Name: microfluidic bioprinting for engineering vascularized tissues and organoids
Uploaded: 2017-08-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 22 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids at JoVE.com

저자는 독립 상 (K99CA201603) 건강 통로의 국립 연구소의 국립 암 연구소를 인정합니다.

이 프로토콜에 사용 되는 신생아 쥐 cardiomyocytes 잘 설립 절차56 기관 동물 관리 및 사용 위원회 Brigham와 여자의 병원에 의해 승인에 따라 2 일 된 Sprague-Dawley 쥐에서 분리 했다.
1입니다.는 Bioprinter의 계측
<ol>
	<li>듀얼-레이어, 동심 미세 프린트 헤드; 생성 하 칼 집으로 큰 무딘 바늘 (예를 들어, 18 G, ½ 인치)의 중심으로 핵심으로 (예를 들어, 27 G, 1 인치)의 작은 무뚝뚝한 바늘 삽입 코어 바늘 약간 튀어나온 다는 것을 확인 (~ 1 m m) 외피 (그림 1A) 이상. 맞춤 팁와 동심 맞춤 지원 하기 위해 총 신 옆에 내부/외부 바늘 사이 적절 한 크기의 필요한 스페이서 일시적으로 끼여 경우 될 수 있습니다 하지만 일반적으로 수동으로 조정 됩니다. 에폭시 접착제로 배럴의 봉인 고 때 적용 가능한 팁 사이드에서 맞춤 스페이서를 제거 합니다.</li>
	<li>반대 방향에서 중앙 바늘의 배럴에서 다른 바늘 (23 G)를 삽입 합니다.  다음 외부 바늘의 배럴의 측면에 구멍을 생성 하 고 에폭시 접착제 씰링 뒤 구멍에 일치 하는 크기의 금속 커넥터를 삽입.</li>
	<li>2 PVC 튜브를 통해 개별적으로, 듀얼-채널 주사기 펌프는 bioink와 가교 솔루션의 주입을 위해 프린트 헤드의 후미를 연결 합니다. Poly(methyl methacrylate) (PMMA)로 만든 플라스틱 홀더를 사용 하 여 bioprinter의 머리에 압출 기를 탑재 합니다. 참고: Bioprinter 선택 여부에 따라 달라 집니다. 우리의 경우, 여러 상용 bioprinters에이 설치 성공적으로 테스트 했습니다. 그러나, x-y-z 전동된 스테이지는 어떤 bioprinter, 원칙적으로, 설정 해야이 미세 프린트 헤드의 통합 합니다.</li>
</ol>
2입니다. Bioprinting Microfibrous 혈관 침대
<ol>
	<li>Alginate (4 w/v%, 낮은 점도),58, 젤라틴의 methacryloyl (GelMA, 1-2 w/v%)57,및 photoinitiator Irgacure 2959의 혼합물을 사용 하 여 bioink를 확인 (0.2-0.5 wt.%) 25 m m 2-[4-(2-hydroxyethyl) piperazin-1-yl에 녹아] 탄 술 폰 산 (HEPES 버퍼, pH 7.4) 포함 10 vol.% 태아 둔감 한 혈 청 (FBS).</li>
	<li>10 vol.% 가교 캐리어 액체로 FBS를 들어 HEPES 버퍼에 0.3 M CaCl2 의 솔루션을 확인 합니다.</li>
