Методическая статья

Платформа Lab-On-A-Chip для стимулирования остеоцитной механотрансдукции и анализа функциональных результатов ремоделирования костей

7K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/61076

⸱

21 мая 2020 г.

 ,  ,  , 
1Department of Biomedical Engineering, The University of Akron

В этой статье

Краткое содержание

Здесь мы представляем протоколы для анализа костной ремоделирования в лаборатории на чипе платформы. 3D печатных механических погрузочных устройств может быть в паре с платформой, чтобы вызвать остеоцит механотрансдукции путем деформации клеточной матрицы. Платформа также может быть использована для количественной оценки костной ремоделирования функциональных исходов остеокластов и остеобластов (резорбция/образование).

Аннотация

Реконструкция костей является жестко регулируемым процессом, который необходим для роста и ремонта скелета, а также адаптации к изменениям в механической среде. В ходе этого процесса механочувствительные остеоциты регулируют противоположные реакции между катаболическими остеокластами и анаболическими остеобластами. Чтобы лучше понять очень сложные сигнальные пути, которые регулируют этот процесс, наша лаборатория разработала фундаментальную платформу лаборатории на чипе (LOC) для анализа функциональных результатов (формирование и резорбция) ремоделирования костей в рамках мелкомасштабной системы. Поскольку ремоделирование костей является длительным процессом, который происходит на порядок от нескольких недель до нескольких месяцев, мы разработали долгосрочные протоколы культивирования клеток в системе. Остеобласты и остеокласты выращивались на субстратах функциональной активности в пределах LOC и поддерживались до семи недель. После этого, чипы были разобраны, чтобы обеспечить количественную оценку формирования костей и резорбции. Кроме того, мы разработали 3D-печатное механическое устройство погрузки, которое сочетается с платформой LOC и может быть использовано для индуцирования остеоцитов механотрансдукции путем деформации клеточной матрицы. Мы оптимизировали протоколы культивирования клеток для остеоцитов, остеобластов и остеокластов на платформе LOC и рассмотрели проблемы стерильности и цитотоксичности. Здесь мы представляем протоколы для изготовления и стерилизации LOC, посева ячеек на функциональных субстратов, вызывая механическую нагрузку, и разборки LOC для количественной оценки конечных результатов. Мы считаем, что эти методы закладывают основу для разработки истинного органа-на-чип для костной ремоделирования.

Введение

Кость является высокодинамической тканью, которая требует сложной координации между тремя основными типами клеток: остеоцитами, остеобластами и остеокластастами. Многоклеточные взаимодействия между этими клетками отвечают за потерю костной массы, которая происходит во время паралича и долгосрочной неподвижности, а также за формирование костей, которое происходит в ответ на рост и физические упражнения. Остеоциты, наиболее распространенный тип костных клеток, очень чувствительны к механическим раздражителям, применяемым к кости. Механическая стимуляция изменяет метаболическую активность остеоцитов и приводит к увеличению ключевых сигнальных молекул1,,2. Благодаря этому процессу, известному как механотрансдукция, остеоциты могут непосредственно координировать деятельность остеобластов (костяных образующих клеток) и остеокластов (клетки костного resorbing). Поддержание костного гомеостаза требует жесткой регуляции между формированием костей и скоростью резорбции костей; однако, сбои в этом процессе могут привести к заболеваниям, таким как остеопороз или остеопетроз.

Сложность взаимодействия между этими тремя типами клеток хорошо поддается исследованию с использованием микрофлюидных и лабораторных технологий (LOC). С этой целью наша лаборатория недавно установила доказательство концепции платформы LOC для анализа резорбции костей и формирования (функциональные результаты) в процессе ремоделирования костей. Платформа может быть использована для изучения клеточных взаимодействий, измененных сред погрузки и скрининга наркотиков. В последние годы были разработаны различные микрофлюидные устройства для исследования молекулярных сигнальных путей, которые регулируют ремоделирование костей; однако, многие из этих систем количественно ремоделирования через косвенные маркеры, которые свидетельствуют о функциональной деятельности3,4,,5,,6,7. Преимущество нашей системы в том, что она может быть использована для прямой количественной оценки функциональных результатов. Реконструкция костей является долгосрочным процессом. Таким образом, прямая количественная оценка резорбции и образования костей требует культивирования системы, которая может поддерживаться в течение как минимум нескольких недель домесяцев8,9,,10,11. Таким образом, при разработке платформы LOC, мы установили долгосрочные протоколы культивирования, необходимые для формирования и резорбции и поддерживали клетки в системе до семи недель11. Кроме того, мы включили соответствующие культивирование субстратов для обоих типов клеток в платформу; остеокласты культивировались непосредственно на кости, а остеобласты, которые, как известно, являются пластиковыми приверженцами, культивировались на полистироловых дисках. Далее мы рассмотрели вопросы, касающиеся бесплодия, долгосрочной цитотоксичности и разборки чипов для ремоделирования анализа11,12.

