Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

خلق عابر المسامات غشاء الخلية باستخدام طابعة نافثة للحبر القياسية

Published: March 16, 2012 doi: 10.3791/3681
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1
1Department of Bioengineering, Clemson University

Summary

وصفا للأساليب المستخدمة لتحويل منضدية HP 500 الطابعة إلى bioprinter. الطابعة غير قادرة على معالجة الخلايا الحية، والذي يسبب مسام عابرة في غشاء. ويمكن استخدام هذه المسام لدمج الجزيئات الصغيرة، بما في ذلك فلوري G-الأكتين، إلى خلايا المطبوعة.

Abstract

Bioprinting لديها مجموعة واسعة من التطبيقات وأهميتها، بما في ذلك هندسة الأنسجة، ومباشرة تطبيق علاجات الخلية، وmicrofabrication جهاز الاستشعار البيولوجي. 1-10 في الآونة الأخيرة، كما تم الحرارية الطباعة النافثة للحبر تستخدم لترنسفكأيشن الجينات. 8،9 والطباعة النافثة للحبر الحرارية عملية تبين لل تعطيل مؤقتا في أغشية الخلايا دون التأثير على بقاء الخلية. ويمكن استخدام مسام عابرة في غشاء لتقديم الجزيئات، والتي من شأنها أن يكون الأمر خلاف ذلك كبيرة جدا لتمر عبر الغشاء، في سيتوبلازم الخلية. 8،9،11

التطبيق يتم شرحها هنا هو استخدام الطباعة النافثة للحبر الحرارية لدمج مونومرات G-الأكتين fluorescently المسمى في الخلايا. وميزة استخدام الحرارية نافثة للحبر الطباعة لحقن الجزيئات في الخلايا هو أن التقنية هي حميدة نسبيا للخلايا. وقد تبين 8، بقاء الخلية 12 بعد الطباعة لتكون مماثلة لجيش التحرير الشعبى الصينى الخلية القياسيةطرق تينغ 1،8. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن الطباعة النافثة للحبر معالجة الآلاف من الخلايا في غضون دقائق، وهو أسرع بكثير من microinjection دليل. وقد ثبت أن المسام التي أنشأتها الطباعة ليغلق في غضون ساعتين تقريبا. ومع ذلك، هناك حد لحجم المسام خلق (~ 10 نانومتر) مع هذا الأسلوب والطباعة، الأمر الذي يحد من تقنية لحقن الخلايا مع البروتينات الصغيرة و / أو جزيئات. 8،9،11

تم تعديل معيار HP DESKJET 500 الطابعة للسماح للطباعة الخلية. 3، 5، 8 غطاء الطابعة تم إزالة وآلية تغذية الورق وتجاوز استخدام رافعة ميكانيكية. تم إنشاء المرحلة للسماح لوضع الشرائح المجهر وcoverslips مباشرة تحت رأس الطباعة. فتحت خراطيش الحبر، وتمت إزالة الحبر وتم تنظيفها قبل استخدامها مع الخلايا. تم إنشاء نمط الطباعة باستخدام معيار برامج الرسم، والتي تسيطر وقتها على الطابعة من خلال أمر الطباعة بسيط. 3T3 الليفيوقد نمت الانفجارات إلى نقطة التقاء، trypsinized، ومعلق ثم في الفوسفات مخزنة المالحة مع ذوبان مونومرات G-الأكتين fluorescently المسمى. وكان pipetted تعليق خلية في خرطوشة الحبر وطبعت خطوط من الخلايا على زلات غطاء زجاجي المجهر. تم تصوير الخلايا الحية باستخدام المجهر مضان وعثر الأكتين في جميع أنحاء السيتوبلازم. إدماج الأكتين فلوري في الخلية يسمح للتصوير من لوقت قصير ديناميات هيكل الخلية وغير مفيدة لطائفة واسعة من التطبيقات. 13-15

Protocol

1. تحويل منضدية HP 500

تجدر الإشارة إلى أن هذه التقنية يجب أن تعمل مع العديد من الطابعات النافثة للحبر تجاريا. ومع ذلك، أقدم الطابعات تميل إلى العمل بشكل أفضل لأنها تستخدم خراطيش الحبر مع فتحات أكبر قطر، والتي لا تسد بسهولة. وبالإضافة إلى ذلك، أقدم الطابعات تميل إلى استخدام أجهزة الاستشعار الميكانيكية تغذية الورق التي هي أسهل لتجاوز. ويمكن للخداع الطابعات مع أجهزة الاستشعار البصرية ولكن باستخدام شريط صغير من الورق على حافة أبعد من الطابعة أثناء كل دورة، ولكن قليلا أكثر صعوبة من النظام الميكانيكي الى "خدعة". الطابعات حاليا المتاحة تجاريا التي تعمل لديها أفضل دقة منخفضة (DPI).

الطابعات دقة أعلى تميل إلى أن تسد أكثر سهولة. قرار لطابعات HP Deskjet 500 هو 300 DPI. وهناك العديد من الطابعات المتوفرة تجاريا (طابعة HP Deskjet سلسلة وغيرها) التي لديها قرار 600 نقطة في البوصة. ويمكن استخدام هذا النوع من الطابعة مع زيادة صغيرة فقط في فوهةانسداد القضايا التي يمكن تخفيفها باستخدام تنظيف دقيق (القسم 3).

  1. إزالة حالة أعلى من البلاستيك من الطابعة عن طريق فتح عدة لقطات من البلاستيك من قاعدة السفلي من الطابعة ورفع ببطء من أعلى.
  2. فك لوحة ضوء زر / العرض من أعلى الطابعة، وتركت الأمر متصلا لوحة الذاكرة للطابعة.
  3. تنظيف داخل الطابعة، وخاصة في المناطق التي تقع خرطوشة الحبر والطباعة حيث يحدث.
  4. تحديد اماكن الكابلات توريد الطاقة إلى آليات تغذية الورق وفصل بينها وبين اللوحة الأم.
    1. في طابعات HP Deskjet 500، تم العثور على هذه أسفل درج الورق نحو اليسار من الجبهة.
  5. العثور على ورقة آلية الكشف. تجاوز آلية الالصاق سلسلة أو حلقة السلك لتكون بمثابة مقبض السحب اليدوي.
    1. في طابعات HP Deskjet 500، آلية الكشف عن الوثيقة هو وسيلة للضغط رمادي البلاستيك وجدت أعلاه وراء آلية تغذية الطباعة / ورقة.
  6. إنشاء المرحلة أمام ورقة آلية تغذية (حيث يتم تغذية الورق من وأودعت) من أجل جلب الشرائح الطباعة المرجوة إلى مستوى أقل بقليل من رأس الطباعة خرطوشة.
    1. لتجاربنا، فقد تم استخدام حامل الشحن رغوة لمدة 15 أنابيب الطرد المركزي مل مع شرائح المجهر عدة مسجلة في مكان في منطقة الطباعة لتحقيق المستوى النهائي من الشرائح إلى الارتفاع المطلوب.
  7. للحفاظ على تقنية معقمة، يمكن وضع الطابعة داخل مجلس الوزراء على مستوى بيولوجية أو غطاء الطاولة تدفق الصفحي.
  8. من المهم الإشارة إلى أن تعديل متاحة تجاريا نافثة للحبر الطابعة سيتم إفراغ عادة ضمان الشركة المصنعة للطابعة.

