来自微凝胶棒的互连大孔3D支架

该协议描述了互连到微孔支架中的微凝胶棒的制造。这些支架可以与细胞结合使用，为有效的细胞相互作用提供所需的空间。两种不同类型的微凝胶棒在接触时相互连接。

在高纵横比下，与球形微凝胶相比，使用更少的合成材料保持支架稳定性的同时，导致更大的孔隙。微孔支架将显著增强内源性细胞的浸润和相互作用，以修复受损组织。大孔隙将促进血管形成，将营养交换到生长组织。

支架材料的减少是有益的，因为为组织形成提供了更多的开放空间，这对于体外和体内应用都很重要。一个关键的方面是芯片技术的微构。为了确保微凝胶棒的连续生产，产品必须有效地从管中输送出来而不会堵塞。

首先，将针头插入聚乙烯管中，并从注射器和管中取出气体。然后将额外的聚乙烯管插入出口以进行产品收集。接下来，放置所有玻璃注射器和注射泵，并将每个管端插入相应的入口。

然后，将显微镜聚焦在油水横截面上。启动第一个油注射泵，首先向通道注油，防止通道被分散相润湿。然后，将第一油流速降低到每小时30微升，并启动预聚合物注射泵，直到在横截面处观察到分散的水相。

接下来，将预聚合物流速设置为每小时30微升，并将显微镜聚焦在出口上。然后，启动第二个油注射泵并等待流态稳定。将出水管放入收集容器中，并设置紫外线照射系统，使辐照度在每平方厘米900至1000毫瓦的范围内。

照射点是出口前的直通道部分。在紫外线照射之前，调整预聚物和第一油的流速，以在3.0至4.5的范围内达到所需的纵横比，并将分散相的照射时间设置为约2.3秒，具体取决于照射点的大小。然后开始紫外线照射，如有必要，根据上一节再次调整流速。

接下来，更改收集容器并记下产品收集开始时间和流速。若要结束收集，请删除收集容器，并注明时间。之后，停止照射和所有注射泵。

随后用正己烷、异丙醇和去离子水洗涤产品五次。然后在棒沉降后除去上清液。将第一组分分散体转移到锥形1.5或2毫升透明小瓶中。

然后用100微升移液管在连续操作中以受控方式添加第二组分，并使用移液器直接混合内容物以吸收液体并再次添加。然后将G R G D S P C溶液加入到相互连接的结构中，用带有游离胺和thyal的细胞粘附肽修饰所有剩余的环氧基团，并在室温下放置过夜。接下来，通过用去离子水洗涤除去未反应的分子并除去上清液。

降低水位后，打开小瓶并用波长为250至300纳米的紫外线进行辐射。然后关闭小瓶并将小瓶转移到干净的工作台上。之后，用无菌水清洗。

用细胞培养基替换小瓶中的水，并平衡五分钟。接下来，通过倾倒或使用刮刀将大孔支架转移到细胞培养孔板中进行实验。共聚焦显微镜显示， 三维宏观多孔结构由相互连接的胺和环氧功能化微凝胶棒组成.

该结构表现出在两到三秒内形成的约10， 000个微凝胶棒的紧凑几何形状。胺和环氧微凝胶棒以及胺和环氧微凝胶球的有效杨氏模量通过纳米压痕测量。为了检测活性官能团，荧光素异硫氰酸酯可用于可视化伯氨基，荧光素胺异构体可用于标记环氧基团。

胺微凝胶棒在去离子水中的平均长度为553微米，平均宽度为193微米，长径比约为3.0。由微凝胶棒组成的大孔和支架的平均值为100微米，90%的孔径范围从30微米到150微米以上。球体像微凝胶一样，产生的簇的孔径在大约10到55微米之间，平均值约为22微米。

所述微凝胶棒旨在通过随机混合产生相互连接的微孔支架。受控的混合程序可以允许在未来制造更多定制的脚手架几何形状。微凝胶的刚度和生化线索可以根据销售要求而变化。

通过组合不同的构建块，可以在一个脚手架内实现各种几何形状和属性。通过这种方式，我们可以有效地靶向特定细胞以形成多细胞组织。