وقد تم تطوير تكنولوجيا SynVivo تحت منحة # 2R44HL076034 من NHLBI.

1. فتيلة الجهاز ميكروفلويديك SynVivo-SMN <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وتتألف كل منفذ (مدخل / مخرج) من الجهاز اثنين من المنافذ المتوازية - واحد لتتدفق في الأنصاف طلاء السطح (جزيئات الالتصاق، مصفوفات النمو، الخ) و / أو خلايا للبذار والآخر لتشغيل الفحص (الشكل 1A ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يغرق تماما SynVivo-اس ام ان الجهاز ميكروفلويديك (الشكل 1B) في طبق بتري تحتوي منزوع الأيونات معقمة (DI) المياه ووضع الطبق في مجفف فراغ. تسمح المجفف لتشغيل حتى يتم إزالة كل من الهواء من القنوات للجهاز. هذا ينبغي أن يستغرق حوالي 15 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل إزالة الجهاز من المياه، ووضع أنابيب Tygon (OD 0.06 &quot;ومعرف 0.02&quot;) معبي مع الماء في كل منفذ من الجهاز مع ملقط غرامة نقطة. يجب أن يكون الأنبوب حوالي 1 بوصة في الطول. ويمكن الآن إزالة الجهاز من الماء. يبين الشكل 1C صورة ديفيتشالبريد مع الأنابيب. </li></ol> 2. طلاء الجهاز ميكروفلويديك مع البروتين المطلوب (على سبيل المثال، أفيدين) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام ماصة، ضع قطرة من الماء (حوالي 100 ميكرولتر) حول قاعدة الأنبوب منفذ مدخل واحد. إزالة بعناية أنابيب تستخدم لرئيس الجهاز. فإن قطرة ماء منع الهواء من الدخول إلى الجهاز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحضير حقنة 1 مل محملة أفيدين في تركيز 20 ميكروغرام / مل. ربط الحقنة إلى 24 G إبرة الفولاذ المقاوم للصدأ والأنابيب. إدراج أنابيب إلى واحدة من الموانئ مدخل الجهاز. المشبك مدخل الميناء لا تستخدم مع المشبك الفك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حقن أفيدين بمعدل تدفق من 1 ميكرولتر / دقيقة لمدة 10 دقيقة للسماح نضح كاملة من الجهاز. في نهاية الوقت التدفق، المشبك الأنابيب مع المشبك الفك ووضع الجهاز على 4 درجات مئوية خلال الليل. </li></ol> 3. يتدفق على البيروكسيديز الجسيمات لتجارب التصاق <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يسمح الجهاز لتأتي إلى درجة حرارة الغرفة. وضع الجهاز على مجهر مضان مقلوب مجهزة مرحلة الآلية وكاميرا عالية الأداء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يعد حل من 2 ميكرون البيروكسيديز بتركيز 5 × 10 6 الجسيمات / مل في الفوسفات عازلة المالحة (PBS). تحميل الجزيئات إلى حقنة 1 مل. يعد الثاني حقنة 1 مل من برنامج تلفزيوني فقط. تحميل كل حقنة على ضخ حقنة والاتصال الإبرة والأنابيب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام ماصة، ضع قطرة من الماء (حوالي 100 ميكرولتر) حول قاعدة أنابيب مدخل الميناء. إزالة بعناية أنابيب تستخدم لمعطف الجهاز. فإن قطرة ماء منع الهواء من الدخول إلى الجهاز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج أنابيب بعناية للجسيمات البيروكسيديز وPBS من الخطوة 3.2 في كل من الموانئ مدخل ويبين الشكل 2A صورة مجموعة المتابعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدء ضخ جزيئات البيروكسيديز بمعدل تدفق 2.5 ميكرولتر / دقيقة. مراقبة مدخل الميناء على المجهر. في أول بادرةمن الجزيئات، يبدأ الموقت ويستمر تدفق لمدة 3 دقائق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في نهاية دقيقة 3، ووقف تدفق الجسيمات البيروكسيديز حين يحدق في وقت واحد تدفق PBS بمعدل تدفق 2.5 ميكرولتر / دقيقة. يسمح برنامج تلفزيوني في التدفق في الجهاز لمدة 3 دقائق ليغسل الجزيئات غير منضم. </li></ol> 4. الحصول على الصور وجعل مجال الاهتمام (الهيئة) القياسات عن طريق برامج التصوير (NIKON عناصر) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام &quot;تفحص صورة كبيرة&quot; وظيفة في برامج التصوير للحصول على صورة الجهاز بأكمله. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عدد بالتتابع والتشعبات في الجهاز وإنشاء الهيئة دائرية مع ضعف القطر من القنوات. في هذه الحالة، تعيين الهيئة قطرها إلى 200 ميكرومتر منذ قطرها القناة 100 ميكرون. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام وظيفة العد الآلي في برامج التصوير لتصدير عدد من الجسيمات في كل الهيئة إلى ورقة إكسل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وبالمثل، استخدم ميزة العد الآلي لتصدير عدد من الجزيئات في كاملالجهاز. </li></ol> 5. الجسيمات تحليل الجريان عن طريق ديناميات الموائع الحسابية (CFD) نماذج <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم تشغيل المحاكاة CFD باستخدام البرمجيات المتاحة تجاريا (CFD-ACE +، ESI شركة) لطوبولوجيا الجهاز SynVivo-SMN. يتم تخزين النتائج في قاعدة بيانات لتحليل الملاحظات التجريبية. المعلومات مخزن نتائج المحاكاة على معدلات جدار القص، والسرعة، وتدفق الجسيمات، والتصاق في الجهاز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وتستخدم نتائج المحاكاة لتحديد عدد من الجزيئات التي تدخل كل الهيئة على أساس تركيز الجسيمات مدخل معين. </li></ol> 6. توليد القص التصاق خريطة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب٪ من التصاق بتقسيم جزيئات الالتزام في التشعب من الجزيئات المتدفقة في التشعب كما هو مبين في المعادلة 6.1. <img alt="المعادلة 1" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/51025/51025eq1.jpg" /> حيث يتم الحصول على عدد الجسيمات والجسيمات الالتزام المتدفقة من عrotocol الخطوات 4.3 و 5.2 على التوالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رسم خريطة القص التصاق باستخدام معدل القص في كل التشعب من الشبكات التي تم الحصول عليها من قاعدة البيانات في الخطوة (5.1) والقيم التصاق٪ تم الحصول عليها من المعادلة 6.1. </li></ol>

