Use of electrospinning and dynamic air focusing to create three-dimensional cell culture scaffolds in microfluidic devices

文献情報

出版日 2016-07-04
DOI 10.1039/C6AN01282E
インパクトファクター 4.616
著者

Chengpeng Chen, Benjamin T. Mehl, Scott A. Sell, R. Scott Martin


原文を見る

要旨

Organs-on-a-chip has emerged as a powerful tool for pharmacological and physiological studies. A key part in the construction of such a model is the ability to pattern or culture cells in a biomimetic fashion. Most of the reported cells-on-a-chip models integrate cells on a flat surface, which does not accurately represent the extracellular matrix that they experience in vivo. Electrospinning, a technique used to generate sub-micron diameter polymer fibers, has been used as an in vitro cell culture substrate and for tissue engineering applications. Electrospinning of fibers directly into a fully sealed fluidic channel using a conventional setup has not been possible due to issues of confining the fibers into a discrete network. In this work, a dynamic focusing method was developed, with this approach enabling direct deposition of electrospun fibers into a fully sealed fluidic channel, to act as a matrix for cell culture and subsequent studies under continuous flowing conditions. Scanning electron microscopy of electrospun polycaprolactone fibers shows that this method enables the formation of fibrous layers on the inner wall of a 3D-printed fluidic device (mean fiber size = 1.6 ± 0.6 μm and average pore size = 113 ± 19 μm2). Cells were able to be cultured in this 3D scaffold without the addition of adhesion proteins. Media was pumped through the channel at high flow rates (up to 400 μL min−1) during a dynamic cell culture process and both the fibers and the cells were found to be strongly adherent. A PDMS fluidic device was also prepared (from a 3D printed mold) and coated with polycaprolactone fibers. The PDMS device enables optical detection and confocal imaging of cultured cells on the fibers. Finally, macrophages were cultured in the devices to study how the fibrous scaffold can affect cell behavior. It was found that under lipopolysaccharide stimulation, macrophages cultured on PCL fibers inside of a channel secreted significantly more cytokines than those cultured on a thin layer of PCL in a channel or directly on the inner channel wall. Overall, this study represents a new approach for in vitro cell studies, where electrospinning can be used to easily and quickly create 3D scaffolds that can improve the culture conditions in microfluidic devices.

関連文献

Fructose/dioxygen biofuel cell based on direct electron transfer-type bioelectrocatalysis

Yuji Kamitaka, Seiya Tsujimura, Norihiko Setoyama, Tsutomu Kajino, Kenji Kano

2007-02-06 Paper

DOI: 10.1039/B617650J

Dumbbells and onions in ternary nucleation

Ricky B. Nellas, Bin Chen, J. Ilja Siepmann

2007-05-03 Communication

DOI: 10.1039/B705385A

Electronic relaxation dynamics in DNA and RNA bases studied by time-resolved photoelectron spectroscopy

Susanne Ullrich, Thomas Schultz, Marek Z. Zgierski, Albert Stolow

2004-04-14 Paper

DOI: 10.1039/B316324E

Back cover

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B706704F

A molecular dynamics study of structural relaxation in tetrahedrally coordinated nanocrystals

Benjamin J. Morgan, Paul A. Madden

2007-03-21 Paper

DOI: 10.1039/B701267E

Raman spectroscopic study of mixed valence neodymium and cerium chloride solutions in eutectic LiCl–KCl melts

Veronica M. Rodriguez-Betancourtt, Detlef Nattland

2004-11-09 Paper

DOI: 10.1039/B414757J

Rate coefficients for the reaction of OH with (E)-2-pentenal, (E)-2-hexenal, and (E)-2-heptenal

A. R. Ravishankara, James B. Burkholder

2007-02-14 Paper

DOI: 10.1039/B700235A

Quantitative prediction of the absorption maxima of azobenzene dyes from bond lengths and critical points in the electron density

Bård Buttingsrud, Bjørn K. Alsberg, Per-Olof Åstrand

2007-02-26 Paper

DOI: 10.1039/B617470A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-氟-4-イオドベンzo酸エチルエステルを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

2-氟-4-イオドベンzo酸エチルエステルは有機溶媒を用いた反応であり、ドラフトチャンバーでの操作が必要です。漏洩時にはSDS参照の安全措置を講じ、PPE(防護...

205750-82-9Benzoic acid, 2-fluo...
化合物よくある質問

血根碱の主な用途は何ですか?

血根碱は主に医薬分野で利用され、抗炎症や抗がん剤としての潜在的な効果が研究されています。また、化学研究や薬物開発において、新しい薬剤設計の参考となる化合物として...

2447-54-313-Methyl[1,3]benzod...
化合物よくある質問

Methyl 3-methoxythiophene-2-carboxylateの主な用途は何ですか?

Methyl 3-メトキシスチフェン-2-カルボン酸メチルエステルは、薬品合成、染料製造、以及合成中間体としての用途が広がっています。

62353-75-7Methyl 3-methoxythio...
化合物よくある質問

丹磺酰-L-亮氨酸はどのように保存すればよいですか?

丹磺酰-L-亮氨酸は乾燥した場所で、直射日光から保護し、低温(室温以下)で保存してください。密閉容器に入れて保管することをおすすめします。

1100-22-7N-{[5-(Dimethylamino...
化合物よくある質問

5-(苄氧基)ピラミジン-4-アミンの代替品はありますか?

5-(苄氧基)ピラミジン-4-アミンの代替品として、6-メトキシピラミジンや5-フェニルピラミジンなどが挙げられます。これらの化合物は、5-(苄氧基)ピラミジン...

92289-50-45-benzyloxypyrimidin...
化合物よくある質問

8-ヒドロキシノルデコペントアセートの物理化学的性質は何ですか?

8-ヒドロキシノルデコペントアセートはCAS番号84807-87-4の化合物で、分子量は750.02 uです。これは油溶性で、水に溶けにくい特徴があります。反応...

84807-87-4(5Z,8Z,11Z,13E,15S)-...
化合物よくある質問

tert-ブチル(エス)-1-ヒドロキシペンタ-4-エン-2-イルカルバamateの主な用途は何ですか?

tert-ブチル(エス)-1-ヒドロキシペンタ-4-エン-2-イルカルバamateは主に医薬品の合成材料や分析化学の試薬として使用されます。

116613-81-12-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

ブコール-L-2-フローヨルブリンについて適切な法規ガイドラインは何ですか?

ブコール-L-2-フローヨルブリン(CAS番号: 1196107-73-9)は、GHS(グローバルハザードアサessmentシステム)に基づく危害分類と表示が求...

1196107-73-92-Bromo-13,13-dimeth...
化合物よくある質問

6-ブロモ-N-環丙基-2-ピリジニニメタンの市場動向や研究トレンドはどうですか

6-ブロモ-N-環丙基-2-ピリジニニメタンは、薬理学研究や合成化学に使用される化合物であり、特に抗ウイルス薬や抗がん薬の開発に注目されています。市場では、薬物...

959237-20-86-Bromo-N-cyclopropy...
化合物よくある質問

RS-AMPÀはどのように保存すればよいですか?

RS-AMPÀは、遮光容器に保存し、室温(15〜25℃)で保管することが推奨されます。高湿や熱は物質を劣化させるため、湿度は50%以下に保つことが重要です。また...

74341-63-2(RS)-AMPA

掲載誌

Analyst

Analyst
CiteScore: 7.8
自己引用率: 5.6%
年間論文数: 653

Analyst publishes analytical and bioanalytical research that reports premier fundamental discoveries and inventions, and the applications of those discoveries, unconfined by traditional discipline barriers.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。