This protocol describes a bioprinting methodology using an automated robotic depositing system that incorporates etched topographical guidance cues with the precision deposition of a cell bearing hydrogel bioink. The printed cells are directly delivered to the etched features and are able to sense and orientate with them.
Bu el yazması bir otomatik robot dağıtım sistemini kullanarak bir hidrojel bioink bu özelliklere hücrelerin doğrudan teslim takiben hücre rehberlik özelliklerinin tanıtım açıklar. hücrelerin doğru tortu ve özellikleri anlamda verir gibi belirli bioink seçildi. dağıtma sistemi bir geri basınç destekli yazıcı kafasını kullanarak hidrojel bioinks içinde canlı hücreleri bioprints. Ancak, bilenmiş kalemle veya neşter ile yazıcı kafasını değiştirerek, dağıtım sistemi de yüzey aşındırma yoluyla topografik ipuçları oluşturmak için kullanılabilir. stylus hareketi X, Y 10 mikron adımları ve Z yönlerinde programlanabilir. desenli oluk oluklar 'yönü ile uyum içinde uzunlamasına bir morfolojisi benimsemeye bunları etkileyen, mezenkimal kök hücreleri yönlendirmek başardık. desenlendirme düz çizgiler, iç içe daireler ve sinüzoidal dalgalar halinde komplo yazılımı kullanılarak dizayn edilebilir. Bir sonraki işlem, fibro içindepatlamalar ve mezenkimal kök hücreleri, bir karşı basınç tahrik ekstrüzyon yazıcı kafasının bioprinting için,% 2 jelatin bioink içinde süspansiyon haline getirildi. Hücre taşıyan bioink sonra gravürü için kullanılan aynı programlanmış koordinatları kullanılarak basılmıştır. bioprinted hücreler duyu ve kazınmış oluklar doğrultusu boyunca onların uzatılmış yönelim gösterdiği gibi kazınmış özelliklere tepki başardık.
Hücre yerleştirme kasıtlı desenlendirme in vivo hücresel organizasyonun 1 taklit kültürlerin oluşumunu sağlar. Nitekim, birden fazla hücre tipleri arasındaki etkileşim içine araştırmalar mekansal yerleştirme 2,3 düzenleyerek yardım edilebilir. Çoğu desenlendirme sistemleri teşvik veya sonraki pasif hücre birikimi ile hücre yapışmasını önlemek için yüzey modifikasyon prosedürleri güveniyor. Bioprinting hücre dağılımları üzerinde 1 mekansal ve zamansal kontrol sunuyor. Bu fonksiyonlara ek olarak, bioprinting geometrik olarak kompleks yapı iskelesi 4 üretilmesi için bir teknik, basit bir hızlı ve düşük maliyetli bir yöntem olarak tarif edilmiştir. Bu bilgisayar tasarım yazılımı kullanan ve üretim süreci 4 içine hücrelerin girişine izin verir.
Bioprinting sistemleri lazer tabanlı olarak çalışma prensiplerine göre sınıflandırılır edilmiştir, mürekkep püskürtmeli tabanlı veya 4 ekstrüzyon tabanlı. Gerçekçi bir süre 4-6 içinde klinik olarak önemli boyutta organize yapıların imalatı izin verdiği Ekstrüzyon bioprinting en umut verici olarak tarif edilmiştir. Bir hücrenin dayanma hidrojel bioink mekanik ya da geri basınç destekli ekstrüzyon biri tarafından gerçekleştirilir. Burada yer alan yöntemde, geri dönüş basıncı kullanılmıştır. belirtildiği gibi, hücreler, bir cytocompatible bioink teslim edilir. Böyle bir bioink zararlı kayma gerilimi üretmeden hücrelerin teslim destek ve çöken ya da 7-10 ( "baskı kanaması" olarak anılacaktır) yayılma olmadan basılı izidir bütünlüğünü korumak için yeterli bir viskozite olması gerekmektedir.
kendi yapışan yüzeyi ile hücrelerin etkileşim hücre davranışını etkilemek için bilinmektedir. Yüzey topoğrafyası hücre şekli, yönü 11, ve hatta fenotip kontrol edebilirsiniz. Özel olarak, oluklar ve kanallar imalat indüklediği gösterilmiştirçok sayıda hücre türleri üzerinde gerilmiş, ince uzun morfolojisi. Bu morfoloji kabul multipotent ve pluripotent hücreler fenotipini belirler bulunmuştur. Örneğin, oluklar hizaya zaman, mezenkimal kök hücreler (MSC) sentetik 10,14-17 üzerinde kasılma fenotip kabul kardiyomiyositlerinin 12,13 ve damar düz kas hücrelerine karşı farklılaşma kanıt gösterebilir.