	<li>Bioprinting, 직전 5-10 분, 0.05 w/v% 트립 신에 의해 치료를 사용 하 여 플라스 크에서 인간의 탯 줄 정 맥 내 피 세포 (HUVECs) 해리 그리고 셀 5-10 × 106 셀/mL의 농도에서 bioink에 resuspend. 플라스틱 정지 균일 분포 되도록 천천히 5 ~ 10 배.</li>
	<li>5 µ L/mL의 동일한 흐름 속도에서 듀얼 채널 주사기 펌프를 사용 하 여 bioink/가교 액체의 주입을 시작 합니다. 흐름 그들이 안정 될 때까지 최대 1 분 동안 지속적으로 실행 수 수 있습니다. 그 후, bioprinter 약 4 m m/s (그림 1B)의 증 착 속도 제어 하 여 프린트 헤드의 움직임을 시작 합니다. 이러한 속도 잘 할 수 있습니다 최적의 bioprinting를 보장 하기 위해 각각의 새로운 설치와 튜닝. Bioprinting 프로세스는 일반적으로 실내 온도 (21-25 ° C)에서 실시 하지만이 온도 변경 될 수 있습니다. Bioprinting 프로세스 alginate 구성의 빠른 이온 겔 화 및 microfibrous 비 계 (그림 1B)의 증 착에 대 한 허용 해야 합니다.</li>
	<li>발판 bioprinted 후에, 20-30 s (그림 1C)에 대 한 추가 photocrosslinking GelMA 구성 요소, 약 5-10 mW/cm2 UV 빛 (360-480 nm)에 의해 화학 겔 화를 달성.</li>
	<li>Bioprinting 고 가교, 인산 염 버퍼 염 분 제거 초과 CaCl2(PBS)와 비 계를 씻어 부드럽게. 문화 매체와 최대 16 일 동안 37 ° C와 5 vol.% CO2 인큐베이터에서 내 피 세포 성장 매체 (EGM) HUVECs-라덴 microfibrous 비 계 매 2 일 변경. 문화 기간 동안 현미경 HUVECs의 형태학을 모니터링 합니다.</li>
</ol>
3. 건설 Vascularized 조직
<ol>
	<li>일단은 HUVECs 루멘-같은 구조 (그림 1의D)를 비 계에 microfiber의 peripheries 마이그레이션한, 발판을 검색 하 고 부드럽게 소수 성 표면 (예를 들면, polymethylsiloxane [PDMS]의 슬 래 브)의 표면에 놓습니다. 살 균 필터 종이 사용 하 여 조심 스럽게 모 세관 힘으로 발판의 틈새 공간에서 모든 매체를 제거 하.</li>
	<li>즉시 1 10 × 106 셀/mL 비 계 (그림 1E)의 전체 틈새 공간을 침투 한다 발판 위에 밀도에 매체에 보조 세포 유형 (예를들면, cardiomyocytes)의 현 탁 액의 한 방울 (약 20-40 µ L)를 추가 합니다. 인큐베이터에서 (37 ° C, 5 vol.% CO2, 95% 상대 습도) 0.5-개별 microfiber에 준수를 셀 수 있도록 2 h에 대 한 이러한 구성 품 어. 아니 눈에 띄는 증발 관찰 되도록 기간 동안 작은 물방울 크기를 모니터링 합니다.</li>
	<li>부드럽게 원하는 vascularized 조직 형성 될 때까지 관련 매체에서 어떤 비 부착 한 세포 및 문화 구조를 제거 하는 PBS 목욕에 떨고는 건설 기계를 세척.</li>
</ol>

