Name: Bioprinting cellularized dokuya özel Hidrojel Bioink kullanılarak dahil edilmesi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 34 s
Description: Keşfedin hidrojel biyomürekkep geliştirme ve ekstrüzyon biyobaskı yöntemlerini kullanarak. Bu teknik, ticari olarak mevcut bileşenlerle modüler bir yaklaşım sunar ve 3D doku yapılarının oluşturulmasını sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar minnetle Uzay ve Deniz Harp Sistemleri Merkezi Pasifik (SSC PASİFİK) Sözleşme No. N6601-13-C-2027 kapsamında Savunma Tehdit Azaltma Dairesi (DTRA) tarafından fon kabul. Bu malzemenin yayın buradaki bulgular veya sonuçların hükümet tarafından onaylanması anlamına gelmez.

1. Hidrojel Bioink Formülasyonlar ve Hazırlama İşlemi <ol><li> , 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&#39;de dondurulabilir. </li><li> bir foto-başlatıcı, 2-hidroksi-4 &#39;çözülür, formülasyonun hidrojel için -% 0.1 (2-hidroksietoksi) -2-methylpropiophenone, su içinde ağ / hac. Not: 50-100 mi aralığında hacimleri önceden hazırlanabilir ve birkaç ay boyunca 4 ° C&#39;de ışıktan korunmuş olarak saklanmıştır. </li><li> Hidrojel bioinks oluşturmak için, ilk olarak suda foto-başlatıcı çözeltisi içinde hiyalüronik asit (HA) hidrojel kitleri baz malzemesi bileşenleri çözülür. <ol><li> Su arıtımı ayrı HA tiolatlanmış ve tiolatlanmış jelatin çözülürhotoinitiator çözeltisi (aşama 1.2) hac çözeltiler / ağ% 2 olmak için. </li><li> % 8 ağırlık / hacim solüsyonu yapmak üzere, suda foto-başlatıcı çözeltisi (aşama 1.2) polietilen glikol diakrilat (PEGDA), hidrojel kitlerinde çapraz bağlayıcı, eritin. </li><li> % 8 ağırlık / hacim solüsyonu yapmak üzere, suda foto-başlatıcı çözeltisi (aşama 1.2) polietilen glikol (PEG), 8-kollu alkin (10 kDa MW) içinde çözülür. </li></ol></li><li> ek özelleştirme mümkün olmasına rağmen, genel olarak, aşağıdaki şema kullanılarak hidrojeller oluştururlar. <ol><li> genel olmayan doku olarak% 2 HA tiolatlanmış 4 parça, 4 parça% 2 tiolatlanmış jelatin, 1 kısım çapraz bağlayıcı 1, 1 kısım çapraz bağlayıcı 2 8 parça doku, ECM çözümü ve 2 parça hepatosit kültür ortamı (HKM) (ya da 10 parça su birleştirin e özgü hidrojel). Not: Ek modifiye edilmemiş HA ya da jelatin daha düzgün bioink ekstrüzyonunu yapmak için ilave edilebilir. Bu, aşağıda açıklanmaktadır. </li></ol></li><li> Kullanmadan önce karıştırmak için 10 saniye (10 üzerinden hız 10) yüksek üzerinde ortaya çıkan karışımın Vortex. &lt;/ Li&gt; <li> Hidrojel bioink kullanımı <ol><li> ekstrüzyon veya bioprinting testi için, bir şırınga ya da yazıcı kartuşu içine karışımı aktarın ve 37 ° C sıcaklıkta 30 dakika boyunca (aşama 1 çapraz bağlama) için kendiliğinden çapraz bağ sağlar. </li><li> Reolojik ölçümler için, 35 mm Petri kabı içine karışımı aktarın ve 30 dakika boyunca çapraz sağlar. Not: Karışım hemen tiol akrilat bağı oluşumu yoluyla çapraz bağlanması için başlar ve viskozite artmaya başlar. Karışım transferi sırasında bir pipet veya şırınga tıkanmasını önlemek için 10 dakika içinde bir şırınga, baskı kartuşu, ya da hedef konuma transfer edilmelidir. </li><li> İkinci çapraz bağlama (Aşama 2) arzu edildiği zaman, bir tiol-alkin polimerizasyon reaksiyonunu başlatmak için evre ultraviyole ışığı (365 nm, 18 W / cm2) ile 1-çapraz bağlanmış jeller ışın tedavisi. Not: Işınlama süresi malzemenin yüzey alanına bağlıdır. Genel olarak, malzemenin bir santimetre karelik, ancak 1- gerektirirBu UV gücü UV maruz kalma 2 sn. </li></ol></li></ol> 2. Yazıcı Uyumluluk Testi <ol><li> Standart şırınga ve küçük iğne uçları (20-30 gauge) kullanılarak basit ekstrüzyon testleri ile laboratuvar tezgah üzerinde bioprinting cihazlar, deney ekstrüzyon özellikleri ile entegrasyon test öncesinde. <ol><li> az veya hiç darbe ile hidrojel sorunsuz haddelenmiş filamentler elde etmek için standart bir şırınga ile bioink itin. çizgiler veya basit desen ekstrüzyon başarısını belirlemek için yeterlidir. </li></ol></li><li> bioprinter entegrasyonu için yazıcı kartuşları içine pipetleme hazırlıklarını bioink yük ve bioink 30 dk kartuş içinde kendiliğinden aşama 1 çapraz bağlanmasının geçmesi için izin verir. Not: bioink hacmi uygulamaya bağlıdır ve kullanıcı tarafından belirlenmelidir. Yazıcı kartuşları benzer ya da bioprinter cihazla uyumlu şırınga olabilir. </li><li> ekstrüzyon uyumluluğu değerlendirmekbioink kullanarak basit bir desen yazdırarak bioprinting için. Örneğin, paralel çizgilerin oluşan 7 x 7 mm desenini yazdırmak. Baskı (örneğin, 20 kPa pnömatik basınç) uygulanır ise yaklaşık 300 mm / dakika bir hızda XY düzleminde yazıcı kafası hareket eder. Çeşitli büyüklüklerde kafası meme çapları kullanılabilir, ancak 400-500 mikron çapında delikleri olan konik püskürtme 250-350 um aralığında sferoidler baskı için uygun olunur. <ol><li> ekstrüde malzemeler pütürlü veya düzensiz ise, 2.4 adım bakın veya evre 1 çapraz malzemeyi yumuşatmak için PEGDA miktarını azaltır. Düzgün hazırlanmış bioink formülasyonlar istenilen desen veya mimarileri hassas birikimi sağlayan sorunsuz a&#39;ya. Cihazın her türü için önemli ölçüde bu tür özel baskı parametreleri gibi 32 tarif kullanım bioprinting prosedürleri, özellikle baskı oluşturmak doku için evde tasarlanmış özel bir 3-D bioprinting cihazı değişir ve testin gerektirir. NotKullanıcı tarafından örn. </li></ol></li><li> Ekstrüzyon özelliklerini geliştirmek bioinks değiştirilmemiş HA ve jelatin ek (1.5 mg / ml ve 30 mg / ml) ile. </li></ol> Primer Karaciğer Yapıları ile Bioprinting