Новый и простой метод создания платформы, имитирующей кровеносные сосуды

Система кровообращения служит важной инфраструктурой для массовой транспортировки питательных веществ и облегчает обмен газообразными продуктами и продуктами жизнедеятельности из органов в организме человека. Эти кровеносные сосуды постоянно подвергаются гидродинамическому давлению кровотока, а также сокращающемуся и расслабляющему ритму окружающих их тканей. Воздействие этих стимулов может вызвать каскад клеточных реакций, которые могут вызвать неблагоприятные условия, такие как тромбоз и воспаление кровеносных сосудов.

Эти клеточные реакции на события известны как механотрансдукция – процесс преобразования механических сигналов в химические сигналы в организме. Хотя исследователям удалось разработать модели заболеваний, имитирующие различные нарушения в кровеносных сосудах, способность учитывать одновременное напряжение сдвига от кровотока и напряжение растяжения все еще считалось сложной задачей для воспроизведения.

Исследователи из Университета Кейо (Keio U) Onoe Research Group в сотрудничестве с лабораторией Soft Fluidics Сингапурского технологического и дизайнерского университета (SUTD) разработали и изготовили микроканал на основе внеклеточного матрикса (ECM), который позволяет обеспечивать механические стимулы за счет перфузии и растяжения одновременно. , Этот простой метод позволил исследователям создать сложную сеть микроканалов в ECM, которая напоминала ткани человека путем жертвенного формования.

При таком подходе пресс-форме сначала был сформирован узор с разветвлениями и каскадными размерами всего 0,2 мм в ширину. Для печати жертвенной формы, изготовленной из поливинилового спирта (PVA), использовался коммерчески и повсеместно доступный трехмерный принтер для моделирования методом наплавленного осаждения (FDM). В отличие от хорошо зарекомендовавшего себя метода, такого как формование реплик, где для создания микроканала с трехмерной геометрией требовалось несколько этапов сборки и совмещения, жертвенное формование позволило быстро изготавливать микроканалы в различных матрицах. Форма была полностью заделана в ECM (желатин), отвержденная трансглутаминазой; При изготовлении платформы для кровеносных сосудов и окружающих тканей не было необходимости в герметизации, совмещении или штабелировании.

Играть

00:00
01:09
безгласный

настройки
PIP
Войти в полноэкранный режим
Играть
Эта универсальная платформа воспроизводит пульсирующий кровоток в кровеносных сосудах и обеспечивает надежную платформу для проведения углубленных исследований для лучшего понимания заболеваний. Кредит: SUTD
«Поскольку PVA-форма снимается в воде, процесс изготовления был полностью завершен с использованием только воды. Это важно для обеспечения биосовместимости изготовленных микроканалов», – сказал Джейсон Гох, доктор философии. стипендиат SUTD.

«Жертвенное формование пресс-формы с трехмерной печатью, моделирующей наплавленное осаждение, предлагает широкую свободу дизайна и потенцирует производство более физиологически релевантной платформы», – добавил доцент Мичинао Хашимото из SUTD.

Эндотелиальные клетки человека легко культивировали на поверхности микроканала, чтобы сформировать трубку, имитирующую кровеносные сосуды. Отличительное поведение кровеносных сосудов, такое как пульсирующий поток, было успешно достигнуто в условиях перфузии и растяжения. Эта платформа кровеносных сосудов служила для расширения спектра применимости существующих сосудистых моделей in vitro для исследования патологических состояний более физиологически релевантным образом.

«Мы успешно продемонстрировали разработку заменителей кровеносных сосудов с достаточной механической прочностью, чтобы противостоять приложенному давлению жидкости и растяжению, присутствующим в человеческом теле . Платформа будет полезна для понимания механизмов сосудистых заболеваний», – сказал Азуса Симидзу, ведущий автор и студент магистратуры и доцент Хироаки Оноэ из Кейо У, Япония.

Исследовательская работа была опубликована и заняла видное место на внутренней стороне обложки журнала «Лаборатория на чипе», ведущего журнала, освещающего оригинальные работы, связанные с миниатюризацией ниже микромасштаба и на стыке технологических достижений и эффективных приложений. Азуса Симидзу (Кейо У) сотрудничал с Джейсоном Го (SUTD) и Шун Итаем (Кейо У). Среди других старших исследователей проекта доктор Сигенори Миура из Токийского университета.

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector