Name: Akış Altında Damar İlacı Hedeflemesi Üzerinde Çalışmak için In Vitro 3D Hücre Kültürlü Arteriyel Modeller (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-03-14T14:30:00.000+00:00
Duration: 7 min
Description: Keşfedin 3D baskılı arter modellerinde endotel hücreleriyle damar ilacı hedeflemesini. Fizyolojik akış koşullarında ilaç taşıyıcı birikimini inceleyerek kardiyovasküler hastalıklar için tedavi optimizasyonu sağlayın.

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

playerTrialDesktop

Bu çalışma İsrail Bilim Vakfı tarafından desteklendi (ISF hibesi # 902/18). Maria Khoury'nin bursu Baroness Ariane de Rothschild Kadın Doktora Programı tarafından desteklendi.

NOT: Bu protokol, şahdamarının 3D modelinin imalatını açıklar ve geometrik parametreleri değiştirerek başka bir ilgi atardamarı oluşturmak için uygulanabilir.
1. İnsan şahdamar modelinin 3D çatallanmasının tasarımı ve imalatı
<ol><li>Hastalardan veya daha önce çalışılan insan şahdamar çatallanmasının geometrilerinden görüntüler seçin ve basılması gereken kalıbın bilgisayar destekli bir tasarım modelini oluşturun. NOT: Şahdamar bifurkasyonu bir giriş ve iki çıkışa sahiptir. Arter etrafında bir 3D kalıp çerçevesi tasarlamak önemlidir ve çerçeve ile arter kalıbı arasında geçici baskı destekleri(Şekil 2A-C).</li>
	<li>Geometrileri 3D yazıcı kullanarak yazdırın. Geçici baskı desteklerini kesin ve özellikle desteklerin kesildiği alanlarda kalıpları parlatmak ve pürüzsüzleştirmek için zımpara kağıdı kullanın. Plastik tozu çıkarmak için zımparalanmış modeli izopropil alkolle durulayın ve kimyasal bir başlıkta 2-3 saat boyunca tamamen kurumaya bırakın. NOT: Burada, baskılı kalıplar berrak reçine v4(Şekil 2D,E)yapılmıştır.</li>
	<li>Plastiği kolayca çözmek için kalıpları kimyasal bir kaputun içine şeffaf lake ile püskürtün ve 1 saat boyunca havayla kurumaya bırakın. Bunu 3x tekrarlayın. NOT: Burada, 2X Ultra Kapak Şeffaf Sprey kullanıldı, ancak ahşap lake olmadığı sürece başka her türlü uygun olmalıdır. Açıkta plastik kalmadığını onaylayın, çünkü plastik silikonla reaksiyona sokabilir ve düzgün bir şekilde katılaşmasını önleyebilir. Püskürtülen yüzeyin kalitesi, nihai silikon modelinin yüzeyinin kalitesini belirleyecektir.</li>
	<li>Kalıp çerçevesiyle aynı boyutlarda şeffaf dikdörtgen slaytlar / şeritler kesin ve cilayı kullanarak çerçevenin her tarafındaki çerçeveye ve çerçevenin bir tarafından yapıştırın, böylece altta kapatılır ve üstte açılır. Cilayı kimyasal bir kaputun içinde bir boya fırçası kullanarak uygulayın ve slaytların en az 24 saat boyunca tamamen kurumasını bekleyin(Şekil 2F).</li>
	<li>Silikon kauçuk karışımını hazırlamak için, kürleme maddesi (kütle oranı 1:10) ile sıvı silikonu plastik bir plakaya ekleyin ve tam karıştırmayı sağlamak için iyice karıştırın. Şahdatır modeli için 54 g silikon ve 6 g kürleyici maddesi ekleyin.</li>
	<li>Karışımı 4 °C'de 15 dakika soğutun, ardından tüm hava kabarcıkları ortadan kaldırılınceye kadar vakumlu bir kurutucuda gazdan arındırın. Kalıbı kurutucuya yerleştirin (açık tarafı yukarı bakacak şekilde), silikon karışımını yavaşça kalıba dökün ve karışım net olana kadar hava kabarcıklarını tekrar çıkarın.</li>
	<li>Kalıbın oda sıcaklığında bir gecede silikonla durmasına izin verin (mümkünse vakumsuz olarak kurutucuda bırakın). Karışım tam olarak kurumamışsa, birkaç saat daha 60 ° C'de kuluçkaya yatırın.</li>