tarafından 3. Doğrulama <ol><li> Hücresel bileşen 33 olarak açılan yöntemleri asarak 3-D birincil hücre karaciğer parçacıklarının hazırlayın Not: Bioprinting da hidrojel bioinks içinde süspansiyon haline tek tek hücreler ile parçacıklarının olmadan gerçekleştirilir, ancak bunun yerine edilebilir. Sferoidler hücre-hücre etkileşimleri hızlandırmak ve işlevselliği oluşturmak için burada istihdam edilmektedir. Kullanılan sferoitlerin ve hücre sayısı, belirli uygulamaya bağlıdır ve kullanıcı tarafından belirlenmelidir. Bu adımlar, steril malzemeleri kullanarak, steril koşullar altında yapılmalıdır. <ol><li> hepatosit bazal ortamı (HBM) ve steril filtreleme HCM ek bileşen kiti çözülmüş içeriği ekleyerek HCM hazırlayın. <ol><li> ek bileşenleri un çözülmesıvı til. </li><li> gentamisin sülfat / amfoterisin B, 0.5 mi;, hidrokortizon 21-hemisüksinat, 0.5 mi, insülin, 0.5 mi, 10 mi, büyükbaş hayvan serum albümini [yağlı asit serbest]; 0.5 mi ek parçaları (askorbik asit ekleme insan rekombinan epidermal büyüme faktörü , 0.5 mi, 500 mi HBM&#39;ye), 0.5 ml aktarılması. </li><li> Bir şişe üstü filtre ünitesi veya bir şırınga ucu filtre kullanarak bir 0.45 mikron ya da 0.22 mikron filtre ile steril filtre. </li></ol></li><li> Her hücre tipi üreticinin talimatlarına göre çözüldükten sonra bir hemasitometre sayarak birincil insan hepatositlerin, Kupffer hücreleri ve stellat hücrelerin hücre yoğunluğu belirlemek. </li><li> konik bir tüp içinde 37 ° C&#39;ye kadar ısıtıldı edilmiştir HCM ortam hücre sayısına göre bir 80:10:10 oranında primer insan hepatositleri, Kupffer hücreleri ve stellat hücreleri birleştirir. Not: kullanılan ortam hacmi genel hücre sayısı uygulamaya özel bağlıdır ve th belirlenmelidire kullanıcı. </li><li> 20 ° C&#39;de 520 x g&#39;de 5 dakika boyunca bir hücre süspansiyonu santrifüj. </li><li> Hücre pelet geride bırakarak, süpernatant aspire. </li><li> 40 ul ortam 1.000 hücreleri ihtiva eden bir hücre süspansiyonu elde etmek için HCM medya hücre pelletini. sferoidler sayısı üretilen toplam hacim bağlıdır. </li><li> 96 göz formatındaki Asılı damla plakalar hücre süspansiyonu aktarın. Çok hücreli küreler oluşturan 3 gün boyunca% 5 CO2 içinde, hcm Her bir oyuğa, yaklaşık 1.000 hücre toplam ekleyin ve 37 ° C &#39;de muhafaza. </li><li> Bir pipet kullanarak asılı damla plaka karaciğer parçacıklarının toplayın. steril bir 15 ml konik tüp aktarın. </li></ol></li><li> karaciğere özgü hidrojel bioink olarak Bioprint karaciğer sferoidler <ol><li> çapraz bağlantı sağlayıcı olarak% 8 PEGDA ve% 8 8-kollu PEG alkin kullanılarak, Kademe 1 de tarif edildiği gibi, karaciğer ECM içeren hidrojel bioink bir formülasyonunun hazırlayın. resu onun yeteneği için bu arada kullanınyerli karaciğer dokusuna kayma elastik modülü yakın bir hidrojel sonuçtaki. </li><li> sferoidler onlar Adım 3.1.7 yerleştirildi olan konik tüpün dibine dinlendiriniz. Bu sfero büyüklüğü ve yoğunluğuna göre, ancak genellikle 1-2 dakika içinde gerçekleşir değişir. dikkatle aspire veya pipet ile tüm ortamları çıkarın. </li><li> küremsiler içeren konik tüp taze hazırlanmış hidrojel bioink çözeltisi istenilen hacmi aktarın. Genel olarak, uygun bir hacmi,% 10 basılacak 3-B yapısı hacminden% 25 daha fazladır. Dikkatle hidrojel bioink çözeltide parçacıklarının tekrar süspansiyon aşağı yukarı pipet ve. Bir pipet veya serolojik pipet kullanarak bir bioprinter kartuşa aktarın. </li><li> bioprinter kartuş içinde, çözelti, 30 dakika boyunca, ilk çapraz bağlama aşaması (tiyol-akrilat reaksiyonu) girmesine neden olurlar. Not: sfero boyutuna bağlı olarak, kartuş yavaş yavaş döndürüldüğünde gerekebilir ya da içerisinde karıştırılabilir gerekebilirsteril bir spatula kademe 1 çapraz bağlanma sırasında bioink boyunca dağılmış sferoidler tutmak. Bu süspansiyon hücreleri yerine parçacıklarının hazırlanan bioinks için bir gereklilik azdır. Not: Sahne 1 çapraz bağlama sonrasında, kullanıcıların birkaç saatlik bir çalışma penceresi var. Ancak, hücre canlılığını geliştirmek için hızlı bir şekilde bioprinting işlemini gerçekleştirmek tavsiye edilir. </li><li> evre 1 çapraz bağlama ardından, primer karaciğer parçacıklarının (veya diğer hücreleri) içeren istenen hidrojel yapıları oluşturmak için bir bioprinting aygıtı kullanın. Not: Bu teknoloji yapılarının çeşitli biofabricating için bir sistem sunmaktadır. yapıları baskılı edildiği gibi toplam hacmi, hücreler ya da küresel cisimler, basılı yapı geometri sayısı ve alt tabaka gibi parametreler kullanıcı hedeflerine büyük ölçüde bağlıdır. </li><li> arzu edilen konfigürasyona içine tevdiattan sonra, CO stabilize ikincil bir çapraz bağlama mekanizmasını başlatmak için 2-4 saniye UV ışığı tatbikistenen seviyeye nstructs ve artan sertlik. Not: PEG-alkin konsantrasyonu ve bu nedenle genel olarak nihai çapraz bağlama yoğunluğu, esas olarak Nihai yapının sertliğini kontrol eder. </li><li> çok katmanlı yapılar oluşturmak üzere adım 3.2.4 ve 3.2.5 tekrarlayın. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Visconti, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+organ+printing%3A+engineering+an+intra-organ+branched+vascular+tree%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opin+Biol+Ther%22%5BJournal%5D)">Towards organ printing: engineering an intra-organ branched vascular tree.</a> Expert Opin Biol Ther. 10, 409-420 (2010).</li>
<li>Derby, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Printing+and+prototyping+of+tissues+and+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Printing and prototyping of tissues and scaffolds.</a> Science. 338, 921-926 (2012).</li>