<ol>
	<li>Weitz-Schmidt, G., Chreng, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+adhesion+assays.">Cell adhesion assays.</a> Methods Mol Biol. 757, 15-30 (2012).</li><li>Parsons, S. A., Jurzinsky, C., Cuvelier, S. L., Patel, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studying+leukocyte+recruitment+under+flow+conditions.">Studying leukocyte recruitment under flow conditions.</a> Methods Mol Biol. 946, 285-300 (2013).</li><li>Luscinskas, F. W., Gimbrone, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Jr+Endothelial-dependent+mechanisms+in+chronic+inflammatory+leukocyte+recruitment.">Jr Endothelial-dependent mechanisms in chronic inflammatory leukocyte recruitment.</a> Annu Rev Med. 47, 413-421 (1996).</li><li>Adriani, G., 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=The+preferential+targeting+of+the+diseased+microvasculature+by+disk-like+particles.">The preferential targeting of the diseased microvasculature by disk-like particles.</a> Biomaterials. 33, 5504-5513 (2012).</li><li>Decuzzi, P., 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=Flow+chamber+analysis+of+size+effects+in+the+adhesion+of+spherical+particles.">Flow chamber analysis of size effects in the adhesion of spherical particles.</a> Int J Nanomedicine. 2, 689-696 (2007).</li><li>Zou, 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=PSGL-1+derived+from+human+neutrophils+is+a+high-efficiency+ligand+for+endothelium-expressed+E-selectin+under+flow.">PSGL-1 derived from human neutrophils is a high-efficiency ligand for endothelium-expressed E-selectin under flow.</a> Am J Physiol Cell Physiol. 289, 415-424 (2005).</li><li>Sakhalkar, H. S., 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=Leukocyte-inspired+biodegradable+particles+that+selectively+and+avidly+adhere+to+inflamed+endothelium+in+vitro+and+in+vivo.">Leukocyte-inspired biodegradable particles that selectively and avidly adhere to inflamed endothelium in vitro and in vivo.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 100, 15895-15900 (2003).</li><li>Van Kruchten, R., Cosemans, J. M., Heemskerk, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+whole+blood+thrombus+formation+using+parallel-plate+flow+chambers+-+a+practical+guide.">Measurement of whole blood thrombus formation using parallel-plate flow chambers - a practical guide.</a> Platelets. 23, 229-242 (2012).</li><li>Ganguly, A., Zhang, H., Sharma, R., Parsons, S., Patel, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+human+umbilical+vein+endothelial+cells+and+their+use+in+the+study+of+neutrophil+transmigration+under+flow+conditions.">Isolation of human umbilical vein endothelial cells and their use in the study of neutrophil transmigration under flow conditions.</a> J Vis Exp. 66 (66), (2012).</li><li>Shirure, V. S., Reynolds, N. M., Burdick, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mac-2+binding+protein+is+a+novel+E-selectin+ligand+expressed+by+breast+cancer+cells.">Mac-2 binding protein is a novel E-selectin ligand expressed by breast cancer cells.</a> PLoS One. 7, (2012).</li><li>Ploppa, A., Schmidt, V., Hientz, A., Reutershan, J., Haeberle, H. A., Noh&#233;, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+leukocyte+distribution+during+sepsis:+an+experimental+study+on+the+interdependence+of+cell+activation,+shear+stress+and+endothelial+injury.">Mechanisms of leukocyte distribution during sepsis: an experimental study on the interdependence of cell activation, shear stress and endothelial injury.</a> Crit Care. 14, 201 (2010).</li><li>Oh, H., Diamond, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ethanol+enhances+neutrophil+membrane+tether+growth+and+slows+rolling+on+P-selectin+but+reduces+capture+from+flow+and+firm+arrest+on+IL-1-treated+endothelium.">Ethanol enhances neutrophil membrane tether growth and slows rolling on P-selectin but reduces capture from flow and firm arrest on IL-1-treated endothelium.