Платформа LOC также может быть использована для индуцирования остеоцитов механотрансдукции через матричную деформацию. 3D печатных механических погрузочных устройств был разработан в паре с LOC и применить статические из плоскости distention растянуть клетки13. Для учета этой механической нагрузки была увеличена глубина скважины в пределах ЛОК. Это небольшое, простое механическое устройство погрузки может быть легко произведено лабораториями с ограниченным инженерным опытом, и мы ранее делились чертежами 3D печатных компонентов13. В текущей работе мы демонстрируем некоторые из новых методов, необходимых для успешного использования LOC. В частности, мы демонстрируем изготовление чипов, посев клеток на функциональных субстратах, механическую загрузку и разборку чипов для ремоделирования количественной оценки. Мы считаем, что объяснение этих методов выгоду от визуального формата.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Подготовка маски чипа

ПРИМЕЧАНИЕ: Шаги 1.1 - 1.3 только должны быть выполнены один раз после первоначального получения маски чипа. Они гарантируют, что маска не кланяется во время использования. Конструкция микрофлюидных масок ранее былаописана 11,,14. Маски были разработаны в доме и коммерчески изготовлены с использованием стереолитографии высокого разрешения(рисунок 1A).

  1. Обложка верхней поверхности маски с пластиковой пленкой, чтобы защитить эту поверхность от клея. Закрепите маску чипа на акриловом листе одинакового размера с помощью спрея. Зажим части вместе на ночь, чтобы клей полностью вылечить. После того, как клей высохнет, снимите пластиковую пленку с верхней части маски.
  2. Прикрепите нижнюю часть акрилового листа к 3D печатной выравнивающей коробке(Дополнительная цифра 1, Дополнительные файлы 1-4) с помощью двусторонней ленты. Нажмите твердо, чтобы обеспечить тесную связь.
  3. Печать любых небольших отверстий возле съемной стенки выравнивания окна с водонепроницаемым герметиком. Разрешить герметик вылечить в течение 24 ч.
  4. Очистите поверхность маски с помощью 70% этанола (EtOH). Поместите выравнивающую коробку с нужной маской чипа в духовку. Используйте цифровой протрактор, чтобы обеспечить уровень верхней части маски. При необходимости отрегулируйте выравнивающие винты.

2. Изготовление PDMS

ПРИМЕЧАНИЕ: Для проведения исследований функциональной активности (формирования и резорбции) используется мелководной (1 мм) конструкция чипа, а для механических погрузочных исследований используется глубоко внушивная (10 мм) конструкция чипа. Дно глубокой скважины формируется путем крепления отдельной тонкой мембраны PDMS(рисунок 1B).