<li>Fedorovich, N. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogels+as+extracellular+matrices+for+skeletal+tissue+engineering%3A+state-of-the-art+and+novel+application+in+organ+printing%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Hydrogels as extracellular matrices for skeletal tissue engineering: state-of-the-art and novel application in organ printing.</a> Tissue Eng. 13, 1905-1925 (2007).</li>
<li>Mironov, V., Boland, T., Trusk, T., Forgacs, G., Markwald, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organ+printing%3A+computer-aided+jet-based+3D+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Organ printing: computer-aided jet-based 3D tissue engineering.</a> Trends Biotechnol. 21, 157-161 (2003).</li>
<li>Boland, T., Mironov, V., Gutowska, A., Roth, E. A., Markwald, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+and+organ+printing+2%3A+fusion+of+cell+aggregates+in+three-dimensional+gels%5BTitle%5D)+AND+%22Anat+Rec+A+Discov+Mol+Cell+Evol+Biol%22%5BJournal%5D)">Cell and organ printing 2: fusion of cell aggregates in three-dimensional gels.</a> Anat Rec A Discov Mol Cell Evol Biol. 272, 497-502 (2003).</li>
<li>Mironov, V., Kasyanov, V., Drake, C., Markwald, R. R. Organ printing: promises and challenges. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMironov%2C+V+%22Regen+Med%22">Regen Med</a>. 3, 93-103 (2008).</li>
<li>Skardal, A., Atala, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomaterials+for+integration+with+3-d+bioprinting%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Biomaterials for integration with 3-d bioprinting.</a> Ann Biomed Eng. 43, 730-746 (2015).</li>
<li>Mironov, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organ+printing%3A+tissue+spheroids+as+building+blocks%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Organ printing: tissue spheroids as building blocks.</a> Biomaterials. 30, 2164-2174 (2009).</li>
<li>Norotte, C., Marga, F. S., Niklason, L. E., Forgacs, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scaffold-free+vascular+tissue+engineering+using+bioprinting%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Scaffold-free vascular tissue engineering using bioprinting.</a> Biomaterials. 30, 5910-5917 (2009).</li>
<li>Skardal, A., Zhang, J., Prestwich, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioprinting+vessel-like+constructs+using+hyaluronan+hydrogels+crosslinked+with+tetrahedral+polyethylene+glycol+tetracrylates%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Bioprinting vessel-like constructs using hyaluronan hydrogels crosslinked with tetrahedral polyethylene glycol tetracrylates.</a> Biomaterials. 31, 6173-6181 (2010).</li>
<li>Bertassoni, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct-write+bioprinting+of+cell-laden+methacrylated+gelatin+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">Direct-write bioprinting of cell-laden methacrylated gelatin hydrogels.</a> Biofabrication. 6, 024105(2014).</li>
<li>Skardal, A., Zhang, J., McCoard, L., Oottamasathien, S., Prestwich, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamically+crosslinked+gold+nanoparticle+-+hyaluronan+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Dynamically crosslinked gold nanoparticle - hyaluronan hydrogels.</a> Adv Mater. 22, 4736-4740 (2010).</li>
<li>Skardal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photocrosslinkable+hyaluronan-gelatin+hydrogels+for+two-step+bioprinting%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+A%22%5BJournal%5D)">Photocrosslinkable hyaluronan-gelatin hydrogels for two-step bioprinting.</a> Tissue Eng Part A. 16, 2675-2685 (2010).</li>
<li>Skardal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioprinted+amniotic+fluid-derived+stem+cells+accelerate+healing+of+large+skin+wounds%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Transl+Med%22%5BJournal%5D)">Bioprinted amniotic fluid-derived stem cells accelerate healing of large skin wounds.</a> Stem Cells Transl Med. 1, 792-802 (2012).</li>
<li>Xu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hybrid+printing+of+mechanically+and+biologically+improved+constructs+for+cartilage+tissue+engineering+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">Hybrid printing of mechanically and biologically improved constructs for cartilage tissue engineering applications.</a> Biofabrication. 5, 015001(2013).</li>
<li>Xu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complex+heterogeneous+tissue+constructs+containing+multiple+cell+types+prepared+by+inkjet+printing+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Complex heterogeneous tissue constructs containing multiple cell types prepared by inkjet printing technology.</a> Biomaterials. 34, 130-139 (2013).</li>
<li>Murphy, S. V., Skardal, A., Atala, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+hydrogels+for+bio-printing+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+A%22%5BJournal%5D)">Evaluation of hydrogels for bio-printing applications.</a> J Biomed Mater Res A. 101, 272-284 (2013).</li>
<li>Badylak, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+extracellular+matrix+as+a+biologic+scaffold+material%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The extracellular matrix as a biologic scaffold material.</a> Biomaterials. 28, 3587-3593 (2007).</li>
<li>Freytes, D. O., Tullius, R. S., Valentin, J. E., Stewart-Akers, A. M., Badylak, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrated+versus+lyophilized+forms+of+porcine+extracellular+matrix+derived+from+the+urinary+bladder%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+A%22%5BJournal%5D)">Hydrated versus lyophilized forms of porcine extracellular matrix derived from the urinary bladder.</a> J Biomed Mater Res A. 87, 862-872 (2008).</li>
<li>Skardal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tissue+specific+synthetic+ECM+hydrogels+for+3-D+in+vitro+maintenance+of+hepatocyte+function%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Tissue specific synthetic ECM hydrogels for 3-D in vitro maintenance of hepatocyte function.</a> Biomaterials. 33, 4565-4575 (2012).</li>
<li>Johnson, T. D., Braden, R. L., Christman, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+ECM+scaffolds+for+cardiac+repair%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Injectable ECM scaffolds for cardiac repair.</a> Methods Mol Biol. 1181, 109-120 (2014).</li>
<li>Pati, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Printing+three-dimensional+tissue+analogues+with+decellularized+extracellular+matrix+bioink%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+comm%22%5BJournal%5D)">Printing three-dimensional tissue analogues with decellularized extracellular matrix bioink.</a> Nat comm. 5, 3935(2014).</li>
<li>Vanderhooft, J. L., Alcoutlabi, M., Magda, J. J., Prestwich, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rheological+properties+of+cross-linked+hyaluronan-gelatin+hydrogels+for+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol+Biosci%22%5BJournal%5D)">Rheological properties of cross-linked hyaluronan-gelatin hydrogels for tissue engineering.</a> Macromol Biosci. 9, 20-28 (2009).</li>
<li>Engler, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Embryonic+cardiomyocytes+beat+best+on+a+matrix+with+heart-like+elasticity%3A+scar-like+rigidity+inhibits+beating%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Sci%22%5BJournal%5D)">Embryonic cardiomyocytes beat best on a matrix with heart-like elasticity: scar-like rigidity inhibits beating.</a> J Cell Sci. 121, 3794-3802 (2008).</li>
<li>Engler, A. J., Sen, S., Sweeney, H. L., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Matrix+elasticity+directs+stem+cell+lineage+specification%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Matrix elasticity directs stem cell lineage specification.</a> Cell. 126, 677-689 (2006).</li>
<li>Chaudhuri, T., Rehfeldt, F., Sweeney, H. L., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+collagen-coated+gels+that+maximize+in+vitro+myogenesis+of+stem+cells+by+matching+the+lateral+elasticity+of+in+vivo+muscle%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Preparation of collagen-coated gels that maximize in vitro myogenesis of stem cells by matching the lateral elasticity of in vivo muscle.</a> Methods Mol Biol. 621, 185-202 (2010).</li>
<li>Lozoya, O. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+hepatic+stem%2Fprogenitor+phenotype+by+microenvironment+stiffness+in+hydrogel+models+of+the+human+liver+stem+cell+niche%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Regulation of hepatic stem/progenitor phenotype by microenvironment stiffness in hydrogel models of the human liver stem cell niche.</a> Biomaterials. 32, 7389-7402 (2011).</li>
<li>Holst, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Substrate+elasticity+provides+mechanical+signals+for+the+expansion+of+hemopoietic+stem+and+progenitor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Substrate elasticity provides mechanical signals for the expansion of hemopoietic stem and progenitor cells.</a> Nat Biotechnol. 28, 1123-1128 (2010).</li>
<li>Skardal, A., Mack, D., Atala, A., Soker, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Substrate+elasticity+controls+cell+proliferation%2C+surface+marker+expression+and+motile+phenotype+in+amniotic+fluid-derived+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mech+Behav+Biomed+Mater%22%5BJournal%5D)">Substrate elasticity controls cell proliferation, surface marker expression and motile phenotype in amniotic fluid-derived stem cells.</a> J Mech Behav Biomed Mater. 17, 307-316 (2013).</li>
<li>Rutz, A. L., Hyland, K. E., Jakus, A. E., Burghardt, W. R., Shah, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+multimaterial+bioink+method+for+3D+printing+tunable%2C+cell-compatible+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">A multimaterial bioink method for 3D printing tunable, cell-compatible hydrogels.</a> Adv Mater. 27, 1607-1614 (2015).</li>
<li>Malda, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((25th+anniversary+article%3A+Engineering+hydrogels+for+biofabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">25th anniversary article: Engineering hydrogels for biofabrication.</a> Adv Mater. 25, 5011-5028 (2013).</li>
<li>Integrated organ and tissue printing methods, system and apparatus. US Patent. , 2012/00889238 A1 (2011).</li>
<li>Drewitz, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+automated+production+and+drug+sensitivity+testing+using+scaffold-free+spherical+tumor+microtissues%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+J%22%5BJournal%5D)">Towards automated production and drug sensitivity testing using scaffold-free spherical tumor microtissues.</a> Biotechnol J. 6, 1488-1496 (2011).</li>