	<li>Karışım tamamen kurudıktan sonra şeffaf slaytları çıkarın ve plastik tamamen çözünene kadar modeli kimyasal bir kaputta 48 saat boyunca mutlak aseton içine daldırin. Plastik artıkları tahta bir çubukla çıkarın. Modelin içine sıkışmış asetonları buharlaşmak için, hücre tohumlamadan önce en az 4 gün boyunca 60 ° C'de kuluçkaya yatırın.</li>
</ol>2. Modellerde hücre kültürü ve tohumlama
<ol><li>Karotid modeli için üç konektör hazırlayın: biri giriş için, ikisi çıkışlar için (bkz. Malzeme Tablosu). Modeli ve konektörleri biyolojik bir başlıkta ultraviyole ışınlama ile 20 dakika sterilize edin.</li>
	<li>Modelleri 4 mL 100 μg/mL fibronektin (1x fosfat tamponlu salin, (PBS)) ile 37 °C'de 2 saat veya 4 °C'de bir gecede kapla. Fibronektin çözeltisini 5 veya 10 mL plastik şırınna kullanarak giriş yoluyla modele enjekte edin. Fibronektin çıkıştan çıkarın ve modeli EC ortamı ile yıkayın.</li>
	<li>2,5 ×10 6 hücre/mL insan göbek damarı endotel hücrelerini (HUVEC'ler, geçiş < 6) askıya alın ve modeli 5 veya 10 mL plastik şırıng kullanarak hücre süspansiyonunun 4 mL'si ile doldurun (Şekil 3A). Homojen tohumlama sağlamak için modeli 48 saat boyunca 1 rpm hızında bir inkübatörün (37 °C) içindeki bir rotatora yerleştirin. Modelin rotatora iyi takıldığından emin olun (Şekil 3B). Biyolojik bir kaputun içinde 24 saat sonra ortamı değiştirin ve 24 saat daha inkübatör içindeki rotatora geri dönün. NOT: 24 saat sonra hücreler tohumlanır ve mikroskop kullanılarak görüntülenebilir.</li>
	<li>Modeli rotatordan çıkarın ve 10 mL plastik şırınna kullanarak 1x PBS ile yıkayın. Hücreleri sabitlemek için, hücreleri kimyasal bir kaputun içinde 15 dakika boyunca modele% 4 paraformaldehit (PFA) 4 mL ile kuluçkaya yatırın ve ardından PBS ile 3x durulayın. 4 mL PBS ekleyin ve deneye kadar 4 °C'de saklayın (Şekil 3C). Standart boyama protokollerini kullanarak modelin içindeki hücreleri lekele(örneğin, 4′, 6-diamidino-2-fenilindole (DAPI), Şekil 3Dile nükleer boyama).</li>
</ol>3. Perfüzyon sisteminin tasarımı
<ol><li>Perfüzyon sistemi iki giriş ve iki çıkış tüpüne sahiptir. İki girişi tek bir 4 mm kimlik tüpünde ve peristaltik pompaya bağlanan iki adet 6 mm kimlik tüpünde birleştirin. Peristaltik pompadan çıkan iki adet 6 mm'lik ID tüpü tek bir 4 mm'lik tüpte birleştirin ve pompadan salınımları ortadan kaldırmak için bir salınım damperine bağlayın. Damper olarak üç delikli kapaklı 250 mL dar ağızlı bir şişe kullanın.</li>
	<li>Pompadan girişe bir delik bağlayın, ikincisini acil durumlarda basınç havalandırma için kullanılan bir mantarla kapatın ve üçüncü deliği (çıkış olan) şişenin altına uzatın.</li>
	<li>Damperi, çıkış borularını kullanarak kültürlü karotis modelinin girişine bağlayın. Modelin iki çıkışını, sistemin çıkışı olacak bir boruyla birleştirin (Tüm borular 4 mm'dir).</li>
	<li>Çıkış borularını iki çıkış tüpüne bölün (biri kapalı devre için, diğeri açık devredeki atık konteyneri için). Her tüpe plastik bir kelepçe takın. NOT: Açık/kapalı kelepçelerin kombinasyonu, sistemin kapalı veya açık devre konfigürasyonunda olup olmadığını belirleyecektir. Şekil 1'degösterildiği gibi, b ve c açıkken a ve d kelepçeleri yakınsa, sistem kapalı bir devredir; ters devre konfigürasyona sistemi getirir.</li>