2. تحويل خراطيش الحبر HP سهم (HP 26 خرطوشة الحبر الأسود)

  1. إزالة خرطوشة من التعبئة والتغليف، وترك الشريط الواقية التي تغطي اتصالات الطابعة ورأس الطباعة في الوقت الحاضر.
  2. تحقيق الاستقرار في الجسممن خرطوشة (الجزء الأسود) إما مع المشبك أو بالعكس (ببساطة تجتاح بحزم خرطوشة من جهة عمل عادة أيضا)، وترك واضح الخضراء أعلى من أي عقبة.
  3. باستخدام كماشة أو وجع قابل للتعديل، فهم رأس الأخضر من خرطوشة وتطور ذهابا وإيابا عدة مرات حتى يكسر مجانا.
    1. هذا لا ينبغي أن تأخذ الكثير من القوة، ولكن لم يعد هناك حاجة للقمة، لذلك فلا بأس إذا كان وقوع عندما إزالته.
  4. استخدام المفكات، نقب قبالة قطعة من البلاستيك واضحة يتعرض الآن.
    1. مرة أخرى، وهذا لا ينبغي أن تأخذ الكثير من القوة، ولكن لا حاجة لذلك ينبغي، لذلك فلا بأس إذا كان وقوع أثناء الإزالة.
  5. تفريغ أي ما تبقى من الخزان.
  6. إزالة الشريط بلاستيكية واقية تغطي اتصالات الطابعة ورأس الطباعة.
  7. مسح شامل لخزانات المياه.
    1. استخدم ماصة أو حقنة لدفع المياه من خلال القنوات.
    2. وتسرب المياه المحتمل من خلال رأس الطباعةهذه العملية، وهذا أمر مقبول، ولا يسبب أي ضرر على وظيفة خرطوشة.
  8. عندما يكون الماء يتدفق واضحة، والسماح للخرطوشة لتجف.

3. تنظيف خرطوشة الحبر

  1. من أجل الحفاظ على بيئة نظيفة الطباعة، يجب تنظيف خرطوشة الحبر قبل وبعد الاستعمال.
    1. ويساعد هذا أيضا مع تجنب تبلور الأملاح والمواد البيولوجية الأخرى في الخرطوشة التي يمكن أن تسبب انسداد.
  2. يغرق تماما خرطوشة في كوب كامل من دي المتأينة المياه، ويصوتن لمدة 15 دقيقة قبل وبعد الطباعة.
  3. بعد صوتنة، إزالة خرطوشة من الماء، ويهز خارج المياه الزائدة.
  4. رذاذ الايثانول 70٪ في خرطوشة لخلق بيئة أكثر العقيم.
    1. التأكد من أن الإيثانول قد جفت قبل إضافة حل الطباعة bioink.

4. مما يجعل التعليق الخليوي - "بيوحبر "

  1. خلايا ثقافة حتى جاهزة للمرور.
    1. لالليفية 3T3: خلايا البذور في قوارير تي 75 في حوالي 1.3x10 4 خلية / سم 2 في النسور Dulbeccos متوسط ​​المعدل (DMEM) مع 10٪ مصل بقري جنيني (FBS). خلايا ثقافة لمدة يومين في حاضنة عند 37 درجة مئوية و 5٪ CO 2.
  2. جعل فلوري حل الأسهم G-الأكتين في تركيز 50 ميكروغرام / لتر في محلول منظم الفوسفات (PBS).
  3. مرور الخلايا.
    1. لالليفية 3T3: إزالة وسائل الاعلام من قارورة وشطف مرتين مع برنامج تلفزيوني. تغطي الخلايا مع 5 مل 0.25٪ EDTA + التربسين والحضانة لمدة 5 دقائق.
    2. أضف 5 مل من المتوسط ​​الطازجة وماصة للتعليق الخلية في أنبوب 15 مل الطرد المركزي مخروطي الشكل والطرد المركزي في 1000 دورة في الدقيقة لمدة 5 دقائق. قضى نضح المتوسط.
  4. Resuspend الخلايا في برنامج تلفزيوني مع حل فلوري الأسهم G-الأكتين لخلق bioink.
    1. وينبغي أن يكون تركيز Bioink النهائي من G-الأكتين من 10 ميكروغرام / مل وشارك الخليةncentration من 1x10 5 خلية / مل. وقد تم تحسين هذا التركيز للحد من كمية من الخلايا من كل قطرة ماء وانسداد رأس الطابعة. 8
    2. لاحظ أن 250 ميكرولتر من bioink يطبع زلات غطاء الثلاثة مع نمط هو مبين في الشكل 2.