저자 들은 아무 경쟁 금융 관심사 선언 합니다.

동축 프린트 헤드의 코어와 칼 집에서 교차 결합 시키는 대리인에서 두는 bioink의 동시 전달 수 있도록 성공적인 미세 bioprinting 향한 중요 한 단계를 나타냅니다. 이 프로토콜에서 예제 프린트 헤드 포탄으로 핵심 및 18 G 바늘 27g 바늘을 사용 하 여 만든, 동안 다양 한 조합 바늘의 다른 크기를 사용 하 여 쉽게 확장할 수 있습니다. 그러나, 흐름의 변화에서 결과 각 단계에 전달, 바늘 크기에서 변경 ?...

조직 공학 목표 생성 기능 조직 대체 대체, 복원, 또는 그 부상 또는 질병 인체1,2,3,4, 종종 원하는 세포 유형, 생리 활성 분자5,6및 생체 재료7,8,,910의 결합을 통해 증대 하는 데 사용할 수 있습니다. 더 최근에, 조직 공학 기술은도 점점 채택 되었습니다 모델을 생성 하 체 외에 조직과 기관 그들의 비보에 대응, 기존의 지나치게 간소화 평면 셀 문화11,12,13,14,15,,1617,18,19의 대체 약물 개발 등 응용 프로그램의 중요 한 기능을 모방 하는. 두 경우에는 복잡 한 마이크로 아키텍처와 인간의 조직의 계층 구조를 정리 하는 능력은 설계 조직10의 기능 활성화에 중요 한 되며 특히, 설계 조직으로 혈관 네트워크를 통합 하는 방법을 수요의 vascularization 필드20,21,,2223가장 큰 과제 중 하나 선물 때문.
날짜 하려면, 다양 한 접근법이 점에서 성공8의 다양 한 학위와 설계 조직 구조에 혈관 구조를 구축 하기 위해에서 개발 되었습니다. 예를 들어 자기 집합 내 피 세포의 수 microvascular 네트워크24;의 세대에 대 한 신생 성장 인자 전달 유도 지속적인된 neovascularization25,26; 혈관 조상 세포의 사용 및 pericytes 용이 내 피 세포 성장 및 어셈블리24,27; vascularization28,29;의 정확한 조음을 가능 하 게 설계 비 계 속성 그리고 셀 시트 기술은 혈관 레이어 링30의 편리한 조작을 위해. 그럼에도 불구 하 고, 이러한 전략의 맥 관 구조, 자주는 설계 조직 구조 및 따라서 제한 된 재현성 내 혈관의 무작위 배포로 이어지는 공간 패턴을 제어 하는 능력을 부여 하지 않습니다. 지난 몇 년 동안 bioprinting는 이러한 도전, 높은 충실도 및 재현성에 복잡 한 조직 패턴 자동 또는 반자동 방식으로31,,3233입금의 그들의 비교할 수 없는 다양성으로 인해 솔루션으로 기술 사용의 클래스로 떠오르고 있다. 희생 bioprinting34,35,36,,3738, 포함된 bioprinting39,,4041, 그리고 속이 빈 구조 bioprinting/biofabrication42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,,5253 는 모든 혈관 또는 vascularized 조직 생성의 가능성을 보여주었다.
또는, microfibrous 건설 기계를 조작 하는 미세 bioprinting 전략 최근 개발 되었습니다, 그리고 alginate 하이브리드 bioink 구성 및 젤라틴 methacryloyl (GelMA) 동심 프린트 헤드 및 염화 칼슘 (CaCl2) 솔루션의 코어를 통해 전달 된 프린트 헤드54,55의 외부 칼 집 흐름을 통해 실시 됐다. 후속 photocrosslinking 멀티 레이어 microfibrous 비 계의 영구 안정화를 보장 하는 동안 마이크로 화이버 형성 있도록 alginate 구성 요소의 즉각적인 물리적 가교에 대 한 허용 하는 두 흐름의 공동 압출. 노트, bioprinted microfiber를 캡슐화 하는 내 피 세포 증식 및 유사 관 침대54,55루멘-같은 구조를 가정 하는 microfiber의 peripheries 향해 마이그레이션을 발견 했다. 이러한 bioprinted endothelialized 혈관 침대 수 이후에 채울 수 원하는 추가 구성 vascularized 조직55보조 세포 유형. 이 프로토콜은 따라서 같은 미세 bioprinting 전략 vascularized 조직의 조직 공학 및 organoid 모델링에 잠재적인 응용 프로그램에 대 한 편리한 제조 보장 동심 노즐 설계로 사용의 상세한 절차를 제공 합니다.