	<li>Üç kap hazırlayın: biri 300 mL sıvı (kapalı devre için) ve her biri 1 L'lik diğer iki sıvıyı tutabilen: biri yıkama için, diğeri atık için (açık devre için).</li>
</ol>4. Kapalı devre konfigürasyonu: perfüzyon deneyi ve görüntüleme
<ol><li>Kapalı devre konteynere 300 mL PBS ekleyin, bu da boru ve model de dahil olmak üzere tüm sistemi doldurmak için yeterlidir. Kabın içine bir giriş tüpü ve bir çıkış tüpü (açık kelepçeler b ve c) yerleştirin.</li>
	<li>1 L yıkama kabını damıtılmış suyla doldurun (deneyin sonunda yıkamak için) ve diğer 1 L atık kabını boş bırakın. Diğer giriş ve çıkış borularını (a ve d kelepçelerini kapatın) sırasıyla yıkama ve atık kaplarına yerleştirin.</li>
	<li>Sabit hücreli kültürlü karotid modelini 4 °C depolama alanından alın ve PBS'yi boşaltın. Karotid giriş ve çıkışlarını 3.3-3.4 adımlarında açıklandığı gibi bağlayın. Modeli uzun süre kuru bırakmayın. Model bağlandıktan sonra, sıvıyı boğmak için pompayı etkinleştirin.</li>
	<li>Şahdatoid modelini mikroskop altına yerleştirin. Karotid modelinin girişinden önce ve çıkışından sonra boruyu açın. Peristaltik pompayı 10 rpm'ye ayarlayın ve açın. Hızı her 4-5 dakikada bir 5 rpm'lik artışlarla artırın. Sızıntı olmadığından emin olun.</li>
	<li>İnsan şahdamarının fizyolojik dalga biçiminin maksimum akış hızına (~400 mL/dk) eşit olan 100 rpm'de, kapalı devre konteynerdeki 300 mL PBS'ye floresan karboksilatlı polistiren (PS) parçacıklar (2 μm, 1,6 μg/mL konsantrasyonda) ekleyin. 1,5 saat boyunca her 10 s'de bir ilgi çekici bölgeyi görüntüleyin (gerektiğinde hala tek resim veya video).</li>
</ol>5. Açık devre konfigürasyonu: yıkama adımı
<ol><li>Yıkama ve atık tüplerinin kelepçelerini 1 L kapta (kelepçeler a ve d) açın ve sistemi kapalıdan açık devre konfigürasyonundan değiştirmek için 300 mL konteynerdeki (kelepçeler b ve c) hem giriş hem de çıkış tüplerinin kelepçelerini hemen kapatın.</li>
	<li>Suyun büyük kısmının yıkama kabından saat 100 rpm'de atık konteynerine akmasına izin verin. Tamamen aktarılmadan önce, peristaltik pompaya basın ve karotis modelinin girişinden önce ve çıkışından sonra tüp kelepçelerini kapatın.</li>
	<li>Uygun filtreleri kullanarak, parçacıkların hücrelere birikmesini ve yapışmasını göstermek için modelin ilgi çekici bölgedeki görüntülerini yakalayın. Şahdayıt modelinin bağlantısını kesin. Modelin girişine dikkatlice ve yavaşça 10 mL şırınna ile 4 mL PBS ekleyin.</li>
	<li>Karotis modeli yerine bir "kukla model" (aynı zamanda sadece yıkama için kullanılan silikon kauçuk 3D karotid modelidir) karotis modeli yerine bağlayın ve sistemi durulayın. 1 L daha su ekleyin ve tüm su yıkama kabından atıklara aktarılana kadar sistemi tekrar yıkayın. Peristaltik pompayı kapatın.</li>
</ol>6. Veri toplama ve analiz
<ol><li>Özelleştirilmiş bir yazılım kodu kullanarak deney sırasında çekilen görüntülerle ilgi çekici bölgede parçacık biriktirmenin dijital bir filmini haline alın (Bkz. Malzeme Tablosu).</li>
	<li>Model boyunca parçacıkların birikmesinin haritalandırılması için, incelenen ilgi bölgesini kapsayacak şekilde birden fazla görüntü döşeyin (Şekil 4A,B). NOT: İlgi çekici bir yerdeki yapışan parçacıkların sayısını ölçmek için özelleştirilmiş bir yazılım kodu yazılabilir (ek bilgiolarak örnek bir dosya sağlanmıştır)17.</li>
</ol>

