Method Article

Микрожидкостных генипин осаждения Техника для расширенной культуры Micropatterned сосудистых мышечной тонких пленок

DOI:

10.3791/52971

⸱

June 26th, 2015

 ,  ,  ,  , 
1Department of Biomedical Engineering, University of Minnesota

In This Article

Summary

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

Мы представляем метод микрофлюидного осаждения узорчатого генипина и фибронектина на субстратах PDMS, позволяющий увеличить жизнеспособность тканей, плотных в гладкомышечных клетках сосудов. Этот метод изготовления тканей сочетается с предыдущей технологией тонких пленок сосудистых мышц для измерения сократительной способности сосудов в течение времени, связанного с заболеванием.

Abstract

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

Хроническая природа прогрессирования сосудистых заболеваний требует разработки экспериментальных методов, которые моделируют физиологическое и патологическое поведение сосудов в масштабах времени, связанных с заболеванием. Ранее микроконтактная печать использовалась для изготовления двумерных функциональных артериальных мимик путем структурирования белка внеклеточного матрикса в качестве ориентиров для организации тканей. Сосудистые мышечные тонкие пленки использовали эти имитации для оценки функциональной сократимости. Тем не менее, используемый метод изготовления микроконтактной печати обычно включает в себя гидрофобные подложки PDMS. По мере того, как ткань переворачивает нижележащий внеклеточный матрикс, новые белки должны подвергнуться конформационному изменению или денатурации, чтобы подвергнуть гидрофобные аминокислотные остатки воздействию на гидрофобные поверхности PDMS для прикрепления, что приводит к изменению биологической активности белка матрикса, расслоению и отмиранию тканей.

Здесь мы представляем метод микрофлюидного осаждения для структурирования сшивающего соединения генипина. Генипин служит посредником между структурированными тканями и субстратами PDMS, позволяя клеткам откладывать недавно синтезированный белок внеклеточного матрикса на более гидрофильную поверхность и оставаться прикрепленным к субстратам PDMS. Мы также показываем, что белки внеклеточного матрикса могут быть структурированы непосредственно на нанесенном генипине, что позволяет диктовать сконструированную структуру ткани. Ткани, изготовленные по этой методике, демонстрируют высокую точность как структурного выравнивания, так и сократительной функции гладкомышечной ткани сосудов в модели тонкой пленки сосудистых мышц. Этот метод может быть расширен за счет других типов клеток и обеспечивает основу для будущего изучения хронической функциональности на уровне тканей и органов.

Introduction

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

Сосудистые заболевания, такие как церебральный вазоспазм 1,2, гипертонии 3 и 4, атеросклероза развиваются медленно, как правило, хронический характер, и привлечь неблагополучных силы поколения сосудистыми гладкомышечных клеток (VSMCs). Мы стремимся, чтобы изучить эти медленно прогрессирующее-сосудистых дисфункций, используя в пробирке методами с более точного управления экспериментальных условиях, чем в естественных условиях модели в. Ранее мы уже разработаны сосудистые мышечные тонкие пленки (vMTFs) для измерения функциональной сократительной в пробирке инженерии тканей сердечно-сосудистых 5,<....

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

Protocol

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

Примечание: Цель данного протокола состоит в построении и использовать сосудистую мышечную тонкую пленку (vMTF) со структурой, показанной на рисунке 1, чтобы оценить сократимость течение длительного культуре сосудистых гладкомышечных клеток (VSMCs) ПДМС субстратов. Чтобы продлить жизнеспособность VSMC, мы используем сшивающий соединение генипин. Подложки для этих vMTFs предназначены для анализа тканей сократимость, разработанной Гросберг др. 8 Другие методы vMTF 5 также могут быть использованы, с тонкими изменениями в представленной протокола изготовления подложки.

1. Изготовление основания

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

Results

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

Основная цель данной работы было продлить жизнеспособность micropatterned VSMCs на гидрофобных субстратов PDMS. Это было достигнуто путем включения микрожидкостных систему доставки, чтобы внести рисунком генипин и фибронектин на PDMS (рис 1). Отложение ECM белков с использованием микрожидкостных доставку дали высокую передачу верность рисунка канала с голыми PDMS между линиями генипин и фибронектина (рис 1D). Прикрепленные клетки (рис 1E) форма сливающихся монослоев, им.......

