Method Article

Filizlenen Kan Damarlarını İncelemek için Mozaikli İskelelerde Stepwise Hücre Tohumlama

DOI:

10.3791/61995

⸱

January 14th, 2021

 ,  ,  , 
1Faculty of Biomedical Engineering, Technion, 2Department of Chemical Engineering and Biointerfaces Institute, University of Michigan, Ann Arbor

In This Article

Summary

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

Mühendislik dokuları, hayati besinleri ve gazları sağlamak ve metabolik atıkları gidermek için uygun vasküler ağlara büyük ölçüde güvenir. Bu çalışmada, endotel hücrelerinin ve destek hücrelerinin adım adım tohumlama protokolü, kontrollü bir 3D ortamda gelişen damar davranışını incelemek için yüksek verimli bir platformda son derece organize damar ağları oluşturur.

Abstract

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

Kardiyovasküler sistem, insan fizyolojisinde önemli bir oyuncudur ve vücuttaki çoğu dokuya beslenme sağlar; damarlar, her bir perfüzyonlu dokuya bağlı olarak farklı boyutlarda, yapılarda, fenotiplerde ve performansta bulunur. Hasarlı veya eksik vücut dokularını onarmayı veya değiştirmeyi amaçlayan doku mühendisliği alanı, mühendislik dokularında uygun bir damarlanma oluşturmak için kontrollü anjiogeneze dayanır. Vasküler bir sistem olmadan, kalın mühendislik yapıları yeterince beslenemez, bu da hücre ölümü, zayıf engraftment ve nihayetinde başarısızlıkla sonuçlanabilir. Bu nedenle, mühendislik kan damarlarının davranışını anlamak ve kontrol etmek sahada olağanüstü bir zorluktur. Bu çalışma, 3D iskele ortamında gemi davranışını incelemek için organize ve tekrarlanabilir gemi ağlarının oluşturulmasına izin veren yüksek verimli bir sistem sunar. Bu iki adımlı tohumlama protokolü, sistem içindeki damarların iskele topografyasına tepki verdiğini ve damarların bulunduğu bölme geometrisine bağlı olarak ayırt edici filizlenen davranışlar sunduğunu göstermektedir. Bu yüksek verim sisteminden elde edilen sonuçlar ve anlayış, hücreselleştirilmiş biyolojik ortamların temeli olarak 3D baskı kullanırken çeşitli 3D geometrilerin imalatının hızla değerlendirilemediği daha iyi 3D biyobaskı iskele yapı tasarımlarını bilgilendirmek için uygulanabilir. Ayrıca, bu yüksek verim sisteminden gelen anlayış, hızlı ilaç taramasının iyileştirilmesi, ortak kültür modellerinin hızlı gelişimi ve damar sistemi bilgisini derinleştirmek için kan damarı oluşumu üzerindeki mekanik uyaranların araştırılması için kullanılabilir.

Introduction

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

Doku mühendisliği alanı, eksik veya hasarlı organ ve dokuların yerine mühendislik yapılarının imalatı yolunda hızla ilerlemektadır1. Bununla birlikte, doku beslenmesi için operasyonel vasküler ağlar oluşturmak olağanüstü bir zorluk olmaya devam ettiği için, tamamen işlevsel yapılar henüz elde edilmemiştir. Uygun vaskülarizasyon olmadan, mühendislik dokuları oksijen ve besin maddelerinin pasif difüzyon taşınması ile sınırlıdır ve maksimum uygulanabilir doku kalınlığını difüzyon sınırına, yaklaşık 200 μm2ile sınırlar. Bu kalınlıklar, büyük doku kusurlarını onarmak veya fonksiyonel damar ağının varlığını fonksiyonel ve implante edilebil....

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

Protocol

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

1. Mozaikli iskele imalatı

NOT: Fotolithografi, tipik olarak bir nanofabrikasyon tesisinde/laboratuvarında bulunan özel ekipmanlar gerektiren yaygın bir tekniktir. Bu protokolde ortaya konan yöntem izleyiciler için mümkün olduğunca genelleştirilmiştir; ancak, okuyucunun kullanabileceği ekipmana bağlı olarak prosedürlerde küçük değişiklikler gerekebilir. En yüksek proses kalitesini sağlamak için bu prosedürlerin nanofabrikasyon tesisinde temiz bir odada yapılmasını öneririz. Başlamadan önce, bir maske hizalayıcıya (veya bazı UV'ye maruz kalma kurulumuna), bir spin kaplayıcıya, sıcak tabaklara, çözücü yıkama istasyonuna, fotoküme ve plazma temi....