<table><tbody><tr><td>Alginic acid sodium salt from brown algae</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A0682</td><td>BioReagent, plant cell culture tested, low viscosity, powder</td></tr><tr><td>Gelatin type A from porcine skin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G2500</td><td>Gel strength 300</td></tr><tr><td>Irgacure 2959 (2-Hydroxy-4&#039;-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>410896</td><td>98%</td></tr><tr><td>HEPES buffer</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H0887</td><td>1 M, pH 7.0 - 7.6, sterile-filtered, BioReagent, suitable for cell culture</td></tr><tr><td>Fetal bovine serum&amp;nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>10438026</td><td>Qualified, heat-inactivated, USDA-approved regions</td></tr><tr><td>Calcium chloride dihydrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C5080</td><td>BioXtra, &amp;ge;99.0%</td></tr><tr><td>Phosphate buffered saline</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>10010023</td><td>pH 7.4</td></tr><tr><td>Human umbilical vein endothelial cells</td><td>Angio-Proteomie</td><td>cAP-0001</td><td>Human Umbilical Vein Endothelial Cells (HUVECs)</td></tr><tr><td>GFP-expressing human umbilical vein endothelial cells</td><td>Angio-Proteomie</td><td>cAP-0001GFP</td><td>GFP-Expressing Human Umbilical Vein Endothelial Cells (GFPHUVECs)</td></tr><tr><td>Endothelial cell growth medium</td><td>Lonza</td><td>CC-3162</td><td>EGM-2 BulletKit</td></tr><tr><td>Dulbecco&amp;rsquo;s Modified Eagle Medium&amp;nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>12430054</td><td>High glucose, HEPES</td></tr><tr><td>Sylgard 184 silicone elastomer kit</td><td>Ellsworth Adhesives</td><td>184 SIL ELAST KIT 0.5KG</td><td>Clear 0.5 kg Kit</td></tr><tr><td>UV curing lamp system</td><td>Excelitas Technologies</td><td>OmniCure S2000</td><td>Spot UV Light Curing System with Intelligent UV Sensor</td></tr></tbody></table>

microfluidic bioprinting for engineering vascularized tissues and organoids

엔지니어링 vascularized 조직을 생성 하 고 organoids 역사적으로 도전 하고있다. 여기는 다층 히드로 microfiber 인터레이스는 비 계 생성을 미세 bioprinting에 따라 새로운 방법에 설명 합니다. 부드러운 달성 bioprinting, 복합 bioink 배합 코어 흐름과 칼 흐름에 의해 운반 가교 솔루션에서 돌출을 포함 하는 핵-칼 미세 프린트 헤드 설계 하 고는 bioprinter에 장착. Alginate와 젤라틴 methacryloyl (GelMA)를 혼합 하 여 즉석 이온 가교의 존재를 겪 습 다 당 류 영구 안정화를 달성 하기 위해 GelMA 구성 요소의 보조 photocrosslinking 뒤 divalent 이온을 선택,이 bioprinting 전략을 사용 하 여 microfibrous 비 계를 얻을 수 있었습니다. 중요 한 것은, bioprinted microfiber 안에 캡슐화 된 내 피 세포는 16 일 문화에 걸쳐 있는 맥 관 구조를 닮은 루멘-같은 구조를 형성할 수 있습니다. Endothelialized microfibrous 비 계는 microfiber의 틈새 공간으로 보조 셀 형식의 후속 시드 통해 vascularized 조직을 구성 하 혈관 침대 추가 사용할 수 있습니다. 미세 bioprinting vascularized 조직에 높은 충실도의 편리한 공학 일반화 된 전략을 제공합니다.

미세 bioprinting 전략 낮은 점도 bioinks54,55를 사용 하 여 microfibrous 장비의 직접 압출 bioprinting 수 있습니다. 같이 그림 2A, 한 비 계 6 × 6 × 6 m m의 크기와3 포함 된 &#62; microfiber의 30 레이어 10 분 이내 bioprinted 수 있습니다. CaCl2 alginate 구성 요소의 즉각적인 이온 가교 과정에서 bioprint...

Watch this Scientific Journal Video about Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids at JoVE.com

Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

우리 어디 보조 세포 유형 수 더 시드할 수이 microfibrous 구조 vascularized 조직 및 organoids를 생성 하는 틈새 공간으로 microfibrous 혈관 침대 엔지니어링에 대 한 미세 bioprinting 전략에 따라 일반화 된 프로토콜을 제공 합니다.

