マイクロ流体技術 による 高開放多孔質ミクロスフェア(HOTM)の作製

このプロトコルでは、PLGAベースの高開孔性ミクロスフェアを製造するための効果的な手順を示しており、細胞のパッケージングの利便性、細胞保持の改善、侵襲性の最小化などのいくつかの利点を提供します。得られた単分散PLGAベースの高開口多孔質ミクロスフェアは、約400マイクロメートルの粒径と約50マイクロメートルの開孔を有し、細胞保持効率を向上させるための相互接続窓を有していた。これらの低侵襲マイクロキャリアは、薬物スクリーニングのための複雑な3D腫瘍モデルのプラットフォームと、組織再生のための細胞を含んだ微小組織を構築するための簡単なツールをサポートする可能性があります。

マイクロ流体デバイスは、ポリ塩化ビニルチューブ、ガラスキャピラリー、および針から組み立てることができるため、このアプローチは非常に簡単です。手順を実演するのは、研究室の博士課程の学生であるSheng-Chang Luoです。まず、ガラスキャピラリー、ポリ塩化ビニルチューブ、および26ゲージのディスペンシングニードルを使用して、コフローマイクロ流体発生器を構築します。

次に、ガラスキャピラリーをポリ塩化ビニルチューブの端に接続し、2つの間の接続を針で突き刺します。液滴の生成には、ポリ塩化ビニルチューブのもう一方の端を連続相に配置し、紫外線接着剤で硬化させて接合部の隙間を塞ぎます。次に、連続相をロードするために50ミリリットルのシリンジを取り、エマルジョン形成のために5ミリリットルのシリンジを取ります。

次に、連続相の流量を毎分2ミリリットルに設定し、分散相を毎分0.08ミリリットルに設定します。500ミリリットルのビーカーを氷浴に入れ、予冷したポリビニルアルコール水溶液で満たします。エマルジョンを調製するには、直ちにゼラチン水溶液をPLGAのDCM溶液にデカントし、超音波装置を用いて乳化する。

次に、超音波出力を400ワットに調整し、合計処理時間を90秒に調整し、プローブの位置を常に手動で変更します。得られたエマルジョンを約20分でシリンジ吸引および液滴生成用に安定化させる。超音波処理後、調製したエマルジョンをマイクロ流体プラットフォームの5ミリリットルシリンジに急速にロードし、不安定な水油エマルジョンを不連続相としてマイクロ流体デバイスに導入する。

同時に、連続相としてポリビニルアルコール水溶液を使用する。エマルジョンの適切な部分をマイクロ流体デバイスに注入した後、エマルジョンを含むミクロスフェアを収集ビーカーの底に収集し、さらに安定させるためにサンプルを摂氏4度で一晩置きます。保存したミクロスフェアを室温に正規化し、ガラス棒で60RPMで1時間攪拌して残留DCMを除去します。

次に、500ミリリットルのビーカーで収集相を注意深くデカントし、多孔質ミクロスフェアの表面から残留ポリビニルアルコールをイオン交換水で3回洗い流します。PLGAミクロスフェアを摂氏37度のウォーターバスに30分間入れて、PLGA骨格に包まれたゼラチンを溶解します。次に、得られた微小球を脱イオン水で2回すすぎ、マイナス80°Cで24時間凍結乾燥するために予冷して残留ゼラチンを除去します。

PLGAベースの高開口多孔質微小球は、350〜500マイクロメートルのサイズと10〜100マイクロメートルの任意のサイズの細孔、および相互接続された窓を示し、酸素代謝廃棄物輸送の高効率化を促進することができました。PLGAベースの高開口多孔質ミクロスフェア内で培養された骨髄間葉系幹細胞は、1日で足場に接着し、細胞の広範な接着および遊走能力を示しました。カルシウムAMおよびヨウ化プロピジウム染色は、細胞が生きていて均一に分布していることを示した。

超音波パワーとプローブの位置を設定することが不可欠です。PLGAベースの高開孔性微小球の再現性のある生産は、再生または薬物スクリーニングを誘発するための既製のグラフを構築する道を開くでしょう。