셀 회전 타원 체 형성을 유발 하는 모델 시스템에 3D <em>생체 외에서</em> Bioprintable Alginate/젤라틴 하이드로 겔

2 차원 세포 배양은 암 연구에서 널리 이용 된다, 비록 제한 영양분과 산소의 동일한 농도로 단층 형태로 재배 되 고 세포 존재 합니다. 이러한 문화는 중요 한 셀 부족과 상호 작용 세포-매트릭스 네이티브 종양 microenvironment (TME)에 제시. 따라서, 이러한 모델 제대로 탈 셀 동작, 등 부자연 스러운 형태학, 불규칙 한 수용 체 조직, 막 분극, 다른 비정상적인 유전자 발현의 결과로 생리 조건 정리 조건^1,2,,34. 다른 한편으로, 3 차원 세포 배양, 어디 집계, spheroids, 또는 organoids로 체적 공간에서 세포를 확장 수 더 정확한 생체 외에서 근본적인 세포 생물학과 생리학을 공부 하는 대안 기술을 제공 합니다. 3D 세포 배양 모델 수 또한 네이티브 TME 생체 외에서^1,,45의 중요 한 생리 적 특성은 세포-ECM 상호 작용을 격려 한다. 신흥 3D bioprinting 기술은 이기종 TME를 모방 하는 모델을 만들 가능성을 제공 합니다.

3D bioprinting 신속한 프로토 타입에서 파생 되 고 생활의 복잡 한의 일부를 흉내 낸 수 있는 3 차원 마이크로 구조 제조 조직 샘플^6,7. 현재 bioprinting 방법 등 잉크젯, 압출 성형, 레이저를 이용한 인쇄⁸. 그 중, 압출 메서드는 정확 하 게 다른 초기 위치에서 다른 유형의 자료를 배치 하 여 인쇄 된 매트릭스 내에서 제어 하려면이 수 있습니다. 따라서, 모델 유형이 다른 시험관에 관련 된 여러 종류의 셀 이나 행렬 조작 하 가장 좋은 접근 이다. 압출 bioprinting는 성공적으로 구축 하는 귀의 모양된 건설 기계⁹, 혈관 구조^10,,1112, 및 조직¹³, 높은 인쇄 충실도 셀에 결과 피부 사용 되었습니다. 생존 능력입니다. 기술 또한 다양 한 소재 선택, 알려진된 밀도와 높은 재현성^{14,,1516,17 포함 하는 셀 자료를 예금 하는 능력을 갖추고} . 천연 및 합성 hydrogels 자주 그들의 생체 적합성, bioactivity, 및 그들의 친수성 네트워크 ECM^{7,18 를 구조적으로 설계 될 수 있다 3D bioprinting bioinks로 사용 된다 19,20,21,,2223}. 이후 그들은 셀, 구조 요소, 영양소 및 가스, 침투성 접착 사이트를 포함할 수 있습니다 및 장려 하기 위해 적절 한 기계적 속성 셀 개발²⁴Hydrogels 유리한도 있습니다. 예를 들어, 콜라겐 hydrogels 세포를 연결 하는 데 사용할 수 있는 앵커리지 사이트 integrin를 제공 합니다. 젤라틴, 변성된 콜라겐, 유사한 세포 접착 사이트를 유지합니다. 반면, alginate bioinert 이지만 divalent 이온^25,26,,2728와 crosslinks를 형성 하 여 기계적 무결성을 제공 합니다.

이 작품에서는, 우리는 bioink, alginate과 젤라틴, 네이티브 종양 stroma의 미세한 구조 유사성으로 이루어진 복합 하이드로 겔 개발. 유방암 세포 및 섬유 아 세포는 hydrogels에 포함 했다 그리고 vivo에서 microenvironment을 모방 하는 3D 모델을 만드는 입체 기반 bioprinter 통해 인쇄. 설계 된 3D 환경 세포 배양 (> 30 일)의 오랜 기간 동안 높은 생존 능력으로 다세포 종양 spheroids (MCTS)를 암 세포 수 있습니다. 이 프로토콜에서는 복합 hydrogels 합성, 재료의 미세 및 전이성, bioprinting 세포 유형이 다른 모델, 특성화 고 MCTS 형성 관찰의 방법론을 보여 줍니다. 이러한 방법론은 약물 검사, 셀 마이그레이션 분석 실험, 및 기본적인 셀에 집중 하는 연구에서 잠재적인 응용 프로그램 뿐만 아니라 다른 유형의 조직 모델의 다른 디자인으로 압출 bioprinting에 다른 bioinks에 적용 될 수 있습니다. 생리 적 기능입니다.