  1. Слой lid (слой 1)
    1. Смешайте 63 г преполимера PDMS и 6,3 г лечащий агент (коэффициент 10:1) в пластиковой чашке. Тщательно перемешайте с одноразовым клеточным шпателем и дегазом в вакуумном ошикаторе в течение 30 минут.
    2. Медленно налейте смесь в подготовленную выравнивающую коробку. Пусть PDMS сидеть в течение 30 минут, а затем выпекать при температуре 45 градусов по Цельсию в течение 18 ч.
    3. Онажай края PDMS с конической лабораторной шпателем и удалите полимерный лист из выравнивающей коробки.
    4. Вырезать отдельные крышки до размера (70 мм х 34 мм) с помощью скальпеля и 3D печатных шаблонов.
    5. Пробить отверстия доступа через каждую крышку с биопсии удар (1 мм в диаметре).
    6. Поверхность очистить крышки с упаковочной лентой.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Если крышки не используются немедленно, оберните каждый в упаковочную ленту и хранить при комнатной температуре (RT).
  2. Ну и слой микроканала (слой 2)
    1. Смешайте преполимер PDMS и лечащий агент (коэффициент 10:1) в пластиковом стаканчике. Мелкой хорошо дизайн требует 43 г преполимера и 4,3 г лечебного агента, и глубокой конструкции скважины требует 227 г преполимера и 22,7 г лечебного агента. Смешайте полимер энергично и дегазы в течение 30 минут.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Это предполагает размер маски 152,4 мм х 152,4 мм.
    2. Медленно залить смесью над соответствующей предварительно выровненные маски. Пусть PDMS сидеть в течение 30 минут, а затем выпекать при температуре 45 градусов по Цельсию в течение 18 ч.
    3. Онащайте края PDMS конической лабораторной шпателем и тщательно снимите полимер от маски. Используйте скальпель и 3D печатный шаблон, чтобы вырезать отдельные фишки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для погрузки исследования важно, чтобы размеры чипа (70 х 34 мм) являются точными и что скважина находится в центре чипа.
    4. Поверхность очистить PDMS с упаковочной лентой.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Если чипы не используются немедленно, оберните каждый чип в упаковочную ленту и храните на RT.
  3. Тонкая мембрана PDMS (слой 3)
    ПРИМЕЧАНИЕ: Этот слой используется только для глубокого хорошего дизайна.
    1. Добавьте 12,7 г преполимера PDMS и 1,3 г лечащий агент (коэффициент 10:1) в пластиковый стаканчик. Смешайте энергично и дега в течение 30 минут.
    2. Медленно залить полимером в подготовленную коробку выравнивания и тщательно соскребать пластиковый стаканчик, чтобы удалить как можно больше PDMS, насколько это возможно.
    3. Используйте клеточный шпатель для распространения PDMS по всей поверхности.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Если полимер не распространяется вручную, поверхностного натяжения будет достаточно, чтобы предотвратить полимер от формирования единого листа.
    4. Пусть PDMS сидеть в течение 30 минут, а затем выпекать при температуре 45 градусов по Цельсию в течение 18 ч.
    5. Онажайте края PDMS с помощью конической шпателя и аккуратно снимите лист PDMS с выравнивающей коробки. Вырезать отдельные мембраны, которые соответствуют размеры слоя 2.
    6. Измерьте толщину мембраны в центре мембраны с помощью калиперов. Откажитесь от любых мембран, которые находятся за пределами желаемой толщины (0,5 мм и 0,1 мм).
    7. Тщательно очистить мембраны с упаковочной лентой и поместить на кусок парафина пленки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Если мембраны не используются немедленно, накройте верхнюю часть мембраны упаковочной лентой и храните на RT.

3. Функциональная деятельность субстратов

ПРИМЕЧАНИЕ: Полистирол диски и костные пластины должны быть прикреплены к нижней части скважин, которые будут использоваться для остеобластных и остеокластских культур, соответственно.

  1. Полистирол диски(Рисунок 1C)
    1. Поместите липкую ленту на задней стороне ткани культуры обработаны полистирола coverslip. Вырежьте круглые диски из крышки с помощью заточенного пробкового бора (диаметром 5,4 мм). Погрузите диски в 70% EtOH и оставьте на ночь.
    2. Аккуратно скраб верхней поверхности диска с хлопком наконечником аппликатор пропитанной в 70% EtOH. Убедитесь, что внешний край диска тщательно очищен.
    3. Используя две пары щипцы, держите диск и удалите липкую ленту поддержки. Поместите диск обработанной стороны вниз и очистить заднюю сторону с хлопка наконечником аппликатора.
    4. Опустите деревянный конец хлопка наконечником аппликатора в дегазтированную смесь неизлечимых PDMS и поместите небольшое количество полимера на дно желаемого колодца.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Оставшиеся неизлечимые PDMS могут храниться при -20 градусах Цельсия.
    5. Поместите полистирол диск, обработанные вверх, в колодец и осторожно нажмите на диск с ватным тампоном. Убедитесь, что неизлечимый PDMS не соприкасается с обработанной стороной диска.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Если PDMS соприкасается с обработанной поверхностью диска, удалите диск из скважины и повторите шаги 3.1.4 и 3.1.5 с новым диском.
    6. Пусть чип сидеть на ровной поверхности в течение 30 минут, а затем выпекать при 65 градусах по Цельсию в течение 4 ч.
  2. Костные
    1. Используйте щипцы, чтобы поместить костную пластину (6 мм в диаметре, толщина 0,4 мм) на дно 100-мм тарелки. Держите устойчивый с щипками и осторожно etch 'X' на задней части пластины скальпелем.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В процессе визуализации,'X' используется для различения задней части пластины и поверхности, на которой были посеяны клетки.
    2. Используйте деревянный конец хлопка наконечником аппликатора, чтобы добавить небольшое количество неизлечимых PDMS на дно желаемого хорошо. Поместите костную пластину, отмеченную стороной вниз, в колодец и используйте хлопок наконечником аппликатор аппликатор нажать пластины вниз.
    3. Пусть чип сидеть на ровной поверхности в течение 30 минут, а затем выпекать при 65 градусах по Цельсию в течение 4 ч.

