המחברים להכיר מימון NIH R00 HL115123, בראון אוניברסיטת בית הספר להנדסה. הם אסירי תודה גם סדנת עיצוב בראון, כריס בול הדרכה ותמיכה עם לייזר חותך.

<ol>
	<li>Qin, D., Xia, Y., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+lithography+for+micro-+and+nanoscale+patterning.">Soft lithography for micro- and nanoscale patterning.</a> Nat. Protoc. 5, 491 (2010).</li><li>Rogers, J. A., Nuzzo, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+progress+in+soft+lithography.">Recent progress in soft lithography.</a> Mater. Today. 8, 50-56 (2005).</li><li>Whitesides, G. M., Ostuni, E., Takayama, S., Jiang, X., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+Lithography+in+Biology+and+Biochemistry.">Soft Lithography in Biology and Biochemistry.</a> Annu. Rev. Biomed. Eng. 3, 335-373 (2001).</li><li>Isiksacan, Z., Guler, M. T., Aydogdu, B., Bilican, I., Elbuken, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+fabrication+of+microfluidic+PDMS+devices+from+reusable+PDMS+molds+using+laser+ablation.">Rapid fabrication of microfluidic PDMS devices from reusable PDMS molds using laser ablation.</a> J. Micromechanics Microengineering. 26, 035008 (2016).</li><li>Lee, K. Y., Mooney, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogels+for+Tissue+Engineering.">Hydrogels for Tissue Engineering.</a> Chem. Rev. 101, 1869-1880 (2001).</li><li>Kloxin, A., Kloxin, C., Bowman, C., Anseth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+of+cellularly+responsive+hydrogels+and+their+experimental+determination.">Mechanical properties of cellularly responsive hydrogels and their experimental determination.</a> Adv. Mater. Deerfield Beach Fla. 22, 3484-3494 (2010).</li><li>Aubin, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+3D+cell+alignment+and+elongation+in+microengineered+hydrogels.">Directed 3D cell alignment and elongation in microengineered hydrogels.</a> Biomaterials. 31, 6941-6951 (2010).</li><li>Jaiswal, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vacancy-Driven+Gelation+Using+Defect-Rich+Nanoassemblies+of+2D+Transition+Metal+Dichalcogenides+and+Polymeric+Binder+for+Biomedical+Applications.">Vacancy-Driven Gelation Using Defect-Rich Nanoassemblies of 2D Transition Metal Dichalcogenides and Polymeric Binder for Biomedical Applications.</a> Adv. Mater. 29, (2017).</li><li>Lian, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directed+cardiomyocyte+differentiation+from+human+pluripotent+stem+cells+by+modulating+Wnt/&#946;-catenin+signaling+under+fully+defined+conditions.">Directed cardiomyocyte differentiation from human pluripotent stem cells by modulating Wnt/&#946;-catenin signaling under fully defined conditions.</a> Nat. Protoc. 8, 162-175 (2013).</li><li>Boxshall, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+surface+treatments+to+modify+protein+adsorption+and+cell+attachment+properties+within+a+poly(dimethylsiloxane)+micro-bioreactor.">Simple surface treatments to modify protein adsorption and cell attachment properties within a poly(dimethylsiloxane) micro-bioreactor.</a> Surf. Interface Anal. 38, 198-201 (2006).</li><li>Pins, G. D., Christiansen, D. L., Patel, R., Silver, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-assembly+of+collagen+fibers.+Influence+of+fibrillar+alignment+and+decorin+on+mechanical+properties.">Self-assembly of collagen fibers. Influence of fibrillar alignment and decorin on mechanical properties.</a> Biophys. J. 73, 2164-2172 (1997).</li><li>Pipan, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+antifibrinolytic+agents+on+the+life+span+of+fibrin+sealant.">Effects of antifibrinolytic agents on the life span of fibrin sealant.</a> J. Surg. Res. 53, 402-407 (1992).</li><li>Roberts, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stromal+Cells+in+Dense+Collagen+Promote+Cardiomyocyte+and+Microvascular+Patterning+in+Engineered+Human+Heart+Tissue.">Stromal Cells in Dense Collagen Promote Cardiomyocyte and Microvascular Patterning in Engineered Human Heart Tissue.</a> Tissue Eng. Part A. 22, 633-644 (2016).</li><li>Ye, K. Y., Sullivan, K. E., Black, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulation+of+Cardiomyocytes+in+a+Fibrin+Hydrogel+for+Cardiac+Tissue+Engineering.">Encapsulation of Cardiomyocytes in a Fibrin Hydrogel for Cardiac Tissue Engineering.</a> JoVE. , (2011).</li><li>Zimmermann, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+Engineering+of+a+Differentiated+Cardiac+Muscle+Construct.">Tissue Engineering of a Differentiated Cardiac Muscle Construct.</a> Circ. Res. 90, 223-230 (2002).</li><li>McCain, M. L., Agarwal, A., Nesmith, H. W., Nesmith, A. P., Parker, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micromolded+Gelatin+Hydrogels+for+Extended+Culture+of+Engineered+Cardiac+Tissues.">Micromolded Gelatin Hydrogels for Extended Culture of Engineered Cardiac Tissues.</a> Biomaterials. 35, 5462-5471 (2014).</li><li>Hu, J. J., Chen, G. W., Liu, Y. C., Hsu, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Specimen+Geometry+on+the+Estimation+of+the+Planar+Biaxial+Mechanical+Properties+of+Cruciform+Specimens.">Influence of Specimen Geometry on the Estimation of the Planar Biaxial Mechanical Properties of Cruciform Specimens.</a> Exp. Mech. 54, 615-631 (2014).</li><li>Munarin, F., Kaiser, N. J., Kim, T. Y., Choi, B. R., Coulombe, K. L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-Etched+Designs+for+Molding+Hydrogel-Based+Engineered+Tissues.">Laser-Etched Designs for Molding Hydrogel-Based Engineered Tissues.</a> Tissue Eng. Part C Methods. 23, 311-321 (2017).</li><li>Zhang, H., Chiao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-fouling+Coatings+of+Poly(dimethylsiloxane)+Devices+for+Biological+and+Biomedical+Applications.">Anti-fouling Coatings of Poly(dimethylsiloxane) Devices for Biological and Biomedical Applications.</a> J. Med. Biol. Eng. 35, 143-155 (2015).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

מותאם אישית גיאומטריות עובש PDMS התואמים לתרביות רקמה יש כלי נהדר ב כוונון מאפיינים חשובים רקמות מהונדסים, כגון יישור תא, קצב דיפוזיה יעילה נוקשות. בנוסף, הדגמים האלה הם מאוד שימושי עבור הכנת רקמות עבור יישומי ניתוח שבו הגיאומטריה חשוב, כגון מכונות בדיקה16,17. הכנת התקנים אלה של לייזר לחתוך בתבניות בסיס שלילי מציע שיטה מהירה נתיישב, בעלות נמוכה של ניצול כלים אלה, במיוחד כשמשווים הזמן ואת העלות המשויכת מסורתי מיקרו-מלאכותית. חיתוך לייזר מאפשרת גם מידה עובש מרבי גדול יותר, מוגבל רק על ידי גודל המיטה החותך. אנחנו משתמשים בהצלחה בתבניות אלה רב-תכליתי לביצוע מגוון רחב של מחקרים עם רקמות הלב מהונדסים, כולל מיפוי אופטי של הפצת פוטנציאל הפעולה, הערכה של כוח הייצור והן פסיביות תכונות מכניות, ועל ההשתלה במודל של עכברים של אוטם שריר הלב13,18. אנו מכירים כי מעבר הנישה מחקר של הנדסה משובי לב וכלי דם, היישומים עבור שדות הנדסת רקמות, תרופות, חומרי מחקר הם עצומים.
אמנם ישנם מספר צעדים טכנית מאתגר בייצור של התבניות עצמן, ישנם מספר שלבים קריטיים הכרוכים ביצירת רקמות פונקציונלי. אם בונה להיכשל קומפקטי המטריקס שמסביב לאחר 24 שעות, קודם לאשר את הכדאיות תא דרך מכתים הכדאיות של רקמות מהונדסים. אם התא הכדאיות גבוה, לשקול את שינוי ההרכב לבנות על הסט הבא של רקמות. ואילו תוצאות ישתנה בהתאם האוכלוסייה תא, הבחנו דחיסת מוגברת הקשורים צפיפויות זריעה גבוה יותר ריכוז נמוך יותר של קולגן. בסופו של דבר, זה גם עשויה להיות שימושית להשלמת האוכלוסייה תא הזריעה עם סוג התא המתאים מטריקס שיפוץ, כגון fibroblasts, לעודד את הדחיסה.
מגבלה אחת של תבניות אלה הוא הפוטנציאל עבור PDMS לספוח את מולקולות הידרופוביות קטנות. בעוד ליישומים שלנו זה לא היה בעייתי, זה עשוי להיות דאגה במבחני מאוד רגיש האובדן של מולקולות אלה. במקרים אלה, יש אפשרות לפתור PDMS חלבון ספיחה דרך הטיפול עם סוכן antifouling כגון חומרים polyhydrophilic או polyzwitterionic19. לחלופין, יכול להכין תבנית PDMS סטיריליים בתור אדון שלילי (מתוך נחרטו לייזר חיובי תבנית) עבור תבנית תרבות להיות מושלך בחומר אחר, שאינו adsorbent, כגון agarose.

בשני העשורים האחרונים, הדפס אבן רכה שימש בהרחבה כמו טכניקה פבריקציה נוספת כדי לתמוך מחקר מדעי, במיוחד בתחומים של מיקרופלואידיקה חומרי מחקר, רקמות הנדסה1,2, 3. לכייר של עותק משוכפל, שבו נוצר אובייקט עם הצורה הרצויה תבנית בסיס שלילי, מציע במחיר נמוך ונוח שיטה לייצר חיובי ש-PDMS משכפל זה יכול לשמש הליהוק בצורת hydrogels. אולם, התבניות נדרש בסיס שלילית בדרך כלל מיוצרים בטכניקות מיקרו-מלאכותית כי הם יקרים, זמן רב, שגודל, מוגבל, נדרש שטח חדר נקי וכן ציוד מתוחכם. הדפסה תלת-ממדית מציעה חלופה פוטנציאלית, השירות שלה מוגבל במקצת בשל המגבלות ברזולוציה של מדפסות בעלות נמוכה, הגומלין הכימית בין פולימרים במדפסת תלת-ממד נפוצות PDMS זה יכול לעכב ריפוי.
מערכות לייזר חותך מסוגל גם חיתוך וגם תחריט חומרים כגון פלסטיק, עץ, זכוכית, מתכת הפכו לאחרונה באופן דרסטי פחות יקר, לכן לנגישה יותר עבור בדיית כלי מחקר. מסחרי כיתה לייזר מסוגלים בדיית אובייקטים בסולם סנטימטר עם מינימום שתכונות הקטנות מ מיקרומטר 25 ועוד יותר דורשים הכשרה מינימלית, המומחיות, הזמן להשתמש. בעוד לייזר אבלציה של PDMS בעבר שימש בייצור המכשירים מיקרופלואידיקה, לידע שלנו תיאר כתב היד לא תהליך על ידי איזה מ מ וסנטימטר בתבניות בקנה מידה יכול להיות מפוברק של לייזר לחתוך בתבניות בסיס שלילי4 .
השתמשנו בטכניקה זו בעיקר כדי לשנות את הצורה של רקמות מהונדסים על מנת לשפר את פיזור חומר מזין, יישור הסלולר ו תכונות מכניות5,6,7. עם זאת, הרב-גוניות של טכניקה זו מאפשרת הניצול בכל תחום היכן עי hydrogels של עניין, כמו סמים משלוח והחומרים המדע המחקר8. עם גישה בחותך לייזר, משכפל עובש PDMS יכול להתבצע עבור כמעט כל שינוי של גאומטריה ללא המסוכך (זה לעכב את הסרת ללא תבנית מרובה חלקים, אשר מעבר להיקף של כתב יד זה), זה מתאים לממדים של המיטה לייזר.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="738">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:263px;">Item</td>
			<td style="width:167px;"></td>
			<td style="width:169px;"></td>
			<td style="width:141px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Bovine fibrinogen</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>F8630-5G</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Bovine thrombin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T6634-250UN</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Bovine aprotinin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>10820-25MG</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Rat tail collagen I, 4 mg/mL</td>
			<td>Advanced Biomatrix</td>
			<td>5153-100MG</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sodim chloride</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>BP358-10</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PBS</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>14190-250</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fine forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11252-20</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sylgard 184 silicone elastomer</td>
			<td>Corning</td>
			<td>4019862</td>
			<td>PDMS Molds</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Lab tape</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>15-901-5R</td>
			<td>PDMS Molds</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Acrylic, 1/4&#34; thick</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>8560K356</td>
			<td>PDMS Molds</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">HEPES Buffer, 1 M</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H3537-100ML</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">RPMI 1640 medium, powder</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>31800-089</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Calcium chloride dihydrate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>AC423520250</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Magnesium chloride hexahydrate</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>M33 500</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Potassium chloride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P9541-500G</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sodium phosphate dibasic heptahydrate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S9390-500G</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Glucose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G5767-25G</td>
			<td>Constructs</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">OCT</td>
			<td>VWR</td>
			<td>25608-930</td>
			<td>Histology</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Frozen block molds</td>
			<td>VWR</td>
			<td>25608-916</td>
			<td>Histology</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Hematoxylin</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>3530 1</td>
			<td>Histology</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Eosin Y</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>AC152880250</td>
			<td>Histology</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Fast green FCF</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>AC410530250</td>
			<td>Histology</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Illustrator</td>
			<td>Adobe Systems</td>
			<td></td>
			<td>Vector Graphics</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Inkscape</td>
			<td>(Open Source)</td>
			<td></td>
			<td>Vector Graphics</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">UCP (Universal Control Panel)</td>
			<td>Universal Laser Systems</td>
			<td></td>
			<td>Laser Cutter Interface</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PLS6.75 Laser Cutter</td>
			<td>Universal Laser Systems</td>
			<td></td>
			<td>Laser Cutter</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Micromechanical Analyzer</td>
			<td>Aurora Scientific</td>
			<td>1530A with 5 mN load cell</td>
			<td>Mechanical Analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

custom engineered tissue culture molds from laser-etched masters

כמו בתחום של הנדסת רקמות המשיכה להבשיל, היו עניין גדל במגוון רחב של פרמטרים רקמות, כולל רקמות צורה. מניפולציה רקמות צורה מיקרומטר לקנה המידה סנטימטר יכול לכוון יישור תא, לשנות תכונות מכניות יעיל, והכתובת מגבלות הקשורות דיפוזיה מזין בנוסף, הכלי שבו טישו מוכן להקנות אילוצים מכני על הרקמה, וכתוצאה מכך הלחץ ששדות נוספים יכולים להשפיע על מבנה התא והן מטריקס. בצורת רקמות עם ממדים מאוד לשחזור יש גם כלי עזר עבור במבחנה מבחני באיזו דגימה מידות הם קריטיים, כגון ניתוח מכני כל רקמות.
כתב יד זה מתאר שיטה חלופית פבריקציה נוספת ניצול שלילי בתבניות הבסיס שהוכנו אקריליק חרוט בלייזר: בתבניות אלה לבצע היטב עם polydimethylsiloxane (PDMS), היתר עיצובים עם ממדים על סולם סנטימטר, תכונה מידות קטנות יותר 25 מיקרומטר, ולא במהירות של מפוברק בעלות נמוכה ועם מומחיות מינימלי. זמן מינימלי ודרישות עלות מאפשרים חרוט בלייזר בתבניות כדי להיות במהירות iterated על עד עיצוב אופטימלי של נקבעת, ניתן להתאים בקלות בהתאם וזמינותו בכל עניין, כולל אלה מעבר בתחום של הנדסת רקמות.

המערכת האופטית של החותך לייזר יגרמו חרוט למקומות מאוד מעט פחתו מידות כמו תצריב עומק בעליות, תוצאות עובש בקירות עם שפוע מאוד עדין, בשל כדי מתחדדת קרן הלייזר. זה יעזור להקל על הסרת התבניות PDMS יצוקה, אבל יש לשקול בזהירות אם עמוק חרוט בתבניות בסיס שלילי (> 6 מ מ) הם הנדרש (איור 1).
במשך הזמן בתרבות, בונה cellularized ידחוס עקב מטריקס, שיפוץ, אבל את קצב ואת במידה שבה הדבר מתרחש תיקבע בהתאם להרכב לגרדום, תא מטען, ואת culturing תנאים.
מטריקס שיפוץ יכול להתרחש באמצעות כינוסים ושיקום חברות והן השפלה של שמסביב מטריקס (וכן בתצהיר של מטריקס החדש), אך מזוהה בדרך כלל עם עלייה נוקשות מכני עקב הירידה באזור חתך הרוחב. עם בונה קולגן בלבד מורכב cardiomyocytes 12 x 10 6/mL והקולגן 1.6 מ"ג/מ"ל, אנו רואים בונה קומפקטי ל- 19.7% 2.8 ± מרוחב הראשונית שלהם מעל בארבעת הימים בעקבות הליהוק (איור 2) באמצעות דחיסת וזמינותו. בזמן הזה assay התשואות הערכה 2D נציג של תהליך תלת-ממד, להקל על איסוף נתונים והטבע הרסניות שזה כלי רב עוצמה עבור לימוד תהליך הפיתוח לבנות. שים לב לכך בתנאים התרבות תאים, גם בהיעדר של תאים, קולגן מכניקה יכול להשתנות במשך הזמן בשל שניהם הרכבה עצמית ו- cross-linking11. פיברין יכול להיות מושפל במהירות על ידי ופיברינוליזה הן ויוו והן במבחנה אם לא בנוכחות antifibrinolytic, כגון aprotinin או אמינו קפרון חומצה12. לכן, יש לשקול את השפעת רכיבי לגרדום על התפתחות רקמת לטווח ארוך, ולא רק היווצרות רקמה, בעת בחירת ניסוח לבנות. אם הגודל הסופי רקמות חשוב עבור יישום מסוים, דחיסת חייב להיות גם נחשב שבלונה, מדעית נקבע בהתבסס על הרכב מסוג ומטריקס התא. שימו לב שכי דחיסת רקמת יכול גם לגרום מתח שדות בתוך רקמת, אשר ניתן לטפל בבונה cellularized לעודד תא יישור (איור 4).
מגוון רחב של ריכוזים פולימר לגרדום ותא הראשונית זריעה צפיפויות שימשו כדי ליצור רקמות מהונדסים בספרות, זה ניתן לייחס בעיקר דרישות שונות עבור סוגי תאים, שורות תאים ויישומים שונים. מבוסס על העבודה שלנו עם cardiomyocytes נגזר hiPSC, אנו מאמינים כי ריכוז קולגן של 1.25 מ"ג/מ"ל, צפיפות זריעה של ~ 15 מיליון תאים למ"ל הוא טוב המוצא נקודת13. לחלופין, פיברין משמש כחומר ברקמת הלב לגרדום, בדרך כלל בטווח של 3-4 מ"ג/מ"ל14. תא זריעה צפיפות ייתכן נבחרה בהתבסס על מספר גורמים בהתאם ליישום, אך תא הצפיפויות של רקמות מקורי לספק נקודת ציון טוב. גם לשקול פתרונות תא מרוכז יכול להיות מאתגר כלי עבודה, במיוחד עבור אמצעי אחסון קטן. עבור אוכלוסיה תא נתון, ניתן לכוונן את ניסוח לגרדום; בדרך כלל על ידי הגדלת ריכוז פולימר, כאשר רקמות חלשים מדי או לשבור דחיסה, ועל הגדלת ריכוז פולימר כאשר רקמות קשות מדי או להיכשל קומפקטי15.
לפני ביצוע ניתוח מכני פסיבי בכל עת הצבע במהלך התרבות, זה עשויים להיות מתאימים כדי מכנית precondition המדגם לבנות. Preconditioning של פולימרים טבעיים hydrogels ואת רקמות מהונדסים להגדיל את הפארמצבטית של תוצאת הבדיקה בשל viscoelasticity גשמי, מספקים אינדיקציה טובה יותר של המאפיינים הבונה תערוכת באופן קליני יישום. אנו משתמשים 8 מחזורים של 10% זן גל משולש בשיעור של 10% זן/דקה לפני הפעלת הערכה מכני (איור 3).
מורפולוגיה ספציפיים ברקמות, סוג התא יכול להידרש דרך היסטולוגיה אימונוהיסטוכימיה עם שיטות מסורתיות. עם זאת, מצאנו ש אופטימיזציה של כמעט כל השלבים פרפין עיבוד, הטבעה חלוקתה, אחזור אנטיגן, צביעת היה צורך רקמת הלב מהונדסים בהשוואה מצופה תאים או למחלקה יליד רקמות (איור 4).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57239/57239fig1.jpg"> איור 1 : קווי המתאר של תהליך עיצוב והכנת PDMS בתבניות של לייזר לחתוך מאסטרים אקריליק. (א) עובש עיצוב מוכן בתבנית גרפיקה וקטורית. (B) שירותי ניקיון לייזר חרוט אקריליק בסיס שלילי. PDMS (ג) להטיל על פני השטח של העובש בסיס אקרילי מוקלט. (ד) וכתוצאה מכך PDMS עובש מוכן עבור עיקור לפני תרביות רקמה. שיבוץ: מבט מלמעלה, אותו גודל. <a href="/files/ftp_upload/57239/57239fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57239/57239fig2.jpg"> איור 2 : לבנות דחיסת לאורך זמן בתרבות. (א) תמונות של מבנים מלבניים המבושלות דחיסת triplicate לאורך זמן בתרבות. כיסויי ירוקים מייצגים מסכות המשמש לחישוב שטח לבנות גלוי לניתוח תמונה. (B) חלקת לבנות באזור (מדד דו-ממדית של דחיסת לבנות) לאורך זמן. קווים אופקיים המייצגים את הערכים מרושע, קווי שגיאה מציינות סטיית התקן. עבור כל קבוצות, n = 3, * מציין p < 0.05 כפי שהוערכו ANOVA. <a href="/files/ftp_upload/57239/57239fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57239/57239fig3.jpg"> איור 3 : עקבות raw עבור אפיון מכני של רקמות הלב מהונדסים. כניסות להציג מעקב התכווצות עווית נציג יחיד (באותו צירים כמו העלילה המרכזית). (א) תגובה מכני פעיל הנובע מהירה שלבים ואחריו מחזיקה ב- 5% מתח דרגות. (B) תגובה מכני פסיבי הנובע מבחן pull-כדי-break בשיעור של 10% זן/min. כל הדגימות נותחו באמבטיה 37 מעלות צלזיוס של הפתרון של Tyrode. <a href="/files/ftp_upload/57239/57239fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57239/57239fig4.jpg"> איור 4 : פרפין לחסום היסטולוגיה תמונות עבור מבני ברקמת הלב מהונדסים בעיצובים שונים. פרפין חסום היסטולוגיה תמונות עבור בונה מהונדסים ברקמת הלב של עיצובים שונים מוכתם hematoxylin (A) ואאוזין, (B) diaminobenzidine (אנטי-הלב טרופונין T, בראון) ולאחר hematoxylin גרעיני counterstain, (C ) picrosirius אדום כתם על קולגן עם counterstain cytoplasmic ירוק, נוגדן anti-α-actinin העכבר (D) (ירוק) ו 4', 6-diamidino-2-phenylindole (דאפי) גרעיני counterstain (כחול). יישור תא שונה כתוצאה דחיסת רקמת ועיצוב לבנות. סרגל קנה מידה A חל על B ו- C כמו גם. שיבוץ ברה מראה cardiomyocytes תילומית. <a href="/files/ftp_upload/57239/57239fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Custom Engineered Tissue Culture Molds from Laser-etched Masters at JoVE.com

Custom Engineered Tissue Culture Molds from Laser-etched Masters

במסמך זה אנו מציגים שיטה מהירה, נתיישב ועלות נמוכה בדיית בתבניות polydimethylsiloxane מותאם אישית יכול לשמש לייצור המבוסס על הידרוג רקמות מהונדסים עם לסימולציה. בנוסף, אנו מתארים תוצאות הערכות מכני, היסטולוגית שנערכו על רקמות הלב מהונדסים המיוצר בעזרת טכניקה זו.

מותאם אישית מהונדסים תרביות רקמה בתבניות של מאסטרים נחרטו לייזר

As the field of tissue engineering has continued to mature, there has been increased interest in a wide range of tissue parameters, including tissue ...

custom-engineered-tissue-culture-molds-from-laser-etched-masters

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

6.4K Views.  Brown University. במסמך זה אנו מציגים שיטה מהירה, נתיישב ועלות נמוכה בדיית בתבניות polydimethylsiloxane מותאם אישית יכול לשמש לייצור המבוסס על הידרוג רקמות מהונדסים עם לסימולציה. בנוסף, אנו מתארים תוצאות הערכות מכני, היסטולוגית שנערכו על רקמות הלב מהונדסים המיוצר בעזרת טכניקה זו.

Video: Custom Engineered Tissue Culture Molds from Laser-etched Masters

Magnetic Resonance Elastography Methodology for the Evaluation of Tissue Engineered Construct Growth

Traditional mechanical testing often results in the destruction of the sample, and in the case of long term tissue engineered construct studies, the use of destructive assessment is not acceptable. A proposed alternative is the use of an imaging process called magnetic resonance elastography. Elastography is a nondestructive method for determining the engineered outcome by measuring local mechanical property values (i.e., complex shear modulus), which are essential markers for identifying the structure and functionality of a tissue. As a noninvasive means for evaluation, the monitoring of engineered constructs with imaging modalities such as magnetic resonance imaging (MRI) has seen increasing interest in the past decade1. For example, the magnetic resonance (MR) techniques of diffusion and relaxometry have been able to characterize the changes in chemical and physical properties during engineered tissue development2. The method proposed in the following protocol uses microscopic magnetic resonance elastography (&mu;MRE) as a noninvasive MR based technique for measuring the mechanical properties of small soft tissues3. MRE is achieved by coupling a sonic mechanical actuator with the tissue of interest and recording the shear wave propagation with an MR scanner4. Recently, &mu;MRE has been applied in tissue engineering to acquire essential growth information that is traditionally measured using destructive mechanical macroscopic techniques5. In the following procedure, elastography is achieved through the imaging of engineered constructs with a modified Hahn spin-echo sequence coupled with a mechanical actuator. As shown in Figure 1, the modified sequence synchronizes image acquisition with the transmission of external shear waves; subsequently, the motion is sensitized through the use of oscillating bipolar pairs. Following collection of images with positive and negative motion sensitization, complex division of the data produce a shear wave image. Then, the image is assessed using an inversion algorithm to generate a shear stiffness map6. The resulting measurements at each voxel have been shown to strongly correlate (R2&gt;0.9914) with data collected using dynamic mechanical analysis7. In this study, elastography is integrated into the tissue development process for monitoring human mesenchymal stem cell (hMSC) differentiation into adipogenic and osteogenic constructs as shown in Figure 2.

The procedure demonstrates the methodology of magnetic resonance elastography for monitoring the engineered outcome of adipose and osteogenic tissue engineered constructs through noninvasive local assessment of the mechanical properties using microscopic magnetic resonance elastography (&mu;MRE).

תהודה מגנטית elastography מתודולוגיה להערכת של רקמות מהונדסות צמיחה Construct

Traditional mechanical testing often results in the destruction of the sample, and in the case of long term tissue engineered construct studies, the use ...

Protocol for Relative Hydrodynamic Assessment of Tri-leaflet Polymer Valves

Limitations of currently available prosthetic valves, xenografts, and homografts have prompted a recent resurgence of developments in the area of tri-leaflet polymer valve prostheses. However, identification of a protocol for initial assessment of polymer valve hydrodynamic functionality is paramount during the early stages of the design process. Traditional in vitro pulse duplicator systems are not configured to accommodate flexible tri-leaflet materials; in addition, assessment of polymer valve functionality needs to be made in a relative context to native and prosthetic heart valves under identical test conditions so that variability in measurements from different instruments can be avoided. Accordingly, we conducted hydrodynamic assessment of i) native (n = 4, mean diameter, D = 20 mm), ii) bi-leaflet mechanical (n= 2, D = 23 mm) and iii) polymer valves (n = 5, D = 22 mm) via the use of a commercially available pulse duplicator system (ViVitro Labs Inc, Victoria, BC) that was modified to accommodate tri-leaflet valve geometries. Tri-leaflet silicone valves developed at the University of Florida comprised the polymer valve group. A mixture in the ratio of 35:65 glycerin to water was used to mimic blood physical properties. Instantaneous flow rate was measured at the interface of the left ventricle and aortic units while pressure was recorded at the ventricular and aortic positions. Bi-leaflet and native valve data from the literature was used to validate flow and pressure readings. The following hydrodynamic metrics were reported: forward flow pressure drop, aortic root mean square forward flow rate, aortic closing, leakage&#160;and regurgitant volume, transaortic closing, leakage, and total energy losses. Representative results indicated that hydrodynamic metrics from the three valve groups could be successfully obtained by incorporating a custom-built assembly into a commercially available pulse duplicator system and subsequently, objectively compared to provide insights on functional aspects of polymer valve design.

There has been renewed interest in developing polymer valves. Here, the objectives are to demonstrate the feasibility of modifying a commercial pulse duplicator to accommodate tri-leaflet geometries and to define a protocol to present polymer valve hydrodynamic data in comparison to native and prosthetic valve data collected under near-identical conditions.

פרוטוקול להערכה הידרודינמית יחסית של הפולימר שסתום Tri-עלון

Limitations of currently available prosthetic valves, xenografts, and homografts have prompted a recent resurgence of developments in the area of ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting 3D cellular construct can often be more relevant to studying the molecular events and cell-cell interactions than similar experiments studied in 2D. To create effective 3D cultures with high cell viability throughout the scaffold the culture conditions such as oxygen and pH need to be carefully controlled as gradients in analyte concentration can exist throughout the 3D construct. Here we describe the methods of preparing biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors and their incorporation into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds along with their subsequent preparation for the culture of mammalian cells. The pH responsive scaffolds can be used as tools to determine microenvironmental pH within a 3D cellular construct. Furthermore, we detail the delivery of pH responsive nanosensors to the intracellular environment of mammalian cells whose growth was supported by electrospun PLGA scaffolds. The cytoplasmic location of the pH responsive nanosensors can be utilized to monitor intracellular pH (pHi) during ongoing experimentation.

Biocompatible pH responsive sol-gel nanosensors can be incorporated into poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) electrospun scaffolds. The produced self-reporting scaffolds can be used for in&#160;situ monitoring of microenvironmental conditions whilst culturing cells upon the scaffold. This is beneficial as the 3D cellular construct can be monitored in real-time without disturbing the experiment.

פיגומים דיווח עצמי לתרבית תאים 3-Dimensional

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Generation and Grafting of Tissue-engineered Vessels in a Mouse Model

The construction of vascular conduits is a fundamental strategy for surgical repair of damaged and injured vessels resulting from cardiovascular diseases. The current protocol presents an efficient and reproducible strategy in which functional tissue engineered vessel grafts can be generated using partially induced pluripotent stem cell (PiPSC) from human fibroblasts. We designed a decellularized vessel scaffold bioreactor, which closely mimics the matrix protein structure and blood flow that exists within a native vessel, for seeding of PiPSC-endothelial cells or smooth muscle cells prior to grafting into mice. This approach was demonstrated to be advantageous because immune-deficient mice engrafted with the PiPSC-derived grafts presented with markedly increased survival rate 3 weeks after surgery. This protocol represents a valuable tool for regenerative medicine, tissue engineering and potentially patient-specific cell-therapy in the near future.

Here, we present a protocol to generate tissue engineered vessel grafts that are functional for grafting into mice by double seeding partially induced pluripotent stem cell (PiPSC) - derived smooth muscle cells and PiPSC - derived endothelial cells on a decellularized vessel scaffold bioreactor.

דור והארכת כלי רקמות מהונדסות במודל עכבר

The construction of vascular conduits is a fundamental strategy for surgical repair of damaged and injured vessels resulting from cardiovascular diseases. ...

Engineered 3D Silk-collagen-based Model of Polarized Neural Tissue

Despite huge efforts to decipher the anatomy, composition and function of the brain, it remains the least understood organ of the human body. To gain a deeper comprehension of the neural system scientists aim to simplistically reconstruct the tissue by assembling it in vitro from basic building blocks using a tissue engineering approach. Our group developed a tissue-engineered silk and collagen-based 3D brain-like model resembling the white and gray matter of the cortex. The model consists of silk porous sponge, which is pre-seeded with rat brain-derived neurons, immersed in soft collagen matrix. Polarized neuronal outgrowth and network formation is observed with separate axonal and cell body localization. This compartmental architecture allows for the unique development of niches mimicking native neural tissue, thus enabling research on neuronal network assembly, axonal guidance, cell-cell and cell-matrix interactions and electrical functions.

Insight into the complex actions of the brain requires advanced research tools. Here we demonstrate a novel silk-collagen-based 3D engineered model of neural tissue resembling brain-like architecture. The model can be used to study neuronal network assembly, axonal guidance, cell-cell interactions and electrical activity.

דגם של רקמות עצביות מקוטב מבוסס משי-קולגן מהונדס 3D

Despite huge efforts to decipher the anatomy, composition and function of the brain, it remains the least understood organ of the human body. To gain a ...

Fabrication of Custom Agarose Wells for Cell Seeding and Tissue Ring Self-assembly Using 3D-Printed Molds

Engineered tissues are being used clinically for tissue repair and replacement, and are being developed as tools for drug screening and human disease modeling. Self-assembled tissues offer advantages over scaffold-based tissue engineering, such as enhanced matrix deposition, strength, and function. However, there are few available methods for fabricating 3D tissues without seeding cells on or within a supporting scaffold. Previously, we developed a system for fabricating self-assembled tissue rings by seeding cells into non-adhesive agarose wells. A polydimethylsiloxane (PDMS) negative was first cast in a machined polycarbonate mold, and then agarose was gelled in the PDMS negative to create ring-shaped cell seeding wells. However, the versatility of this approach was limited by the resolution of the tools available for machining the polycarbonate mold. Here, we demonstrate that 3D-printed plastic can be used as an alternative to machined polycarbonate for fabricating PDMS negatives. The 3D-printed mold and revised mold design is simpler to use, inexpensive to produce, and requires significantly less agarose and PDMS per cell seeding well. We have demonstrated that the resulting agarose wells can be used to create self-assembled tissue rings with customized diameters from a variety of different cell types. Rings can then be used for mechanical, functional, and histological analysis, or for fabricating larger and more complex tubular tissues.

This protocol describes a platform for fabricating self-assembled tissue rings in variable sizes using a customized 3D-printed plastic mold. PDMS negatives are cured in the 3D-printed mold; then agarose is cast in the cured PDMS negatives. Cells are seeded into the resulting agarose wells where they aggregate into tissue rings.

ייצור של בארות Agarose מותאם אישית עבור תא זריעה וטבעת רקמות הרכבה עצמית תוך שימוש בתבניות מודפס 3D

Engineered tissues are being used clinically for tissue repair and replacement, and are being developed as tools for drug screening and human disease ...

Tissue-Engineered Graft for Circumferential Esophageal Reconstruction in Rats

The use of biocompatible materials for circumferential esophageal reconstruction is a technically challenging task in rats and requires an optimal implant technique with nutritional support. Recently, there have been many attempts at esophageal tissue engineering, but the success rate has been limited due to difficulty in early epithelization in the special environment of peristalsis. Here, we developed an artificial esophagus that can improve the regeneration of the esophageal mucosa and muscle layers through a two-layered tubular scaffold, a mesenchymal stem cell-based bioreactor system, and a bypass feeding technique with modified gastrostomy. The scaffold is made of polyurethane (PU) nanofibers in a cylindrical shape with a three-dimensional (3D) printed polycaprolactone strand wrapped around the outer wall. Prior to transplantation, human-derived mesenchymal stem cells were seeded into the lumen of the scaffold, and bioreactor cultivation was performed to enhance cellular reactivity. We improved the graft survival rate by applying surgical anastomosis and covering the implanted prosthesis with a thyroid gland flap, followed by temporary nonoral gastrostomy feeding. These grafts were able to recapitulate the findings of initial epithelialization and muscle regeneration around the implanted sites, as demonstrated by histological analysis. In addition, increased elastin fibers and neovascularization were observed in the periphery of the graft. Therefore, this model presents a potential new technique for circumferential esophageal reconstruction.

Esophageal reconstruction is a challenging procedure, and development of a tissue-engineered esophagus that enables regeneration of esophageal mucosa and muscle and that can be implanted as an artificial graft is necessary. Here, we present our protocol to generate an artificial esophagus, including scaffold manufacturing, bioreactor cultivation, and various surgical techniques.

רקמת הנדסה לשיקום שחזור הוושט בחולדות

The use of biocompatible materials for circumferential esophageal reconstruction is a technically challenging task in rats and requires an optimal implant ...

Fibroblast Derived Human Engineered Connective Tissue for Screening Applications

Fibroblasts are phenotypically highly dynamic cells, which quickly transdifferentiate into myofibroblasts in response to biochemical and biomechanical stimuli. The current understanding of fibrotic processes, including cardiac fibrosis, remains poor, which hampers the development of new anti-fibrotic therapies. Controllable and reliable human model systems are crucial for a better understanding of fibrosis pathology. This is a highly reproducible and scalable protocol to generate engineered connective tissues (ECT) in a 48-well casting plate to facilitate studies of fibroblasts and the pathophysiology of fibrotic tissue in a 3-dimensional (3D) environment. ECT are generated around the poles with tunable stiffness, allowing for studies under a defined biomechanical load. Under the defined loading conditions, phenotypic adaptations controlled by cell-matrix interactions can be studied. Parallel testing is feasible in the 48-well format with the opportunity for the time-course analysis of multiple parameters, such as tissue compaction and contraction against the load. From these parameters, biomechanical properties such as tissue stiffness and elasticity can be studied.

Presented here is a protocol to generate engineered connective tissues for a parallel culture of 48 tissues in a multi-well plate with double poles, suitable for mechanistic studies, disease modeling, and screening applications. The protocol is compatible with fibroblasts from different organs and species and is exemplified here with human primary cardiac fibroblasts.

פיברובלסט נגזר רקמת חיבור מהונדסת אנושית עבור יישומי הקרנה

Fibroblasts are phenotypically highly dynamic cells, which quickly transdifferentiate into myofibroblasts in response to biochemical and biomechanical ...

Isolation and Culture of Primary Human Gingival Epithelial Cells using Y-27632

The gingival tissue is the first structure that protects periodontal tissues and plays meaningful roles in many oral functions. The gingival epithelium is an important structure of gingival tissue, especially in the repair and regeneration of periodontal tissue. Studying the functions of gingival epithelial cells has crucial scientific value, such as repairing oral defects and detecting the compatibility of biomaterials. As human gingival epithelial cells are highly differentiated keratinized cells, their lifespan is short, and they are difficult to passage. So far, there are only two ways to isolate and culture gingival epithelial cells, a direct explant method and an enzymatic method. However, the time required to obtain epithelial cells using the direct explant method is longer, and the cell survival rate of the enzymatic method is lower. Clinically, the acquisition of gingival tissue is limited, so a stable, efficient, and simple in vitro isolation and culture system is needed. We improved the traditional enzymatic method by adding Y-27632, a Rho-associated kinase (ROCK) inhibitor, which can selectively promote the growth of epithelial cells. Our modified enzymatic method simplifies the steps of the traditional enzymatic method and increases the efficiency of culturing epithelial cells, which has significant advantages over the direct explant method and the enzymatic method.

Here we present a modified method for the isolation and culture of human gingival epithelial cells by adding the Rock inhibitor, Y-27632, to the traditional method. This method is easier, less time-consuming, enhances stem cell properties, and produces larger numbers of high-potential epithelial cells both for the laboratory and for clinical applications.

בידוד ותרבות של תאי אפיתל חניך אנושיים ראשוניים באמצעות Y-27632

The gingival tissue is the first structure that protects periodontal tissues and plays meaningful roles in many oral functions. The gingival epithelium is ...

Engineered Lung Tissues Prepared from Decellularized Lung Slices

There is a need for improved 3-dimensional (3D) lung models that recapitulate the architectural and cellular complexity of the native lung alveolus ex vivo. Recently developed organoid models have facilitated the expansion and study of lung epithelial progenitors in vitro, but these platforms typically rely on mouse tumor-derived matrix and/or serum, and incorporate just one or two cellular lineages. Here, we describe a protocol for generating engineered lung tissues (ELTs) based on the multi-lineage recellularization of decellularized precision-cut lung slices (PCLS). ELTs contain alveolar-like structures comprising alveolar epithelium, mesenchyme, and endothelium, within an extracellular matrix (ECM) substrate closely resembling that of native lung. To generate the tissues, rat lungs are inflated with agarose, sliced into 450 &#181;m-thick slices, cut into strips, and decellularized. The resulting acellular ECM scaffolds are then reseeded with primary endothelial cells, fibroblasts, and alveolar epithelial type 2 cells (AEC2s). AEC2s can be maintained in ELT culture for at least 7 days with a serum-free, chemically-defined growth medium. Throughout the tissue preparation and culture process, the slices are clipped into a cassette system that facilitates handling and standardized cell seeding of multiple ELTs in parallel. These ELTs represent an organotypic culture platform that should facilitate investigations of cell-cell and cell-matrix interactions within the alveolus as well as biochemical signals regulating AEC2s and their niche.

This protocol describes a method to generate reproducible, small-scale engineered lung tissues, by repopulating decellularized precision-cut lung slices with alveolar epithelial type 2 cells, fibroblasts, and endothelial cells.

רקמות ריאה מהונדסות שהוכנו מפרוסות ריאה נטולות תאים

There is a need for improved 3-dimensional (3D) lung models that recapitulate the architectural and cellular complexity of the native lung alveolus ex ...