공학에 대 한 미세 Bioprinting 나가도록 조직 및 Organoids

Engineering vascularized tissue constructs and organoids has been historically challenging. Here we describe a novel method based on microfluidic ...

microfluidic-bioprinting-for-engineering-vascularized-tissues

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Bioengineering

15.7K 조회수.  Harvard Medical School. 우리 어디 보조 세포 유형 수 더 시드할 수이 microfibrous 구조 vascularized 조직 및 organoids를 생성 하는 틈새 공간으로 microfibrous 혈관 침대 엔지니어링에 대 한 미세 bioprinting 전략에 따라 일반화 된 프로토콜을 제공 합니다.

비디오: Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

Viability of Bioprinted Cellular Constructs Using a Three Dispenser Cartesian Printer

Tissue engineering has centralized its focus on the construction of replacements for non-functional or damaged tissue. The utilization of three-dimensional bioprinting in tissue engineering has generated new methods for the printing of cells and matrix to fabricate biomimetic tissue constructs. The solid freeform fabrication (SFF) method developed for three-dimensional bioprinting uses an additive manufacturing approach by depositing droplets of cells and hydrogels in a layer-by-layer fashion. Bioprinting fabrication is dependent on the specific placement of biological materials into three-dimensional architectures, and the printed constructs should closely mimic the complex organization of cells and extracellular matrices in native tissue. This paper highlights the use of the Palmetto Printer, a Cartesian bioprinter, as well as the process of producing spatially organized, viable constructs while simultaneously allowing control of environmental factors. This methodology utilizes computer-aided design and computer-aided manufacturing to produce these specific and complex geometries. Finally, this approach allows for the reproducible production of fabricated constructs optimized by controllable printing parameters.

A Cartesian bioprinter was designed and fabricated to allow multi-material deposition in precise, reproducible geometries, while also allowing control of environmental factors. Utilizing the three-dimensional bioprinter, complex and viable constructs may be printed and easily reproduced.

세 디스펜서 데카르트 프린터 사용 Bioprinted 세포를 구축의 생존

Tissue engineering has centralized its focus on the construction of replacements for non-functional or damaged tissue. The utilization of ...

연구

생체공학

Bioprinting Cellularized Constructs Using a Tissue-specific Hydrogel Bioink

Bioprinting has emerged as a versatile biofabrication approach for creating tissue engineered organ constructs. These constructs have potential use as organ replacements for implantation in patients, and also, when created on a smaller size scale as model "organoids" that can be used in in vitro systems for drug and toxicology screening.
Despite development of a wide variety of bioprinting devices, application of bioprinting technology can be limited by the availability of materials that both expedite bioprinting procedures and support cell viability and function by providing tissue-specific cues. Here we describe a versatile hyaluronic acid (HA) and gelatin-based hydrogel system comprised of a multi-crosslinker, 2-stage crosslinking protocol, which can provide tissue specific biochemical signals and mimic the mechanical properties of in vivo tissues. 
Biochemical factors are provided by incorporating tissue-derived extracellular matrix materials, which include potent growth factors. Tissue mechanical properties are controlled combinations of PEG-based crosslinkers with varying molecular weights, geometries (linear or multi-arm), and functional groups to yield extrudable bioinks and final construct shear stiffness values over a wide range (100 Pa to 20 kPa). Using these parameters, hydrogel bioinks were used to bioprint primary liver spheroids in a liver-specific bioink to create in vitro liver constructs with high cell viability and measurable functional albumin and urea output. This methodology provides a general framework that can be adapted for future customization of hydrogels for biofabrication of a wide range of tissue construct types.

We describe a set of protocols that together provide a tissue-mimicking hydrogel bioink with which functional and viable 3-D tissue constructs can be bioprinted for use in in vitro screening applications.