4. Сборка и стерилизация чипов

  1. Активируйте поверхности слоя 1 и слоя 2 с плазменным очистителем на 30 с с с помощью средней радиочастотной (РЧ) мощности (эквивалентно примерно 10,2 Вт).
  2. Выровняйте отверстия доступа в слое 1 с микроканалами в слое 2 и твердо нажмите два слоя вместе.
  3. Для глубокой конструкции, повторите шаг 4.1 с слоем 2 и слоем 3. Во время плазменной обработки используйте двусторонню ленту, чтобы прикрепить парафина пленки слоя 3 к плоской поверхности.
  4. Используйте скальпель, чтобы обрезать избыток материала из мембраны PDMS. Тщательно снимите лист парафина пленки со дна чипа
  5. Выпекать чип при температуре 65 градусов по Цельсию в течение 10 минут, чтобы увеличить прочность связи между слоями PDMS.
  6. Вставьте угловые советы дозирования (18 Gauge, 0.5 in, 90 ") в отверстия доступа в крышке. Закрепите распределительный совет к крышке с двумя частью эпоксидной смолы. Используйте наконечник micropipette для нанесения эпоксидной смолы вокруг каждого дозирования наконечника.
  7. После того, как эпоксидная кислота полностью вылечилась, поверхность очистите чип 70% EtOH и поместите в шкаф биобезопасности. Выполните все последующие шаги в шкафу биобезопасности.
  8. Подключите 5 мл шприца к распределительным наконечникам со стерильными силиконовыми трубками (1/32' ID, 10 см в длину) и заполните весь чип 70% EtOH не менее 30 с. Для мелкой конструкции, управлять всеми жидкостями со шприцем насос установлен на скорость потока 4 мл / ч. Для глубокой конструкции, управлять всеми жидкостями, медленно распределяя шприц вручную.
  9. Удалите EtOH из чипа и стерилизовать чип с ультрафиолетовым светом на ночь.
  10. Вымойте чип 3 раза с dH2O. Заполните чип с dH2O, удалить трубки из дозирования советы и инкубировать, по крайней мере 48 ч при 37 градусов по Цельсию.

5. Сборка механического погрузочного устройства

ПРИМЕЧАНИЕ: Процессы проектирования и изготовления для 3D-печатного механического погрузочного устройства(рисунок 2A-C) были ранее описаны, и все файлы дизайна для печатных компонентов были ранее предоставлены13.

  1. Автоклав все компоненты погрузочного устройства на 30 мин при 121 градусов по Цельсию.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы избежать деформации печатных компонентов, оберните каждый кусок индивидуально в фольгу и место на твердой плоской поверхности во время процесса autoclaving. Металлическое оборудование можно завернуть вместе. Выполните все последующие шаги в шкафу биобезопасности.
  2. Поместите источник сжатия вокруг вала пластины и вставьте пластину в центральное отверстие на дне основания(рисунок 2D).
  3. Прикрепите блок циферблата к нижней части основания, используя четыре самонажающихся винта.
  4. Поместите второй источник сжатия вокруг центрального винта. Вставьте винт в шестиугольной форме отверстие в нижней части циферблата и винт сборки в резьбовой отверстие в центре блока циферблата.
  5. Винт четыре мужчины и женщины противостояние в нижней части базы.
  6. Удалите слабину с устройства, повернув циферблат против часовой стрелки до тех пор, пока верхняя часть пластины не будет ниже верхней части основания. Затем медленно поверните циферблат по часовой стрелке, пока верхняя часть пластины не будет равен верхней части основания.

