Neuartige und einfache Methode, um die Techniker-Plattform imitiert Blutgefäße

Das Blut-Kreislauf-system dient als wichtige Infrastruktur für die massenhafte Transport von Nährstoffen und erleichtert den Austausch von gasförmigen Schadstoffen und Abfallprodukten aus den Organen in den menschlichen Körper. Diese Gefäße unterliegen einer ständigen Exposition gegenüber den hydrodynamischen Druck des Blutflusses, sowie der Anspannung und Entspannung Rhythmus ausgeübt Gewebe es umgibt. Die Exposition, um diese Reize lösen eine Kaskade von zellulären Reaktionen, die Anlass zu ungünstigen Bedingungen wie Thrombose und Entzündung in den Blutgefäßen.

Diese zellulären Reaktionen auf Ereignisse sind bekannt als mechanotransduction—der Prozess der Umwandlung von mechanischen Signale in Chemische Signale im Körper. Obwohl Forscher haben es geschafft, Ingenieur Krankheit Modelle, die nachzuahmen verschiedenen Beeinträchtigungen in Blutgefäßen, die Fähigkeit zu integrieren gleichzeitiger scherbelastung von Durchblutung und Dehnung stress war immer noch als schwierig zu replizieren.

Forscher von der Keio Universität (Keio U) Onoe Forschungsgruppe arbeitete mit Singapore University of Technology and Design (SUTD) Soft-Fluidtechnik-Labor zur Entwicklung und Herstellung einer extrazellulären matrix (ECM)-basierten microchannel, die es ermöglicht, bieten mechanische Reize, die durch perfusion und dehnen gleichzeitig. Diese einfache Methode erlaubt dem Forscher, um ein Komplexes Netzwerk von Mikrokanälen, die in einem ECM ähnelte dem menschlichen Gewebe durch das Opfer Gießen.

In diesem Ansatz, der Schimmel wurde erstmal gemustert mit Bifurkationen und cascading Dimensionen so niedrig wie 0,2 mm in der Breite. Ein wirtschaftlich und ubiquitär verfügbar fused deposition modeling (FDM) 3-D-Drucker wurde verwendet, um Druck von der opferbereiten Form hergestellt, die mit polyvinyl-Alkohol (PVA). Im Gegensatz zu einem gut etablieren Methode wie replica molding, in denen mehrere Schritte der Montage und Justage benötigt wurden, zu erstellen microchannel-mit 3-D-geometrie, Opfer molding aktiviert die schnelle Herstellung von Mikrokanälen in verschiedenen matrices. Die Form eingebettet wurde ausschließlich in einem ECM – (Gelatine), geheilt mit transglutaminase; Abdichtung, Ausrichtung oder stapeln der waren nicht notwendig, wenn Sie die Plattform für die Blutgefäße und das umgebende Gewebe.

„Da die PVA-Form ist abnehmbar, im Wasser, ist der Prozess der Herstellung ganz fertig war nur mit Wasser. Dies ist wichtig, um die Biokompatibilität der gefertigten Mikrokanälen,“, sagte Jason Goh, ein Ph. D.-Stipendiat an SUTD.

„Opfer molding of a fused deposition modeling, 3-D-gedruckte Form bietet eine große gestalterische Freiheit und ermöglicht die Herstellung von mehr physiologisch relevanten Plattform“, ergänzt Assistant Professor Michinao Hashimoto von SUTD.

Menschliche Endothelzellen wurden leicht kultiviert auf der Oberfläche des microchannel to form a tube imitiert Blutgefäße. Das Markenzeichen Verhalten der Blutgefäße, wie seine pulsatile flow, wurde erfolgreich erreicht unter den Bedingungen der perfusion und zu dehnen. Dieses Blutgefäß Plattform diente zu erweitern das Spektrum der Anwendbarkeit der aktuellen Kreislauf in-vitro-Modellen zu untersuchen, pathologische Zustände, die in einer mehr physiologisch relevanten Art und Weise.

„Wir haben erfolgreich gezeigt, Ingenieur Ersatz für Blutgefäße mit ausreichender mechanischer Festigkeit zu widerstehen, die angewandt fluid-Druck und Dehnung Gegenwart in den menschlichen Körper. Die Plattform wird nützlich sein, zu verstehen, die Mechanismen der vaskulären Erkrankungen“, sagte Azusa Shimizu, der führende Autor und ein MSc-student, und Associate Professor Hiroaki Onoe Keio U, Japan.