Bioprinting Cellularized는 조직 고유의 하이드로 겔 Bioink를 사용하여 구축

Bioprinting has emerged as a versatile biofabrication approach for creating tissue engineered organ constructs. These constructs have potential use as ...

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.

미세화 및 3D 미세 혈관의 조립

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

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.

혈관 유래 미세 유체 네트워크의 이미지 유도, 레이저 기반의 제조

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

Bioprinting of Cartilage and Skin Tissue Analogs Utilizing a Novel Passive Mixing Unit Technique for Bioink Precellularization

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both cartilage and skin analogs were fabricated after bioink pre-cellularization utilizing a novel passive mixing unit technique. This technique was developed with the aim to simplify the steps involved in the mixing of a cell suspension into a highly viscous bioink. The resolution of filaments deposited through bioprinting necessitates the assurance of uniformity in cell distribution prior to printing to avoid the deposition of regions without cells or retention of large cell clumps that can clog the needle. We demonstrate the ability to rapidly blend a cell suspension with a bioink prior to bioprinting of both cartilage and skin analogs. Both tissue analogs could be cultured for up to 4 weeks. Histological analysis demonstrated both cell viability and deposition of tissue specific extracellular matrix (ECM) markers such as glycosaminoglycans (GAGs) and collagen I respectively.

Cartilage and skin analogs were bioprinted using a nanocellulose-alginate based bioink. The bioinks were cellularized prior to printing via a single step passive mixing unit. The constructs were demonstrated to be uniformly cellularized, have high viability, and exhibit favorable markers of differentiation.

연골과 피부 조직 아날로그 소설 수동 Bioink Precellularization에 대 한 단위 기술 혼합을 이용 하 여 Bioprinting

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both ...

κ-Carrageenan Sub-Microgel Medium을 사용한 3D 바이오프린팅의 발전

Embedded Bioprinting of Tissue-like Structures Using &#954;-Carrageenan Sub-Microgel Medium

Embedded three-dimensional (3D) bioprinting utilizing a granular hydrogel supporting bath has emerged as a critical technique for creating biomimetic scaffolds. However, engineering a suitable gel suspension medium that balances precise bioink deposition with cell viability and function presents multiple challenges, particularly in achieving the desired viscoelastic properties. Here, a novel &#954;-carrageenan gel supporting bath is fabricated through an easy-to-operate mechanical grinding process, producing homogeneous sub-microscale particles. These sub-microgels exhibit typical Bingham flow behavior with small yield stress and rapid shear-thinning properties, which facilitate the smooth deposition of bioinks. Moreover, the reversible gel-sol transition and self-healing capabilities of the &#954;-carrageenan microgel network ensure the structural integrity of printed constructs, enabling the creation of complex, multi-layered tissue structures with defined architectural features. Post-printing, the &#954;-carrageenan sub-microgels can be easily removed by a simple phosphate-buffered saline wash. Further bioprinting with cell-laden bioinks demonstrates that cells within the biomimetic constructs have a high viability of 92% and quickly extend pseudopodia, as well as maintain robust proliferation, indicating the potential of this bioprinting strategy for tissue and organ fabrication. In summary, this novel &#954;-carrageenan sub-microgel medium emerges as a promising avenue for embedded bioprinting of exceptional quality, bearing profound implications for the in vitro development of engineered tissues and organs.

저자 스포트라이트: 고해상도 3D 바이오프린팅을 위한 균질 κ-Carrageenan Sub-Microgel Baths 개발

This study introduces a novel &#954;-carrageenan sub-microgel suspension bath, displaying remarkable reversible jamming-unjamming transition properties. These attributes contribute to the construction of biomimetic tissues and organs in embedded 3D bioprinting. The successful printing of heart/esophageal-like tissues with high resolution and cell growth demonstrates high-quality bioprinting and tissue engineering applications.

κ-Carrageenan Sub-Microgel Medium을 사용한 조직 유사 구조의 임베디드 바이오프린팅

Embedded three-dimensional (3D) bioprinting utilizing a granular hydrogel supporting bath has emerged as a critical technique for creating biomimetic ...