6. Эксперименты

ПРИМЕЧАНИЕ: Протоколы для экспериментов функциональной деятельности ранее были предоставлены11,12.

  1. Погрузочные исследования(рисунок 3)
    1. Следуя шагу 4.9, используйте 5 мл шприца для удаления dH2O из глубокого колодца чипа. Пальто нижней части скважины с 200 мг/мл типа I коллагена (CTI) в 0,02 М уксусной кислоты в течение 1 ч.
    2. Промыть чип три раза с фосфат-буфером сольников Dulbecco с кальцием и магнием (DPBS).
    3. Поместите чип в держатель чипа и семена с остеоцитами MLO-Y4 при плотности 2 х 104 клетки/мл в минимальной существенной альфа-среде (МЭМЗ) дополнены 5% сыворотки икры, 5% сыворотки крупного рогатого скота плода и 1% пенициллина/стрептомицина.
    4. Снимите трубку с наконечников дозирования и поместите чип в глубоко внушаемую культурную тарелку (150 мм х 25 мм). Инкубировать клетки при 37 градусах Цельсия и 5% CO2 на 72 ч.
    5. Прикрепите стерильные трубки к распределительным наконечникам и используйте шприц 5 мЛ для удаления отработанного средства культуры из чипа. Медленно распределяйте в свежей среде культуры для пополнения чипа.
    6. Поместите держатель чипа в прямоугольную вставку в верхней части базы погрузочного устройства. Кормите трубки через слоты, расположенные на крышке погрузочного устройства, и закрепите крышку к основанию четырьмя винтами и гайками.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы убедиться, что крышка остается на уровне, сначала закрепите два винта, которые расположены по диагонали друг от друга, прежде чем закрепить оставшиеся два винта.
    7. Нанесите нагрузку на клетки, повернув циферблат по часовой стрелке до тех пор, пока не будет достигнуто желаемое смещение пластины.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Устройство спроектировано таким образом, что одно вращение циферблата приравнивается к смещению пластины 1 мм. Поле деформации, генерируемое в верхней части мембраны PDMS, ранее моделировалось как функция смещения пластинса с использованием анализа конечного элемента (FEA)13.
    8. Поместите погрузочное устройство в пустую коробку наконечника микропайпета P1000. Инкубировать клетки с прикладной нагрузкой в течение 15 мин.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В качестве примера можно служит используемый здесь период загрузки. Можно использовать альтернативные сроки загрузки.
    9. После инкубации удалите нагрузку из клеток, повернув циферблат против часовой стрелки до тех пор, пока пластина не вернется в исходное исходное положение. Снимите крышку с устройства и поместите держатель чипа в глубоко вполне культурную пластину. Инкубировать клетки в течение 90-минутного периода восстановления послегрузо-загрузки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Опять же, период восстановления, используемый здесь, служит примером. Можно использовать альтернативные времена восстановления. Для долгосрочных исследований, кормклетки каждые 72 ч.
    10. Используйте 5 мл шприца для удаления кондиционированной среды из чипа.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Эта среда может быть сохранена и сохранена при -80 градусов по Цельсию.
    11. Удалите чип с держателя чипа и используйте конические шпатель, чтобы разорвать связь между крышкой PDMS и хорошо слоя.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Сотовые анализы теперь могут быть выполнены после любого протокола, установленного для пластины клеточной культуры.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Конфигурация мелкой скважины может быть использована для анализа функциональной активности остеобластов и остеокластов. Формирование костей через остеобласты и резорбцию через остеокласты требует культивирования раз на порядок от нескольких недель до месяцев. Формирование костей из MC3T3-E1 предостережестых остеобластов было количественно с использованием ализарин красный и фон Косса пятна11,15. На 49-й день средняя площадь поверх...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

В этой статье описаны основы для изготовления кости ремоделирования LOC платформы для культивирования остеоцитов, остеокластов и остеобластов. Изменяя глубину и размер скважины в чипе, были разработаны несколько конфигураций для стимулирования остеоцитов с механической нагрузкой и количественной функциональной оценки функциональных результатов ремоделирования костей(рисунок 1B).