<li>Skardal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+hydrogel+bioink+toolkit+for+mimicking+native+tissue+biochemical+and+mechanical+properties+in+bioprinted+tissue+constructs%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">A hydrogel bioink toolkit for mimicking native tissue biochemical and mechanical properties in bioprinted tissue constructs.</a> Acta Biomater. 25, 24-34 (2015).</li>
<li>Peattie, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulation+of+in+vivo+angiogenesis+by+cytokine-loaded+hyaluronic+acid+hydrogel+implants%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Stimulation of in vivo angiogenesis by cytokine-loaded hyaluronic acid hydrogel implants.</a> Biomaterials. 25, 2789-2798 (2004).</li>
<li>Flynn, L., Prestwich, G. D., Semple, J. L., Woodhouse, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adipose+tissue+engineering+with+naturally+derived+scaffolds+and+adipose-derived+stem+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Adipose tissue engineering with naturally derived scaffolds and adipose-derived stem cells.</a> Biomaterials. 28, 3834-3842 (2007).</li>
<li>Flynn, L., Prestwich, G. D., Semple, J. L., Woodhouse, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adipose+tissue+engineering+in+vivo+with+adipose-derived+stem+cells+on+naturally+derived+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+A%22%5BJournal%5D)">Adipose tissue engineering in vivo with adipose-derived stem cells on naturally derived scaffolds.</a> J Biomed Mater Res A. 89, 929-941 (2009).</li>
<li>Duflo, S., Thibeault, S. L., Li, W., Shu, X. Z., Prestwich, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+a+synthetic+extracellular+matrix+on+vocal+fold+lamina+propria+gene+expression+in+early+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Effect of a synthetic extracellular matrix on vocal fold lamina propria gene expression in early wound healing.</a> Tissue Eng. 12, 3201-3207 (2006).</li>
<li>Duflo, S., Thibeault, S. L., Li, W., Shu, X. Z., Prestwich, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vocal+fold+tissue+repair+in+vivo+using+a+synthetic+extracellular+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Vocal fold tissue repair in vivo using a synthetic extracellular matrix.</a> Tissue Eng. 12, 2171-2180 (2006).</li>
<li>Liu, Y., Shu, X. Z., Prestwich, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteochondral+defect+repair+with+autologous+bone+marrow-derived+mesenchymal+stem+cells+in+an+injectable%2C+in+situ%2C+cross-linked+synthetic+extracellular+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Osteochondral defect repair with autologous bone marrow-derived mesenchymal stem cells in an injectable, in situ, cross-linked synthetic extracellular matrix.</a> Tissue Eng. 12, 3405-3416 (2006).</li>
<li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accelerated+repair+of+cortical+bone+defects+using+a+synthetic+extracellular+matrix+to+deliver+human+demineralized+bone+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">Accelerated repair of cortical bone defects using a synthetic extracellular matrix to deliver human demineralized bone matrix.</a> J Orthop Res. 24, 1454-1462 (2006).</li>
<li>Zhang, J., Skardal, A., Prestwich, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineered+extracellular+matrices+with+cleavable+crosslinkers+for+cell+expansion+and+easy+cell+recovery%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Engineered extracellular matrices with cleavable crosslinkers for cell expansion and easy cell recovery.</a> Biomaterials. 29, 4521-4531 (2008).</li>
<li>Serban, M. A., Scott, A., Prestwich, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unit+10.14%2C+Use+of+hyaluronan-derived+hydrogels+for+three-dimensional+cell+culture+and+tumor+xenografts%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Protoc+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Unit 10.14, Use of hyaluronan-derived hydrogels for three-dimensional cell culture and tumor xenografts.</a> Curr Protoc Cell Biol. Chapter 10, (2008).</li>
<li>Xu, X., Prestwich, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+tumor+growth+and+angiogenesis+by+a+lysophosphatidic+acid+antagonist+in+an+engineered+three-dimensional+lung+cancer+xenograft+model%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer%22%5BJournal%5D)">Inhibition of tumor growth and angiogenesis by a lysophosphatidic acid antagonist in an engineered three-dimensional lung cancer xenograft model.</a> Cancer. 116, 1739-1750 (2010).</li>
<li>Liu, Y., Shu, X. Z., Prestwich, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor+engineering%3A+orthotopic+cancer+models+in+mice+using+cell-loaded%2C+injectable%2C+cross-linked+hyaluronan-derived+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng%22%5BJournal%5D)">Tumor engineering: orthotopic cancer models in mice using cell-loaded, injectable, cross-linked hyaluronan-derived hydrogels.</a> Tissue Eng. 13, 1091-1101 (2007).</li>
<li>Skardal, A., Devarasetty, M., Rodman, C., Atala, A., Soker, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liver-Tumor+Hybrid+Organoids+for+Modeling+Tumor+Growth+and+Drug+Response+In+Vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Liver-Tumor Hybrid Organoids for Modeling Tumor Growth and Drug Response In Vitro.</a> Ann Biomed Eng. , (2015).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

