Dichtheidsgradiënt Meerlaagse polymerisatie (dGMP): een nieuwe techniek voor het maken van meerdere compartimenten, Aanpasbare Steigers for Tissue Engineering

Weefselkweek complexe matrices, waarbij typen en concentraties van biologische stimuli (bijvoorbeeld groeifactoren, remmers of kleine moleculen) of matrix structuur (bijvoorbeeld samenstelling, concentratie of stijfheid van de matrix) variëren ruimte kan zorgen diverse onderzoeken over hoe deze variabelen cel differentiatie, migratie en andere fenomenen beïnvloeden. De grote uitdaging in het creëren van gelaagde matrices is het handhaven van de structurele integriteit van de laag-interfaces zonder diffusie van afzonderlijke onderdelen van elke laag ^1. Huidige methoden om dit te bereiken zijn onder andere photopatterning ^2-3, lithografie ^4, sequentiële functionalization5, vriesdrogen ^6, microfluidics ⁷ of centrifugeren ^8, waarvan vele vereisen geavanceerde instrumentatie en technische vaardigheden. Anderen vertrouwen op sequentiële bevestiging van afzonderlijke lagen, hetgeen kan leiden tot delaminatie van lagen ⁹ DGMP overwint deze problemen door gebruik van een inert dichtheid modificator zoals iodixanol op lagen van verschillende dichtheden ¹⁰ maken. Aangezien de dichtheid modifier kan worden gemengd met een polymeer of bioactieve molecule, dGMP kan elke steiger lagen kunnen worden aangepast. Gewoon variëren van de concentratie van de dichtheid modifier voorkomt vermenging van aangrenzende lagen gedurende het verblijf waterige. Volgende stap polymerisatie leidt tot een structureel continue meerlaagse scaffold, waarbij elke laag verschillende chemische en mechanische eigenschappen. De dichtheid modifier kan gemakkelijk worden verwijderd met voldoende spoelen zonder verstoring van de afzonderlijke lagen of componenten. Deze techniek is daarom zeer geschikt voor het maken van hydrogels van verschillende afmetingen, vormen en materialen.

Een protocol voor het vervaardigen van een 2D-polyethyleenglycol (PEG) gel, waarbij afwisselende lagen bevatten RGDS-350, wordt hieronder beschreven. We gebruiken PEG banwege het is biocompatibel en inert. RGDS een celadhesie peptide ¹¹ wordt gebruikt om ruimtelijke beperking van een biologische cue tonen en de conjugatie van een fluorofoor (Alexa Fluor 350) kunnen we visueel onderscheiden verschillende lagen. Deze procedure kan worden aangepast voor andere materialen (bijv. collageen, hyaluronzuur, etc.) en kan worden uitgebreid tot 3D gels fabriceren met enkele wijzigingen ^10.