Во время сборки чипов оптимизация протокола окисления плазмы была кри...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальным научным фондом при Гранте Nos. (CBET 1060990 и EBMS 1700299). Кроме того, этот материал основан на работе, поддерживаемой Программой стипендий Национального научного фонда по стипендии в рамках Гранта No (2018250692). Любые мнения, выводы, выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, являются мнениями авторов и не обязательно отражают точку зрения Национального научного фонда.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Акриловый листOptixтолщиной3,175 мм
Угловые дозирующие наконечникиJensen GlobalJG18-0,5X-90Перед использованием снимите пластиковый соединитель
Пуансон для биопсииRobbins InstrumentsRBP-10Диаметр 1 мм
Костные пластиныBoneslices.comтолщиной 0,4 ммБычья кортикальная кость
Бычья телячья сывороткаHyclone
ШтангенциркульGlobal IndustrialT9F534164
Cell ШпательTPP99010
Чип-маскаProtoLabsИндивидуальный дизайнМатериал для печати: Accura SL 5530
Пробковый сверлоFisher Scientific07-865-10B
Аппликатор с хлопковым наконечникомPuritan806-WCL
Culture чашка (100 мм)Corning430591Стерильная, обработанная без культуры тканей
Чашка для культуры (150 мм)Corning430597Стерильная, обработанная без культуры тканей
Двусторонняя лента3M CompanyScotch 237
Фетальная бычья сывороткаГиклонSH30910
щипцамиFisher Scientific22-327379
Выравнивающая коробкаИзготовлено на заказ--3D-печатная
малярная лента3M CompanyScoth 2600
MC3T3-E1 преостеобластыATCCCRL-2593Subclone 4
Механическое загрузочное устройствоизготовлено на заказ--3D-печать
Минимально необходимый альфа-среднийGibco12571-063
MLO-Y4 остеоциты----Подарок от доктора Линды Боневальд
Упаковочная лентаDuck Brand---Стандартная упаковочная лента
Парафиновая пленкаBemis ParafilmPM999
Пенициллин/стрептомицинInvitrogenp4333
Плазменный очистительHarrick PlasmaPDC-001Вспененный плазменный очиститель
Полидиметилсилоксан наборDow CorningSylgard 184
Полистирольные покровные стеклаNunc Thermanox174942Стерильные, обработанные культурой тканей
OvenQuincy Lab12-180
RAW264.7 преостеокластыATCCTIB-71
СкальпельBD Медицинская372611
Силиконовая трубкаSaint-Gobain TygonABW00001ID: 1/32" (0,79 мм), Наружный диаметр: 3/32" (2,38 мм)
Программное обеспечение SolidWorksDassault Systè mes--Используется для создания 3D-печатных моделей и выполнения
аэрозольного клеяLoctite2323879Многоцелевой клей
Шприц (5 мл)BD Medical309646Стерильный
шприцевой насосHarvard Apparatus70-2213Насос 11 Pico Plus
Конический лабораторный шпательFisher Scientific21-401-10
Двухкомпонентный expoxyLoctite13953915 минут быстрого схватывания
Тип I коллагенCorning354236Коллаген крысиного хвоста
Вакуумный эксикаторBel-ArtF42010-0000
Водонепроницаемый герметикGorilla8090001100% силиконовый герметик
SH30072 FEA