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...

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 taklit. 2 Bu cihazlar hücre agrega şeklini alabilir bir &quot;bioink&quot; yazdırmak, hidrojeller kapsüllü hücreleri veya yapışkan sıvılar veya hücre tohumlanır mikro taşıyıcılar, hem de hücresiz pla gibi mekanik yapı veya hareket sağlayan hücre içermeyen polimerlerceholders. 3,4 bioprinting işleminden sonra, elde edilen yapı, işlev doku ya da organ yapılarına olgunlaşmış ve amaçlanan son uygulama için de kullanılabilir. 5,6 Bugüne kadar, tam bir tam olarak işlevsel insan boyutunda organı baskılı edilmemiştir, ancak araştırma ve geliştirme bioprinting birincil uzun vadeli bir hedef olmaya devam etmektedir. 2 Bununla birlikte, &quot;organoid&quot; doku yapıları şu anda patoloji modelleme, ilaç geliştirme ve toksikoloji tarama dahil olmak üzere uygulamaların, bir dizi yürütülmektedir küçük ölçekli. Araştırmacılar bioprinting teknolojisini uygulayarak karşılaştığım en önemli engellerden biri çok az malzeme bioprinting açık amaç için geliştirilmiş olmasıdır. etkin bir bioprinting başarılı olabilmek için, bir biyomalzeme 4 temel gereksinimleri karşılaması gerekir. Biyo materyal birikimi sağlamak için 1), uygun mekanik özelliklere sahip olması gerekir (bir jel veya I gibi bir meme boyunca ekstrüzyonlaBir damlacık olarak nkjet) birikmeden sonra bir 3-D yapının bir bileşeni olarak şekli korumak için 2) yeteneği, 3) 2, önceki özelliklerinin kullanım kontrolü, ve 4), bir hücre için uygun ve destekleyici ortamda tüm yeteneği bioprinting prosedürünün aşamaları. 7 Tarihsel olarak, işi bioprinting yerine sıkça bioprinting ve sonraki baskı sonrası uygulamalar için gerekli özelliklere sahip bir biyo materyal tasarlama, onların uyumluluk için dikkate olmadan bioprinting cihazlarda mevcut geleneksel biyomalzemeleri istihdam etmeye çalıştı. bioinks çeşitli kaplama ve üretim donanımı ile daha iyi son zamanlarda geliştirilmiştir. genellikle iki habercisi olarak yetersiz mekanik özellikleri, ya da eğer memeleri yapışmasına neden olabilir basılı veya sıkma işlemi sırasında kırılmış olma polimerize hidrojeller ile sıvı çözümler bulunması nedeniyle standart hidrojel sistemleri önemli sorunlar oluşturmaktadır. Ekibimiz, hem de tasarımlarıyla olarakRS, hidrojel substratlar içine hücre sferoid baskı, Mikro kapiller tüpler 5,8 hücresi ve hidrojel filament ekstrüzyon dinamik çapraz bağlama özelliklerine sahip 9-11 ekstrüde hiyalüronik asit (HA) -Altın nanopartikül hidrojeller de dahil olmak üzere, bu bioprinting sorunları çözmek için çeşitli hidrojel formülasyonlar, araştırdık , fotopolimerleşebilen kullanarak hidrojel sertlik 12 zamansal kontrolü, 17 HA ve jelatin, 13 fibrinojen-trombin tabanlı çapraz bağlanmasını, 14,15 iyonik değişim aljinat-kolajen jelleri, 16 metakrile ve son zamanlarda hızla polimerize ultraviyole ışık (UV) -initiated çapraz Bu örnekler etkin bir bioprinted seçebilirsiniz üreten malzemelerin uygulanabilirliğini göstermek. Ancak, donanım ile entegre ek olarak, başarılı bir şekilde, sürekli ve işlevsel 3 boyutlu doku yapıları oluşturmak için, biyo materyaller hücre korumada yardımın biyokimyasal ve mekanik ipuçları içermelidircanlılığı ve işlevi. Bu ek faktörler, biyokimyasal ve mekanik profiller, bioprinted doku yapıları başarılı fonksiyonu üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Her iki hücre ve doğal hücre-dışı matrisi (ECM) gibi büyüme faktörleri ve diğer hücrelere diğer sitokinler gibi sinyal molekülleri geniş yelpazeli sorumludur. Bu sinyallerin birleşimi dokudan dokuya değişir, ancak, hücre ve doku davranışını düzenleyen son derece kuvvetli ve etkili olabilir. 18, araştırılmış olan farklı organlardan doku spesifik ECM bileşenleri kullanan ve bir hidrojel olarak veya bir hidrojel bir parçası olarak uygulanması başarısı. 19-21, belirli bir doku decellularizing o ince öğütme ve eriterek oluşan bu yaklaşım, bir dokudan dokuya özel biyokimyasal sinyallerin üretilmesi için 3-D hidrojel yapılarında dahil edilebilir kullanılabilir. 22 Buna ek olarak,yaygın vücuttaki dokular katılıkları geniş bir yelpazede işgal olduğu belgelenmiştir. Bu nedenle 23, ayarlamak için yeteneği gibi elastik modülü E &#39;veya kesme elastik modülü G&#39; olarak biyomateryaller, mekanik özellikleri, doku mühendisliğinde yararlı bir araçtır . Yukarıda tarif edildiği gibi, bioink mekanik özellikler üzerinde kontrol hedef organ Çeşidi ile aynı olduğu daha sonra elastik modül seviyesi elde edilebildiği de daha sonraki bir noktada, ikincil çapraz bağlama ile manipüle yumuşak bir jel kullanılarak ekstrüzyon bazlı biofabrication sağlar. Örneğin, biyomalzemeler çalışması için bu organoids yeteneği artan teoride 24,25, yerli karaciğer gibi 23 5-10 kPa sertliğine uyum veya yerel kalp dokusu gibi 10-15 kPa sertliği maç için özelleştirilmiş olabilir kendi ana doku meslektaşları benzer bir şekilde. hücre fenotipinde çevresel sertlik etkisi Exp olmuşturÖzellikle kök hücreleri ile ilgili olarak, son yıllarda lored. Engler ve ark., Doku elastikiyeti substrat olduğunu eşleşen soylar karşı mezenkimal kök hücreleri (MSC) sürüş destekli bu alt tabaka esnekliğini göstermiştir. 25 Bu kavram daha kas içine farklılaşma, kalp fonksiyonu, karaciğer fenotip, hematopoetik kök hücre çoğalması için araştırılmaktadır ve kök hücre tedavi potansiyelinin bakım. 24,26-29 ayarlamak için güçlü olmak farklı elastik modülünün bir hidrojel doku yapıları biofabricate için kullanılacak biyomalzeme önemli bir özelliğidir. 30 Burada ekstrüzyon bioprinted edilebilir bir hidrojel sistemi formüle etmek bizim laboratuvarda kullanılan çok yönlü bir yaklaşımı temsil eder ve belirli bir doku tipi biyokimyasal profil içeren ve 2) doku Çeşidi elastik modülü taklit) 1 özelleştirilmiş bir protokol tarif . Bu gereksinimleri ele alarak, biz p hedefliyoruzin vivo fizikokimyasal ve biyolojik özelliklerini özetlemek bir malzeme rovide dokusudur. 31. Burada tarif edilen modüler hidrojel bileşik sistem ekstrüde bioinks üretmek üzere bir çok çapraz bağlama yaklaşım yararlanır ve stabilize etmek için ikinci bir çapraz bağlanma sağlar ve sertliğini artırır son ürünlerin doku tiplerinin aralığında uyum sağlamak. Biyokimyasal özelleştirme doku spesifik ECM bileşenleri kullanarak karşılanmaktadır. bir göstergesi olarak, fonksiyonel karaciğer organoid yapıları bioprint bu hidrojel sisteminin bir karaciğere özgü çeşitli kullanır. açıklanan protokol, özel bir 3-D bioprinting cihazı kullanır. Genel olarak, bu protokol çoğu ekstrüzyon tabanlı yazıcılara adapte edilebilir, özel baskı parametreleri cihazın her türü için önemli ölçüde değişir ve kullanıcı tarafından test gerektirir.

