在基于聚二甲基硅氧烷的肠道微器件中,人肠道类器官上皮层的牢固形成。

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 17:03
文章英文标题
Robust Formation of an Epithelial Layer of Human Intestinal Organoids in a Polydimethylsiloxane-Based Gut-on-a-Chip Microdevice.
正文
聚二甲基硅氧烷( PDMS )是一种有机硅聚合物,目前主要应用于人体的片上器官微生理系统。PDMS制成的微流控通道的疏水表面往往造成细胞外基质( ECM )的粘附不良以及细胞的附着。在PDMS基器件中通过等离子体或UV /臭氧处理的表面改性,产生了亲水的表面,允许健壮的ECM涂层和人肠道永生化细胞系的可重复性附着。然而,这些表面活化方法在形成活检来源的原代器官样上皮单层方面并没有成功。现有的几种在PDMS微通道中生长人肠类器官样细胞的方法由于信息有限,并不总是可重复操作的。在这里,我们报告了一种优化的方法,可以使肠道器官样上皮牢固和可重复性地附着在PDMS芯片上的肠道。在已报道的几种方法中,我们优化了一种通过聚乙烯亚胺表面功能化再通过戊二醛交联活化PDMS表面的方法。而且,我们发现,后功能化步骤有助于提供均匀的ECM沉积,使游离的肠类器官上皮在PDMS基微器件中产生牢固的附着。我们设想,我们的优化方案可能传播一种有利的方法,以促进将人类有机基因型文化融入到芯片上的人体器官中,用于针对病人的疾病建模。
文章内容(英文)
Polydimethylsiloxane (PDMS) is a silicone polymer that has been predominantly used in a human organ-on-a-chip microphysiological system. The hydrophobic surface of a microfluidic channel made of PDMS often results in poor adhesion of the extracellular matrix (ECM) as well as cell attachment. The surface modification by plasma or UV/ozone treatment in a PDMS-based device produces a hydrophilic surface that allows robust ECM coating and the reproducible attachment of human intestinal immortalized cell lines. However, these surface-activating methods have not been successful in forming a monolayer of the biopsy-derived primary organoid epithelium. Several existing protocols to grow human intestinal organoid cells in a PDMS microchannel are not always reproducibly operative due to the limited information. Here, we report an optimized methodology that enables robust and reproducible attachment of the intestinal organoid epithelium in a PDMS-based gut-on-a-chip. Among several reported protocols, we optimized a method by performing polyethyleneimine-based surface functionalization followed by the glutaraldehyde cross linking to activate the PDMS surface. Moreover, we discovered that the post-functionalization step contributes to provide uniform ECM deposition that allows to produce a robust attachment of the dissociated intestinal organoid epithelium in a PDMS-based microdevice. We envision that our optimized protocol may disseminate an enabling methodology to advance the integration of human organotypic cultures in a human organ-on-a-chip for patient-specific disease modeling.
来源出处
Journal|[J]Frontiers in medical technologyVolume 2, 2020.
DOI
https://doi.org/10.3389/FMEDT.2020.00002

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