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

Discussion

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

Здесь мы приводим протокол, который строит на ранее разработанной технологии vMTF, позволяя расширенные раз эксперимент более характерно хронических сосудистых заболеваний путей 1,23,24. Чтобы достичь этого, мы micropattern генипин, который ранее было показано, чтобы обеспечить долговременную функционализации PDMS подложек 11, с использованием метода осаждения микрожидкостных с получением инженерии артериальное ламели с улучшенной жизнеспособности ткани сосудов для использования в экспериментах MTF.......

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

Disclosures

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

Авторам нечего раскрывать.

Acknowledgements

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

Мы выражаем признательность за финансовую поддержку от гранта Американской кардиологической ассоциации на развитие ученых, 13SDG14670062 (PWA) и стипендии Университета Миннесоты для докторской диссертации (ESH). Мы также выражаем признательность за ресурсы микропроизводства Миннесотского наноцентра (MNC) и ресурсы обработки изображений Университетских центров визуализации (UIC) Университета Миннесоты. Часть этой работы была выполнена в Центре характеризации Университета Миннесоты, который получает частичную поддержку от NSF в рамках программы MRS.

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Штатив для окрашивания покровного стеклаElectron Microscopy Scienceswww.emsdiasum.com/72239-04
Покровное стекло микроскопа - 25 ммFisher Scientific, Inc.www.fishersci.com12-545-102
Поли(N-изо-пропилакриламид) (PIPAAm)Polysciences, Inc.www.polysciences.com/#21458
1-бутанолSigma-Aldrichwww.sigmaaldrich.com360465
SpincoaterSpecialty Coating Systems, Inc.www.scscoatings.com
Polydimethylsiloxane (PDMS)Ellsworth Adhesives (Dow Corning)www.ellsworth.com184 SIL ELAST KIT 0,5 кг
Флуоресцентные микрогранулыPolysciences, Inc.www.polysciences.com/17151
Кремниевые пластиныWafer World, Inc.www.waferworld.com2398
Фоторезист Корпорация «МикроХимwww.microchem.com
Выравниватель контактной маскиSuss MicroTecwww.suss.com
DeveloperMicroChem Corp.www.microchem.com
Tridecafluro-trichlorosilaneUCT Specialties, Inc.www.unitedchem.comT2492
Хирургическая биопсияIntegra LifeSciences Corp.www.miltex.com33-31AA-P/25
GenipinCayman Chemicalwww.caymanchem.com10010622
1X фосфатный буферный растворMediatech, Inc.www.cellgro.com21-031-CV
ФибронектинCorning, Inc.www.corning.com356008
Пенициллин/стрептомицинLife Technologies, Inc.www.lifetechnologies.com15140-122
Гладкомышечные клетки пупочной артерииLonzawww.lonza.comCC-2579
Компоненты раствора TyrodeSigma-Aldrichwww.sigmaaldrich.comразличные
СтереомикроскопыZeisswww.zeiss.com4350020000000000
Платформа с регулируемой температуройWarner Instrumentswww.warneronline.com641659; 640352; 641922
Эндотелин-1Sigma-Aldrichwww.sigmaaldrich.comE7764-50UG
HA-1077Sigma-Aldrichwww.sigmaaldrich.comH139-10MG
»

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Humphrey, J. D., Baek, S., Niklason, L. E. Biochemomechanics of cerebral vasospasm and its resolution: I. A new hypothesis and theoretical framework. Ann. Biomed. Eng. 35, 1485-1497 (2007).
  2. Hald, E. S., Alford, P. W.

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

Microfluidic DepositionGenipin PatterningVascular Muscular Thin FilmsPDMS SubstratesExtracellular Matrix ProteinContractility AssayTissue Self OrganizationLong Term CultureSmooth Muscle ContractilityCerebral Vasospasm Model

Related Articles