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

bioprinting cellularized dokuya özel hidrojel bioink kullanılarak dahil edilmesi

Bioprinting Cellularized Constructs Using a Tissue-specific Hydrogel Bioink

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.

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 faktörün...

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.

Bioprinting cellularized dokuya özel Hidrojel Bioink kullanılarak dahil edilmesi

Bioprinting has emerged as a versatile biofabrication approach for creating tissue engineered organ constructs. These constructs have potential use as ...

Bu protokolün genel amacı, biyobasım cihazları aracılığıyla ekstrüde edilebilen hidrojel biyomürekkepler tasarlamak için çok yönlü bir yaklaşım sunmaktır. Bu biyomürekkepler daha sonra üç boyutlu doku konstrüktları üretmek için kullanılabilir. Bu yöntem, biyobasım alanındaki, bir biyoyazıcı kullanılarak ekstrüde edilebilen bir materyal sağlamak için gereken mekanik özelliklerin nasıl kontrol edileceği gibi temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir.Bu tekniğin temel avantajı, basit ve etkili, biyoyazdırılabilir bir hidrojel biyomürekkep oluşturmak için modüler bir şekilde birleştirilmiş, ticari olarak mevcut bileşenler kullanmamızdır. Bu teknolojilerin uygulamaları arasında, ilaçların, toksinlerin ve hastalıkların etkilerini doğru şekilde modellemek için kullanılabilecek 3D doku organoidlerinin oluşturulması yer almaktadır. Bu yöntem 3D karaciğer yapılarını biyoyazdırmak için bir çerçeve sağlayabilse de kas, akciğer ve kolon gibi diğer doku tiplerine de uygulanabilir.Genel olarak, bu yönteme yeni başlayan kişiler, hidrojel biyomürekkebini oluşturmak için çok sayıda farklı reaktif kullanıldığından zorlanabilirler; ancak işlem aslında oldukça basit bir süreçtir. Prosedürü, ekibimizde doktora sonrası araştırmacı olan Young-Joon Seolle gösterecektir. Başlamak için, başka bir yerde açıklandığı şekilde, hidrojel formülasyonunda kullanılacak dokuya özgü bir hücre dışı matris sindirimi hazırlayın.Ardından, bir fotobaşlatıcıyı ağırlık/hacim oranı 0.1% olacak şekilde suda çözün. Hidrojel biyomürekkepleri oluşturmak için, öncelikle hyaluronik asit hidrojel kitlerindeki temel materyal bileşenlerini, su bazlı fotobaşlatıcı çözeltisinin ayrı alikotları içinde çözün. Daha sonra ECM çözeltisini, %2 tiyole hyaluronik asidi, %2 tiyole jelatini, çapraz bağlayıcıları ve hepatosit kültür ortamını burada gösterilen oranlarda birleştirin. Biyomürekkebin ekstrüzyon özelliklerini iyileştirmek için karışıma 1,5 mg/mL modifiye edilmemiş hyaluronik asit ve 30 mg/mL jelatin ekleyin.Ardından, elde edilen karışımı kullanmadan önce on saniye boyunca yüksek hızda vorteksleyin. Biyo mürekkebi bir biyobaskı cihazında test etmeden önce, ekstrüzyon özelliklerini laboratuvar tezgahında test edin. Standart bir şırınga kullanarak biyo mürekkep örneği damlatın ve ardından şırıngaya 20 ila 30 gauge bir iğne takın.Bioink'in çapraz bağlanmasına izin verin ve ardından pürüzsüzce ekstrüde edilmiş hidrojel filamentler elde etmek için bioink'i iğneden itin. Formülasyon, az sayıda tümsek içeren veya hiç tümseği olmayan bir filament oluşturabiliyorsa biyo-yazıma hazırdır. Bioink hazırlıklarını bir biyo-yazıcıya yüklemek için bioink'leri sterilize edilmiş yazıcı kartuşlarına pipetleyin.Biyo mürekkep kartuş içerisinde kendiliğinden birinci aşama çapraz bağlanmaya uğrayacağı için ekstrüzyondan önce 30 dakika bekletin. Ardından, kartuşu yazdırma düzeneğine yerleştirin ve kartuşa bir pnömatik basınç kaynağı bağlayın. Ekstrüzyon uyumluluğunu değerlendirmek amacıyla, paralel çizgilerden oluşan bu yedi tarafından yedi milimetrelik ızgara gibi basit bir desen hazırlayıp yazdırın.Yazıcı kafası XY düzleminde yaklaşık 300 milimetre/dakika hızla hareket ederken, biyomürekkebini ekstrüde etmek için kartuşa 20 kilopaskal basınç uygulayın. Ekstrüde edilen malzemeler topaklı veya düzensizse, birinci aşama çapraz bağlanmış malzemeyi yumuşatmak için eklenen çapraz bağlayıcı miktarını azaltın. Doğru şekilde hazırlanmış bir biyomürekkep formulasyonu, hassas depozisyon ve mimarilere olanak tanıyacak şekilde pürüzsüzce ekstrüde edilmelidir.Eşlik eden metin protokolünde açıklandığı şekilde, asılı damla yöntemini kullanarak 96 kuyucuklu bir plaka içerisinde 3D primer hücre karaciğer sferoidleri hazırlayın. Kültürde üç gün geçtikten sonra, karaciğer sferoidlerini asılı damla plakasından bir pipet yardımıyla toplayın ve steril, 15 mililitrelik konik bir tüpe aktarın. Sferoidlerin konik tüpün dibine çökmesi için bir ila iki dakika bekleyin.Ardından, medyayı bir pipet yardımıyla dikkatlice aspire edin. Taze hazırlanmış hidrojel biyomürekkep çözeltisinin, hedeflenen basılı 3D yapı hacminin %110 ila %125'ini sferoidleri içeren konik tüpe aktarın. Sonra, sferoidleri hidrojel biyomürekkep çözeltisi içinde yeniden süspande etmek için pipetle dikkatlice aşağı yukarı hareket ettirin.Homojen bir süspansiyon elde edildikten sonra, sferoid çözeltisini bir pipet yardımıyla biyoyazıcı kartuşuna aktarın ve çözeltinin 30 dakika boyunca birinci çapraz bağlanma aşamasından geçmesini sağlayın. Çapraz bağlanmanın ardından, primer karaciğer sferoidlerini içeren istenen hidrojel yapıları oluşturmak için bir biyoyazıcı cihazı kullanın. Her bir depozisyon katmanından sonra, ikincil çapraz bağlanma mekanizmasını başlatmak için basılan biyomürekkebi iki ila dört saniye boyunca UV ışığına maruz bırakın.Bu işlem yapıları stabilize edecek ve sertliği istenen seviyeye çıkaracaktır. Çözeltideki PEG alkin konsantrasyonu, genel çapraz bağ yoğunluğunu kontrol eder ve bu nedenle temel olarak nihai yapının sertliğini belirler. Biyobasım sonrası, konfokal mikroskopi kullanılarak karaciğer yapılarında yüksek hücre canlılığı gözlemlenmiştir.Optimal çevresel koşullar altında, canlılık %85'in üzerinde olmalıdır. Ayrıca, konstrüktler karaciğer dokusunu belirten markörler için boyandığında; bir sitokrom P450 izoformu olan CYP3A4'ün, hücre içi albüminle beraber, bir epitelyal hücre-hücre adezyon proteini olan E-cadherin'in ve karaciğerde yüksek düzeyde eksprese edilen bir protein olan DPP4'ün pozitif ekspresyonlarının tamamı gözlemlenmiştir. Kültür medyası üre ve albümin seviyeleri açısından test edildiğinde, konstrüktün 14 günlük zaman süreci boyunca hem üre hem de albümini sabit seviyelerde salgıladığı tespit edilmiştir. Bu durum, dokuya özgü hidrojel biyomürekkeplerin karaciğer hücrelerinin fonksiyonlarının korunmasına yardımcı olduğunu daha da desteklemektedir.Bu teknik uzmanlaşıldığında, uygun şekilde uygulandığı takdirde başlangıçtan bitişe yaklaşık iki saatte tamamlanabilir. Ancak bu durum, genellikle kullanılan belirli biyobasım cihazına bağlıdır. Bu prosedür uygulanırken, gösterilen adımların diğer doku türleri veya biyobasım cihazlarıyla uyumlu hale getirilmek için sıklıkla adapte edilmesi gerektiğini unutmamak önemlidir.Bu prosedür takip edilerek, diğer doku türlerinin biyobaskısını desteklemek amacıyla farklı hidrojel biyomürekkep formülasyonları oluşturulabilir. Bu teknolojilerin geliştirilmesi; ilaç taraması ve hastalık modellemesi için çoklu organoid içeren, çip üzerinde vücut platformlarının oluşturulmasına zemin hazırlamıştır. Bu videoyu izledikten sonra, çok aşamalı çapraz bağlanma kullanarak 3D doku yapıları için kullanılabilecek materyallerin tasarımına nasıl başlanacağı konusunda kapsamlı bir bilgiye sahip olmalısınız.Ultraviyole ışıkla çalışmanın görme yetisi için son derece tehlikeli olabileceğini unutmayın ve bu prosedürü gerçekleştirirken UV koruyucu gözlük kullanımı gibi önlemler her zaman alınmalıdır.