5. Bioprinting

  1. على السلطة، والسماح للطابعة الاحماء.
  2. المكان المطلوب سطح الطباعة (هنا، ونحن نستخدم 22 ملم × 22 ملم coverslips) على مركز للمرحلة إعداد في الخطوة 1.6.
  3. إنشاء ملف نمط الطباعة.
    1. فتح مايكروسوفت وورد (أو أية برامج الرسم الأخرى)، ورسم نمط المرجوة.
    2. اختيار نمط الطباعة المرجوة للطباعة الخلية في الملف ولم يضف.
  4. تحميل خرطوشة المعدة مع التعليق الخلية المطلوب.
    1. ماصة تعليق في دائرية صغيرة جيدا في الجزء السفلي من المقصورة خرطوشة. استخدم ما يقرب من 100-120 ميكروليتر من حل. انخفاض حجم المطبوعة حوالي 130picoliters. 8
  5. طباعة الملف مع طابعة HP 500 منضدية.
    1. للحصول على أفضل النتائج، وطباعة أصغر أنماط عدة مرات (5)، عن طريق تغيير كمية من النسخ المطلوبة في برنامج معالجة الكلمات.
  6. الطابعة سوف الاحماء مرة أخرى، ثم سوف خرطوشة الانتقال إلى "موقف جاهزة".
  7. عندما خرطوشة ينتقل إلى موقف استعداد (قليلا إلى اليسار من بالتنقيط حبر أقل بكثير ويبقى هناك)، تشمر عن آلية سلك تغذية الورق، والطباعة وينبغي أن تبدأ.
    1. للحصول على نسخ متعددة من الطباعة، وآلية تغذية الورق انه يتعين اطلاق سراح بعد كل دورة أو الصفحة المطبوعة. وسوف خرطوشة ثم العودة الى وضعية "الاستعداد"، ويجب رفع آلية تغذية الاسلاك ورقة مرة أخرى.
  8. وسوف الطابعة طباعة على وساترة وضعت على مركز للمرحلة الطباعة في خطوة 5.2 (انظر الشكل 2).

6. نتائج ممثل </ P>

نتائج ممثل عملية تحويل كامل من معيار، طابعات HP Deskjet الجاهزة-500، ومعيار خراطيش HP سلسلة خلق 26 طابعة لديها القدرة على حلول الطباعة خلية لكثير من أنواع التحليل كما ذكر من قبل. ويظهر الطابعة الانتهاء بعد التحويل في الشكل (3)، مع مرحلة الطباعة لوضع زلة غطاء على مجهر. ويمكن للطابعة أن تكون مفيدة في تحليل في العديد من المجالات، بما في ذلك سبيل المثال لا الحصر: ميكانيكا خلية واحدة، وهندسة الأنسجة، ترنسفكأيشن الجينات، micropatterning جهاز الاستشعار البيولوجي، والعلاج بالخلايا مباشرة 1-10، 16-22.

في هذا المثال، تم تعديل 1 منضدية HP 500 HP الطابعة والحبر سلسلة خراطيش 26 لbioprinting. استخدام هذا إعداد الطابعة مع bioink تتكون من الخلايا الليفية تعليق خلية في حل مونومر G-الأكتين، وطبعت على خلايا coverslips المجهر الزجاج. ويوضح الشكل 1 الدقة ممثل ults من الخلايا الليفية المطبوعة، والتي تظهر أدرجت مونومرات الأكتين فلوري. وقد تم الحصول على النتائج في بيئة معقمة للرقابة التي طبعت الخلايا في أنماط قابلة للتخصيص.

