현재 심장 조직 공학의 목표는 대체 또는 손상 된 심근 조직1의 기능과 구조를 복구 하는 치료를 개발 하는 것입니다. 기본 심장 조직의 중요 한 수축 및 electrophysiological 속성을 전시 하는 3 차원 심장 조직 모델을 만드는 방법 급속 하 게 확대 되어 있다2,3. 다양 한 전략을 탐험 하 고 연구4,5에서 사용 되었습니다. 이 방법에서에서 범위 특정 합성 및 천연 생리 활성 hydrogels, 젤라틴, 콜라겐, 섬유 소, 그리고 펩 티 드6, 같은 사용 하 여 바이오 잉크 증 착 기술2 및 bioprinting 기술7.

그것은 비 자유로운 방법 외국 비 계 소재8통합의 단점 없이 소재 기반 방법으로 유사한 조직 생산할 수 표시 되었습니다. 오 렌 Caspi 외. 셀의 다양 한 종류의 매우 vascularized 인간의 조작된 심장 조직9의 세대 수는 설명 했다. 턱 외. spheroids에서 심장 패치 생성을 위한 3 차원 인쇄 방법을 개발. 결과 패치 cardiomyocytes, 섬유 아 세포, 내 피 세포는 70:15:15 비율10에 구성 됩니다. Spheroids 하 여 효과적인 "빌딩 블록" 비 계 없는 심장 조직 창조의 그들은 저 산소 증에 대 한 저항으로 이식11,12에 대 한 충분 한 기계적 무결성을가지고 표시 되었습니다. 이전 학문은 회전 타원 체 생성에 대 한 여러 가지 제작 방법을 설명 했다, 교수형의 사용을 포함 하 여 방법, 스피너 플라스 크13, 미세 시스템14및 비 점착 문화 표면 코팅 또는 코팅 agarose 마이크로 금형15. 이 프로토콜을 사용 하 여 교수형 드롭 장치, spheroids의 수백을 한 번에 집 광을 위한 micropores를 포함.

이 연구는 소설 평방 금형 캐비티에는 spheroids를 수동으로 시드 및 성숙에 대 한 통에 조직 배양 포함 심장 조직 창조에 대 한 효율적인 비 계 없는 방법을 선물 한다. 일반적인 정적 문화 조건 하에서 산소 보급 조직 구조, 중앙 괴 사 발생의 외부 측면에 제한 됩니다. 그러나, 그물 형 금형에 시드 모든 spheroids 영양분과 산소의 증가 보급에 대 한 수 있도록 지속적인 유체 운동, 미디어에 몰두. 또한,이 형 기반 방법 수동 최소의 노력으로 다른 크기의 조직 패치의 동시 생성 가능 하며 결과 조직 형에서 쉽게 제거 될 수 있습니다. 이 새로운 메서드는 비 계, 다층 심장 패치의 효율적이 고 재현 가능한 창조에 대 한 수 있습니다.

이 프로토콜은 스페로이드를 골격이 없는 심장 조직 생성을 위한 도구로 사용하는 3차원 심장 조직 생성을 위한 새롭고 쉬운 곰팡이 기반 방법을 설명합니다. 본 실험에서는 인간 유도 만능 줄기세포 유래 심근세포, 인간 심장 섬유아세포, 인간 제대 정맥 내피 세포의 세 가지 유형의 세포를 분리하여 세포 현탁액을 생성하는 데 사용했습니다. 70% 심근세포, 15% 섬유아세포, 15% 내피 세포가 50ML 원추형 튜브에 있습니다.

그런 다음 세포 현탁액을 초저 부착 행잉 드롭 시스템의 각 웰에 분배하면 3일 후에 수백 개의 박동 스페로이드가 자발적으로 형성됩니다. 그런 다음 스페로이드를 수확하여 새로운 금형 캐비티에 장착합니다. 그런 다음 조직은 배지가 있는 멸균 용기에 넣어 인큐베이터의 셰이커에서 며칠 동안 보관합니다.

그 후 곰팡이가 제거되어 기계적 무결성을 가진 비계 없는 조직 패치가 생성됩니다. 행잉 드롭 장치는 각각 직경이 350미크론인 850개의 마이크로 기공이 있는 재사용 가능한 초저 부착 웰입니다. 행잉 드롭은 표준 6웰 플레이트와 호환됩니다.

세포 현탁액을 만든 후 1,000만 개의 세포를 포함하는 4ml의 세포 현탁액을 행잉 드롭 시스템의 각 웰에 분배합니다. 장치는 섭씨 37도, 이산화탄소 5% 및 습도 95%에서 배양됩니다. 72시간 후 평균 직경이 350미크론인 박동 스페로이드의 자발적인 형성이 관찰됩니다.

스페로이드는 매달린 드롭 장치를 매체가 있는 다른 접시에 놓고 부드럽게 소용돌이쳐 스페로이드를 방출하고 행잉 드롭 시스템 하단의 기공을 통해 표류할 수 있도록 하여 수확합니다. 이것은 3차원, 골격이 없는 심장 조직 생성을 위한 새로운 금형의 개략도입니다. 여기에는 취급 매트, 충전 베이스 및 새로운 금형이 포함됩니다.

새로운 금형은 바닥, 바닥 사각형 플레이트, 바닥 그물, 미세한 스테인리스 스틸 갈래로 만든 10 층의 측면 그물로 구성됩니다. 상단 그물, 상단 사각형 플레이트, 홀딩 튜브 및 스토퍼 핀. Novel Mold 시스템은 2 x 2mm, 4 x 4mm, 6 x 6mm를 포함하여 다양한 크기의 조직을 만들 수 있습니다.

기본 바닥 사각형 플레이트와 바닥 그물은 모서리 기둥을 사용하여 쌓이고 정렬됩니다. 그런 다음 10 층의 측면 그물을 교대로 쌓아 한 쌍의 멸균 집게의 도움으로 미세한 스테인리스 스틸 갈래의 그물을 만듭니다. 그런 다음 충진 베이스를 1X 인산염 완충 용액(PBS)으로 세척하