미세 패턴 혈관 근육 박막의 확장 문화 미세 유체 Genipin 증착 기술

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

doi:10.3791/52971

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방법 논문

미세 패턴 혈관 근육 박막의 확장 문화 미세 유체 Genipin 증착 기술

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DOI:

10.3791/52971

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2015년 6월 26일

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

¹Department of Biomedical Engineering, University of Minnesota

이 논문에서

요약

우리는 PDMS 기질에 패턴화된 제니핀과 피브로넥틴을 미세유체 증착하는 방법을 제시하여 혈관 평활근 세포 밀집형 조직의 생존력을 연장할 수 있습니다. 이 조직 제조 방법은 이전의 혈관 근육 박막 기술과 결합되어 질병 관련 시간 경과에 대한 혈관 수축성을 측정합니다.

초록

혈관 질환 진행의 만성적인 특성으로 인해 질병 관련 시간 척도에서 생리학적 및 병리학적 혈관 행동을 시뮬레이션하는 실험 기술의 개발이 필요합니다. 이전에는 마이크로컨택트 프린팅을 사용하여 조직 조직에 대한 안내 단서로 세포외 기질 단백질의 패터닝을 통해 2차원 기능적 동맥 모방을 제작했습니다. 혈관 근육 박막은 기능적 수축성을 평가하기 위해 이러한 모방을 활용했습니다. 그러나 일반적으로 사용되는 마이크로 접촉 인쇄 제조 기술은 소수성 PDMS 기판을 통합합니다. 조직이 기저에 있는 세포외 기질을 넘나들면서 새로운 단백질은 소수성 아미노산 잔류물을 소수성 PDMS 표면에 노출시켜 부착하기 위해 구조적 변화 또는 변성을 겪어야 하며, 이로 인해 기질 단백질의 생체 활성이 변경되고 박리가 발생하고 조직이 사멸합니다.

여기에서는 가교제 화합물 genipin의 패터닝을 위한 미세유체 증착 기술을 제시합니다. Genipin은 패턴화된 조직과 PDMS 기질 사이의 매개체 역할을 하여 세포가 새로 합성된 세포외 기질 단백질을 친수성 표면에 증착하고 PDMS 기질에 부착된 상태를 유지할 수 있도록 합니다. 우리는 또한 세포외 기질 단백질이 증착된 제니핀에 직접 패턴화될 수 있음을 보여주며, 이를 통해 조작된 조직 구조를 지시할 수 있습니다. 이 기술로 제작된 조직은 혈관 근육 박막 모델에서 혈관 평활근 조직의 구조적 정렬과 수축 기능 모두에서 높은 충실도를 보여줍니다. 이 기술은 다른 세포 유형을 사용하여 확장할 수 있으며 만성 조직 및 장기 수준의 기능에 대한 향후 연구를 위한 프레임워크를 제공합니다.

서론

이러한 뇌 혈관 ^{경련, 2, 3,} 고혈압, 동맥 경화증 및 ^4와 같은 혈관 질환은 서서히 발전 전형적으로 사실상 만성적이며, 혈관 평활근 세포 (혈관 평활근 세포)로 역기능 힘 발생을 수반한다. 우리의 생체 내 모델보다 실험 조건의 미세한 제어 체외 방법에서 사용이 느리게 진행 혈관 장애를 연구하는 것을 목표로하고 있습니다. 시험관의 기능 수축력을 측정하는 우리는 이전에 개발 한 혈관 근육 박막 (vMTFs)은 심장 혈관 조직 ^(5)를 설계하지만,이 방법은 상대적으로 단기 연구에 제한되어있다. 여기서는 장기 측정 이전 vMTF 기술을 확장 기판 개질 기술을 제시한다.

혈관 내피 세포는 전체 기능에도 중요하지만, 설계 라멜라 동맥 혈관의 변화를 평가하는데 유용한 모델 시스템을 제공하는질병의 진행 동안 수축. 기능적인 혈관 질환 조직 모델 구조 및 동맥 라멜라의 기능을 모두 엔지니어, 용기의 기본 수축 부, 고 충실도로 효과적으로 요약되어야한다. 동맥 라멜라 ^{6 엘라스틴의} 시트로 구분 수축 혈관 평활근 세포의 동심, 원주 방향으로 정렬 시트입니다. 폴리 디메틸 실록산 (PDMS) 기판 상에 세포 외 기질 (ECM) 단....