Vasküler kaynaklı mikroakışkan Ağların görüntü kılavuzluğunda, Lazer tabanlı Fabrikasyon
Summary
This protocol outlines the implementation of image-guided, laser-based hydrogel degradation to fabricate vascular-derived, biomimetic microfluidic networks embedded in poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) hydrogels. These biomimetic microfluidic systems may be useful for tissue engineering applications, generation of in vitro disease models, and fabrication of advanced “on-a-chip” devices.
Abstract
Bu ayrıntılı bir protokol PEGDA hidrojeller gömülü vasküler kaynaklı mikroakışkan ağlar imalatı için görüntü kılavuzluğunda, lazer tabanlı hidrojel bozulması uygulanmasını özetliyor. Burada, görüntü kılavuzluğunda lazer kontrolü için izin sanal maskeleri oluşturulmasını açıklar; mikroakışkan ağ imalat ve basınçlı odaklı akışı için uygun bir micromolded PEGDA hidrojel, fotopolimerizasyon; Bir femtosaniye darbeli Ti ile eşleştirilmiş bir piyasada mevcut lazer tarama konfokal mikroskop kurulum ve kullanım: hidrojel bozulmasını teşvik S lazer; ve fabrikasyon mikroakışkan ağların görüntüleme floresan türleri ve konfokal mikroskopi kullanılarak. Bu inceliklerini bir dizi içerir mikroakışkan imalat amaçlı ticari bir mikroskop kullanılarak çok önemli adımlar olarak protokol çok, mikroskop yazılımı ve mikroskop makronun doğru kurulumu ve uygulanması üzerine odaklanmıştır. Bu techniqu görüntü kılavuzluğunda bileşenE böylece yaratıcı mikroakışkan tasarım ve hemen hemen tüm yapılandırma karmaşık mikroakışkan sistemlerin imalatı için izin 3D görüntü yığınlarının veya kullanıcı tarafından oluşturulan 3D modelleri uygulama olanağı sağlar. Doku mühendisliği beklenen etkisiyle, bu protokolde belirtilen yöntemler organa ve insan-on-a-chip cihazlar için gelişmiş biomimetic microtissue yapılarının üretiminde yardımcı olabilir. In vivo damarların karmaşık mimarisi, eğrilik, boyut ve yoğunluk taklit ederek, temel biyolojik taşıma süreçleri ilaç farmakokinetiği ve hastalığın daha doğru in vitro modelleme neden bu yapılarda çoğaltılmış olabilir.
Introduction
lenfatik ve cardiovasculature hem oluşan damar sistemi, form besin ve oksijen taşınması için ve metabolik atıkların uzaklaştırılması için gerekli olan son derece yoğun ağlar. Buna göre, vaskülarize dokularda yaşayan hücreler daha fazla 50-100 mikron uzaklıkta bir teknenin 1 asla. In vitro, in vivo vasküler mimarisini yeniden yeteneği doğru tasarlanmış yapılar kullanılarak in vivo taşıma işlemleri modellemek için çok önemlidir. 3,4 ve hastalık modelleme 5,6 tarama yüksek verimli ilaç organ-on-a-chip cihazlar 2 geliştirmek için yeni bir sürücü ile, yöntem çizim sentetik veya doğal hidrojeller in vivo benzeri ulaşım özetlemek mikroakışkan ağlar oluşturmak için önemli ilgi. Bu cihazlarda kullanılan microtissues bir biyomimikri artırmak için, üç-dimensiona kullanan bir görüntü kılavuzluğunda, lazer tabanlı hidrojel bozulması yöntem geliştirdişablon olarak yerli damarların l (3D) görüntü yığınlarının 7 hidrojeller PEGDA gömülü vasküler kaynaklı mikroakışkan ağları oluşturmak için. Bu protokol görüntü kılavuzluğunda, lazer tabanlı bozulması yoluyla PEGDA hidrojellerin vasküler kaynaklı, biomimetic microfluidic ağlar imal etmek bir femtosaniye darbeli lazer ile donatılmış bir piyasada mevcut lazer tarama konfokal mikroskop kullanımını özetliyor.
