Técnica microfluídico genipina Deposição de Cultura Extensão da micropatterned vasculares musculares Filmes Finos

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

doi:10.3791/52971

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Artigo de método

Técnica microfluídico genipina Deposição de Cultura Extensão da micropatterned vasculares musculares Filmes Finos

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DOI:

10.3791/52971

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26 de junho de 2015

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

¹Department of Biomedical Engineering, University of Minnesota

Neste artigo

Resumo

Apresentamos um método para deposição microfluídica de genipina e fibronectina padronizadas em substratos PDMS, permitindo a viabilidade estendida de tecidos densos de células musculares lisas vasculares. Este método de fabricação de tecidos é combinado com a tecnologia anterior de filme fino muscular vascular para medir a contratilidade vascular ao longo de cursos de tempo relevantes para a doença.

Resumo

A natureza crônica da progressão da doença vascular requer o desenvolvimento de técnicas experimentais que simulem comportamentos vasculares fisiológicos e patológicos em escalas de tempo relevantes para a doença. Anteriormente, a impressão de microcontato foi usada para fabricar imitações arteriais funcionais bidimensionais por meio da padronização da proteína da matriz extracelular como pistas de orientação para a organização do tecido. Filmes finos musculares vasculares utilizaram esses mimetismos para avaliar a contratilidade funcional. No entanto, a técnica de fabricação de impressão por microcontato usada normalmente incorpora substratos PDMS hidrofóbicos. À medida que o tecido revira a matriz extracelular subjacente, novas proteínas devem sofrer uma mudança conformacional ou desnaturação para expor resíduos de aminoácidos hidrofóbicos às superfícies hidrofóbicas do PDMS para fixação, resultando em bioatividade alterada da proteína da matriz, delaminação e morte dos tecidos.

Aqui, apresentamos uma técnica de deposição microfluídica para padronização do composto reticulador genipina. A genipina serve como intermediária entre os tecidos padronizados e os substratos PDMS, permitindo que as células depositem proteínas da matriz extracelular recém-sintetizadas em uma superfície mais hidrofílica e permaneçam ligadas aos substratos PDMS. Também mostramos que as proteínas da matriz extracelular podem ser padronizadas diretamente na genipina depositada, permitindo a ditadura da estrutura do tecido projetado. Os tecidos fabricados com esta técnica mostram alta fidelidade tanto no alinhamento estrutural quanto na função contrátil do tecido muscular liso vascular em um modelo de filme fino muscular vascular. Essa técnica pode ser estendida usando outros tipos de células e fornece a estrutura para estudos futuros da funcionalidade crônica em nível de tecido e órgão.

Introdução

As doenças vasculares, tais como vasospasmo cerebral ^{1,2, 3} hipertensão, aterosclerose e ^4, desenvolvem-se lentamente, são tipicamente de natureza crónica, e envolvem disfuncional força de geração de células do músculo liso vascular (VSMCs). Nosso objetivo é estudar essas disfunções vasculares em progressão lenta utilizando métodos in vitro com um controle mais preciso de condições experimentais do que em modelos in vivo. Nós já desenvolvidas películas finas musculares vasculares (vMTFs) para a medição da contractilidade funcional de engenharia de tecidos in vitro cardiovasculares ^5, mas este método tem sido....