser importante na biologia de base, os ensaios farmacológicos e medicina. ¹ Biofabrication celulares de construções à base de hidrogel foi sugerido para reduzir o uso de experiências com animais, ^2,3 substituir tecidos transplantáveis, ⁴ e melhorar ensaios baseados em células. ^{5,6-di-hidro-} (contendo água) materiais viscoelásticos (geles) permitir que um grande número de células a ser encapsulado e mantida em uma estrutura de andaime para controlar o microambiente celular 3D. Em combinação com a orientação de tecnologias de microfluidos ou micropatternin....

Protocolo

1. Preparação da micropadronadas Moldes e hidrogéis

1. Produzir os padrões de micro-escala desejada usando SU-8 fotorresistente na superfície de uma pastilha de silício através de um de dois passos ^15,17 fotolitografia técnica padrão para a fundição de moldes de PDMS. O exemplo ilustrado utiliza um padrão de malha lóbulo semelhante fígado (Figura 1).
2. Pesar PDMS e uma solução de agente de cura com uma proporção de 1: 5 (isto é, 12,5 g de PDMS e 2,5 g de agente de cura).
3. Misturar a 15 g da solução exaustivamente, desgaseificar as bolhas numa câmara de vácuo, e depois espalhar a solução misturada sobre uma....

Resultados

Nós descrevemos a fabricação e manipulação de autônomo folhas hidrogel celulares. Como mostrado na Figura 1, nos moldes fabricados micropatterned PDMS, e hidrogel contendo as células foi carregada na superfície hidrofílica destas moldes e reticulada usando um humidificador para gerar uma névoa de aerossol de agente gelificante. Após libertação dos moldes, as células HepG2 foram cultivadas em folhas independentes de hidrogel com diferentes padrões

Discussão

Este protocolo proporciona um método simples de fabricar folhas de hidrogel modulares, e montá-los para formar suportes celulares 3D.

Para construir estruturas claras de alginato modelado num curto espaço de tempo, que deverá identificar um processo de ligação cruzada que pode criar estruturas suficientemente rígida para manter os micropadrões complexas do molde, bem como a manter a viabilidade celular e metabolismo. Desenvolvemos um processo de reticulação, incluindo uma transição sol-gel, .......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Kit de Elastômero de Silicone Sylgard 184	Dow Corning Corporation	000000000001064291
Pluronic F-127	Sigma-Aldrich	P2443	Surfactante não iônico em pó
Sal de sódio ácido algínico, baixa viscosidade	Alfa Aesar	B25266
Cloreto de cálcio di-hidratado	Sigma-Aldrich	C7902
Umidificador ultrassônico	MediHeim	MH-2800	Equipamento modificado, Taxa máxima de pulverização: 250 ml/h
Filtro de rede de nylon hidrofílico, 180 μ m	EMD Millipore	NY8H04700
molde			Molde personalizado para fabricação de um padrão de quadro PDMS

de policarbonato