</a> J Immunol. 181, 2472-2482 (2008).</li><li>Resto, V. A., Burdick, M. M., Dagia, N. M., McCammon, S. D., Fennewald, S. M., Sackstein, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=L-selectin-mediated+lymphocyte-cancer+cell+interactions+under+low+fluid+shear+conditions.">L-selectin-mediated lymphocyte-cancer cell interactions under low fluid shear conditions.</a> J Biol Chem. 283, 15816-15824 (2008).</li><li>Enders, S., Bernhard, G., Zakrzewicz, A., Tauber, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+L-selectin+binding+by+polyacrylamide-based+conjugates+under+defined+flow+conditions.">Inhibition of L-selectin binding by polyacrylamide-based conjugates under defined flow conditions.</a> Biochim Biophys Acta. 1770, 1441-1449 (2007).</li><li>Prabhakarpandian, B., Goetz, D. J., Swerlick, R. A., Chen, X., Kiani, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+and+functional+significance+of+adhesion+molecules+on+cultured+endothelial+cells+in+response+to+ionizing+radiation.">Expression and functional significance of adhesion molecules on cultured endothelial cells in response to ionizing radiation.</a> Microcirculation. 8, 355-364 (2001).</li><li>Brown, D. C., Larson, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improvements+to+parallel+plate+flow+chambers+to+reduce+reagent+and+cellular+requirements.">Improvements to parallel plate flow chambers to reduce reagent and cellular requirements.</a> BMC Immunology. 2, 9 (2001).</li><li>Zheng, W., Zhang, W., Jiang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precise+control+of+cell+adhesion+by+combination+of+surface+chemistry+and+soft+lithography.">Precise control of cell adhesion by combination of surface chemistry and soft lithography.</a> Adv Healthc Mater. 2, 95-108 (2013).</li><li>Qian, T., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro/nano-fabrication+technologies+for+cell+biology.">Micro/nano-fabrication technologies for cell biology.</a> Med Biol Eng Comput. 48, 1023-1032 (2010).</li><li>Biswas, A., Bayer, I. S., Biris, A. S., Wang, T., Dervishi, E., Faupel, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+top-down+and+bottom-up+surface+nanofabrication:+techniques,+applications+&amp;+future+prospects.">Advances in top-down and bottom-up surface nanofabrication: techniques, applications &amp; future prospects.</a> Adv Colloid Interface Sci. 170, 2-27 (2012).</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>McDonald, J. C., 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=Fabrication+of+microfluidic+systems+in+poly(dimethylsiloxane).">Fabrication of microfluidic systems in poly(dimethylsiloxane).</a> Electrophoresis. 21, 27-40 (2000).</li><li>Prabhakarpandian, B., 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=Synthetic+microvascular+networks+for+quantitative+analysis+of+particle+adhesion.">Synthetic microvascular networks for quantitative analysis of particle adhesion.</a> Biomed Microdevices. 10, 585-595 (2008).</li><li>Rosano, J. 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=A+physiologically+realistic+in+vitro+model+of+microvascular+networks.">A physiologically realistic in vitro model of microvascular networks.</a> Biomed Microdevices. 11, 1051-1057 (2009).</li><li>Tousi, N., Wang, B., Pant, K., Kiani, M. F., Prabhakarpandian, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preferential+adhesion+of+leukocytes+near+bifurcations+is+endothelium+independent.">Preferential adhesion of leukocytes near bifurcations is endothelium independent.</a> Microvasc Res. 80, 384-388 (2010).</li><li>Prabhakarpandian, B., 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=Bifurcations:+focal+points+of+particle+adhesion+in+microvascular+networks.">Bifurcations: focal points of particle adhesion in microvascular networks.</a> Microcirculation. 18, 380-389 (2011).</li></ol>

رسوم النشر على هذا المقال برعاية مؤسسة البحوث CFD.

بالتوازي غرف تدفق لوحة، في الوقت الذي توفر أفكارا هامة في خلية خلية وخلية الجسيمات التفاعلات، يعانون من العديد من القيود مثل ارتفاع استهلاك الكواشف والحاجة إلى أشواط تجريبية متعددة لإنشاء مخطط التصاق القص. استخدام شبكات الاوعية الدموية الدقيقة SynVivo الاصطناعية (SynVivo...

المقايسات الحالية لدراسة الخلية إلى خلية والتفاعلات خلية الجسيمات تنطوي عادة ثابتة شكل لوحة جيدا التي يتم تحضين الخلايا على جسيمات أو مصفوفات البروتين أو الخلايا الملتصقة. في نهاية فترة حضانة معينة، وكمية أعداد الجزيئات الملتصقة أو الخلايا باستخدام المجهر 1. على الرغم من هذه المقايسات توفير نظرة كبيرة في العمليات البيوكيميائية وراء هذه التفاعلات، وجود قيود المفتاح هو عدم وجود تدفق السوائل الفسيولوجية (نموذجي من دوران الأوعية الدقيقة) وتأثيره على الجسيمات الالتصاق. للتغلب على هذا القيد، وقد وضعت في المختبر غرف تدفق في السنوات الأخيرة. والعنصر المشترك من هذه الدوائر تدفق هو جهاز شفاف perfused في انخفاض أعداد رينولدز لتتناسب معدلات القص الجدار لوحظت في الأوعية الدموية في الجسم الحي 2. وعلى غرار جدار الوعاء الدموي إما عن طريق طلاء من الجزيئات الحيوية أو نمو الخلايا على سطح واحد من تدفق جهامبر 3. جزيئات أو خلايا 4-7 8-16 ثم يتم تدفقت في في النطاق المطلوب من معدلات التدفق لقياس عدد من التمسك الجسيمات تحت مختلف معدلات القص. ومع ذلك، فإن استخدام لوحة موازية غرف تدفق للدراسة والتحقق من صحة الظواهر البيوكيميائية غير مكلفة نوعا ما وتستغرق وقتا طويلا. ويرجع ذلك أساسا إلى حقيقة أن تجارب متعددة تحتاج إلى أن تجرى لتوليد خريطة للالقص فلويديك مقابل عدد الجسيمات / خلايا الالتزام بذلك. بالإضافة إلى ذلك، تدفق غرف لوحة تتطلب كميات كبيرة من الكواشف بسبب الحجم الكبير منها (ارتفاع&gt; 250 ميكرون وعرض&gt; 1 مم). أخيرا، وهذه الأجهزة لا نموذج بدقة ملامح هندسية (على سبيل المثال، التشعبات) وظروف التدفق (على سبيل المثال، تتلاقى مقابل متباينة التدفقات) التي تكون موجودة في الجسم الحي. وقد تسارعت التطورات الحديثة في الطباعة الحجرية القائمة على التصنيع الدقيق 17-19 مجال المختبر على واحد في رقاقةالأجهزة 20-21. وكانت هذه الأجهزة دور أساسي في تطوير نسخة مصغرة من غرفة تدفق موازية لوحة ذات أبعاد في نظام ميكرومتر. التخفيض في البعد ينتج أيضا فوائد كبيرة من حيث حجم الكواشف، والخلايا أو الجسيمات المطلوبة لإجراء التجارب. ومع ذلك، وجود قيود رئيسية من الأجهزة المتوفرة حاليا هي استخدام القنوات الخطية لنموذج microvessels، والتي لا تحاكي الأوعية الدموية الدقيقة المعقدة التي لوحظت في الجسم الحي. وقد وضعنا مؤخرا منهجية جديدة لإعادة شبكات الاوعية الدموية الدقيقة على ركائز من البلاستيك القابل للتصرف يؤدي إلى تمثيل الاصطناعية للظروف في الجسم الحي. ووصف هذه الأجهزة يتم تطوير شبكات الاوعية الدموية الدقيقة SynVivo الاصطناعية (اس ام) باستخدام PDMS تستند عملية الطباعة الحجرية الناعمة. ويمكن استخدام أجهزة SynVivo-اس ام ان للحصول على خريطة التصاق القص من الخلايا / الجسيمات التصاق 22، استهدفت الدراسة تقديم الأدوية و23 ساعةافي تم التحقق من صحة البيانات في الجسم الحي ضد 24-25. في هذه الورقة، نقدم البروتوكول الذي تمكن الجيل من الخريطة التصاق القص من تجربة واحدة في أحجام صغيرة مثل 1-5 ميكرولتر مما يؤدي إلى وفورات كبيرة من الموارد والوقت.