<ol><li>Chiu, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+effect+of+disturbed+flow+on+monocytic+adhesion+to+endothelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Analysis of the effect of disturbed flow on monocytic adhesion to endothelial cells.</a> Journal of Biomechanics. 36 (12), 1883-1895 (2003).</li>
<li>Martorell, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extent+of+flow+recirculation+governs+expression+of+atherosclerotic+and+thrombotic+biomarkers+in+arterial+bifurcations%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovascular+Research%22%5BJournal%5D)">Extent of flow recirculation governs expression of atherosclerotic and thrombotic biomarkers in arterial bifurcations.</a> Cardiovascular Research. 103 (1), 37-46 (2014).</li>
<li>Karino, T., Goldsmith, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flow+behaviour+of+blood+cells+and+rigid+spheres+in+an+annular+vortex%5BTitle%5D)+AND+%22Philosophical+transactions+of+the+Royal+Society+of+London.+Series+B%2C+Biological%22%5BJournal%5D)">Flow behaviour of blood cells and rigid spheres in an annular vortex.</a> Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological. 279 (967), 413-445 (1977).</li>
<li>Goldsmith, H. L., Karino, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Platelets+in+a+region+of+disturbed+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+-+American+Society+for+Artificial+Internal+Organs%22%5BJournal%5D)">Platelets in a region of disturbed flow.</a> Transactions - American Society for Artificial Internal Organs. 23, 632-638 (1977).</li>
<li>Farcas, M. A., Rouleau, L., Fraser, R., Leask, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+development+of+3-D%2C+in+vitro%2C+endothelial+culture+models+for+the+study+of+coronary+artery+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Engineering+Online%22%5BJournal%5D)">The development of 3-D, in vitro, endothelial culture models for the study of coronary artery disease.</a> Biomedical Engineering Online. 8, 30(2009).</li>
<li>Peng, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+nanoparticle+targeting+to+a+vascular+surface+in+shear+flow+through+diffusive+particle+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Research+Letters%22%5BJournal%5D)">Modeling nanoparticle targeting to a vascular surface in shear flow through diffusive particle dynamics.</a> Nanoscale Research Letters. 10 (1), 942(2015).</li>
<li>Shah, S., Liu, Y., Hu, W., Gao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+particle+shape-dependent+dynamics+in+nanomedicine%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanoscience+and+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Modeling particle shape-dependent dynamics in nanomedicine.</a> Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 11 (2), 919-928 (2011).</li>
<li>Hossain, S. S., Hughes, T. J., Decuzzi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vascular+deposition+patterns+for+nanoparticles+in+an+inflamed+patient-specific+arterial+tree%5BTitle%5D)+AND+%22Biomechanics+and+Modeling+in+Mechanobiology%22%5BJournal%5D)">Vascular deposition patterns for nanoparticles in an inflamed patient-specific arterial tree.</a> Biomechanics and Modeling in Mechanobiology. 13 (3), 585-597 (2014).</li>
<li>Charoenphol, P., Huang, R. B., Eniola-Adefeso, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+role+of+size+and+hemodynamics+in+the+efficacy+of+vascular-targeted+spherical+drug+carriers%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Potential role of size and hemodynamics in the efficacy of vascular-targeted spherical drug carriers.</a> Biomaterials. 31 (6), 1392-1402 (2010).</li>
<li>Ta, H. T., Truong, N. P., Whittaker, A. K., Davis, T. P., Peter, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+particle+size%2C+shape%2C+density+and+flow+characteristics+on+particle+margination+to+vascular+walls+in+cardiovascular+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Opinion+on+Drug+Delivery%22%5BJournal%5D)">The effects of particle size, shape, density and flow characteristics on particle margination to vascular walls in cardiovascular diseases.</a> Expert Opinion on Drug Delivery. 15 (1), 33-45 (2018).</li>
<li>Cooley, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+particle+size+and+shape+on+their+margination+and+wall-adhesion%3A+implications+in+drug+delivery+vehicle+design+across+nano-to-micro+scale%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Influence of particle size and shape on their margination and wall-adhesion: implications in drug delivery vehicle design across nano-to-micro scale.</a> Nanoscale. 10 (32), 15350-15364 (2018).</li>
<li>Jiang, X. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantum+dot+interactions+and+flow+effects+in+angiogenic+zebrafish+%28Danio+rerio%29+vessels+and+human+endothelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomedicine%3A+Nanotechnology%2C+Biology%2C+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">Quantum dot interactions and flow effects in angiogenic zebrafish (Danio rerio) vessels and human endothelial cells.</a> Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine. 13 (3), 999-1010 (2017).</li>
<li>Zarins, C. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carotid+bifurcation+atherosclerosis.+Quantitative+correlation+of+plaque+localization+with+flow+velocity+profiles+and+wall+shear+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation+Research%22%5BJournal%5D)">Carotid bifurcation atherosclerosis. Quantitative correlation of plaque localization with flow velocity profiles and wall shear stress.</a> Circulation Research. 53 (4), 502-514 (1983).</li>
<li>Chien, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+disturbed+flow+on+endothelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">Effects of disturbed flow on endothelial cells.</a> Annals of Biomedical Engineering. 36 (4), 554-562 (2008).</li>
<li>Malek, A. M., Alper, S. L., Izumo, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamic+shear+stress+and+its+role+in+atherosclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA%22%5BJournal%5D)">Hemodynamic shear stress and its role in atherosclerosis.</a> JAMA. 282 (21), 2035-2042 (1999).</li>
<li>Glagov, S., Zarins, C., Giddens, D. P., Ku, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamics+and+atherosclerosis.+Insights+and+perspectives+gained+from+studies+of+human+arteries%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Pathology+%26+Laboratory+Medicine%22%5BJournal%5D)">Hemodynamics and atherosclerosis. Insights and perspectives gained from studies of human arteries.</a> Archives of Pathology & Laboratory Medicine. 112 (10), 1018-1031 (1988).</li>
<li>Khoury, M., Epshtein, M., Zidan, H., Zukerman, H., Korin, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+deposition+of+particles+in+reconstructed+models+of+human+arteries%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Mapping deposition of particles in reconstructed models of human arteries.</a> Journal of Controlled Release. 318, 78-85 (2020).</li>
</ol>

Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan eder.

Parçacıkların vasküler hedeflemesini incelemek için mevcut yaklaşımlar, insan vücudunda bulunan fizyolojik koşulları çoğaltmada yetersiz kalmaktadır. Burada sunulan, özelleştirilmiş bir perfüzyon sistemi kullanılarak uygulanan fizyolojik akış altında arteri kaplayan VC'lere partikül hedeflemesini incelemek için insan arterlerinin 3D yeniden yapılandırılmış modellerini imal etmek için bir protokol sunulmaktadır. 3D baskı için malzemeyi seçerken, silikon modeline pigment transferini önlemek için mümkün olduğunca şeffaf olm...

Son zamanlarda insan arterlerinin 1 ,2, 3 ,4,53Dmodelleri kullanılarak çeşitli yaklaşımlar uygulanmıştır. Bu modeller, insan vücudundaki farklı arterlerin fizyolojik anatomisini ve ortamını in vitro olarak çoğaltır. Bununla birlikte, daha çok hücre biyolojisi çalışmalarında kullanılmıştır. Parçacıkların endotellere vasküler hedeflemesi üzerine yapılan güncel çalışmalar siliko hesaplama simülasyonları 6,7,8, in vitro mikroakışkan modeller 9,10,11ve in vivo hayvan modelleri12içerir. Sağladıkları içgörülere rağmen, bu deneysel modeller, kan akışı ve hemodinamiklerin baskın faktörleri oluşturduğu insan arterlerinde meydana gelen hedefleme sürecini doğru bir şekilde simüle edememiştir. Örneğin, karmaşık devridaim akış deseni ve duvar kesme gerilme gradyanı ile bilinen karotis arter çatallanmadaki aterosklerotik bölgelere yönelik parçacık hedefleme çalışması, parçacıkların endotel 13 , 14,15,16'yaulaşmadan önce yaptıkları yolculuğu etkileyebilir. Bu nedenle, bu çalışmalar fizyolojik ortamı, yaniboyutu, boyutu, anatomisini ve akış profilini çoğaltan koşullar altında yapılmalıdır.
Son zamanlarda, bu araştırma grubu, parçacıkların vaskülür17'yebirikmesini ve hedeflenerek incelenmesini incelemek için 3D yeniden yapılandırılmış insan arteriyel modeller üretmektedir. Modeller, daha sonra iç duvarlarını kaplayan insan WC'leri ile kültürlenen insan kan damarlarının geometrik 3D kopyalarına dayanıyordu. Ek olarak, fizyolojik akış üreten bir perfüzyon sistemine maruz kaldığında, modeller fizyolojik durumları doğru bir şekilde çoğaltmıştır. Perfüzyon sistemi, hem kapalı hem de açık devre konfigürasyonlarında peristaltik bir pompa kullanarak sıvıları sabit bir akış hızında perfüzyonlamak için tasarlanmıştır (Şekil 1). Sistem, parçacık biriktirme ve hedeflemeyi karotid modelinin içinde tohumlanan hücrelere eşlemek için kapalı devre olarak kullanılabilir. Ek olarak, deneylerin sonunda yapışmayan parçacıkları yıkamak ve sistemi temizlemek ve korumak için açık devre olarak kullanılabilir. Bu makale, insan şahda ikiye ayırmanın 3D modellerinin imalatı, perfüzyon sisteminin tasarımı ve modellerin içindeki hedeflenen parçacıkların birikmesinin haritalandırılması için protokoller sunun.

