Self-buoyant cell-spheroid culture programming multi-spheroid assembly.

چکیده اصلی

Tempo-spatially controlled culture and assembly of cellular spheroids are fundamental in engineering tissue-like assembloids for scalable application, yet remain a technical challenge. Here, we show self-buoyant culture of cell spheroids and programmable assembly of multi-spheroid by microbubbles in a high-throughput, external field-free and miniaturized format. This approach allows one-step engineering of biocompatible cell-adhesive buoyancy interface that lifts the self-adaptive levitation growth of reliable one-drop-one-spheroid in an array without requiring any external fields. Using this self-floating spheroidal microarray, we find that a facile droplet 'kiss' facilitates the buoyancy-driven ultrafast transfer (∼1 s) of spheroids between top-down adjacent droplets, thus achieving rapid spheroid relocation, media exchange, and drug administration in parallel. Such a self-buoyant approach allows programmable horizontal/vertical bioassembly and enhanced fusion of homo/heterogeneous multi-spheroids into different "buoyantoid" patterns via sequential flash transfer along droplet array. This self-powered design provides a promising tool to enable mass production and smart manipulation of encoded assembloids for precision medicine, tissue engineering and high-throughput drug screening.

ترجمه فارسی چکیده

کنترل زمانی-فضایی کشت و مونتاژ سلول‌های سفره‌ای، بنیادی برای مهندسی بافت‌های مشابه و اسامبلوئیدها است، اما چالش فنی باقی مانده است. در اینجا، ما روشی را نشان می‌دهیم که در آن سلول‌های سفره‌ای در کشت خود-شناور و مونتاژ برنامه‌پذیر چند-سفره‌ای با استفاده از حباب‌های میکروسکوپی در قالبی با ظرفیت بالا، بیرونی و بدون میدان انجام می‌شود. این رویکرد امکان مهندسی یک‌مرحله‌ای یک رابط شناوری سازگار با زیست‌ماده را فراهم می‌کند که رشد شناور خود-سازگار و قابل اعتماد (یک قطره-یک سفره‌ای) را در آرایه بدون نیاز به هر میدان بیرونی بالا می‌برد. با استفاده از این آرایه میکروسکوپی سفره‌ای شناور، ما دریافتیم که یک 'بوسه' ساده قطره‌ای، انتقال فوق‌سریع شناور-محرک (~1 ثانیه) سفره‌ها بین قطره‌های مجاور از بالا به پایین را تسهیل می‌کند و در نتیجه، جابجایی سریع سفره‌ها، تعویض محیط و تزریق دارو را به صورت موازی انجام می‌دهد. چنین رویکردی شناور، مونتاژ زیستی افقی/عمودی برنامه‌پذیر و ادغام بهبود یافته سفره‌های همگن/غیرهمگن را در الگوهای مختلف «buoyantoid» از طریق انتقال سریع چشمک‌زن در طول آرایه قطره‌ای امکان‌پذیر می‌سازد. این طراحی خود-قدرتمند ابزاری امیدوارکننده برای تولید انبوه و دستکاری هوشمند اسامبلوئیدهای کدگذاری شده برای پزشکی دقیق، مهندسی بافت و غربالگری دارو با ظرفیت بالا فراهم می‌کند.

متن کامل اصلی