現在の心臓組織工学の目的は、交換または構造と負傷した心筋組織1の機能を修復する治療法を開発することです。ネイティブの心臓組織の重要な収縮と電気生理学的特性を示す心筋組織の 3次元モデルを作成する方法には2,3を急速に拡大しています。様々 な戦略を模索、研究4,5で使用されます。これらの方法はゼラチン、コラーゲン、フィブリン、ペプチド6などの合成と天然特定の生理活性物質ゲルの使用からバイオ インク蒸着の技術2バイオプリンティング技術の7まであります。

足場自由な方法が外部足場材料8を組み込むことの欠点がなく、生体材料ベースのメソッドとして匹敵する組織を作り出すことができることが示されています。オレン カスピーらは、種々 の細胞の結合が高度に血管人間設計された心臓ティッシュ9の生成を有効を示した。あごらは、回転楕円体から心臓のパッチを作成するための 3次元印刷法を開発しました。結果として得られるパッチ参照比10で血管内皮細胞、線維芽細胞、心筋細胞で構成されます。回転楕円体は、効果的な「ビルディング ブロック」足場無料心臓組織の作成の彼らの低酸素状態に対する耐性があるし、注入11,12の十分な機械的完全性を持って示されています。以前の研究は、回転楕円体を作成するためのいくつかの製造方法を示している、絞首刑の使用を含むドロップ メソッド、スピナー フラスコ13、マイクロ流体システム14、および非付着性文化の表面光沢をめっきしたものアガロース マイクロ金型15。このプロトコルでは絞首刑を使用してドロップ デバイスは、一度に何百もの回転楕円体を凝縮の細孔が含まれています。

本研究は、小説と正方形の金型に、回転楕円体を手動でシードとシェーカーで組織の成熟をインキュベートを含む心臓組織の創造のための効率的な足場無料メソッドを示します。いつも静置培養条件下で酸素の拡散は中心壊死をもたらす組織構成要素の外側の側面に限定されます。ただし、ネット型で金型にシードすべての楕円は、栄養素や酸素の増加の拡散を可能にする一定の流体運動とメディアに没頭しています。また、この金型ベースのメソッドは、最小限の労力でサイズの異なる組織パッチの同時作成、金型から得られた組織を簡単に削除できます。この手法スキャフォールド フリー、多層の心筋パッチの効率的かつ再現可能な作成できます。

このプロトコルは、スフェロイドを足場のない心臓組織作成のためのツールとして使用する、3次元心臓組織作成のための新しくて簡単な金型ベースの方法について説明しています。私たちの実験では、ヒト人工多能性幹細胞由来心筋細胞、ヒト心線維芽細胞、ヒト臍帯静脈内皮細胞の3種類の細胞を単離し、細胞懸濁液を作製しました。70%の心筋細胞、15%の線維芽細胞、および15%の内皮細胞を50MLの円錐形チューブに入れています。

次に、細胞懸濁液を超低アタッチメントハンギングドロップシステムの各ウェルに分注し、3日後に数百のビートスフェロイドが自発的に形成されます。その後、スフェロイドを回収し、新しい型キャビティに装着します。その後、組織は培地を入れた滅菌容器に、インキュベーター内のシェーカーで数日間維持されます。

その後、金型を取り外し、機械的完全性を備えた足場のない組織パッチが得られます。吊り下げ式ドロップ装置は、直径350ミクロンの850個のマイクロポアを備えた再利用可能な超低アタッチメントウェルです。吊り下げ式ドロップは、標準の6ウェルプレートに対応しています。

細胞懸濁液を作成した後、1,000万個の細胞を含む4ミリリットルの細胞懸濁液を、吊り下げ式ドロップシステムの各ウェルに分注します。デバイスは、摂氏37度、二酸化炭素5%、湿度95%で培養されます。72時間後、平均直径350ミクロンの鼓動スフェロイドの自発的な形成が観察される。

スフェロイドを採取するには、吊り下げ装置を培地のある別の皿に入れ、穏やかに渦巻いてスフェロイドを解放し、吊り下げ式ドロップシステムの下部にある細孔を漂流させます。これは、3次元で足場のない心臓組織を作成するための新しい型の概略図です。ハンドリングマット、充填ベース、新規金型が含まれています。

斬新な金型は、ベース、底面の正方形のプレート、底面のネット、細かいステンレス鋼のプロングで作られた10層のサイドネットで構成されています。トップネット、トップスクエアプレート、保持チューブ、ストッパーピン。Novel Moldシステムは、2 x 2 mm、4 x 4 mm、6 x 6 mmなど、さまざまなサイズの組織を作成できます。

底面の角型プレートと底部のネットは、コーナーポストを使用して積み重ねられ、位置合わせされます。次に、10層のサイドネットを交互に積み重ねて、滅菌鉗子のペアの助けを借りて、細かいステンレス鋼のプロングのネットを作成します。次に、充填ベースを1Xリン酸緩衝液(PBS)で洗い流し、表面張力を下げてから、スフェロイドを新規の型に着座させます。

新規の金型キャビティを同じメタンで濡らした後、スフェロイドは所望のサイズの想定されたキャビティに着座します。着座すると、余分な培地がネットモールドから排出され、スフェロイドが充填され、事前定義されたキャビティ