<table><tbody><tr><td>3D yazıcı</td><td>FormLabs</td><td>PKG-F2-REFURB</td><td></td></tr><tr><td>Aseton, mutlak (AR sınıfı)</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Konektörler</td><td>Nordson Medical</td><td>FTLL013-1</td><td>Dişi Luer</td></tr><tr><td></td><td></td><td>FTLL230-1</td><td>Dişi Luer</td></tr><tr><td></td><td></td><td>FTLL360-1</td><td>Dişi Luer</td></tr><tr><td></td><td></td><td>LP4-1</td><td>Erkek Luer Entegre Kilit</td></tr><tr><td>Damper</td><td>Thermo-Fisher Scientific</td><td>DS2127-0250</td><td>Nalgene Polikarbonat, Validasyon Şişesi</td></tr><tr><td>Damper Kapağı</td><td>Thermo-Fisher Scientific</td><td>2162-0531</td><td>Nalgene Doldurma/Havalandırma Kapakları</td></tr><tr><td>Elastosil Elastosil RT 601 A</td><td>Wacker</td><td>60003805</td><td></td></tr><tr><td>Elastosil RT 601 B</td><td>Wacker</td><td>60003817</td><td>Çapraz bağlayıcı</td></tr><tr><td>Endotel Hücre Ortamı</td><td>ScienCell</td><td>1001</td><td></td></tr><tr><td>Fibronektin</td><td>Sigma Aldrich</td><td>F0895-5mg</td><td></td></tr><tr><td>HUVEC</td><td>Lonza</td><td>CC-2519</td><td></td></tr><tr><td>İzopropil alkol, AR sınıfı %</td><td></td><td></td>99,5 <td>Zımparalanmış modelden plastik tozu çıkarın</td></tr><tr><td>Lake</td><td>Rust-Oleum</td><td></td><td>2X-Ultra kapak Parlak</td></tr><tr><td>Şeffaf Matlab</td><td>Mathworks</td><td></td><td>https://www.mathworks.com/products/matlab.html</td></tr><tr><td>Mikroskobu</td><td>Nikon</td><td>SMZ25</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop Kamerası</td><td>Nikon</td><td>DS-Qi2</td><td></td></tr><tr><td>Peristaltik pompa</td><td>Watson Marlow</td><td>530U IP31</td><td>2 pompa kafası ile: 313D</td></tr><tr><td>Plastik boru kelepçesi</td><td>Quickun</td><td>1-2240-stopvalve-2 adet</td><td></td></tr><tr><td>Polistiren Parçacıkları</td><td>&nbsp; Thermo-Fisher Bilimsel</td><td>&nbsp; F8827</td><td>&nbsp; Çap = 2 &mikro; m</td></tr><tr><td>Yazıcı</td><td>reçinesi FormLabs</td><td>RS-F2-GPCL-04</td><td></td></tr><tr><td>Rotator</td><td>ELMI Ltd.</td><td></td><td>Intelli-Mikser RM-2</td></tr><tr><td>Solidworks&nbsp;</td><td>SolidWorks A.Ş.,&nbsp; Dassault Syst&egrave; mes</td><td></td><td>https://www.solidworks.com/</td></tr> <tr><td>Boru</td><td>Watson Marlow</td><td>933.0064.016</td><td>Pompa için boru: 6,4 mm ID</td></tr><tr><td colspan="4"> Diğer tüm borular: Silikon boru: 4 mm İç çap</td></tr></tbody></table>

akış altında damar İlacı hedeflemesi Üzerinde Çalışmak için in vitro 3d hücre kültürlü arteriyel modeller

In Vitro 3D Cell-Cultured Arterial Models for Studying Vascular Drug Targeting Under Flow

Doğru boyut ve anatomi ile tasarlanan insan arterlerinin üç boyutlu (3D) modellerinin kullanılması, kardiyovasküler sistemdeki çeşitli önemli süreçlerin uygun şekilde modellenerek kullanılmasını sağlar. Son zamanlarda, insan arterlerinin bu tür 3D modelleri kullanılarak çeşitli biyolojik çalışmalar yapılmasına rağmen, vasküler hedeflemeyi incelemek için uygulanmamıştır. Bu makale, 3D baskı tekniği kullanarak gerçek boyutlu, yeniden yapılandırılmış insan arteriyel modelleri imal etmek, bunları insan endotel hücreleri (VC) ile hizalamak ve fizyolojik akış altında parçacık hedeflemeyi incelemek için yeni bir yöntem sürmektedir. Bu modeller, insan vücudundaki kan damarlarının fizyolojik boyutunu ve koşullarını düşük maliyetli bileşenler kullanarak çoğaltma avantajına sahiptir. Bu teknik, kardiyovasküler sistemde ilaç hedeflemesini incelemek ve anlamak için yeni bir platform görevi görebilir ve yeni enjekte edilebilir nanotıpların tasarımını geliştirebilir. Ayrıca, sunulan yaklaşım, hastaya özgü akış ve fizyolojik koşullar altında kardiyovasküler hastalıklar için farklı ajanların hedefli teslimatının incelenmesi için önemli araçlar sağlayabilir.

