Microfluidic genipina Deposición Técnica de Cultura extendido de micropatterned vasculares musculares Thin Films

Eric S. Hald; Kerianne E. Steucke; Jack A. Reeves; Zaw Win; Patrick W. Alford

doi:10.3791/52971

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Artículo de método

Microfluidic genipina Deposición Técnica de Cultura extendido de micropatterned vasculares musculares Thin Films

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DOI:

10.3791/52971

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26 de junio de 2015

Eric S. Hald¹ , Kerianne E. Steucke¹ , Jack A. Reeves¹ , Zaw Win¹ , Patrick W. Alford¹

¹Department of Biomedical Engineering, University of Minnesota

En este artículo

Resumen

Presentamos un método para la deposición microfluídica de genipina y fibronectina modeladas en sustratos de PDMS, lo que permite una mayor viabilidad de los tejidos densos de células de músculo liso vascular. Este método de fabricación de tejido se combina con la tecnología previa de película delgada muscular vascular para medir la contractilidad vascular a lo largo de cursos de tiempo relevantes para la enfermedad.

Resumen

La naturaleza crónica de la progresión de la enfermedad vascular requiere el desarrollo de técnicas experimentales que simulen comportamientos vasculares fisiológicos y patológicos en escalas de tiempo relevantes para la enfermedad. Anteriormente, la impresión por microcontacto se ha utilizado para fabricar imitaciones arteriales funcionales bidimensionales a través del patrón de proteínas de la matriz extracelular como señales de guía para la organización de los tejidos. Las películas delgadas de músculo vascular utilizaron estos imitadores para evaluar la contractilidad funcional. Sin embargo, la técnica de fabricación de impresión por microcontacto utilizada suele incorporar sustratos hidrófobos de PDMS. A medida que el tejido gira sobre la matriz extracelular subyacente, las nuevas proteínas deben sufrir un cambio conformacional o desnaturalización para exponer los residuos de aminoácidos hidrofóbicos a las superficies hidrofóbicas de PDMS para su adhesión, lo que resulta en una bioactividad alterada de la proteína de la matriz, delaminación y muerte de los tejidos.

Aquí, presentamos una técnica de deposición microfluídica para el modelado del compuesto reticulante genipina. La genipina sirve como intermediario entre los tejidos modelados y los sustratos de PDMS, lo que permite que las células depositen la proteína de la matriz extracelular recién sintetizada en una superficie más hidrófila y permanezcan unidas a los sustratos de PDMS. También demostramos que las proteínas de la matriz extracelular se pueden modelar directamente sobre la genipina depositada, lo que permite dictar la estructura del tejido modificado. Los tejidos fabricados con esta técnica muestran una alta fidelidad tanto en la alineación estructural como en la función contráctil del tejido muscular liso vascular en un modelo de película delgada muscular vascular. Esta técnica puede extenderse utilizando otros tipos de células y proporciona el marco para el estudio futuro de la funcionalidad crónica a nivel de tejidos y órganos.

Introducción

Las enfermedades vasculares, tales como vasoespasmo cerebral ^1,2, hipertensión ^{3, 4} y la aterosclerosis, se desarrollan lentamente, son típicamente de naturaleza crónica, e implican disfuncional fuerza generación por las células del músculo liso vascular (CMLV). Nuestro objetivo es estudiar estos lento que progresan disfunciones vasculares utilizando métodos in vitro con un mayor control de las condiciones experimentales que en modelos in vivo. Hemos desarrollado previamente películas finas musculares vasculares (vMTFs) para la medición de la contractilidad funcional de in vitro diseñados tejidos cardiovasculares ^....