Bioprinting Cellularized Создаёт Использование Тканеспецифическая гидрогелевых Bioink

Summary

Мы опишем набор протоколов , которые вместе обеспечивают ткани имитирующие гидрогеля bioink , с которой функциональные и жизнеспособные конструкции 3-D ткани могут быть bioprinted для использования в приложениях скрининга в пробирке.

Abstract

Биопечать стала универсальным подходом к биопроизводству для создания тканевых конструкций органов. Эти конструкции имеют потенциальное использование в качестве замены органов для имплантации пациентам, а также, при создании в меньшем масштабе, в качестве модельных «органоидов», которые могут быть использованы в системах in vitro для скрининга лекарств и токсикологии.

Несмотря на разработку широкого спектра устройств биопечати, применение технологии биопечати может быть ограничено доступностью материалов, которые ускоряют процедуры биопечати и поддерживают жизнеспособность и функционирование клеток, предоставляя тканеспецифичные сигналы. В данной статье мы описываем универсальную систему гиалуроновой кислоты (ГК) и гидрогеля на основе желатина, состоящую из многоступенчатого протокола сшивки, который может предоставлять тканевые биохимические сигналы и имитировать механические свойства тканей in vivo.

Биохимические факторы обеспечиваются путем включения материалов внеклеточного матрикса, полученных из тканей, которые включают мощные факторы роста. Механические свойства тканей представляют собой контролируемые комбинации сшивающих агентов на основе ПЭГ с различной молекулярной массой, геометрией (линейной или многоплечейной) и функциональными группами для получения экструдируемых биочернил и окончательных значений жесткости конструкции при сдвиге в широком диапазоне (от 100 Па до 20 кПа). Используя эти параметры, гидрогелевые биочернила использовали для биопечати первичных сфероидов печени в биочернилах, специфичных для печени, для создания in vitro конструкций печени с высокой жизнеспособностью клеток и измеряемым функциональным выходом альбумина и мочевины. Эта методология обеспечивает общую структуру, которая может быть адаптирована для будущей кастомизации гидрогелей для биопроизводства широкого спектра типов тканевых конструкций.

Introduction

В последние годы целый ряд технологий, стали доступны, что устраняет необходимость в альтернативных источниках функциональных органов и тканей, стремясь к производству, или biofabricate, их. Bioprinting стала одним из наиболее перспективных из этих технологий. Bioprinting можно рассматривать как форму роботизированного производства присадок биологических частей, которые могут быть использованы для создания или образец жизнеспособными органный или подобные ткани структуры в 3 -х измерениях. ¹ В большинстве случаев bioprinting использует 3-мерный (3 -D) печатающее устройство, которое направлено на компьютер для осаждения клеток и биоматериалов в точные позиц....

Protocol

1. гидрогеля Bioink рецептур и подготовка

1. Для того , чтобы обеспечить тканеспецифичную биохимические профили, подготовить тканеспецифическая ЕСМ переваривают решений , как было описано выше для печени. ²⁰
   Примечание: В общем случае, это ЕСМ дайджеста составит 40% от конечного объема гидрогеля bioink, который используется. Несколько сотен миллилитров раствора ЕСМ дайджеста может быть получен, аликвоты и замораживали при -80 ° С для последующего использования.
2. До гидрогеле препарата, растворить фотоинициатор, 2-гидрокси-4 '- (2-гидроксиэтокси) -2-метилпропиофенон, в воде в количестве 0,1% вес / об.
   Примечание: Объемы в ....

Results

Когда процедуры , описанные выше, выполнены правильно, гидрогели должны содержать биохимический профиль , специфичные для типа ткани - мишени, ²⁰ обеспечивают высокую степень контроля над bioprinting и окончательным модулем упругости, ³⁴ и поддерживать жизнеспособные функциональные клетки в тканевых конструктов.

Гидрогель Настройка
Для лучшего мимической родной печени, гидрогель bioi.......

Discussion

Есть несколько компонентов , которые имеют решающее значение для рассмотрения при попытке biofabricate 3-D конструкции ткани, для возможного использования в организме человека или для применения скрининга в пробирке. Используя соответствующие клеточные компоненты определяет потенциальную функциональность конечного, в то время как сам biofabrication устройство определяет общую методологию для достижения конечного конструкции. Третий компонент, биоматериал, столь же важно, поскольку это служит двойной роли. В час.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Гиалуроновая кислота	Sigma	53747
Желатин	Sigma	G6144
2-Гидрокси-4&прайм;-(2-гидроксиэтокси)-2-метилпропиофенон	Сигма	410896
Гиалуроновая кислота и желатин-гидрогель набор (HyStem-HP)	ESI-BIO	GS315	Kit содержит компоненты Гепрасил (тиолированная и гепаринизированная гиалуроновая кислота), Гелин-С (тиолированная желатин) и Extralink (PEGDA)
PEG 8-arm Alkine, 10  kDa	Creative PEGWorks	PSB-887
Первичные гепатоциты человека	Triangle Research Labs	HUCPM6
Первичные звездчатые клетки печени человека	ScienCell	5300
Первичные клетки Купфера человека	Life Technologies	HUKCCS
Базальная среда гепатоцитов (HBM)	Lonza	CC-3199
Гепатоцитарная среда Набор добавок	Lonza	CC-3198	HCM SingleQuot Kits (содержит аскорбиновую кислоту, 0,5  мл; Бычий сывороточный альбумин [без жирных кислот], 10  мл; гентамицина сульфат/амфотерицин В, 0,5  мл; гидрокортизон 21-гемисукцинат, 0,5  мл; инсулин, 0,5  мл; человеческий рекомбинантный эпидермальный фактор роста, 0,5  мл; передача, 0,5  ml)
Triton X-100	Sigma	T9284	Другие производители в порядке.
Гидроксид аммония	Fischer Scientific	A669	Другие производители в порядке.
Свежая ткань свиного трупа	н/д	н/д
Лиофилизатор	любой	н/д
Морозильная мельница	любой	н/д
	н	/д	Биопринтер, описанный здесь, был изготовлен на заказ собственными силами. В целом, другие устройства являются достаточными при условии, что они поддерживают управляемую компьютером экструзионную печать гидрогелевых материалов.
Подвесная планшет для культивирования капельных клеток	InSphero	CS-06-001	Платформа для культивирования InSphero GravityPlus 3D