Hidrojeller akışkan hale getirilmesi için güncel yaklaşımlar endotelizas- 13-16 için önceden tanımlanmış kanalları oluşturmak için vaskülojenik 8-10 veya anjiyojenik 10-12 endotel hücre kendinden montaj ve mikroüretim teknikleri indüksiyon yer alıyor. Kendi kendini monte ağlar yoğunluğu ve mikrovasküler karmaşık mimarisi özetlemek olsa da, sık sık ilaç tarama uygulamaları için modelleme taşımacılığında sorunlu olabilir, in vivo ağlar 11,17,18, daha geçirgendir. Kendi kendine monte ağlar physiolog oluşmaktadırically ilgili, kılcal boyutlu gemiler, ama onlar yüzünden büyük arteriole boyutlu gemiler üreten sınırlamalara toplu sıvı akışı ile entegre etmek zor olabilir. Bu ağların montajı üzerinde doğrudan kontrolü yoktur gibi, nihai mimari tekrar tekrar aynı sıvı akışı ve ulaşım özelliklerine sahip ağları üretmek güçleştirir, numuneden numuneye değişebilir.
3D, tekrarlanabilir geometri ve iyi tanımlanmış bir mimariye sahip hidrojel gömülü mikroakışkan ağları oluşturmak için, mikroüretim bir takım teknikler modüler montaj 13, kurbanlık malzemeler 16, doğrudan yazma montaj 14 ve çok yönlü baskı 15 3D baskı da dahil olmak üzere, geliştirilmiştir. Bu yöntemler, mikroakışkan mimari ve bundan dolayı, sıvı akışı ve iletim özellikleri uygulama, arka arkaya bir çok yapılar arasında imal edilebilir. Bu yaklaşımların önemli bir sınırlama, ancak, mikro fiber oluşturmak için yetersizlikkılcal boyutlu özellikler luidic ağlar, 4 10 um ile 19. En çok imalat teknikleri, genellikle çapı 13,16 150 650 | im arasında değişen özelliklere sınırlıdır. Bazı mevcut teknikler doğrudan yazma montaj 14 10 mikron 300, geniş çaplı aralığında kanalları ile hiyerarşik ağlar üretme yeteneğine sahiptir ve çok yönlü baskı 15 18-600 mikron, ancak yoğun ağlar veya oluşturmak için kendi yeteneği sınırlıdır tek bir yapı 7 içinde yakın birden mikroakışkan ağları üretmek.
Bu sınırlamalar bazılarının üstesinden gelmek için, biz biomimetic tekrarlanabilir üretim, in vivo mikrovasküler mimarisini özetlemek hiyerarşik mikroakışkan ağlar sağlayan bir görüntü kılavuzluğunda, lazer tabanlı hidrojel bozulması tekniği geliştirdi. Yani bir 790 nm, 140 femtosaniye (fs) 80 MHz'de çalışan darbeli lazer yapmak raster taranan iin vivo damarların görüntüleri ile tanımlanan n, bir hidrojel içinde 3D yerleri arzu. Bu su 20 genişlerken bozunma proses suyu lazer endüklenmiş bir ışıksal bozulma, elde edilen plazma oluşumu, su daha sonra hızlı bir termoelastik genişleme ve hidrojel yerel olarak bozulmasına aracılığıyla çalışır speküle. Bu mekanizma protein bazlı hidrojellerin 21-24 lazer tabanlı bozulması biraz değişir. Düşük multiphoton enine kesite sahiptir PEGDA farklı olarak, proteinler, genellikle büyük multiphoton kesite sahiptir ve bu yüzden, bir multiphoton emilimi ile indüklenen kimyasal kırılma 23 yoluyla degradasyona uğrar. Görüntü kılavuzluğunda mikroakışkan ağları oluşturmak için, lazer deklanşör mikroakışkan mimarisini tanımlayan ilgi 9 bölgelerin bir mozaik oluşur görüntü türetilmiş sanal maskeleri, tarafından kontrol edilir. Bu yaklaşımı kullanarak, 3D vasküler kaynaklı biomimetic mikroakışkanlar imal yeteneğini göstermiştiramacıyla, in vivo damarların yoğun ve dolambaçlı mimarisi özetlemek ic ağlar, yerel bozulması sırasında verilen enerji miktarını değiştirerek hidrojellerin gözenekliliğini kontrol eder. Biz de yakın (15 mikron) iç içe geçmiş ancak doğrudan 7 bağlamak asla iki bağımsız mikroakışkan ağları oluşturmak mümkün olmuştur. Ayrıca, arginin-glisin-aspartik asit-serin (RGDS), endotelyal hücre yapışma ve lümen oluşumu 7 teşvik etmek için, integrini bağlanması peptid dizisi ile sonrası bozunma işlevsellik üzerinden lazer bozulmuş mikrokanallar endoteliyalize yeteneğini göstermiştir.
Bu protokol ile, PEGDA hidrojeller karmaşık mikroakışkan ağların nesil birçok üniversite kampüslerinde erişilebilir piyasada bulunan bir mikroskop kullanılarak görüntü kılavuzluğunda, lazer tabanlı bozulması ile mümkün olmaktadır. bozulma süreci, dijital, sanal maskeleri tarafından yönlendirilir gibi, bu fabricayon tekniği geniş bir uygulama çeşitli kullanımına izin veren, mikroakışkan ağların reklam dizaynı uygun. Biz burada anlatılan yöntem modelleme ilaç taşıma 2 önemli biyolojik taşıma süreçleri kopyalayan yeteneğine biomimetic organa ve insan-on-a-chip cihazları tasarlama en avantajlı olacağını tahmin ediyoruz. Bu imalat tekniği, kanser metastazı, 5,6 ve kan-beyin bariyeri modelleri 25 de dahil olmak üzere, in vitro bir hastalık modellerinin oluşturulması için ilgi çekici olabilir. Lazer tabanlı hidrojel bozulması önceden nöronal gelişim 21-23 rehberliği için parça oluşturmak için kullanılan edildiği gibi, bu tekniğin görüntü kılavuzluğunda uzatma kullanıcı tanımlı 3D uzamsal düzenlemeler hücreleri konumlandırmak için gelişmiş doku mühendisliği stratejileri faydalı olabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
görüntü kılavuzluğunda, lazer tabanlı bozulması için sanal maskeler kullanımını etkinleştirmek için mikroskop yazılımı standart fonksiyonları geçersiz kılma Kritik, mikroskop makro kurulumu ve dikkatle manipüle olmalıdır. Nasıl mikroskop makro ile mikroskop yazılım arayüzleri bazen sezgilere aykırı olabilir ve çok çaba bu yöntemi geliştirmek için her iki programda en iyi ayarları belirlenmesinde yatırım oldu. Temel lazer tarama konfokal mikroskop kullanımı genel bir anlayış özellikle "Sahne" ve bulma ve doğru lazer tabanlı bozulması başlamadan önce, x, y ve z boyutlarında hidrojel konumlandırılması için "Focus" pencereler ile tavsiye edilir. Ayrıca, bir giriş kanalının imalat protokolü için kritiktir; asma floresan türlerin başarılı görüntüleme ve ağ karakterizasyonu için mikroakışkan sistemleri girmek gerekir. Protokol, spesifik bir geçerli olduğu not etmek önemlidir, lazerlitarama konfokal mikroskop özel mikroskop yazılımı sürümlerini ve mikroskop makro (Belirli Malzemeleri / Ekipman Listesi ayrıntılarını görmek) çalıştıran, belirli bir femtosaniye darbeli lazer ile yapılandırılmış. Biz mikroskop makro yeni sürümleri görüntü kılavuzluğunda lazer kontrolü için gerekli olan gerekli kontrol ve işlevsellik eksikliği olduğunu keşfettiler. Diğer mikroskop platformları ve darbeli lazer kaynaklar kullanılabilir olsa da, bu protokol bu sistem özellikle geçerlidir ve uygulanan bir platform, lazer kaynağı ve yazılımlara göre değişiklik gerekir. Bu protokol boyunca temel ilkeleri Fakat hala uygulanır.