Bu makale, ilaç dağıtım araştırmaları için yeni bir platform sağlayabilecek gerçek boyutlu 3D insan arter modellerindeki parçacıkların birikmesini haritalamak için yeni bir protokol sunun. 3D baskı tekniği kullanılarak, insan şahdamarının bir modeli imal edildi (Şekil 2). Model silikon kauçuktan yapılmış ve insan VC'leri ile tohumlanmıştır (Şekil 3). Daha da önemlisi, bu protokol fizyolojik koşulların özellikle akışkan dinamiği açısından replikasyonunun etkinleş...

Burada, fizyolojik akış altında imal edilmiş, gerçek boyutlu, üç boyutlu insan arter modellerinde ilaç taşıyıcılarının hedeflenen birikimini incelemek ve endotel hücreleriyle haritalamak için yeni bir protokol sunuyoruz. Sunulan yöntem, damar sistemi içindeki ilaç taşıyıcılarını hedeflemek için yeni bir platform görevi görebilebilir.

Akış Altında Damar İlacı Hedeflemesi Üzerinde Çalışmak için In Vitro 3D Hücre Kültürlü Arteriyel Modeller

The use of three-dimensional (3D) models of human arteries, which are designed with the correct dimensions and anatomy, enables the proper modeling of ...

Mevcut protokol, insan damar sistemi içindeki hastalık bölgelerini hedeflemek için ilaç taşıyıcılarının çalışması ve geliştirilmesi için yeni bir platform görevi görebilebilir. Tekniğimizin en büyük avantajı, ilaç taşıyıcılarının insan tarafından çoğaltılan 3d arteriyel model içinde birikmesinin incelenmesine izin veriyor olmasıdır. Bu, kan akışı da dahil olmak üzere fizyolojik koşullar altında yapılır.Bu yaklaşım, aterosklerotik arterler de dahil olmak üzere çok çeşitli vasküler hastalıkların tanı ve tedavisi için ilaç taşıyıcılarını optimize etmek için kullanılabilir. Hastalardan veya daha önce çalışılan insan şahdamar çatallanmasının geometrilerini seçerek ve kalıpların bilgisayar destekli bir tasarım modelini oluşturmak için görüntüleri kullanarak başlayın. Tasarımı yazdırmak, geçici baskı desteklerini kaldırmak ve kalıpları, özellikle desteklerin kesildiği alanları parlatmak ve pürüzsüz hale getirmek için zımpara kağıdı kullanmadan önce modeli asetonla durulamak için 3d yazıcı kullanın.Zımparalamadan sonra, herhangi bir plastik tozu çıkarmak ve modelin kimyasal bir başlıkta iki ila üç saat kurumasını sağlamak için modeli izopropil alkolle durulayın. Plastiğin kolayca hayal kır

in-vitro-3d-cell-cultured-arterial-models-for-studying-vascular-drug

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Bu protokol, hastalık patolojilerinde hücre yanıtını belirlenmesinde yardımcı olmak için, in vitro olarak fizyolojik veya patolojik kan akışını çoğaltır. Kan pompası alt bölmeyi sönümleme bir basınç katılmasıyla, damar boyunca kan akımı değinmeyecek edilebilir ve vasküler endotelyum, ya da taklit eden ko-kültür, bir tek tabaka üzerine koydu.

Vasküler Hücre Remodeling Soruşturma Fizyolojik in vitro Modeli ve Uygulaması ile Patolojik Kan Akış

Bu el yazması endotele fizyolojik özelliklerini recapitulate mikrodamarlar mühendisi bir enjeksiyon kalıplama yöntemi sunar. Mikroakışkan tabanlı süreç böyle akışı, hücresel kompozisyon, geometri ve biyokimyasal geçişlerini olarak Uyarlanabilen koşullar, patent 3D damar ağları oluşturur. üretim süreci ve potansiyel uygulama örnekleri açıklanmıştır.

Micropatterning ve 3D mikrodamarlar Meclisi

Bu izole edilmiş ve iyi karakterize edilmiş bir ortamda in vivo damarlanmayı analiz etmek için bir model olarak bir arteriovenöz (AV) döngü üretilmesi için bir mikro yaklaşımı açıklar. Bu model yalnızca anjiyojenezde araştırılması için yararlıdır, ama aynı zamanda en iyi şekilde mühendislik eksenel vaskülarize ve transplante dokuların için uygundur.