تم إنشاء نمط المستخدمة في هذا المثال في مايكروسوفت وورد (الشكل 2). خلق هذا النمط خط متواصل من الحل الطباعة عبر غالبية شرائح المجهر. ويبين الشكل 4 في خط مستقيم التي تترسب في bioink متبادل والخلايا. وتجدر الإشارة إلى أنه على الفور بعد الطباعة، وهناك زيادة في مضان الخلفية لأن الحل bioink، التي علقت في الخلايا، ويحتوي على حر فائض مونومرات الأكتين فلوري. هذا مضان الخلفية يقلل بشكل ملحوظ بعد إضافة وسائل الاعلام على نمو الخلايا (الشكل 1)، الذي يغسل مونومر الزائدة من الركيزة.

ad/3681/3681fig1.jpg "/>
الشكل 1. صور الممثل الخلايا الليفية 3T3 3 ساعات بعد الطباعة باستخدام طابعة نافثة للحبر تعديل. المناطق الداخلية من الخلايا إظهار إدراج مونومرات الأكتين الموسومة fluorescently. الحانات النطاق تمثل 50 ميكرون.

الشكل 2.
الشكل 2. التصميم المستخدمة لطباعة bioink.

الشكل 3.
الشكل 3. الطابعة بعد التحويل مع مرحلة الستايروفوم. السلك البرتقالي في منتصف يتجاوز رافعة خدمة الاستشعار ورقة.

الشكل 4.
الشكل 4. صورة الممثل من الخلايا الليفية 3T3 المطبوعة في منطقة الطباعة المحلية. صورة مجهرية تؤخذ مدة 5 دقائق بعد الطباعة في 20x والتكبير.

/ files/ftp_upload/3681/3681fig5.jpg "/>
الشكل 5. صورة الإسفار (تكبير 40X) تؤخذ 3 ساعات بعد الطباعة تظهر الخلايا الليفية مع المنضوية مونومرات الأكتين فلوري. شريط الحجم يمثل 50 ميكرون.

الشكل 6.
الشكل 6. المجهري نيون (20x والتكبير) للخلية التي اتخذت بعد 15 دقيقة من الطباعة. والصورة تظهر على حد سواء G-الأكتين (الخضراء) ونواة (الأزرق). من اليسار إلى اليمين: G-الأكتين مع اليكسا فلور 488، مع نواة دابي، وتراكب على حد سواء.

الشكل 7.
الشكل 7. المجهري نيون 2 الليفية تظهر في نمط خط 3 ساعات بعد الطباعة. الصورة على اليسار يظهر مونومرات الأكتين fluorescently المسمى داخل الخلايا. الصورة على اليمين هو غطاء للقناة فلوري مع صورة خلفية لإظهار أنه على الرغم منقد يكون هناك بعض الحطام على الشريحة (الزاوية اليسرى السفلى)، فإنه لا يتألق. الحانات النطاق تمثل 50 ميكرومتر إذا لم يشر حجم أقصى اليمين هي مجموعة مراقبة المنظمات غير المطبوعة الخلايا المحتضنة لمدة 3 ساعات مع مونومرات الموسومة fluorescently. هذا التحكم هو إظهار أن المونومرات يمكن أن لا تتمكن من اختراق غشاء الخلية دون permeabilization غشاء الخلية عن طريق الطباعة.

Discussion

عملية لتحويل سطح المكتب القياسية النافثة للحبر الطابعة لbioprinting ليست صعبة للغاية. الخطوة الأكثر تحديا هو تحديد كيفية تجاوز آلية تغذية الورق، والتي تعتمد على نوع وطراز الطابعة المستخدمة. ومع ذلك، وهذا هو بسيط نسبيا عند استشعار تغذية الورقة الميكانيكية كما هو موضح هنا. لنماذج مع أجهزة الاستشعار البصرية تغذية، قد تحتاج إلى غيرها من التقنيات التي ستستخدم لخداع الطابعة إلى التفكير في أنه يستخدم ورقة، على سبيل المثال، يمكن للمرء أن تشغيل قطعة صغيرة من الورق من خلال الطابعة في الوقت الذي يطبع على الشريحة المجهر. تجاوز آلية تغذية الورق من المرجح أن تكون الخطوة الأكثر صعوبة في تطبيق هذه الإجراءات على النماذج طابعة مختلفة.

عند بناء مرحلة لعقد coverslips للطباعة، فمن المهم لضمان التوافق السليم وارتفاع. وينبغي في مرحلة تسمح ساترة لتوضع في وسط منطقة الطباعة. وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي له ررالآس وساترة في 1 ارتفاع كاف للسماح لإزالة خرطوشة الطباعة لتمرير أكثر من الشريحة دون تعطيل ذلك. فإن ارتفاع الدقيق للمرحلة تعتمد على طراز الطابعة.

للتأكد من أن لا تحصل خلايا المطبوعة جرفت، وضعت الشرائح في حاضنة مباشرة بعد الطباعة لمدة 30 دقيقة تقريبا للسماح لمرفق الخلية قبل أضيف إضافية وسائل الاعلام في نمو الخلايا. لأنه تم طبع الخلايا في التوصل إلى حل يتضمن كميات كبيرة من الخلايا في برنامج تلفزيوني لم تجف، وظلت قادرة على البقاء. تم تصوير الخلايا باستخدام المجهر مضان لتصور توزيع مونومرات G-الأكتين المفتاحية داخل الخلية (أرقام 1، 5-7). عند الطباعة مع الخلايا الليفية 3T3، ويبين الشكل 5 نتيجة ممثل، مع الأكتين يسبب الكثير من الخلايا ليتألق، ولكن تعرض خطوط سطوع المتزايدة. إدماج الموسومة fluorescently G-الأكتين في الهيكل الخلوي هومفيدة لدراسة ديناميات هيكل الخلية وميكانيكا الخلوية. 12-15 وجود قيود من هذا الأسلوب هو أنه لا ينطبق إلا لجزيئات البروتينات، والتي لديها ما يقرب من أقطار أصغر من 10 نانومتر.

لضمان والواقع أن الخلايا التي يتم معالجتها بواسطة الطابعة تحويلها، وأضيف دابي (1:5000 في PBS) إلى bioink في مكان من نصف حجم برنامج تلفزيوني محض. ودابي فلوري وصمة عار بربط أجزاء من الأحماض الأمينية الغنية من الحمض النووي الموجود في نواة. ولذلك دابي وصمة مفيدة في نوى التصوير fluorescently من الخلايا المطبوعة. ويبين الشكل 6 صورة ممثل خلية عرض على حد سواء اليكسا فلور 488 (الأكتين) ودابي (نواة) مضان مع صورة تراكب على حد سواء. الشكل 7 يوضح أيضا كيف والخلايا يتألق مرة واحدة تم فيها دمج مونومرات G-الأكتين في حين غير البيولوجية المادية التي أودعت في العينة لن يتألق بسبب absenc(ه) من G-الأكتين مونومرات.

أحد الاعتبارات المهمة لbioprinting هو الوسط المائي تستخدم لbioink. وحيث تبين ان وسائل الاعلام باستخدام معيار نمو الخلايا مع المصل أسفرت عن نتائج غير متسقة. وهذا هو الأرجح بسبب انسداد فتحات الطباعة الرأس بواسطة بروتينات مصل الدم. زيادة استخدام برنامج تلفزيوني اتساق أنماط المطبوعة وأودع عدد من الخلايا. عيب واحد لاستخدام برنامج تلفزيوني أنه لا ينبغي أن تترك الخلايا في التعليق لفترات طويلة من الزمن. ومع ذلك، كانت الخلايا الليفية في هذه الأمثلة قادرة على تحمل الظروف bioink لمدة ساعة على الأقل مع عدم وجود تغيير في بقاء الخلية. وهذا يتفق مع النتائج قبل عدة، والتي تفيد بأن ثبت الخلايا طباعتها من خلال آليات نفث الحبر الحرارية لديها معدلات عالية الجدوى. 2-8

ويمكن استخدام هذا إعداد الطابعة تعديل لتطبيقات أخرى من الطباعة الخلية. البروتينات مصفوفة 16-22، مثل الكولاجين أو fibronectin، يمكن طباعتها بسهولة على ركائز مع هذه التقنية، التي يمكن أن تكون مفيدة لتنميط الخلية. لنوع المثال الكولاجين، وأنا المطبوعة في أنماط الخط سيؤدي إلى ركائز الكولاجين الانحياز التي يمكن استخدامها لمدة 17. في الدراسات المختبرية ثقافة خلية بالإضافة إلى مصفوفة من البروتينات، والجزيئات الأخرى، بما فيها عوامل النمو، ويمكن ترجمة بشكل صحيح على ركائز للدراسات الخلية والعلاجية التطبيقات المحتملة. 18

وجود قيود الرئيسية للتصميم هو موضح في الخطوات المذكورة أعلاه هو أن هذه الطابعة غير قادر على الطباعة في أكثر من بعد واحد. وهذا يحد من إمكانية للاستخدام في التطبيقات مثل نمط الطباعة سقالة. للسماح للطباعة 3D، والمتخصصة في مرحلة تحتاج لاستخدامه. المرحلة يحتاج الى تعديلات ارتفاع تدريجي للطبقة تلو طبقة ترسب bioink.

وقد أظهرت Bioprinting وعد كطريقة فعالة وفعالة من حيث التكلفة لهندسة الأنسجة، الجينات ترنسفكأيشن، micropatterning وميكروأري تلفيق 1-12، 16-22 والتطبيقات المستقبلية لهذا النوع من جهاز عديدة، بما في ذلك:. خلق microenvironments الخلوية تسيطر عليها ومنقوشة، دمج الجزيئات في السيتوبلازم الخلية، وترسب الخلايا على السقالات والهياكل التي لا تحدث بصورة طبيعية أو كفاءة.

Disclosures

ليس لدينا ما يكشف.

Acknowledgments

فإن الكتاب يود أن يقر الدكتور توماس بولاند لفكرة استخدام طابعات منضدية HP للطباعة الخلية. تمويل هذا المشروع من جبهة الخلاص الوطني RII-EPS 0903795 والمعاهد الوطنية للصحة K25 HL0922280.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
HP DeskJet 500 Hewlett-Packard C2106A Discontinued from manufacturer. Purchased refurbished DEC Trader.
HP 26 Black Ink Cartridge Hewlett-Packard 51626A
Actin from rabbit muscle, Alexa Fluor 488 conjugate, 200 μg Invitrogen A12373
Phosphate Buffered Saline (PBS) MP Biomedicals ICN1860454
Dulbeccos Modified Eagles Medium (DMEM) Thermo Fisher Scientific, Inc. SH3002201
Fetal Bovine Serum Sigma-Aldrich F4135
Amphotericin B Sigma-Aldrich A2942 Used at 0.5% in cell culture media
Penicillin-Streptomycin Sigma-Aldrich P4333 Used at 0.5% in cell culture media
Unidirectional Flow Clean Bench Envirco VLF 797 Optional housing for keeping printer aseptic