Bu protokole olası değişiklik hidrojel kompozisyonunu değiştirerek içerir. PEG'lenmiş fibrin dahil sentetik ve doğal hidrojeller, hem de aşağılamak için uygulamaya konmuştur Burada 5 ağırlıkça% 3.4 kDa PEGDA hidrojeller, kullanılan ama (mikroakışkan ağ nesil kenara amaçlar için) lazer tabanlı bozulma21,22 ogen, ipek proteini 23 hidrojeller ve kollajen 24. lazer gücü, tarama hızı, Z-dilimleri arasındaki aralık ve tekrarlama sayısının ayarlanması diğer hidrojel formülasyonlarda mikroakışkan ağları imal etmek en uygun parametrelerin belirlenmesinde yardımcı olacaktır.
tekniğin bir akım sınırlama zaman uygun bir miktarda parçalanabilir hidrojel genel hacmidir. Açık boşlukları veya hidrojel içinde mikroakışkan özellikleri oluşturmak için, lazer 37.7 nJ / mikron 2 bir lazer dozu kullanırken zaman (/ ms veya 0.021 mikron bir lazer tarama hızı) veya 8.96 us / piksel üzerinde olmalıdır yaşamak. (Şekil 1'de görüldüğü gibi) bu ayarlar ile, 0.014 mm 3 hacmi içindeki damarları aşağılamak için 1.4 saat sürer. Aşağıdaki 4.48 us / piksel veya bir lazer bekleme süresi kullanılarak, iletilen enerji burada kullanılan hidrojel formülasyonunun tam bozulması için yeterli değildir. Farklı hidrojel uygulanmasıkompozisyon bu sınırlamanın üstesinden gelebilir. Işığa duyarlı bileşenler 34-36 veya büyük multiphoton kesitleri 21-24 olan hidrojeller ihtiva fotolabil jellerin kullanılması daha az enerji kullanılmasını sağlayacak ve daha hızlı düşmesine neden olur iyi seçeneklerdir. Boyutsal kısıtlamalar ile ilgili olarak, özellikler, hidrojel 7 derin 1.5 mm'ye kadar imal edilmiştir. Derinlik elde objektif çalışma mesafesi bir fonksiyonudur ve in vivo görüntüleme için optimize edilmiş ultra uzun çalışma mesafesi hedefleri kullanarak arttırılabilir. Küçük ölçülen kanal 7 20X (NA1.0) suya daldırma hedefi Şekil 1'de oluşturulan küçük kanalların büyüklüğü ile eşit olan 8.9 um 3.3 mikron genişliği ve derinliği vardı kullanarak oluşturdu. Diğer laboratuarları düşük NA hedeflerini 21,23,24 kullanmış olsa da, biz daha küçük özelliklere sahip mikroakışkan ağlar yüksek kullanılarak oluşturulabilir tahminazaltılmış çalışma mesafesi pahasına er NA hedefleri. Sonuç olarak, bununla birlikte, teknik çözümü odaklanmış lazer ışınının nokta dağılım fonksiyonunun bir fonksiyonudur, lazer tarama özellikleri, lazer tarafından sağlanan enerji miktarı ve malzemenin, lazer emme özellikleri düşürmektedir.
sentetik genel protein bazlı: Bundan başka, lazer özellikleri (hız, akıcılık sanal maskeleri ve tekrar sayısı arasındaki mesafe) (çapraz bağlanma yoğunluğu, makromer / monomer molekül ağırlığı, ağırlıkça yüzde ve hidrojel hidrojel özelliklerine göre optimize edilmelidir ), bu doğal lazer ve böylece sürecin nihai kararı ile etkileşimlerini değiştirmek gibi. teslim enerjisi de kullanılır amaç etkilenir olarak hedefleri arasında geçiş yaparken, ek optimizasyon gereklidir. masrafları ile ilgili olarak, darbeli bir lazer ile mikroskop erişim gereklidir ve birçok farklı objec isetives yüksek Na ve (in vivo görüntüleme için) uzun bir çalışma mesafesi olan pahalı olabilir, kullanılabilir.
Yukarıda ve burada ayrıntılı protokol ötesinde, bu teknik kullanılarak üretilebilir mikroakışkan ağlar da endotelyal hücre yapışma ve lümen oluşumu 7 uyarılması için hücreye yapışan peptidlerin sonrası kanal üretim fonksiyonalize edilebilir. Ayrıca, bozulmasını kanal dökme malzemenin 9 öncesinde hücre-bozunur peptid dizilerinin birleştirilmesi içine ve hidrojel yoluyla hücre göç çalışma için izin verebilir. Şekil 2 ve 3'te 7 gösterildiği gibi hidrojel içinde mikroakışkan ağ sürekli akışkan hale getirme için, hidrojel, daha büyük bir akışkan cihazları veya yuvalara foto polimerize edilebilir.
Vaskülojenik veya anjiyojenik kendini montaj 8-12 yoluyla vasküler ağların nesil va ikna etmek için basit yaklaşım sağlarnispeten büyük bir hidrojel hacmi boyunca scularization. Bu yaklaşım, perfusable akışkan ağlar neden olsa da, doğrudan boyutu, eğrilik, yoğunluğu ve genel olarak ağ mimarisi kontrol etmek zordur. Bu sınırlama nedeniyle, damarsal akış profili ve kesme hızları deneyler arasında farklılık gösterebilir. Alternatif olarak, imalat teknikleri 13-16 ağ mimarisi üzerinde doğrudan kontrol için izin ancak genellikle küçük, kılcal ölçekli kanallar veya in vivo vasküler mimarisinde taklit yoğun ağların imalat üretmek için kendi yetersizlik ile sınırlıdır. Burada özetlenen lazer tabanlı hidrojel bozulması tekniği yeni mikroakışkan nesil için repurposed olsa da, aynı anda, mimari kontrol ve yoğunluğu, kıvrımlı özetlemek 3D biomimetic microfluidic ağlarının oluşturulmasını sağlayarak mevcut mikroüretim yöntemlerinin boyutu tabanlı sınırlamaları hem üstesinden boyut aralığı ve genel architecturin vivo damar örn. Ayrıca, birden fazla akışkan ağlar arası ağ taşıma 7 çalışma sağlayan tek bir hidrojel oluşturulabilir. Daha yakından de vitro, de vivo taşıma süreçlerinde çoğaltmak için çalışıyoruz doku mühendisliği uygulamaları için, burada özetlenen yüksek çözülmesi hidrojel gömülü mikroakışkan ağlar uygundur. Biz bu protokol doku yapıları geliştirilmesinde yararlı olacağını tahmin uyuşturucu tarama cihazları gibi ve in vitro hastalık modellerinde kullanılmak üzere daha doğru taklit in vivo ulaşım.
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors thank Dr. Jeff Caplan and Mr. Michael Moore at the Delaware Biotechnology Institute Bio-Imaging Center for their support with confocal microscopy. Access to microscopy equipment was supported by the National Institutes of Health (NIH) shared instrumentation grants (S10 RR0272773 and S10 OD016361) and the State of Delaware Federal Research and Development Grant Program (16A00471). This research was supported by grants from the Institutional Development Award (IDeA) from the NIH National Institute of General Medical Sciences (P20GM103446), the American Cancer Society (14-251-07-IRG), the University of Delaware Research Foundation (14A00778), the Cancer Prevention and Research Institute of Texas (CPRIT) (RR140013), and the NIH National Library of Medicine (4 R00 LM011390-02).
Materials
| MATLAB | Mathworks | R2015a | named "programming software" in protocol; refer to source 9 for details on algorithm |
| FIJI (Fiji is Just Image J) | NIH | version 1.51a | named "image processing software" in protocol |
| LSM 780 Confocal Microscope | Zeiss | named "laser-scanning confocal microscope" in protocol; for laser-based hydrogel degradation | |
| Zen 2010B SP1 | Zeiss | release version 6.0 | named "microscope software" in protocol; for use on Zeiss LSM-780 |
| Multitime, 2010 | Zeiss | v16.0 | named "microscope macro" in protocol; for use on Zeiss LSM-780 (in conjunction with Zen) |
| Objective W Plan-Apochromat 20x/1.0 DIC D=0.17 M27 75mm | Zeiss | 421452-9880-000 | for use on Zeiss LSM-780 |
| Chameleon Vision II Modelocked Ti:S Laser | Coherent | named "high-powered pulsed laser" in protocol | |
| Sodium chloride | Sigma-Aldrich | S5886-1KG | |
| HEPES | Sigma-Aldrich | H3375-250G | |
| Triethanolamine (TEOA) | Sigma-Aldrich | 90279-100ML | flammable; skin and eye irritant; work with in a fume hood |
| Sodium hydroxide | Sigma-Aldrich | S5881-500G | |
| 150 mL Vacuum Filtration Cups with 0.2 µm PES Membrane | VWR | 10040-460 | |
| PEGDA | synthesized in house | refer to source 33 for synthesis methods; store under argon | |
| Eosin Y disodium salt | Sigma-Aldrich | E6003-25G | |
| 1-vinyl-2-pyrrolidinone (NVP) | Sigma-Aldrich | V3409-5G | store under argon; carcinogenic; work with in a fume hood |
| 3M Double Coated Tape, 9500PC, 6.0 mil | Thomas Goldkamp | 37728 | |
| Flexmark 90 PFW Liner | FLEXcon | FLX000620 | backing for handling of double coated tape |
| Model SC Plotter (adhesive cutter) | USCutter | SC631E | used to cut adhesive in ring shapes to connect coverslips to petri dishes |
| 60 mm Petri Dish with 20 mm Hole | MatTek Corporation | P60-20-F-NON | |
| High Intensity Illuminator (white light source) | Fiber-Lite | 4715MS-12WB10 | |
| Power Meter | Newport | 1916-R | detect power at 524 nm when using white light source |
| Slim Profile Wand Detector | Newport | 918D-ST | for use with power meter |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | Dow Corning | 3097358-1004 | used to make PDMS molds; refer to source 7 for methods |
| TMPSA-Functionalized #1.5 Coverslips, 40 mm Round | synthesized in house | refer to source 7 for methods | |
| Dextran, Fluorescein, 2,000,000 MW, Anionic, Lysine Fixable | Life Technologies | D7137 | can use alternative tagged dextrans; 2000 kDa does not diffuse readily into a 5% 3.4kDa PEGDA hydrogel |
| 1 mL Syringe, Luer-Lok | BD | 309628 | |
| Acrodisc Syring Filter, 0.2µm Supor Membrane, Low Protein Binding | Pall | PN 4602 | |
| sticky-Slide VI0.4 | Ibidi | 80601 | microfluidic devices that can be used to house hydrogels |
Referencias
- Baish, J. W., Stylianopoulos, T., et al. Scaling rules for diffusive drug delivery in tumor and normal tissues. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 108 (5), 1799-1803 (2011).
- Bhatia, S. N., Ingber, D. E. Microfluidic organs-on-chips. Nature Biotechnol. 32 (8), 760-772 (2014).
- Esch, E. W., Bahinski, A., Huh, D. Organs-on-chips at the frontiers of drug discovery. Nat. Rev. Drug Discov. 14 (4), 248-260 (2015).
- Ghaemmaghami, A. M., Hancock, M. J., Harrington, H., Kaji, H., Khademhosseini, A. Biomimetic tissues on a chip for drug discovery. Drug Discov. Today. 17 (3-4), 173-181 (2012).
- Jeon, J. S., Bersini, S., et al. Human 3D vascularized organotypic microfluidic assays to study breast cancer cell extravasation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 112 (1), 214-219 (2015).
- Pisano, M., Triacca, V., Barbee, K. A., Swartz, M. A. An in vitro model of the tumor-lymphatic microenvironment with simultaneous transendothelial and luminal flows reveals mechanisms of flow enhanced invasion. Integr. Biol. 7 (5), 525-533 (2015).
- Heintz, K. A., Bregenzer, M. E., Mantle, J. L., Lee, K. H., West, J. L., Slater, J. H. Fabrication of 3D Biomimetic Microfluidic Networks in Hydrogels. Adv. Healthc. Mater. , (2016).
- Cuchiara, M. P., Gould, D. J., McHale, M. K., Dickinson, M. E., West, J. L. Integration of Self-Assembled Microvascular Networks with Microfabricated PEG-Based Hydrogels. Adv. Funct. Mater. 22 (21), 4511-4518 (2012).
- Culver, J. C., Hoffmann, J. C., Poché, R. A., Slater, J. H., West, J. L., Dickinson, M. E. Three-Dimensional Biomimetic Patterning in Hydrogels to Guide Cellular Organization. Adv. Mater. 24 (17), 2344-2348 (2012).
- Kim, S., Lee, H., Chung, M., Jeon, N. L. Engineering of functional, perfusable 3D microvascular networks on a chip. Lab Chip. 13 (8), 1489 (2013).
- Saik, J. E., Gould, D. J., Keswani, A. H., Dickinson, M. E., West, J. L. Biomimetic Hydrogels with Immobilized EphrinA1 for Therapeutic Angiogenesis. Biomacromolecules. 12 (7), 2715-2722 (2011).
- Zisch, A. H., Lutolf, M. P., et al. Cell-demanded release of VEGF from synthetic, biointeractive cell-ingrowth matrices for vascularized tissue growth. FASEB J. , (2003).
- He, J., Zhu, L., Liu, Y., Li, D., Jin, Z. Sequential assembly of 3D perfusable microfluidic hydrogels. J. Mater. Sci. Mater. Med. 25 (11), 2491-2500 (2014).
- Therriault, D., White, S. R., Lewis, J. A. Chaotic mixing in three-dimensional microvascular networks fabricated by direct-write assembly. Nat. Mater. 2 (4), 265-271 (2003).
- Wu, W., DeConinck, A., Lewis, J. A. Omnidirectional Printing of 3D Microvascular Networks. Adv. Mater. 23 (24), H178-H183 (2011).
- Kolesky, D. B., Truby, R. L., Gladman, A. S., Busbee, T. A., Homan, K. A., Lewis, J. A. 3D Bioprinting of Vascularized, Heterogeneous Cell-Laden Tissue Constructs. Adv. Mater. 26 (19), 3124-3130 (2014).
- Zervantonakis, I. K., Hughes-Alford, S. K., Charest, J. L., Condeelis, J. S., Gertler, F. B., Kamm, R. D. Three-dimensional microfluidic model for tumor cell intravasation and endothelial barrier function. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 109 (34), 13515-13520 (2012).
- Roudsari, L. C., West, J. L. Studying the influence of angiogenesis in in vitro cancer model systems. Adv. Drug Deliv. Rev. , (2015).
- Dawson, T. H. Scaling laws for capillary vessels of mammals at rest and in exercise. Proc. R. Soc. Long. [Biol.]. 270 (1516), 755-763 (2003).
- Vogel, A., Noack, J., Hüttman, G., Paltauf, G. Mechanisms of femtosecond laser nanosurgery of cells and tissues. Appl. Phys. B. 81 (8), 1015-1047 (2005).
- Sarig-Nadir, O., Livnat, N., Zajdman, R., Shoham, S., Seliktar, D. Laser Photoablation of Guidance Microchannels into Hydrogels Directs Cell Growth in Three Dimensions. Biophys. J. 96 (11), 4743-4752 (2009).
- Livnat, N., Sarig-Nadir, O., Seliktar, D., Shoham, S. Three-dimensional guidance of DRG neurite outgrowth using multi-photon photo-ablation. , 116-119 (2009).
- Applegate, M. B., Coburn, J., et al. Laser-based three-dimensional multiscale micropatterning of biocompatible hydrogels for customized tissue engineering scaffolds. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 112 (39), 12052-12057 (2015).
- Ilina, O., Bakker, G. J., Vasaturo, A., Hoffman, R. M., Friedl, P. Two-photon laser-generated microtracks in 3D collagen lattices: principles of MMP-dependent and -independent collective cancer cell invasion. PB. 8 (2), (2011).
- Naik, P., Cucullo, L. In Vitro Blood-Brain Barrier Models: Current and Perspective Technologies. J. Pharm. Sci. 101 (4), 1337-1354 (2012).
- Choe, Y., Mayerich, D., et al. Specimen Preparation, Imaging, and Analysis Protocols for Knife-edge Scanning Microscopy. JoVE. (58), (2011).
- Mayerich, D., Kwon, J., Sung, C., Abbott, L., Keyser, J., Choe, Y. Fast macro-scale transmission imaging of microvascular networks using KESM. Biomed. Opt. Express. 2 (10), 2888-2896 (2011).
- Chung, J. R., Sung, C., et al. Multiscale Exploration of Mouse Brain Microstructures Using the Knife-Edge Scanning Microscope Brain Atlas. Front. Neuroinform. 5, (2011).
- Schindelin, J., Arganda-Carreras, I., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat. Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
- Shukla, A., Slater, J. H., Culver, J. C., Dickinson, M. E., West, J. L. Biomimetic Surface Patterning Promotes Mesenchymal Stem Cell Differentiation. ACS Appl. Mater. Interfaces. , (2015).
- Slater, J. H., Culver, J. C., et al. Recapitulation and Modulation of the Cellular Architecture of a User-Chosen Cell of Interest Using Cell-Derived, Biomimetic Patterning. ACS Nano. 9 (6), 6128-6138 (2015).
- Slater, J. H., West, J. L. Fabrication of Multifaceted, Micropatterned Surfaces and Image-Guided Patterning Using Laser Scanning Lithography. Methods Cell Biol. 119, 193-217 (2014).
- DeLong, S. A., Gobin, A. S., West, J. L. Covalent immobilization of RGDS on hydrogel surfaces to direct cell alignment and migration. J. Control. Release. 109 (1-3), 139-148 (2005).
- DeForest, C. A., Anseth, K. S. Cytocompatible click-based hydrogels with dynamically-tunable properties through orthogonal photoconjugation and photocleavage reactions. Nat. Chem. 3 (12), 925-931 (2011).
- Kloxin, A. M., Kasko, A. M., Salinas, C. N., Anseth, K. S. Photodegradable Hydrogels for Dynamic Tuning of Physical and Chemical Properties. Science. 324 (5923), 59-63 (2009).
- Tibbitt, M. W., Kloxin, A. M., Dyamenahalli, K. U., Anseth, K. S. Controlled two-photon photodegradation of PEG hydrogels to study and manipulate subcellular interactions on soft materials. Soft Matter. 6 (20), 5100-5108 (2010).
