Density Gradient Multilayered Polymerisation (DGMP): A Novel Technique für das Erstellen von Multi-Fach, Anpassbare Scaffolds für das Tissue Engineering

Komplex Gewebekultur Matrizen, in denen Arten und Konzentrationen der biologische Reize (zB Wachstumsfaktoren, Inhibitoren, oder kleinen Molekülen) oder Matrix-Struktur (zB Zusammensetzung, Konzentration oder Steifigkeit der Matrix) variieren über Raum, würde es ermöglichen, eine Vielzahl von Untersuchungen darüber, wie diese Variablen Zelldifferenzierung, Migration und andere Phänomene beeinflussen. Die größte Herausforderung beim Erstellen geschichteten Matrices ist die Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität der Schicht Schnittstellen ohne Diffusion einzelner Komponenten aus jeder Schicht ^ein. Aktuelle Methoden, dies zu erreichen, zählen Photostrukturierung ^2-3, Lithographie ^4, sequentielle functionalization5, Gefriertrocknung ^6, Mikrofluidik ⁷ oder Zentrifugation ^8, von denen viele erfordern anspruchsvolle Mess-und technischen Fähigkeiten. Andere verlassen sich auf sequentielle Befestigung der einzelnen Schichten, die kann dazu führen, Schichten ⁹ Delamination DGMP überwindet diese Probleme durch die Verwendung eines inerten Dichtemodifikationsmittel wie Iodixanol, um Schichten unterschiedlicher Dichte ^{10 zu} erzeugen. Da das Dichtemodifikationsmittel mit jeder Prepolymer oder bioaktive Molekül vermischt werden können, ermöglicht DGMP jedes Gerüst Schicht angefertigt werden. Einfache Variation der Konzentration des Dichtemodifikationsmittel verhindert eine Vermischung benachbarter Schichten während sie wässrigen bleiben. Anschließende Polymerisation einzigen Schritt führt zu einer strukturell kontinuierlichen mehrschichtigen Gerüst, in der jede Schicht unterschiedlichen chemischen und mechanischen Eigenschaften. Die Dichtemodifizierer können leicht mit ausreichend Spülen ohne Störung der einzelnen Lagen oder deren Bestandteile entfernt werden. Diese Technik ist daher gut für die Erstellung von Hydrogelen in verschiedenen Größen, Formen und Materialien.

Ein Protokoll für die Herstellung eines 2D-Polyethylenglykol (PEG)-Gel, in dem alternierende Schichten aufzunehmen RGDS-350, wird im Folgenden erläutert. Wir verwenden PEG beil es ist biokompatibel und inert. RGDS, eine Zelladhäsion Peptid ¹¹ wird verwendet, um räumliche Beschränkung einer biologischen Cue demonstrieren, und die Konjugation von einem Fluorophor (Alexa Fluor 350) ermöglicht es, visuell zu unterscheiden verschiedenen Schichten. Dieses Verfahren kann auch für andere Materialien angepasst werden (z. B. Kollagen, Hyaluronsäure, etc.) und kann um 3D Gele mit einigen Modifikationen ¹⁰ herzustellen.