Bioprinting cellularized dokuya özel Hidrojel Bioink kullanılarak dahil edilmesi

Summary

Birlikte işlevsel ve uygun bir 3-D doku yapıları in vitro tarama uygulamalarında kullanılmak üzere bioprinted edilebildiği bir doku taklit hidrojel bioink sağlayan bir protokol kümesi tarif eder.

Abstract

Biyobaskı, doku mühendisliği organ yapıları oluşturmak için çok yönlü bir biyofabrikasyon yaklaşımı olarak ortaya çıkmıştır. Bu yapılar, hastalarda implantasyon için organ replasmanları olarak ve ayrıca ilaç ve toksikoloji taraması için in vitro sistemlerde kullanılabilecek model "organoidler" olarak daha küçük bir boyutta oluşturulduğunda potansiyel kullanıma sahiptir.

Çok çeşitli biyo-baskı cihazlarının geliştirilmesine rağmen, biyo-baskı teknolojisinin uygulanması, hem biyo-baskı prosedürlerini hızlandıran hem de dokuya özgü ipuçları sağlayarak hücre canlılığını ve işlevini destekleyen malzemelerin mevcudiyeti ile sınırlı olabilir. Burada, dokuya özgü biyokimyasal sinyaller sağlayabilen ve in vivo dokuların mekanik özelliklerini taklit edebilen çoklu çapraz bağlayıcı, 2 aşamalı çapraz bağlama protokolünden oluşan çok yönlü bir hyaluronik asit (HA) ve jelatin bazlı hidrojel sistemini açıklıyoruz.

Biyokimyasal faktörler, güçlü büyüme faktörlerini içeren doku kaynaklı hücre dışı matriks materyallerinin dahil edilmesiyle sağlanır. Doku mekanik özellikleri, geniş bir aralıkta (100 Pa ila 20 kPa) ekstrüde edilebilir biyomürekkepler ve nihai yapı kesme sertliği değerleri elde etmek için değişen moleküler ağırlıklara, geometrilere (doğrusal veya çok kollu) ve fonksiyonel gruplara sahip PEG bazlı çapraz bağlayıcıların kontrollü kombinasyonlarıdır. Bu parametreler kullanılarak, yüksek hücre canlılığı ve ölçülebilir fonksiyonel albümin ve üre çıktısı ile in vitro karaciğer yapıları oluşturmak için karaciğere özgü bir biyomürekkepte birincil karaciğer sferoidlerini biyoyazdırmak için hidrojel biyomürekkepler kullanıldı. Bu metodoloji, çok çeşitli doku yapı tiplerinin biyofabrikasyonu için hidrojellerin gelecekteki özelleştirilmesi için uyarlanabilecek genel bir çerçeve sağlar.

Introduction

Son yıllarda, teknolojiler çeşitli bunları üretmek veya biofabricate isteyen fonksiyonel organ ve dokuların alternatif kaynaklar ihtiyacını giderir kullanılabilir hale gelmiştir. Bioprinting bu teknolojilerin en umut verici olarak ortaya çıkmıştır. Bioprinting 3 boyutlu desen uygulanabilir organı gibi veya doku benzeri yapılar oluşturmak veya kullanılabilir biyolojik parçaların robot ilave imalat biçimi olarak düşünülebilir. Çoğu durumda, ^1, bioprinting 3 (3 boyutlu kullanmaktadır -D) bu suretle yansıtan, hassas pozisyonlarda içine hücreleri ve biyomalzemeleri yatırmak için bir bilgisayar tarafından yönlendirilir baskı cihazı fizyolojik mimariler anatomik ....