Ссылки

  1. Hemmatian, H., Bakker, A. D., Klein-Nulend, J., van Lenthe, G. H. Aging, Osteocytes, and Mechanotransduction. Current Osteoporosis Reports. 15 (5), 401-411 (2017).
  2. Bonewald, L. F. The amazing osteocyte. Journal of Bone and Mineral Research. 26 (2), 229-238 (2011).
  3. Middleton, K., Al-Dujaili, S., Mei, X., Gunther, A., You, L. Microfluidic co-culture platform for investigating osteocyte-osteoclast signalling during fluid shear stress mechanostimulation. Journal of Biomechanics. 59, 35-42 (2017).
  4. Kou, S., et al. A multishear microfluidic device for quantitative analysis of calcium dynamics in osteoblasts. Biochemical and Biophysical Research Communications. 408 (2), 350-355 (2011).
  5. Ma, H. P., et al. A microfluidic chip-based co-culture of fibroblast-like synoviocytes with osteoblasts and osteoclasts to test bone erosion and drug evaluation. Royal Society Open Science. 5 (9), 180528(2018).
  6. Jang, K., et al. Development of an osteoblast-based 3D continuous-perfusion microfluidic system for drug screening. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 390 (3), 825-832 (2008).
  7. Yu, W., et al. A microfluidic-based multi-shear device for investigating the effects of low fluid-induced stresses on osteoblasts. PLOS ONE. 9 (2), e89966(2014).
  8. Hwang, P. W., Horton, J. A. Variable osteogenic performance of MC3T3-E1 subclones impacts their utility as models of osteoblast biology. Scientific Reports. 9 (1), 8299(2019).
  9. Beier, E. E., Holz, J. D., Sheu, T. J., Puzas, J. E. Elevated lifetime lead exposure impedes osteoclast activity and produces an increase in bone mass in adolescent mice. Toxicological Sciences. 149 (2), 277-288 (2016).
  10. Chaudhary, L. R., Hofmeister, A. M., Hruska, K. A. Differential growth factor control of bone formation through osteoprogenitor differentiation. Bone. 34 (3), 402-411 (2004).
  11. George, E. L., Truesdell, S. L., York, S. L., Saunders, M. M. Lab-on-a-chip platforms for quantification of multicellular interactions in bone remodeling. Experimental Cell Research. 365 (1), 106-118 (2018).
  12. Truesdell, S. L., George, E. L., Saunders, M. M. Cellular considerations for optimizing bone cell culture and remodeling in a lab-on-a-chip platform. Biotechniques. , In review (2019).
  13. Truesdell, S. L., George, E. L., Seno, C. E., Saunders, M. M. 3D printed loading device for inducing cellular mechanotransduction via matrix deformation. Experimental Mechanics. 59 (8), 1223-1232 (2019).
  14. George, E. L., Truesdell, S. L., Magyar, A. L., Saunders, M. M. The effects of mechanically loaded osteocytes and inflammation on bone remodeling in a bisphosphonate-induced environment. Bone. 127, 460-473 (2019).
  15. George, E. L. Quantifying the roles of stimulated osteocytes and inflammation in bone remodeling Doctor of Philosophy. , University of Akron. (2019).
  16. York, S. L., Sethu, P., Saunders, M. M. In vitro osteocytic microdamage and viability quantification using a microloading platform. Medical Engineering & Physics. 38 (10), 1115-1122 (2016).
  17. Hui, A. Y., Wang, G., Lin, B., Chan, W. T. Microwave plasma treatment of polymer surface for irreversible sealing of microfluidic devices. Lab Chip. 5 (10), 1173-1177 (2005).
  18. Millare, B., et al. Dependence of the quality of adhesion between poly(dimethylsiloxane) and glass surfaces on the conditions of treatment with oxygen plasma. Langmuir. 24 (22), 13218-13224 (2008).
  19. Lee, J. N., Park, C., Whitesides, G. M. Solvent compatibility of poly(dimethylsiloxane)-based microfluidic devices. Analytical Chemistry. 75 (23), 6544-6554 (2003).
  20. Regehr, K. J., et al. Biological implications of polydimethylsiloxane-based microfluidic cell culture. Lab Chip. 9 (15), 2132-2139 (2009).
  21. Wang, Y., Burghardt, T. P. Uncured PDMS inhibits myosin in vitro motility in a microfluidic flow cell. Analytical Biochemistry. 563, 56-60 (2018).
  22. Millet, L. J., Stewart, M. E., Sweedler, J. V., Nuzzo, R. G., Gillette, M. U. Microfluidic devices for culturing primary mammalian neurons at low densities. Lab Chip. 7 (8), 987-994 (2007).
  23. Kilic, O., et al. Brain-on-a-chip model enables analysis of human neuronal differentiation and chemotaxis. Lab Chip. 16 (21), 4152-4162 (2016).
  24. Van Scoy, G. K., et al. A cellular automata model of bone formation. Mathematical Biosciences. 286, 58-64 (2017).
  25. Truesdell, S. L., Saunders, M. M. Bone remodeling platforms: Understanding the need for multicellular lab-on-a-chip systems and predictive agent-based models. Mathematical Biosciences and Engineering. 17 (2), 1233-1252 (2020).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи