Bir do-it-yourself Bioprinter ile tasarlanan Biyosilmların üç boyutlu deseni

Summary

Bu makalede, düşük maliyetli bir ticari 3D yazıcıyı, desenli biyosilmların yazdırmayı kolaylaştıracak bir bakteriyel 3D yazıcıya dönüştürme yöntemi açıklanır. Bioprinter ve biyo-mürekkep hazırlama tüm gerekli yönleri, hem de biyolojiler oluşumunu değerlendirmek için doğrulama yöntemleri açıklanmıştır.

Abstract

Biyosilmler, kendi kendine üretilen bir uzamsal desenli ekstrellüler matriks içinde gömülü bakteri toplamları vardır. Bir biyofilm içindeki bakteriler, potansiyel sağlık tehlikeleri gösteren gelişmiş antibiyotik direnci geliştirir, ama aynı zamanda içme suyu arıtma gibi çevresel uygulamalar için yararlı olabilir. Anti-bakteriyel terapötik ve biyofilm esinlenerek uygulamaların daha da geliştirilmesi, biyofilm oluşturma için yeniden üretilebilen, mühendislere yönelik yöntemlerin geliştirilmesine ihtiyaç duyacaktır. Son zamanlarda, bir bakteriyel mürekkep ile değiştirilmiş bir üç boyutlu (3D) yazıcı kullanarak biyofilm hazırlama yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Bu makalede, bakteriye bağlı malzeme işleme birden fazla uygulama sunan bu verimli, düşük maliyetli 3D bioprinter oluşturmak için gerekli adımları açıklar. Protokol, Ekstruder 'in, kontrol edilebilir ve sürekli biyo-mürekkep akışını sağlayan bir şırınga pompası sistemine bağlı bir biyo-mürekkep dispenseri ile değiştirildiği uyarlanmış bir ticari 3D yazıcıyla başlar. Biyofilm baskı için uygun bir biyo-mürekkep geliştirmek için, tasarlanan Escherichia coli bakteri alginat bir çözelti içinde askıya alındı, böylece kalsiyum içeren bir yüzey ile temas içinde katılaşma. Baskı substrat içinde bir indükleştirici kimyasal dahil edilen biyo-mürekkep içinde biyofilm proteinleri ifade sürücüler. Bu yöntem, yazdırılan biyosillerin ayrık katmanlarından oluşan çeşitli uzamsal desenler 3D baskı sağlar. Bu tür uzamsal kontrollü biyosiller model sistemleri olarak hizmet verebilir ve diğerleri arasında, antibiyotik direnci önleme veya içme suyu arıtma dahil olmak üzere toplum üzerinde geniş kapsamlı bir etkiye sahip birden fazla alanda uygulamaları bulabilirsiniz.

Introduction

Şu anda, bu tür malzemeler için pazarlar genişleyen sayısı nedeniyle, dağınık desenli malzemelerin üretimi için çevre dostu, sürdürülebilir çözümler geliştirmek için artan bir ihtiyaç vardır¹. Bu makalede, bu tür malzemelerin üretimi için basit, ekonomik bir yöntem sunuyor ve bu nedenle gelecekteki uygulamaların büyük bir spektrum sunuyor. Burada sunulan yöntem üç boyutlu (3D) bir biyo-mürekkep yaşayan bakteri içeren kullanarak dağınık desenli yapıların baskı sağlar. Bakteriler, bir haftadan fazla bir süre için baskılı yapıların içinde uygun kalır, bakteri doğal veya mühendislik metabolik faaliyetleri gerçekleştirmek için olanaklı kılmak. Baskı....

Protocol

1. ticari 3B yazıcının 3D bioprinter içine dönüştürülmesi

1. Ekstruder ve ticari 3B yazıcının (malzeme tablosu) ısıtıcısını yazıcı çerçevesinden çıkarın ve bu elemanları ana devre kartından kontrol eden kablolamayı çıkarın (Şekil 1a). Yazıcının operasyonel sıcaklığını denetleyen sensör, yazıcı yazılımıyla iletişim kurmak için işlevsel olması gerektiğinden, yazdırma yazılımından çalışma sıcaklığına ulaşılana kadar yazdırmayı geciktiren algoritmayı kaldırın.
2. Silikon boruları (1 mm iç çapı) ile bir şırınga pompasına yüklenen 5 mL şırıngaya Pipet ucunu (200 μL ucu) bağlayın. Pipet ucunu, orijinal ekstruder iç....

Results

Biyosilmların başarılı 3D baskı için ilk adım bir bioprinter içine ticari bir 3D yazıcı dönüştürüyor. Bu dönüşüm, yazıcının ekstruder ve ısıtıcısını kaldırarak, polimerik mürekkeple yazdırmak için tasarlanmış ve bunları yaşayan bakterileri içeren biyo-mürekkep yazdırmak için uygun bileşenlerle değiştirerek elde edilir (Şekil 1a). Bir şırınga pompasına bağlı bir boru sistemine bağlı olan ekstruder, bir pipet ucu (veya baskı sürecinde birden fazla biyo mürekkeb.......

Discussion

Mühendislik biyosilmlarının 3D baskı için burada sunulan protokol iki kritik adımlara sahiptir. Öncelikle, özel bir baskı çözünürlüğü üreten en kritik faktör olan agar baskı yüzeyinin hazırlanması. Baskı yüzeyinin düz olduğundan ve yazıcı kafasının üzerindeki pipet ucunun yüzeyden doğru yükseklikte konumlandırıldığından emin olmak önemlidir. Yüzey düz değilse, çalışma mesafesi yazdırma işlemi sırasında değişecek. Çalışma mesafesi 0,1 mm 'den az ise, CaCl₂ çözeltisi pipet ucunun içine girebilir ve hidrojel oluş.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D yazıcı	CoLiDo	3D-P Kiti
3D baskı yazılımı	CoLiDo	Print-Rite ColiDo Repetier-Host v2.0.1
Agar	Sigma-Aldrich	05040
CaCl2 dihidrat	Sigma-Aldrich	C7902
Santrifüj	Eppendorf	5810 R
Kloramfenikol	Sigma-Aldrich	3886.1
LB et suyu tozu	Sigma-Aldrich	L3022
Orbital çalkalayıcı	VWR	89032-092	Model 3500
Petri kabı	VWR	25384-326	150 x 15 mm
Rhamnose	Sigma-Aldrich	83650
Silikon boru	VWR	DENE 3100103/25
Şırınga pompası	ProSense B.V.	NE-300
Sodyum aljinat	Sigma-Aldrich	W201502
Sodyum sitrat monobazik	Sigma-Aldrich	71498
Sodyum hidrooksit	VWR	28244.295