공학

Perfusable Vascular Network with a Tissue Model in a Microfluidic Device

A spheroid (a multicellular aggregate) is regarded as a good model of living tissues in the human body. Despite the significant advancement in the spheroid cultures, a perfusable vascular network in the spheroids remains a critical challenge for long-term culture required to maintain and develop their functions, such as protein expressions and morphogenesis. The protocol presents a novel method to integrate a perfusable vascular network within the spheroid in a microfluidic device. To induce a perfusable vascular network in the spheroid, angiogenic sprouts connected to microchannels were guided to the spheroid by utilizing angiogenic factors from human lung fibroblasts cultured in the spheroid. The angiogenic sprouts reached the spheroid, merged with the endothelial cells co-cultured in the spheroid, and formed a continuous vascular network. The vascular network could perfuse the interior of the spheroid without any leakage. The constructed vascular network may be further used as a route for supply of nutrients and removal of waste products, mimicking blood circulation in vivo. The method provides a new platform in spheroid culture toward better recapitulation of living tissues.

The protocol describes how to engineer a perfusable vascular network in a spheroid. The spheroid's surrounding microenvironment is devised to induce angiogenesis and connect the spheroid to the microchannels in a microfluidic device. The method allows the perfusion of the spheroid, which is a long-awaited technique in three-dimensional cultures.

미세 소자에서 조직 모델 perfusable 혈관 네트워크

A spheroid (a multicellular aggregate) is regarded as a good model of living tissues in the human body. Despite the significant advancement in the ...

Core/shell Printing Scaffolds For Tissue Engineering Of Tubular Structures

Three-dimensional (3D) printing of core/shell filaments allows direct fabrication of channel structures with a stable shell that is cross-linked at the interface with a liquid core. The latter is removed post-printing, leaving behind a hollow tube. Integrating an additive manufacturing technique (like the one described here with tailor-made [bio]inks, which structurally and biochemically mimic the native extracellular matrix [ECM]) is an important step towards advanced tissue engineering. However, precise fabrication of well-defined structures requires tailored fabrication strategies optimized for the material in use. Therefore, it is sensible to begin with a set-up that is customizable, simple-to-use, and compatible with a broad spectrum of materials and applications. This work presents an easy-to-manufacture core/shell nozzle with luer-compatibility to explore core/shell printing of woodpile structures, tested with a well-defined, alginate-based scaffold material formulation.

Presented here is a simple-to-use, core/shell, three-dimensional bioprinting set-up for one-step fabrication of hollow scaffolds, suitable for tissue engineering of vascular and other tubular structures.

관 구조의 조직 공학을 위한 코어/쉘 인쇄 비계

Three-dimensional (3D) printing of core/shell filaments allows direct fabrication of channel structures with a stable shell that is cross-linked at the ...

공학에 대 한 미세 Bioprinting 나가도록 조직 및 Organoids

요약

더 많은 비디오 탐색

이 비디오의 챕터

세 디스펜서 데카르트 프린터 사용 Bioprinted 세포를 구축의 생존

Bioprinting Cellularized는 조직 고유의 하이드로 겔 Bioink를 사용하여 구축

미세화 및 3D 미세 혈관의 조립

혈관 유래 미세 유체 네트워크의 이미지 유도, 레이저 기반의 제조

연골과 피부 조직 아날로그 소설 수동 Bioink Precellularization에 대 한 단위 기술 혼합을 이용 하 여 Bioprinting

κ-Carrageenan Sub-Microgel Medium을 사용한 조직 유사 구조의 임베디드 바이오프린팅

κ-Carrageenan Sub-Microgel Medium을 사용한 조직 유사 구조의 임베디드 바이오프린팅

κ-Carrageenan Sub-Microgel Medium을 사용한 조직 유사 구조의 임베디드 바이오프린팅

미세 소자에서 조직 모델 perfusable 혈관 네트워크

관 구조의 조직 공학을 위한 코어/쉘 인쇄 비계