3D細胞-細胞-膵組織コンストラクトを印刷するための膵組織由来細胞外マトリックスバイオインク

pdECMバイオインクは、組織特異的な成分とアーキテクチャを使用して膵島に有益な微小環境を提供し、細胞死を減少させ、その印刷可能性を高める最適な神経学的特性を有する。この技術の主な利点は、組織特異的組成物が、3D膵臓組織構築物とカプセル化された膵島との間の建設的なクロストークを促進するpdECMバイオインク内に保存できることである。pdECMバイオインクにおける膵島カプセル化の開発は、1型糖尿病の治療のための移植可能な膵臓組織構築物の作製に適用することができる。

このバイオインクは、移植可能な構造の適用を広げるだけでなく、糖尿病、糖尿病関連の合併症および膵臓癌のためのインビトロ組織モデルを広げるために使用することができる。凍結したブタ膵臓組織サンプルの脱細胞化のために、おろし金を使用して凍結した膵臓を1ミリメートルの厚さにスライスし、50グラムのスライスした組織を500ミリリットルのプラスチック容器に移します。デジタル軌道シェーカーで300ミリリットルの蒸留水を毎分150回転で約12時間洗浄します。

濁った水が消えたら、84時間PBSで1%Triton-X 100の400ミリリットルに水を交換してください。洗剤処理の最後に、400ミリリットルのイソプロパノールで組織を2時間インキュベートし、残りの脂肪を膵臓から取り除き、続いて400ミリリットルのPBSで24時間洗浄します。洗浄の最後に、4%エタノールで400ミリリットルの0.1%過酢酸で脱細胞化した組織を2時間殺菌してから、400ミリリットルの新鮮なPBSでサンプルを6時間洗浄し、残留洗剤を除去します。

洗浄の最後に、鉗子を使用して組織片を50ミリリットルの円錐チューブに移し、サンプルをマイナス80度で1時間再凍結します。その後、ゴムバンドで固定された糸くずのないワイプで円錐管を覆い、4日間マイナス50°Cで脱細胞化した組織を凍結乾燥させます。バイオインクを調製するには、200ミリグラムの凍結乾燥pdECMを新しい50ミリリットルの円錐形チューブに移し、ペプシン20ミリグラムと0.5モル酢酸8.4ミリリットルを組織サンプルに加える。

その後、磁気攪拌棒をチューブに入れ、毎分300回転で96時間攪拌インキュベーションを行います。インキュベーションの最後に、40マイクロメートルの細胞ストレーナーと正の変位ピペットを使用して、溶液を氷上の新しいチューブにフィルターして未消化の粒子を濾過し、10X PBSの1ミリリットルをチューブに加えます。ボルテックス後、水酸化ナトリウムを使用して溶液のpHを7に調整します。

パターン構造を持つ膵臓構造の3D細胞印刷用のビオインクを調製するために、0.4%トリパンブルーとローズベンガル溶液を1〜20比で1アリコートでpdECMバイオインクの1つのアリコートを染色する。次に、正の変位ピペットを使用して、各バイオインク溶液を培地懸濁した小水溶液を3~1%の比率で、最終的な1.5%のバイオインク濃度と3倍の細胞密度で1ミリリットル当たり3回の小口を穏やかに混合します。マルチマテリアルベースの膵臓組織構築物の3D細胞印刷では、各バイオインク島の混合物を25ゲージノズルを備えた個々の滅菌シリンジにロードし、青と赤の交番を持つ格子の形で摂氏18度で最適化された印刷条件下で各バイオインクを3Dプリントします。

バイオインクをクロスリンクするには、印刷物を摂氏37度、炭酸ガス細胞培養インキュベーター5%に30分間置きます。次に、プリントされたコンストラクトを、10%の胎児ウシ血清とペニシリンおよびストレプトマイシンのミリリットル当たり100単位を添加したRPMI 1640培地に浸漬する。脱細胞化プロセス後、2本鎖DNAの97.3%が除去され、コラーゲンおよびグリコサミノグリカンなどの代表的な細胞外マトリックス成分は、それぞれ天然膵臓組織と比較して1278.1%および96.9%のままです。

この代表的な分析では、pdECMバイオインクは、1秒あたり約10パスカルの値を有する剪断間引き行動を示し、バイオインクがノズルを通して押出に対する適切なレオロジー特性を示したことを示した。また、温度が摂氏15度に達すると、バイオインの錯体率が上昇し始め、溶液のゾルゲル転移を示す温度を摂氏37度に維持すると急速に上昇した。pdECMバイオインクの動的G素数およびGダブルプライムを生理学的に関連する温度で調べ、印刷プロセス後の安定性を確保し、周波数掃引条件下で安定な弾性率を達成した。

マルチヘッド印刷システムを使用して、開発されたpdECMを用いて、開発されたpdECMを用いて、様々なタイプの3D構造を作製することができ、3Dバイオプリンティングの目的で、2種類以上の生体組織を組織のような配置で調和させる。細胞とバイオインを混合すると、細胞死や気泡の存在が印刷解像度を低下させ、細胞の生存率を低下させるので、細胞の死と泡の形成を避けるために穏やかにしてください。3D膵臓組織構築物内のカプセル化された膵島の機能は、免疫蛍光染色またはグルコース耐性試験によって評価することができる。

このpdECMバイオインクおよび3Dバイオプリンティング技術は、組織工学の分野における機能的膵組織構築物の開発に潜在的に使用することができる。研究者は、鋭いおろし金や試薬を扱うときに怪我を防ぐために適切な個人用保護具を着用する必要があります。