3 डी बायोप्रिंटिंग का उपयोग करने वाले स्पैरोइड्स के मेडीकल इंटीग्रेशन का कार्डिएक टिश्यू का निर्माण
Summary
यह प्रोटोकॉल जैव पदार्थों के इस्तेमाल के बिना कार्डियाक टिश्यू के 3 डी बायोप्रिंटिंग का वर्णन करता है। 3 डी बायोप्रिंटर्ड कार्डियाक पैचेस घटक स्फेरोएड्स के यांत्रिक एकीकरण को प्रदर्शित करते हैं और कार्डियक टिशू रिजनरेशन में अत्यधिक वादा कर रहे हैं और हृदय रोग के 3 डी मॉडल्स के रूप में।
Abstract
यह प्रोटोकॉल केवल कोशिकाओं का उपयोग करते हुए बायोमैटिरियल्स के उपयोग के बिना कार्डियक टिश्यू के 3D बायोप्रिंटिंग का वर्णन करता है। कार्डियोमायसाइट्स, एंडोथेलियल कोशिकाएं और फाइब्रोब्लास्ट पहले वांछित सेल अनुपात पर पृथक, गिना और मिश्रित होते हैं। वे अल्ट्रा-कम लगाव 96-अच्छी तरह प्लेट्स में व्यक्तिगत कुओं में सह-सुसंस्कृत हैं। तीन दिनों के भीतर, गोलाकार रूपों को पीटा। इन गोलाकारों को एक वैक्यूम चूषण का उपयोग करके नोजल द्वारा उठाया जाता है और एक 3D बायोप्रिंटर का उपयोग करके सुई सरणी पर इकट्ठा किया जाता है। गोलाकारों को सुई सरणी पर फ्यूज करने की अनुमति होती है। 3D बायोप्रिंटिंग के तीन दिन बाद, गोलाकार एक बरकरार पैच के रूप में हटा दिए जाते हैं, जो कि पहले से ही सहज रूप से पिटाई कर रहा था। 3 डी बायोप्रिंटर्ड कार्डियाक पैचेस घटक स्फेरोएड्स के यांत्रिक एकीकरण को प्रदर्शित करते हैं और कार्डियक टिशू रिजनरेशन में अत्यधिक वादा कर रहे हैं और हृदय रोग के 3 डी मॉडल्स के रूप में।
Introduction
3 डी बायोप्रिंटिंग के कई अलग-अलग तरीके हैं 1 , 2 , 3 3 डी बायोप्रिंटिंग अक्सर प्रिंटिंग टेक्नोलॉजी 1 द्वारा वर्गीकृत किया जाता है, जैसे इंकजेट बायोप्रिंटिंग, माइक्रो एक्सट्रैक्शन बायोप्रिंटिंग, लेजर की सहायता से बायोप्रिंटिंग, तरीके का संयोजन, या नए दृष्टिकोण। 3 डी बायोप्रिंटिंग को स्कैफोल्ड-फ्री या पाड़-आश्रित विधियों में वर्गीकृत किया जा सकता है 4 । 3 डी बायोप्रिंटिंग के अधिकांश तरीके पाड़-आश्रित हैं, जहां बायोमैटिरियल्स की आवश्यकता है, जैसे कि बायोइंक्स 5 या स्कैफोल्ड 6 हालांकि, स्कैफोल्ड-आश्रित 3 डी बायोप्रिंटिंग कई मुद्दों और सीमाएं 4 , 7 का सामना करती है, जैसे मचान सामग्री की प्रतिरक्षा, स्वामित्व वाली बायोनिक्स की लागत, धीमी गति और गिरावट उत्पादों की विषाक्तता।
scafस्क्रैफोल्ड-आश्रित टिशू इंजीनियरिंग के इन नुकसानों को दूर करने की क्षमता के साथ, स्फेरोइड्स का उपयोग कर गुना-मुक्त हृदय टिशू इंजीनियरिंग 8 का प्रयास किया गया है। हालांकि, उस पत्र में लेखकों द्वारा स्वीकार किए जाने के अनुसार, बायोफैब्रिकेशन की प्रक्रिया में, निश्चिंत स्थानों पर सशक्त रूप से संभाल करने और गोलाकारों को संभालना मुश्किल था। 3 डी बायोप्रिंटिंग और गोलाकार-आधारित ऊतक इंजीनियरिंग के सहवर्ती उपयोग में इन कठिनाइयों को दूर करने की क्षमता है। इस प्रोटोकॉल में, हम अन्य बायोमैटिरियल्स के बिना कार्डियक टिश्यू के 3 डी बायोप्रिंटिंग का वर्णन करते हैं, जो केवल कोशिकाएं का उपयोग कर spheroids के रूप में करते हैं।
पाड़ से मुक्त गोलाकार-आधारित 3 डी बायोप्रिंटर्स 9 में वैक्यूम सक्शन का उपयोग करके व्यक्तिगत स्फेरोइड्स को लेने और उन्हें सुई सरणी पर स्थित करने की क्षमता है। 3 डी बायोप्रिंटिंग में एक सुई सरणी पर पोजीशनिंग स्पिरोइड्स की अवधारणा , प्राचीन जैपा में सुई सरणियों (" केन्ज़ान " के रूप में जाना जाता है) के उपयोग से प्रेरित हैफूल व्यवस्था की नीस कला, ikebana इस प्रणाली में spheroids किसी भी विन्यास में ठीक स्थिति में रहने की अनुमति देता है और परिणामस्वरूप व्यक्तिगत गोलाकारों में परिणाम होता है जो एक छोटी अवधि के लिए एक 3D बायोप्रिंटेड ऊतक तैयार करता है। इस पद्धति से स्फेरोएड्स को आसानी से हेरफेर करने की अनुमति मिलती है, जिसमें स्कैफोल्ड-मुक्त अंग बायोफैब्रिकेशन के भविष्य के संभावित प्रभाव पड़ता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
It is important to use beating, functional spheroids for 3D bioprinting. If spheroids are not beating, continuing to use them will invariably result in a non-functional 3D bioprinted patch.
One benefit of this approach is the ability to manipulate the cell content of the patch by varying the total number of cells and the percentage of cardiomyocytes, endothelial cells, and fibroblasts in the spheroids. This allows for many different types of cardiac patches to be printed, with varying histolog…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों ने निम्नलिखित फंडिंग स्रोतों को स्वीकार किया: मेडिजैट मैटर्स फंड फॉर कार्डियोवास्कुलर रिसर्च और मैरीलैंड स्टेम सेल रिसर्च फंड (2016-एमएसआरआरएफआरआई -735)।
Materials
| Geltrex | Invitrogen | A1413202 | |
| Trypsin/EDTA 0.05% | Thermo Fisher | 15400054 | |
| Defined Trypsin inhibitor 0.0125% | Thermo Fisher | R007100 | |
| RPMI Cell Media | Invitrogen | 11875-093 | RPMI supplemented with B27 constitutes HIPSC-CM culture media |
| B-27 Supplement | Thermo Fisher | 17504044 | RPMI supplemented with B27 constitutes HIPSC-CM culture media |
| Countess Automated Cell Counter | Invitrogen | C10227 | |
| Human cardiac fibroblasts (adult ventricular type) | Sciencell | 6310 | |
| Human umbilical vein endothelial cells | Lonza | CC-2935 | |
| PrimeSurface ultra-low attachment 96-well U-bottom plates | Akita Sumitomo Bakelite Co. | MS-9096UZ | |
| Regenova Bio 3D Printer | Cyfuse Biomedical K.K. | N/A | www.cyfusebio.com/en/ |
| Trypan Blue Solution, 0.4% | Thermo Fisher | 15250061 | |
| Troponin T Antibody | Thermo Fisher | 701620 | |
| Connexin 43 (Cx43) Antibody | Chemicon | MAB3068 | |
| ProLong Gold Antifade Mountant with DAPI | Thermo Fisher | P36935 |
References
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