Protocol

1. Hidrojel Bioink Formülasyonlar ve Hazırlama İşlemi

1. , Dokuya özel bir biyokimyasal profiller temin önce karaciğer için tarif edildiği gibi doku spesifik ECM çözümler sindirimi hazırlanması için. ²⁰
   Not: Genel olarak, bu ECM özeti kullanıldığında son hidrojel bioink hacminin% 40 ihtiva edecektir. ECM özeti çözeltisi birkaç yüz mililitre hazırlanabilir bölünmüştür ve ileride kullanılmak üzere -80 ° C'de dondurulabilir.
2. bir foto-başlatıcı, 2-hidroksi-4 'çözülür, formülasyonun hidrojel için -% 0.1 (2-hidroksietoksi) -2-methylpropiophenone, su içinde ağ / hac.
   Not: 50-100 mi aralığında hacimleri önceden hazırlanabili....

Results

Yukarıda açıklanan prosedürler doğru takip edildiğinde, hidrojeller hedef doku tipine özgü bir biyokimyasal profil içermelidir, ²⁰ bioprinting ve nihai elastik modülü, ³⁴ üzerinde kontrol yüksek derecede izin ve doku yapılarında yaşayabilir işlevsel hücreleri destekler.

hidrojel Özelleştirme
En iyi taklit ana karaciğer, hidrojel bioink karaciğer ECM çözümleri ve bir büyüme faktöründe.......

Discussion

İnsanlarda ya da in vitro tarama uygulamaları için nihai kullanım için, 3-D doku yapıları biofabricate çalışırken dikkate kritik çeşitli bileşenler vardır. biofabrication cihazın kendisi son yapı ulaşmak için genel metodolojiyi belirler iken uygun hücresel bileşenleri kullanılarak, uç potansiyel işlevselliği belirler. o ikili rolleri hizmet olarak üçüncü bileşen, biyomalzeme, eşit derecede önemlidir. Özellikle, biyo materyal bileşeni biofabrication donanım (yani, bioprinters) ve aynı zamanda potansiyel.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Hyaluronik asit	Sigma	53747
Jelatin	Sigma	G6144
2-Hidroksi-4 & prime; - (2-hidroksietoksi) -2-metilpropiyofenon	Sigma	410896
Hyaluronik asit ve jelatin hidrojel kiti (HyStem-HP)	ESI-BIO	GS315	Kit, Heprasil (tiyollenmiş ve heparinize hyaluronik asit), Gelin-S (tiyollü jelatin) ve Extralink (PEGDA)
PEG 8 kollu alkin, 10  kDa	Creative PEGWorks	PSB-887
Birincil insan hepatositleri	Üçgen Araştırma Laboratuvarları	HUCPM6
Birincil insan karaciğer yıldız hücreleri	ScienCell	5300
Birincil insan Kupffer hücreleri	Yaşam Teknolojileri	HUKCCS
Hepatosit Bazal Medya (HBM)	Lonza	CC-3199
Hepatosit Ortamı Ek Kit	Lonza	CC-3198	HCM SingleQuot Kitleri (askorbik asit, 0.5  Ml; sığır serum albümini [yağ asidi içermez], 10  Ml; gentamisin sülfat / amfoterisin B, 0.5  Ml; hidrokortizon 21-hemisüksinat, 0.5  Ml; insülin, 0.5  Ml; insan rekombinant epidermal büyüme faktörü, 0.5  Ml; aktarma, 0.5  ml)
Triton X-100	Sigma	T9284	Diğer üreticiler tamam.
Amonyum hidroksit	Fischer Scientific	A669	Diğer üreticiler tamam.
Taze domuz kadavra dokusu	n/a	n/a
Liyofilizatör	herhangi bir	n/a
Dondurucu değirmeni	herhangi bir	n/a
Biyoyazıcı	n/a	n/a Burada	açıklanan biyoyazıcı özel olarak şirket içinde üretilmiştir. Genel olarak, hidrojel malzemelerin bilgisayar kontrollü ekstrüzyon bazlı baskısını desteklemeleri koşuluyla diğer cihazlar yeterlidir.
Asılı damla hücre kültürü plakası	InSphero	CS-06-001	InSphero GravityPlus 3D Kültür Platformu