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Calvert, P. Materials science. Printing cells. Science. 318, 208-209 (2007).
  2. Mironov, V., Reis,, Derby, B. Review: Bioprinting: A beginning. Tissue Eng. 12, 631-634 (2006).
  3. Pepper, M. E., Parzel, C. A., Burg, T., Boland, T., Burg, K. J. L., Groff, R. E. Design and Implementation of a two-dimensional inkjet bioprinter. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 3-6, 6001-6005 (2009).
  4. Campbell, P., Weiss, L. Tissue engineering with the aid of inkjet printers. Expert Opin. Biol. Th. 7, 1123-1127 (2007).
  5. Boland, T., Xu, T., Damon, B., Cui, X. Application of inkjet printing to tissue engineering. Biotechnol. J. 1, 910-917 (2006).
  6. Mironov, V., Prestwich, G., Forgacs, G. Bioprinting Living Structures. J. Mater. Chem. 17, 2054-2060 (2007).
  7. Xu, T., Rohozinski, J., Zhao, W., Moorefield, E. C., Atala, A., Yoo, J. J. Inkjet-mediated gene transfection into living cells combined with targeted delivery. Tissue Eng. Part A. 15, 95-101 (2009).
  8. Cui, X., Dean, D., Ruggeri, Z., Boland, T. Cell Damage Evaluation of Thermal Inkjet Printed Chinese Hamster Ovary Cells. Biotechnol. Bioeng. 106, 963-969 (2010).
  9. Hamm, A., Krott, N., Breibach, I., Blindt, R., Bosserhoff, A. K. Efficient transfection method for primary cells. Tissue Eng. 8, 235-245 (2002).
  10. Saunders, R., Derby, B. B. ioprinting Inkjet Deposition. Encyclopedia of Industrial Biotechnology: Bioprocess, Bioseparation, and Cell Technology. 15, John Wiley & Sons. (2010).
  11. Prabha, S., Zhou, W., Panyam, J., Labhasetwar, V. Size-dependency of nanoparticle mediated gene transfection: studies with fractioned nanoparticles. Int. J. Pharm. 244, 105-115 (2002).
  12. Derby, B. Bioprinting: inkjet printing proteins and hybrid cell-containing materials and structures. J. Mater. Chem. 18, 5717-5721 (2008).
  13. Apodaca, G. Endocytic Traffic in Polarized Epithelial Cells: Role of Actin and microtubule Cytoskeleton. Traffic. 2, 149-159 (2001).
  14. Hotulainen, P., Llano, O., Smirnov, S., Tanhuanpää, K., Faix, G., Rivera, C., Lappalainen, P. Defining mechanisms of actin polymerization and depolymerization during dendritic spine morphogenesis. J. Cell Biol. 185, 323-339 (2009).
  15. Allen, P. G. Actin filament uncapping localizes to ruffling lamellaw and rocketing vesicles. Nat Cell Biol. 5, 972-979 (2003).
  16. Cooper, G. M., Miller, E. D., Desesare, G. E., Usas, A., Lensie, E. L., Bykowski, M. R., Huard, J., Weiss, L. E., Losee, J. E., Campbell, P. G. Inkjet-based biopatterning of bone morphogenetic protein-2 to spatially control calvarial bone formation. Tissue Eng. Part A. 16, 1749-1759 (2010).
  17. Deitch, S., Kunkle, C., Cui, X., Boland, T., Dean, D. Collagen matrix alignment using inkjet printer technology. Proc. 1094 (DD. , 7-16 (2008).
  18. Ilkhanizadeh, S., Teixeira, A., Hermanson, O. Inkjet printing of macromolecules on hydrogels to steer neural stem cell differentiation. Biomaterials. 28, 3936-3943 (2007).
  19. Ringeisen, B. R., Orthon, C. M., Barron, J. A., Young, D., Sparago, B. J. Jet-based methods to print living cells. Biotechnol. J. 1, 930-948 (2006).
  20. Cui, X., Boland, T. Human microvasculature fabrication using thermal inkjet printing technology. Biomaterials. 30, 6221-6227 (2009).
  21. Langer, R., Vacanti, J. P. Tissue engineering. Science. 260, 920-926 (1993).
  22. Okamoto, T., Suzuki, T., Yamamoto, N. Microarray fabrication with covalent attatchment of DNA using Bubble Jet technology. Nature Biotechnol. 18, 438-441 (2000).

Tags

الهندسة الحيوية، العدد 61، bioprinting، النافثة للحبر، الخلية، الأكتين، مضان، ترنسفكأيشن
خلق عابر المسامات غشاء الخلية باستخدام طابعة نافثة للحبر القياسية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Owczarczak, A. B., Shuford, S. O.,… More

Owczarczak, A. B., Shuford, S. O., Wood, S. T., Deitch, S., Dean, D. Creating Transient Cell Membrane Pores Using a Standard Inkjet Printer. J. Vis. Exp. (61), e3681, doi:10.3791/3681 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter