Impressão 3D de Microcarriers de hidrogel in vitro alternando jatos de força viscosa-inercial

Resumo

Apresentada aqui é uma técnica de impressão 3D leve impulsionada por forças viscosas-inerciais alternadas para permitir a construção de microcarriers de hidrogel. Bicos caseiros oferecem flexibilidade, permitindo fácil substituição para diferentes materiais e diâmetros. Microcarriers de ligação celular com diâmetro de 50-500 μm podem ser obtidos e coletados para posterior cultivo.

Resumo

Microcarriers são contas com um diâmetro de 60-250 μm e uma grande área de superfície específica, que são comumente usadas como portadores para culturas celulares de grande escala. A tecnologia da cultura microcarrier tornou-se uma das principais técnicas em pesquisa citológica e é comumente usada no campo da expansão celular em larga escala. Microcarriers também têm mostrado desempenhar um papel cada vez mais importante na construção de engenharia de tecidos in vitro e na triagem clínica de medicamentos. Os métodos atuais para preparar microcarriers incluem chips microfluidos e impressão de jato de tinta, que muitas vezes dependem de design complexo de canais de fluxo, uma interface de duas fases incompatível e uma forma de bocal fixo. Esses métodos enfrentam os desafios do processamento complexo do bico, mudanças inconvenientes no bocal e forças excessivas de extrusão quando aplicados a vários bioink. Neste estudo, foi aplicada uma técnica de impressão 3D, chamada de jato de força viscosa-inercial alternada, para permitir a construção de microcarriers de hidrogel com diâmetro de 100-300 μm. As células foram posteriormente semeadas em microcarriers para formar módulos de engenharia de tecidos. Em comparação com os métodos existentes, este método oferece um diâmetro de ponta de bocal gratuito, comutação flexível do bocal, livre controle dos parâmetros de impressão e condições de impressão suaves para uma ampla gama de materiais bioativos.

Introdução

Microcarriers são contas com um diâmetro de 60-250 μm e uma grande área de superfície específica e são comumente usadas para cultura em larga escala de ^células1,2. Sua superfície externa fornece locais de crescimento abundantes para as células, e o interior fornece uma estrutura de suporte para a proliferação espacial. A estrutura esférica também proporciona comodidade no monitoramento e controle de parâmetros, incluindo pH, _O2 e concentração de nutrientes e metabólitos. Quando usados em combinação com bioreatores de tanques agitados, os microcarriers podem alcançar densidades celulares mais altas e....

Protocolo

1. Cultura celular

1. Suplemente o meio essencial mínimo modificado de alta glicose Dulbecco (H-DMEM) com 10% de soro bovino fetal (FBS), 1% solução de aminoácido não essencial (NEAA), 1% penicilina G e estreptomicina, e 1% suplemento de glutamina como mídia cultural para células A549.
2. Cultura A549 células em uma incubadora de _CO2 a 37 °C e com 5% de _CO2
3. Células dissociadas para subcultura usando trippsina a aproximadamente 80% de confluência.
   1. Use 3 mL de trippsina para tratar as células no frasco de cultura T75 a 37 °C por 3 min, e depois adicione 6 mL de meio de cultura para parar a trippsinização.

Resultados

Foram fabricados cabeçoteiros de variadas taxas de convergência e diâmetros para a impressão de múltiplos tipos de materiais. Os bicos obtidos com o aumento da força de puxar são mostrados na Figura 1B. Os bicos foram divididos em três áreas: reservatório (III), contração (II) e cabeçote de impressão (I). O reservatório era a parte não processada do bocal, na qual o líquido forneceu pressão estática e entrada de bioink para impressão. A área de contração foi a principal parte para a geração .......

Discussão

O protocolo descrito aqui fornece instruções para a preparação de multi-tipos de microcarriers de hidrogel e subsequentes semeadura de células. Em comparação com os métodos microfluídicos de impressão de chips e jatos de tinta, a abordagem AVIFJ para a construção de microcarriers oferece maior flexibilidade e biocompatibilidade. Um bocal independente permite que uma ampla gama de bicos leves, incluindo micropipettos de vidro, sejam usados nestes sistemas de impressão. O processamento altamente controlável permite que par.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
Células A549	ATCC	CCL-185	Linha celular de câncer de pulmão de células humanas não pequenas
Microscópio de campo brilhante	Olympus	DP70
	Nikon	TI-FL
Soro bovino fetal, FBS	BI	04-001-1ACS
Gelatina	SIGMA	G1890
Micropipetas de vidro	sutter instrumento	b150-110-10
GlutaMAX	GIBCO	35050-061
H-DMEM	GIBCO	11960-044	Meio de águia modificado de Dulbecco
Pó de peroxidase de rábano	SIGMA	P6782
Agente hidrofóbico	3M	PN7026	Siga as instruções do fabricante e use após a diluição
Dispositivo de micro-forja	narishige	MF-900
Aminoácidos não essenciais, NEAA	GIBCO	11140-050	aminoácidos não essenciais
Penicilina G e estreptomicina	GIBCO	15140-122
Placa de Petri	SIGMA	P5731-500EA
Extrator	instrumento de sutter	P-1000
Alginato de sódio	SIGMA	A0682
Tripsina	GIBCO	25200-056
Solução de colágeno tipo I de cauda de rato	SIGMA	C3867

Microscópio confocal