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

Results

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

Sunulan protokol, stereolitografi teknikleri kullanılarak, SU-8 fotoresistlerinden yapılmış mozaikli iskelelerin imal edilmesine izin verir. Farklı bölme geometrilerine (kareler, altıgenler ve daireler) sahip iskeleler ve son derece doğru ve tekrarlanabilir özellikler elde edilmiştir (Şekil 1).

figure-results-1
.......

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

Discussion

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

Mühendislik dokularına gömülü zengin bir vaskülat ihtiyacı, yapı sağkalım ve uygun işlev için kritik öneme sahiptir1. Vasküler sistemin mühendisliği çok miktarda araştırmanın odak noktası olmasına rağmen, araştıracak ve anlayacak çok şey kaldı24. Özellikle, belirli bir dokuyu yeniden canlandırırken, mikrovasküler yapılıp buna göre düzenlenmelidir12. Mikrovessel üretimi için en yaygın yaklaşım, endotel tohumlama ve hücre bağlanması, çoğalma ve damar o.......

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

Disclosures

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

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgements

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

Bu araştırma Michigan Üniversitesi - İsrail Araştırma Ortaklığı'ndan sağlanan fonla desteklendi. Yazarlar, Uri Merdler, Lior Debbi ve Galia Ben David'e büyük yardımları ve destekleri için, Michigan Üniversitesi Lurie Nanofabrication Tesisi DoktoraSı Nadine Wang, Ph.D. ve Pilar Herrera-Fierro'ya ve fotolithografi tekniklerinin aydınlatıcı tartışmaları için Luis Solorio'ya teşekkür etmek istiyor.

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Angiotool freewareNIH-CCRÜcretsiz indir https://ccrod.cancer.gov/confluence/display/ROB2/Home
Sığır albümin serumu ProbuminMillipore82-045-1
Diş pulpası kök hücreleriLonzaPT-5025
ECM medya + mermi kitiSciencell# 1001
Etanol% 96Gadot Grubu64-17-5
Evicel fibrin mastikJohnson& JohnsonEVB05ILHem trombin hem de fibrinojen (BAC2) çözeltileri sağlar
GlutaMAXGibco35050061
Keçi anti-fare Cy3 antikoruJackson115-166-072
Keçi anti-tavşan Alexa-Fluor 488Thermo-Fisher ScientificA11034
İnsan yağ mikrovasküler hücreleriSciencell#7200
İnsan fibronektinSigmaF0895-5MGStok konsantrasyonu: 1 mg / mL
ImageJNIHhttps://imagej.nih.gov/ij/download.html'da ücretsiz indirin
İzopropil alkolGadot-Group67-63-0
Kaldırma reaktifiKayaku Advanced Materials, IncG112850Ticari adı Omnicoat
Düşük glikozlu DMEMBiyolojik Endüstriler01-050-1A
Fare anti-SMA antikoruDakoM0851
NEAAGibco11140068
ChemCruzSC-281692Paraformaldehit çözeltisi% 4
Biyolojik Endüstriler03-032-1B
Fosfat tamponlu salin (PBS)SigmaP5368-10PAK
Tavşan anti-vWF antikoruAbcamab9378
Silikon gofretSilikon Vadisi Mikroelektronik (SVM)Gofretler 4", Tip N-1-10, 500-550 mikron kalınlığında
SU-8 2050 fotorezistKayaku Advanced Materials, IncY11058
SU-8 geliştiriciKayaku Advanced Materials, IncY020100
Tryton-X 100BioLab LTD57836
PBS Penisilin-Streptomisin-Nistatin Çözeltisinde

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Novosel, E. C., Kleinhans, C., Kluger, P. J. Vascularization is the key challenge in tissue engineering. Advanced Drug Delivery Reviews. 63 (4), 300-311 (2011).
  2. Landau, S., Guo, S., Levenberg, S. Localization of Engineered Vasculature within ....

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

Tessellated ScaffoldsSprouting Blood VesselsStepwise Cell SeedingVascular Network FormationEndothelial CellsConfocal MicroscopyFibronectin CoatingSU 8 PhotoresistVessel MaturationSupport Cells

Related Articles