<table><tbody><tr><td>SynVivo-SMN</td><td>CFD Research</td><td>SMN-001</td><td>Exclusive at CFDRC</td></tr><tr><td>CFD-ACE+</td><td>ESI Inc.</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Avidin</td><td>Invitrogen</td><td>43-4401</td><td>Any avidin source will work for this assay</td></tr><tr><td>Biotinylated Particles</td><td>Polysciences</td><td>24173-1</td><td>Any source of biotinylated particles will work for the assay</td></tr><tr><td>Tygon Tubing</td><td>VWR</td><td>63018-044</td><td>Size is typical for use with SynVivo-SMN</td></tr><tr><td>NIKON Elements</td><td>NIKON Instruments</td><td>N/A</td><td>Any other imaging software can be used</td></tr></tbody></table>

generation of shear adhesion map using synvivo synthetic microvascular networks

خلية / الجسيمات فحوصات التصاق حاسمة لفهم التفاعلات البيوكيميائية المشاركة في الفيزيولوجيا المرضية المرض ولها تطبيقات هامة في السعي لتطوير علاجات جديدة. فحوصات باستخدام الظروف ثابت تفشل في التقاط الاعتماد من الالتصاق على القص، مما يحد من ترابطها مع البيئة في الجسم الحي. بالتوازي غرف تدفق وحة أن تحديد التصاق تحت تدفق السوائل الفسيولوجية تحتاج تجارب متعددة لتوليد خريطة التصاق القص. بالإضافة إلى ذلك، فإنها لا تمثل في الجسم الحي على نطاق والتشكل وتتطلب كميات كبيرة (~ مل) من الكواشف للتجارب. في هذه الدراسة، ونحن لشرح جيل من القص خريطة التصاق من تجربة واحدة باستخدام شبكة الاوعية الدموية الدقيقة القائمة على جهاز ميكروفلويديك، SynVivo-SMN. هذا الجهاز بإعادة المعقدة في الجسم الحي الأوعية الدموية بما في ذلك نطاق وهندسية، والعناصر الشكلية، وميزات تدفق والتفاعلات الخلوية فيفي المختبر الشكل، وبالتالي توفير بيئة واقعية للبيولوجيا الأساسية والبحوث التطبيقية في السلوك الخلوية، وتسليم المخدرات، واكتشاف المخدرات. وقد أظهر الفحص من خلال دراسة تفاعل 2 ميكرون المغلفة البيوتين مع الأسطح المغلفة أفيدين من الرقائق الدقيقة. يتم الحصول على مجموعة كاملة من القص التي لوحظت في الأوعية الدموية الدقيقة في فحص تمكين التصاق واحد مقابل خريطة القص للجسيمات في ظل الظروف الفسيولوجية.

ويبين الشكل 1A التخطيطي وصورة مشرقة من حقل جهاز SynVivo-SMN. ويبين الشكل 1B الجهاز SynVivo-اس ام التي شنت على شريحة زجاجية. ويبين الشكل 1C الجهاز مع أنابيب التالية فتيلة مع الماء في مجفف فراغ. الرقم 2A يظهر ?...

Watch this Scientific Journal Video about Generation of Shear Adhesion Map Using SynVivo Synthetic Microvascular Networks at JoVE.com

Generation of Shear Adhesion Map Using SynVivo Synthetic Microvascular Networks

Flow chambers used in adhesion experiments typically consist of linear flow paths and require multiple experiments at different flow rates to generate a shear adhesion map. SynVivo-SMN enables the generation of shear adhesion map using a single experiment utilizing microliter volumes resulting in significant savings in time and consumables.

جيل من القص التصاق خريطة طريق SynVivo شبكات الاوعية الدموية الدقيقة الاصطناعية

Cell/particle adhesion assays are critical to understanding the biochemical interactions involved in disease pathophysiology and have important ...

generation-shear-adhesion-map-using-synvivo-synthetic-microvascular

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Bioengineering

8.8K Views.  CFD Research Corporation. Flow chambers used in adhesion experiments typically consist of linear flow paths and require multiple experiments at different flow rates to generate a shear adhesion map. SynVivo-SMN enables the generation of shear adhesion map using a single experiment utilizing microliter volumes resulting in significant savings in time and consumables. 

Video: Generation of Shear Adhesion Map Using SynVivo Synthetic Microvascular Networks

On-Chip Endothelial Inflammatory Phenotyping

Atherogenesis is potentiated by metabolic abnormalities that contribute to a heightened state of systemic inflammation resulting in endothelial dysfunction. However, early functional changes in endothelium that signify an individual's level of risk are not directly assessed clinically to help guide therapeutic strategy. Moreover, the regulation of inflammation by local hemodynamics contributes to the non-random spatial distribution of atherosclerosis, but the mechanisms are difficult to delineate in vivo. We describe a lab-on-a-chip based approach to quantitatively assay metabolic perturbation of inflammatory events in human endothelial cells (EC) and monocytes under precise flow conditions. Standard methods of soft lithography are used to microfabricate vascular mimetic microfluidic chambers (VMMC), which are bound directly to cultured EC monolayers.1 These devices have the advantage of using small volumes of reagents while providing a platform for directly imaging the inflammatory events at the membrane of EC exposed to a well-defined shear field. We have successfully applied these devices to investigate cytokine-,2 lipid-3, 4 and RAGE-induced5 inflammation in human aortic EC (HAEC). Here we document the use of the VMMC to assay monocytic cell (THP-1) rolling and arrest on HAEC monolayers that are conditioned under differential shear characteristics and activated by the inflammatory cytokine TNF-&alpha;. Studies such as these are providing mechanistic insight into atherosusceptibility under metabolic risk factors.

Microfluidic flow chambers etched by photolithography and fabricated from PDMS are applied to probe functional outcomes associated with EC dysfunction and inflammation. In a representative experiment, the ability of differential shear stress to modulate monocytic cell adhesion to cytokine activated EC monolayers is demonstrated.

على رقاقة Phenotyping التهاب غشائي

Atherogenesis is potentiated by metabolic abnormalities that contribute to a heightened state of systemic inflammation resulting in endothelial ...

An In Vitro 3D Model and Computational Pipeline to Quantify the Vasculogenic Potential of iPSC-Derived Endothelial Progenitors

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are a patient-specific, proliferative cell source that can differentiate into any somatic cell type. Bipotent endothelial progenitors (EPs), which can differentiate into the cell types necessary to assemble mature, functional vasculature, have been derived from both embryonic and induced pluripotent stem cells. However, these cells have not been rigorously evaluated in three-dimensional environments, and a quantitative measure of their vasculogenic potential remains elusive. Here, the generation and isolation of iPSC-EPs via fluorescent-activated cell sorting are first outlined, followed by a description of the encapsulation and culture of iPSC-EPs in collagen hydrogels. This extracellular matrix (ECM)-mimicking microenvironment encourages a robust vasculogenic response; vascular networks form after a week of culture. The creation of a computational pipeline that utilizes open-source software to quantify this vasculogenic response is delineated. This pipeline is specifically designed to preserve the 3D architecture of the capillary plexus to robustly identify the number of branches, branching points, and the total network length with minimal user input.

Endothelial progenitors derived from induced pluripotent stem cells (iPSC-EPs) have the potential to revolutionize cardiovascular disease treatments and to enable the creation of more faithful cardiovascular disease models. Herein, the encapsulation of iPSC-EPs in three-dimensional (3D) collagen microenvironments and a quantitative analysis of these cells&#8217; vasculogenic potential are described.

نموذج ثلاثي الأبعاد في المختبر وخط أنابيب حسابي لتحديد الإمكانات الأوعية الدموية لالذرية البطانية المشتقة من iPSC

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are a patient-specific, proliferative cell source that can differentiate into any somatic cell type. Bipotent ...

Developmental Biology

Micropatterning and Assembly of 3D Microvessels

In vitro platforms to study endothelial cells and vascular biology are largely limited to 2D endothelial cell culture, flow chambers with polymer or glass based substrates, and hydrogel-based tube formation assays. These assays, while informative, do not recapitulate lumen geometry, proper extracellular matrix, and multi-cellular proximity, which play key roles in modulating vascular function. This manuscript describes an injection molding method to generate engineered vessels with diameters on the order of 100 &#181;m. Microvessels are fabricated by seeding endothelial cells in a microfluidic channel embedded within a native type I collagen hydrogel. By incorporating parenchymal cells within the collagen matrix prior to channel formation, specific tissue microenvironments can be modeled and studied. Additional modulations of hydrodynamic properties and media composition allow for control of complex vascular function within the desired microenvironment. This platform allows for the study of perivascular cell recruitment, blood-endothelium interactions, flow response, and tissue-microvascular interactions. Engineered microvessels offer the ability to isolate the influence from individual components of a vascular niche and precisely control its chemical, mechanical, and biological properties to study vascular biology in both health and disease.

This manuscript presents an injection molding method to engineer microvessels that recapitulate physiological properties of endothelium. The microfluidic-based process creates patent 3D vascular networks with tailorable conditions, such as flow, cellular composition, geometry, and biochemical gradients. The fabrication process and examples of potential applications are described.

Micropatterning وجمعية Microvessels 3D

In vitro platforms to study endothelial cells and vascular biology are largely limited to 2D endothelial cell culture, flow chambers with polymer or glass ...

إعداد نموذج ورم بشري دقيق قائم على الموائع الدقيقة

Establishing a Physiologic Human Vascularized Micro-Tumor Model for Cancer Research

A lack of validated cancer models that recapitulate the tumor microenvironment of solid cancers in vitro remains a significant bottleneck for preclinical cancer research and therapeutic development.&#160;To overcome this problem, we have developed the vascularized microtumor (VMT), or tumor chip, a microphysiological system that realistically models the complex human tumor microenvironment. The VMT forms de novo within a microfluidic platform by co-culture of multiple human cell types under dynamic, physiological flow conditions. This tissue-engineered micro-tumor construct incorporates a living perfused vascular network that supports the growing tumor mass just as newly formed vessels do in vivo. Importantly, drugs and immune cells must cross the endothelial layer to reach the tumor, modeling in vivo physiological barriers to therapeutic delivery and efficacy. Since the VMT platform is optically transparent, high-resolution imaging of dynamic processes such as immune cell extravasation and metastasis can be achieved with direct visualization of fluorescently labeled cells within the tissue. Further, the VMT retains in vivo tumor heterogeneity, gene expression signatures, and drug responses. Virtually any tumor type can be adapted to the platform, and primary cells from fresh surgical tissues grow and respond to drug treatment in the VMT, paving the way toward truly personalized medicine. Here, the methods for establishing the VMT and utilizing it for oncology research are outlined. This innovative approach opens new possibilities for studying tumors and drug responses, providing researchers with a powerful tool to advance cancer research.

تسليط الضوء على المؤلف: إنشاء أورام دقيقة وعائية بشرية كنماذج لأبحاث السرطان الانتقالية 

This protocol presents a physiologically relevant tumor-on-a-chip model to perform high-throughput basic and translational human cancer research, advancing drug screening, disease modeling, and personalized medicine approaches with a description of loading, maintenance, and evaluation procedures.

إنشاء نموذج فسيولوجي للأورام الدقيقة الوعائية البشرية لأبحاث السرطان

A lack of validated cancer models that recapitulate the tumor microenvironment of solid cancers in vitro remains a significant bottleneck for preclinical ...

Cancer Research

Image-guided, Laser-based Fabrication of Vascular-derived Microfluidic Networks

This detailed protocol outlines the implementation of image-guided, laser-based hydrogel degradation for the fabrication of vascular-derived microfluidic networks embedded in PEGDA hydrogels. Here, we describe the creation of virtual masks that allow for image-guided laser control; the photopolymerization of a micromolded PEGDA hydrogel, suitable for microfluidic network fabrication and pressure head-driven flow; the setup and use of a commercially available laser scanning confocal microscope paired with a femtosecond pulsed Ti:S laser to induce hydrogel degradation; and the imaging of fabricated microfluidic networks using fluorescent species and confocal microscopy. Much of the protocol is focused on the proper setup and implementation of the microscope software and microscope macro, as these are crucial steps in using a commercial microscope for microfluidic fabrication purposes that contain a number of intricacies. The image-guided component of this technique allows for the implementation of 3D image stacks or user-generated 3D models, thereby allowing for creative microfluidic design and for the fabrication of complex microfluidic systems of virtually any configuration. With an expected impact in tissue engineering, the methods outlined in this protocol could aid in the fabrication of advanced biomimetic microtissue constructs for organ- and human-on-a-chip devices. By mimicking the complex architecture, tortuosity, size, and density of in vivo vasculature, essential biological transport processes can be replicated in these constructs, leading to more accurate in vitro modeling of drug pharmacokinetics and disease.

This protocol outlines the implementation of image-guided, laser-based hydrogel degradation to fabricate vascular-derived, biomimetic microfluidic networks embedded in poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) hydrogels. These biomimetic microfluidic systems may be useful for tissue engineering applications, generation of in vitro disease models, and fabrication of advanced "on-a-chip" devices.

صورة موجهة، التصنيع القائم على الليزر من شبكات ميكروفلويديك المستمدة الأوعية الدموية.

This detailed protocol outlines the implementation of image-guided, laser-based hydrogel degradation for the fabrication of vascular-derived microfluidic ...

Stepwise Cell Seeding on Tessellated Scaffolds to Study Sprouting Blood Vessels

The cardiovascular system is a key player in human physiology, providing nourishment to most tissues in the body; vessels are present in different sizes, structures, phenotypes, and performance depending on each specific perfused tissue. The field of tissue engineering, which aims to repair or replace damaged or missing body tissues, relies on controlled angiogenesis to create a proper vascularization within the engineered tissues. Without a vascular system, thick engineered constructs cannot be sufficiently nourished, which may result in cell death, poor engraftment, and ultimately failure. Thus, understanding and controlling the behavior of engineered blood vessels is an outstanding challenge in the field. This work presents a high-throughput system that allows for the creation of organized and repeatable vessel networks for studying vessel behavior in a 3D scaffold environment. This two-step seeding protocol shows that vessels within the system react to the scaffold topography, presenting distinctive sprouting behaviors depending on the compartment geometry in which the vessels reside. The obtained results and understanding from this high throughput system can be applied in order to inform better 3D bioprinted scaffold construct designs, wherein fabrication of various 3D geometries cannot be rapidly assessed when using 3D printing as the basis for cellularized biological environments. Furthermore, the understanding from this high throughput system may be utilized for the improvement of rapid drug screening, the rapid development of co-cultures models, and the investigation of mechanical stimuli on blood vessel formation to deepen the knowledge of the vascular system.

Engineered tissues heavily rely on proper vascular networks to provide vital nutrients and gases and remove metabolic waste. In this work, a stepwise seeding protocol of endothelial cells and support cells creates highly organized vascular networks in a high-throughput platform for studying developing vessel behavior in a controlled 3D environment.

البذر الخلايا Stepwise على السقالات تيسلاتيد لدراسة الأوعية الدموية تنبت

The cardiovascular system is a key player in human physiology, providing nourishment to most tissues in the body; vessels are present in different sizes, ...

Microfluidic Model to Mimic Initial Event of Neovascularization

Neovascularization is usually initialized from an existing normal vasculature and the biomechanical microenvironment of endothelial cells (ECs) in the initial stage varies dramatically from the following process of neovascularization. Although there are plenty of models to simulate different stages of neovascularization, an in vitro 3D model that capitulates the initial process of neovascularization under the corresponding stimulations of normal vasculature microenvironments is still lacking. Here, we reconstructed an in vitro 3D model that mimics the initial event of neovascularization (MIEN). The MIEN model contains a microfluidic sprouting chip and an automatic control, highly efficient circulation system. A functional, perfusable microchannel coated with endothelium was formed and the process of sprouting was simulated in the microfluidic sprouting chip. The initially physiological microenvironment of neovascularization was recapitulated with the microfluidic control system, by which ECs would be exposed to high luminal shear stress, physiological transendothelial flow, and various vascular endothelial growth factor (VEGF) distributions simultaneously. The MIEN model can be readily applied to the study of neovascularization mechanism and holds a potential promise as a low-cost platform for drug screening and toxicology applications.

Here, we provide a microfluidic chip and an automatically controlled, highly efficient circulation microfluidic system that recapitulates the initial microenvironment of neovascularization, allowing endothelial cells (ECs) to be stimulated by high luminal shear stress, physiological level of transendothelial flow, and various vascular endothelial growth factor (VEGF) distribution simultaneously.

نموذج microfluidic لتقليد الحدث الأولي من Neovascularization

Neovascularization is usually initialized from an existing normal vasculature and the biomechanical microenvironment of endothelial cells (ECs) in the ...

Generation of Self-assembled Vascularized Human Skin Equivalents

Human skin equivalents (HSEs) are tissue engineered constructs that model epidermal and dermal components of human skin. These models have been used to study skin development, wound healing, and grafting techniques. Many HSEs continue to lack vasculature and are additionally analyzed through post-culture histological sectioning which limits volumetric assessment of the structure. Presented here is a straightforward protocol utilizing accessible materials to generate vascularized human skin equivalents (VHSE); further described are volumetric imaging and quantification techniques of these constructs. Briefly, VHSEs are constructed in 12 well culture inserts in which dermal and epidermal cells are seeded into rat tail collagen type I gel. The dermal compartment is made up of fibroblast and endothelial cells dispersed throughout collagen gel. The epidermal compartment is made up of keratinocytes (skin epithelial cells) that differentiate at the air-liquid interface. Importantly, these methods are customizable based on needs of the researcher, with results demonstrating VHSE generation with two different fibroblast cell types: human dermal fibroblasts (hDF) and human lung fibroblasts (IMR90s). VHSEs were developed, imaged through confocal microscopy, and volumetrically analyzed using computational software at 4- and 8-week timepoints. An optimized process to fix, stain, image, and clear VHSEs for volumetric examination is described. This comprehensive model, imaging, and analysis techniques are readily customizable to the specific research needs of individual labs with or without prior HSE experience.

The goal of this protocol is to describe the generation and volumetric analysis of vascularized human skin equivalents using accessible and simple techniques for long term culture. To the extent possible, the rationale for steps is described to allow researchers the ability to customize based on their research needs.

جيل من مكافئات الجلد البشري الوعائية ذاتية التجميع

Human skin equivalents (HSEs) are tissue engineered constructs that model epidermal and dermal components of human skin. These models have been used to ...

جيل من القص التصاق خريطة طريق SynVivo شبكات الاوعية الدموية الدقيقة الاصطناعية

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

على رقاقة Phenotyping التهاب غشائي

نموذج ثلاثي الأبعاد في المختبر وخط أنابيب حسابي لتحديد الإمكانات الأوعية الدموية لالذرية البطانية المشتقة من iPSC

Micropatterning وجمعية Microvessels 3D

إنشاء نموذج فسيولوجي للأورام الدقيقة الوعائية البشرية لأبحاث السرطان

إنشاء نموذج فسيولوجي للأورام الدقيقة الوعائية البشرية لأبحاث السرطان

إنشاء نموذج فسيولوجي للأورام الدقيقة الوعائية البشرية لأبحاث السرطان

صورة موجهة، التصنيع القائم على الليزر من شبكات ميكروفلويديك المستمدة الأوعية الدموية.

البذر الخلايا Stepwise على السقالات تيسلاتيد لدراسة الأوعية الدموية تنبت

نموذج microfluidic لتقليد الحدث الأولي من Neovascularization

جيل من مكافئات الجلد البشري الوعائية ذاتية التجميع