bioprinting-cellularized-constructs-using-tissue-specific-hydrogel

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Bir bioprinter bir kurban kalıp dayalı desenli hidrojeller oluşturmak için kullanıldı. Poloksamer kalıp ikinci bir hidrojel ile dolduruldu ve daha sonra üçüncü bir hidrojel ile doldurulmuş boşluklar bırakarak elüt edilmiştir. Bu yöntem Biyopolimerlerin karmaşık mimarileri oluşturmak için hızlı sağım ve poloksamerin iyi baskı kullanır.

Desenli ve Yaratılış 3D Hücre Kültürü için iki bileşenli Hidrojeller için Thermoresponsive Ters Kalıpları Baskı

Bir Kartezyen biyoyazıcı, hassas, tekrarlanabilir geometrilerde çok malzemeli biriktirmeye izin verirken aynı zamanda çevresel faktörlerin kontrolüne de izin verecek şekilde tasarlanmış ve üretilmiştir. Üç boyutlu biyo-yazıcıyı kullanarak, karmaşık ve uygulanabilir yapılar basılabilir ve kolayca çoğaltılabilir.

Üç Verici Kartezyen Yazıcı Kullanımı Bioprinted Hücresel Yapıların Canlılık

Bu protokol, kazınmış topografik kılavuz ipuçlarını hidrojel biyomürekkebi taşıyan bir hücrenin hassas birikimiyle birleştiren otomatik bir robotik biriktirme sistemi kullanan bir biyo-baskı metodolojisini açıklar. Basılı hücreler doğrudan kazınmış özelliklere iletilir ve onlarla birlikte algılayabilir ve yönlendirebilir.

Hücre Yüzey Rehberlik ve Bioprinting için Otomatik Robotik Dağıtım Tekniği

Biz nerede bir ikincil hücre tipi bozukluklarına doku ve organoids oluşturmak için bu microfibrous yapının interstisyel uzaya daha fazla numaralı seribaşı bir microfibrous vasküler yatağın mühendislik bir mikrosıvısal bioprinting strateji temel alan genel bir protokol sağlar.

Mikrosıvısal Bioprinting mühendisliği için doku ve Organoids skarların

Kıkırdak ve cilt analogları nanocellulose-aljinat dayalı bioink kullanarak bioprinted vardı. Bioinks bir tek adım pasif karıştırma ünitesi üzerinden yazdırmadan önce cellularized. Yapıları düzgün cellularized, yüksek canlılık var ve farklılaşma olumlu işaretleri sergilemek için gösterdi.

Bioprinting kıkırdak ve cilt doku analogları bir roman pasif birimi teknik Bioink Precellularization için karıştırma kullanmak

Biz bir bioprintable aljinat/jelatin bioink gömülü ölümsüzleştirdi tümör ve fibroblast hücreleri içeren türdeş olmayan meme kanseri modeli geliştirilmiştir. Model vivo içinde tümör microenvironment recapitulates ve çok hücreli tümör pulcuklarının, kavrama tumorigenesis sürüş mekanizmaları içine verimli oluşumunu kolaylaştırır.

Bioprintable aljinat/jelatin hidrojel 3D Vitro Model sistemleri hücre küresel oluşumu teşvik

Burada sunulan jelatin metakril 3D biyobaskı için bir yöntemdir.

Jelatin Metacryloyl Hidrojel Bazlı Bioinks 3D Biyobaskı Protokolleri

Burada, kapsüllü hücrelerin sedimantasyonunu önlemek için sıvı benzeri biyoinkler (düşük viskoziteli jelatin metakrilopil) için çok katmanlı modifiye edilmiş yeni bir strateji geliştirdik.

Homojen Hücre Dağılımı için Üç Boyutlu Biyobaskıda Çok Katmanlı Hidrojel Bioink'in Kullanılması

Bu protokol, hücre yüzeyi reseptörlerinin, Kit'in (CD117) ve yüksek benzeşimli IgE reseptörlerinin (FcφRI) hücre canlılığı ve fenotipik ekspresyumu açısından fare kemiğinden türetilmiş mast hücreleri ile kristal nanoselüloz (CNC)/agarose kompozit hidrojel biyomalzeme mürekkebinin biyouyumluluğunu hızla değerlendirmek için bir yöntemi vurgulamaktadır.

Kemik İliği Türevi Mast Hücre Kültürü için Kristal Nanoselüloz Gömülü Agarose Biyomalzeme Mürekkep İmalatı

Bu protokol, jelatin bazlı granüler bir destekte bir kalsiyum fosfat mürekkebi biriktirerek kemik benzeri yapılar üretmek için bir 3D baskı tekniğini açıklar. Baskılı kemik analogları, baskının doğrudan toplanması veya multifazik yapılar için canlı bir hücre matrisi içinde çapraz bağlanma esnekliği ile serbest formda biriktirilir.

Kemik Analoglarının Üretimi için Hücre Yüklü Süspansiyonlarda Seramik Çok Yönlü Biyobaskı

Keşfedin hidrojel biyomürekkep geliştirme ve ekstrüzyon biyobaskı yöntemlerini kullanarak. Bu teknik, ticari olarak mevcut bileşenlerle modüler bir yaklaşım sunar ve 3D doku yapılarının oluşturulmasını sağlar.

Bioprinting cellularized dokuya özel Hidrojel Bioink kullanılarak dahil edilmesi

Daha fazla video keşfet