Kanallar veya oluklar hizalayarak hücre, örneğin, derin reaktif iyon dağlama, elektron demeti, doğrudan lazer baskı, femtosaniye laser, fotolitografi ve plazma kuru aşındırma 18 için, bir dizi yöntem vasıtasıyla bir polimerik yüzey üzerinde oluşturulabilir. Bu yaklaşımlar, çoğu zaman alıcıdır karmaşık bir düzeneği gerekli ve oluşturulan desen şeklinde sınırlayıcı olabilir. Buna ek olarak, bioprinting olan model vermenin senkronize olmayan ve anında Hücreselleştirmeden izin vermemektedir. otomatik bir bir koordineli kontrollü hareketdağıtım sistem çözümleri birikimi için karmaşık desenleri takip edebilirsiniz. Burada mikro kontrollü hareket hücre yönlendirme için kanalları oluşturmak için kullanılabilir gösterilmektedir. Bir sivriltilmiş kalem veya neşter ekstrüzyon şırınga yerine baskı kafası takılır ve ekipmanları daha sonra çizim yazılımı gözetiminde polimer yüzeyi aşındırma edebilirsiniz. yöntemi, desen tasarım esnekliği sağlar ve genel olarak, polistiren, PTFE ve polikaprolakton gibi Biomühendislik kullanılan polimerik materyallere uygulanabilir. Çatlatma, bir sonraki aşamada olduğu gibi, hücreler, çizik oluklar, doğrudan bioprinted edilebilir. Burada kullanılan jelatin bioink iz korumak ve biriken hücreler kazınmış özellikleri hissetmeye izin hem başardı. kazınmış oluklarına bioprinted mezenkimal kök hücrelerin farklı hatlarda kendilerine boyunca uzamaya gösterildi.
Bu prosedürün kritik bir adım süreci, özellikleri, hücre sedimantasyon izin kanama / bioink yayma olmadan yazdırmak, kayma gerilmesi hücre ölümü olmadan hücreleri teslim ve istenmeyen soy doğru farklılaşma tetiklemek olmamalıdır olarak kök hücrelerin gerçek bioprinting doğumdur.
beklenen hücre hizalama meydana başarısız olursa, o zaman bioink viskozite baskı için uygunluğu açısından değerlendirilmelidir. Bioink hücreleri desenli polimer yüzeyine tortu sağla…
The authors have nothing to disclose.
The work presented here is supported by the Singapore National Research Foundation under CREATE program (NRF-Technion): The Regenerative Medicine Initiative in Cardiac Restoration Therapy Research Program and by the Public Sector Funding (PSF) 2012 from the Science and Engineering Research Council (SERC) under the Agency for Science, Technology and Research (A*STAR).
Equipment | |||
Robotic Dispensing System | Janome | 2300N | |
Plasma Machine | Femto Science | Covance | |
USB Microscope | |||
Optical Microscope | Olympus | IX71 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Software | |||
Spreadsheet | Excel | Excel | |
Printing Co-ordinate Software | Janome | JR C-Points | |
Imaging Software | National Institutes of Health (NIH) | ImageJ | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipment | |||
Stylus (Blade) | OLFA | AK-5 | |
5ml printing syringe | San-ei Tech | SH10LL-B | |
30G printing needle | San-ei Tech | SH30-0.25-B | |
1mm polystyrene sheets | Purchased locally | ||
Fetal bovine serum | Invitrogen | 10270-098 | |
Phosphate buffered saline | Invitrogen | ||
Gelatin from porcine skin, Gel strength 300, Type A | Sigma Aldrich | 9000-70-8 | |
αMEM | Invitrogen | 41061-029 | |
Antibiotc antimycotic | Sigma Aldrich | A5955-100ML | |
Red Fluorescent Protein Mesenchymal Stem Cells (RFP-MSCs) | Cyagen Biosciences Incorporation | RASMX-01201 |