미세유체 기술을 통한 고도로 개방된 다공성 마이크로스피어(HOPM) 제작

이 프로토콜에서 우리는 세포 패키징의 편의성, 세포 보유 개선 및 최소 침습성과 같은 몇 가지 이점을 제공하는 PLGA 기반 고도로 개방된 다공성 마이크로스피어를 제조하는 효과적인 절차를 보여줍니다. 그 결과 단분산 PLGA 기반 고도로 개방된 다공성 마이크로스피어는 약 400마이크로미터의 입자 크기와 약 50마이크로미터의 열린 기공을 가지며 세포 보유 효율을 개선하기 위해 상호 연결 창을 가졌습니다. 이러한 최소 침습 마이크로캐리어는 약물 스크리닝을 위한 복잡한 3D 종양 모델의 플랫폼과 조직 재생을 위한 세포 함유 마이크로조직을 구축하기 위한 손쉬운 도구를 지원할 수 있습니다.

이 접근법은 미세 유체 장치가 폴리 염화 비닐 튜브, 유리 모세관 및 바늘로 조립 될 수 있기 때문에 매우 쉽습니다. 이 절차를 시연하는 것은 실험실의 박사 과정 학생 인 Sheng-Chang Luo가 될 것입니다. 유리 모세관, 폴리염화비닐 튜브 및 26게이지 분배 바늘을 사용하여 공류 미세유체 발생기를 구성하는 것으로 시작합니다.

그런 다음 유리 모세관을 폴리 염화 비닐 튜브의 끝에 연결하고 바늘로 둘 사이의 연결을 뚫습니다. 액적 생성을 위해 폴리 염화 비닐 튜브의 다른 쪽 끝을 연속상에 놓고 자외선 접착제로 경화하여 조인트의 틈을 밀봉합니다. 이제 연속상을로드하기 위해 50 밀리리터 주사기와 에멀젼 형성을위한 5 밀리리터 주사기를 가져 가십시오.

그런 다음 연속상의 유속을 분당 2 밀리리터로 설정하고 분산 상을 분당 0.08 밀리리터로 설정하십시오. 얼음 욕조에 500 밀리리터 비커를 놓고 미리 냉각 된 폴리 비닐 알코올 수용액으로 채 웁니다. 에멀젼을 제조하기 위해, 즉시 수성 젤라틴 용액을 PLGA의 DCM 용액으로 따라 내고, 초음파 장치를 사용하여 유화시킨다.

그런 다음 초음파 전력을 400와트로, 총 처리 시간을 90초로 조정하고 프로브의 위치를 수동으로 지속적으로 변경합니다. 약 20분 내에 주사기 흡입 및 액적 생성을 위해 생성된 에멀젼을 안정화합니다. 초음파 처리 후, 준비된 에멀젼을 미세유체 플랫폼의 5밀리리터 주사기에 신속하게 로딩하고 불안정한 수유 에멀젼을 불연속상으로 미세유체 장치에 도입합니다.

동시에, 폴리 비닐 알코올 수용액을 연속상으로 사용하십시오. 에멀젼의 적절한 부분을 미세유체 장치에 주입한 후, 수집 비커의 바닥에 에멀젼을 함유하는 마이크로스피어를 수집하고 추가 안정화를 위해 샘플을 밤새 섭씨 4도에 놓습니다. 저장된 마이크로스피어를 실온으로 정규화하고, 60RPM에서 1시간 동안 유리 막대로 교반하여 잔류 DCM을 제거한다.

그런 다음 500 밀리리터 비커에서 수집 단계를 조심스럽게 따라 내고 탈 이온수로 다공성 마이크로 스피어 표면에서 잔류 폴리 비닐 알코올을 세 번 씻어냅니다. PLGA 마이크로스피어를 섭씨 37도의 수조에 30분 동안 배치하여 PLGA 골격에 싸인 젤라틴을 용해시킨다. 이어서 생성된 마이크로스피어를 탈이온수로 2회 헹구어 잔류 젤라틴을 제거하고, 섭씨 영하 80도에서 24시간 동안 동결건조를 위해 예비냉각하였다.

PLGA 기반의 고도로 개방 된 다공성 마이크로 스피어는 350-500 마이크로 미터의 크기와 10-100 마이크로 미터의 임의의 크기의 기공과 상호 연결된 창을 표시하여 산소 대사 폐기물 수송에서 높은 효율을 촉진 할 수 있습니다. PLGA 기반 고도로 개방된 다공성 마이크로스피어 내에서 배양된 골수 중간엽 줄기세포는 하루 만에 스캐폴드에 부착되어 세포의 광범위한 접착 및 이동 능력을 나타냅니다. 칼슘-AM 및 요오드화프로피듐 염색은 세포가 균일하게 살아 있고 분포되어 있음을 보여주었다.

초음파 전력과 프로브의 위치를 설정하는 것이 필수적입니다. PLGA 기반의 고도로 개방된 다공성 마이크로스피어의 재현 가능한 생산은 재생 또는 약물 스크리닝을 유도하기 위해 선반 그래프를 구성하는 길을 열어줄 것입니다.