Method Article

Генерация тканевых сфероидов с помощью напечатанного на 3D-принтере устройства, похожего на штамп

DOI:

10.3791/63814

⸱

October 6th, 2022

 ,  , 
1Nanotechnology Engineering Program, Alberto Luiz Coimbra Institute for Graduate Studies and Research in Engineering, COPPE, Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ), 23D Biofabrication Training and Innovation Center, BioEdtech

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Настоящий протокол описывает метод производства тканевых сфероидов в больших масштабах с минимальными затратами с использованием напечатанного на 3D-принтере устройства, похожего на штамп.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Достижения в области 3D-клеточных культур привели к разработке более физиологически значимых моделей in vitro , таких как тканевые сфероиды. Клетки, культивируемые как сфероиды, имеют более реалистичные биологические реакции, которые напоминают среду in vivo . Благодаря своим преимуществам, тканевые сфероиды представляют собой новую тенденцию к более совершенным, более надежным и более прогностическим моделям исследований с широким диапазоном биотехнологической применимости. Тем не менее, воспроизводимые платформы, которые могут обеспечить крупномасштабное производство тканевых сфероидов, стали неудовлетворенной потребностью в полном изучении и повышении их потенциала. В данной работе сообщается о крупномасштабном производстве гомогенных тканевых сфероидов с использованием недорогой и эффективной по времени методологии. Напечатанное на 3D-принтере устройство, похожее на штамп, разработано для получения до 4716 сфероидов на 6-луночный планшет. Устройство изготовлено методом стереолитографии с использованием фотоотверждаемой смолы. Конечное устройство состоит из цилиндрических микроконтактов высотой 1,3 мм и шириной 650 мкм. Такой подход позволяет быстро получать гомогенные сфероиды и совмещенные сфероиды с однородной формой и размером, а также жизнеспособностью клеток >95%. Кроме того, штампообразное устройство может быть настроено на различные размеры луночных тарелок и чашек Петри. Он легко стерилизуется и может использоваться повторно в течение длительного времени. Эффективное крупномасштабное производство гомогенных тканевых сфероидов имеет важное значение для использования их трансляции в различных областях промышленности, таких как тканевая инженерия, разработка лекарств, моделирование заболеваний и персонализированная медицина по требованию.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Тканевые сфероиды представляют собой 3D микроткани, образованные клеточной суспензией, которые подвергаются самосборке без внешних сил1. Эти сфероиды широко используются в протоколах биофабрикации из-за их сходства с ключевыми особенностями физиологической системы человека 2,3. Тканевые сфероиды обеспечивают более сходный метаболизм, динамику цитоскелета, жизнеспособность клеток, а также метаболическую и секреционную активность, чем традиционная монослойнаяклеточная культура. Благодаря своей способности к слиянию они также могут ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Для настоящего исследования была использована клеточная линия L929, мышиные фибробласты. Напечатанное на 3D-принтере биоустройство, похожее на штамп, было получено из коммерческого источника (см. Таблицу материалов). На протяжении всего протокола соблюдалась надлежащая практика культивирования клеток и стерильные техники. Изготовленное устройство стерилизовали путем протирания его 70% спиртом и воздействия ультрафиолетового излучения в течение 15 минут. Среды и растворы клеточных культур нагревали до 37 °С перед контактом с клетками или тканевыми сфероидами. Схематическое изображение протокола показано на

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Создание однородных микрорезекций с помощью напечатанного на 3D-принтере устройства, похожего на штамп
Напечатанное на 3D-принтере устройство, похожее на штамп, было успешно изготовлено методом стереолитографии12 с использованием фотоотверждаемой смолы (рисунок 2А). Окончательное устройство состояло из цилиндрических микроконтактов высотой 1,3 мм и шириной 650 мкм (рис. 2A). Его использование в качестве основной формы .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Настоящий протокол описывает простой, быстрый и недорогой способ крупномасштабного производства тканевых сфероидов. В качестве основной формы использовалось напечатанное на 3D-принтере устройство, похожее на штамп, которое генерировало до 4716 сфероидов на 6-луночную пластину. Было показано, что клетки, культивируемые как сфероиды, обладают более реалистичными биологическими реакциями, которые очень напоминаютсреду in vivo. Благодаря своим преимуществам, .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Напечатанные на 3D-принтере устройства, похожие на штампы, были предложены стартапом Bioedtech, в котором Янаина Дерновшек является соучредителем и директором по инновациям. Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа была поддержана Фондом поддержки научных исследований штата Рио-де-Жанейро (FAPERJ, Бразилия), Координационным советом по совершенствованию кадров высшего образования (CAPES, Бразилия) и Бразильским национальным советом по научному и технологическому развитию (CNPq, Бразилия). Мы благодарим Bioedtech за предоставление устройств, похожих на штампы, используемые в этом исследовании, и профессора Бартиру Бергманн из Иммунофармакологической лаборатории за использование их установок для культивирования клеток.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
6-луночный планшетMerckCLS3516
AgarosePromegaV3121
Biodevice Bioedtech
ThermoFisher 
ЦентрифугаThermoFisher 
Центрифужные пробирки Corning 50 млMerckCLS430829-500EA
Колбы для клеточных культур Corning площадь поверхности 75 см2MerckCLS430641
Draft Resin FormLabsFLDRBL01
Dulbecco′ s Модифицированный Eagle′ s СреднеглюкознаяMerckD6046
для плода крупного рогатого скота (FBS)ThermoFisher 
Форма 2Инкубатор FormLabs
ThermoFisher 
Клеточные линии L929стабилизированные в лаборатории 
Пенициллин и стрептомицин (ПС)ThermoFisher 
Фосфатно-солевой буфер (PBS)Merck806552
трипсин с ЭДТАMerckT3924
Шкаф биологической безопасности 5102970175004031 сыворотка 1600004451033782, 15140122

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Laschke, M., Menger, M. Life is 3D: Boosting spheroid function for tissue engineering. Trends in Biotechnology. 35 (2), 133-144 (2017).
  2. Mekhileri, N., et al. Automated 3D bioassembly of micro-tissues for biofabrication of hybrid tiss....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Tissue Spheroids3D Cell CultureLarge Scale Spheroid Production3D Printed DeviceStereolithography MethodAgarose MoldCell SeedingTissue EngineeringDrug DevelopmentDisease Modeling

Related Articles