Bir Küçük Hayvan Modelinde Arteriovenöz (AV) Döngü Anjiogenez ve Vaskülarize Doku Mühendisliği Eğitim için

Protokol bir küresel perfusable vasküler ağlarda mühendisi açıklar. Küresel'ın çevresindeki microenvironment angiogenez teşvik ve küresel bir mikrosıvısal cihazın mikro bağlanmak için planlanmaktadır. Yöntemi uzun zamandır beklenen tekniktir üç boyutlu kültürlerde küresel perfüzyon sağlar.

Perfusable vasküler ağ özellikli bir doku içinde bir mikrosıvısal aygıt

İndüklenen pluripotent kök hücrelerinden (IPSC-EPs) elde edilen endotel progenatörler, kardiyovasküler hastalık tedavilerinin devrimleştirilmesi ve daha sadık kardiyovasküler hastalık modellerinin oluşturulmasını sağlamak için potansiyele sahiptir. Burada, üç boyutlu (3D) kollajen mikroortamlarda IPSC-EPs kapsülleme ve bu hücrelerin vasculogenik potansiyelinin nicel Analizi açıklanmıştır.

Bir In vitro 3D model ve hesaplamalı boru hattı PSC-türetilen endotel progenitors Vazculogenik potansiyelini ölçmek için

Bu yöntem, standart mikroakışkan bir platformda 40 perfüze 3D mikrokap olarak iPSC kaynaklı endotel hücrelerinin kültürünü açıklar. Bu platform, anastomoz ve anjiyojenik filizlerin ölçeklenebilir ve yüksek iş lenme tarzında stabilizasyonu da dahil olmak üzere, degrade odaklı anjiyojenik filizlenmenin 3Boyutlu olarak incelenmesini sağlar.

IPSC türetilmiş Endotel Hücrelerinin Perfüzyonlu 3D Anjiyojenik Filizlenmesini İn Vitro Olarak İncelemek Için Standart ve Ölçeklenebilir Tsay

Bu tahlil, filizlenen anjiyogenezi in vitro olarak kontrol eden biyolojik süreçleri analiz etmek için 3D-kollajen jel içinde kültürlenmiş embriyoid cisimlere farklılaştırılmış fare embriyonik kök hücrelerini kullanır. Bu teknik, ilaçları test etmek, hastalıkları modellemek ve embriyonik olarak ölümcül olan delesyonlar bağlamında spesifik genleri incelemek için uygulanabilir.

In Vitro Vasküler Hastalık Modellemesi ve İlaç Testi için Fare Embriyonik Kök Hücreleri Kullanılarak Anjiyogenezin Üç Boyutlu Filizlenme Testi

Burada açıklanan, endotel hücrelerini insan pluripotent kök hücrelerinden ayırt etmek için basit bir iş akışı ve ardından mekanik stimülasyonları için ayrıntılı bir protokoldür. Bu, endotel hücrelerinin gelişimsel mekanobiyolojisinin incelenmesine izin verir. Bu yaklaşım, mekanik stimülasyondan sonra kültür çipinden toplanan canlı hücrelerin aşağı akış testleriyle uyumludur.

In Vitro Gelişimsel Mekanobiyolojiyi İncelemek için Çip Üzerinde Fetal İnsan Gemisi Modeli

İlgili vasküler akış koşulları altında vasküler endotel hücrelerinin (EC'ler) kültürlenmesi için ayarlanabilir jelatin bazlı bir substrat sentezledik ve karakterize ettik. Bu biyomimetik yüzey, hem fizyolojik hem de patolojik koşulları taklit ederek, EC davranışı üzerindeki mekanik kuvvetlerin incelenmesini sağlar ve vasküler sağlık ve hastalık mekanizmaları hakkındaki anlayışımızı geliştirir.

Endotel Hücre Tepkilerini İncelemek için Substrat Sertliğini ve Akışını Entegre Eden İn Vitro Model

Bu çalışmada, kollajen, düz kas hücreleri ve endotel hücrelerinin doğrudan kültürlenmesi yoluyla canlı vasküler dokuların hızlı bir şekilde üretilmesi için bir teknik sunuyoruz. Ek olarak, tasarlanmış vasküler dokuların mekanik karakterizasyonu için yeni bir protokol tanımlanmıştır.

Vasküler Doku Rejenerasyon için Mühendislik 3D cellularized Kollajen jeller

Keşfedin 3D baskılı arter modellerinde endotel hücreleriyle damar ilacı hedeflemesini. Fizyolojik akış koşullarında ilaç taşıyıcı birikimini inceleyerek kardiyovasküler hastalıklar için tedavi optimizasyonu sağlayın.

Akış Altında Damar İlacı Hedeflemesi Üzerinde Çalışmak için In Vitro 3D Hücre Kültürlü Arteriyel Modeller

Daha fazla video keşfet