Name: fragmenting bulk hydrogels and processing into granular hydrogels for biomedical applications
Uploaded: 2022-05-17T14:00:00
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Diese Arbeit wurde von der National Science Foundation durch das UPenn MRSEC-Programm (DMR-1720530) und Graduiertenforschungsstipendien (für V.G.M und M.E.P.) und die National Institutes of Health (R01AR077362 bis J.A.B.) unterstützt.

1. Herstellung von Bulk-Hydrogelen in einer Spritze mittels Photocrosslinking
HINWEIS: Eine Übersicht über die Herstellung von Bulk-Hydrogel in einer Spritze mithilfe von Photocrosslinking ist in Abbildung 1 dargestellt. Dieses Protokoll verwendet Norbornen-modifizierte Hyaluronsäure (NorHA), um Bulk-Hydrogele unter Verwendung einer photovermittelten Thiol-en-Reaktion herzustellen. Detaillierte Verfahren für die Synthese von NorHA werden an ande...

Hierin werden Verfahren zur Herstellung granularer Hydrogele unter Verwendung von extrusionsfragmentierten Mikrogelen und zum Verpacken entweder durch Zentrifugation oder vakuumgetriebene Filtration beschrieben. Im Vergleich zu anderen Mikrogelherstellungsmethoden (z. B. Mikrofluidik, Batch-Emulsionen, Elektrospritzen, Photolithographie) ist die Herstellung von Extrusionsfragmentierung von Mikrogelen sehr schnell, kostengünstig, leicht skalierbar und für eine Vielzahl von Hydrogelsystemen zugänglich. Darüber hinaus i...

Granulare Hydrogele werden durch die Verpackung von Hydrogelpartikeln (d.h. Mikrogelen) hergestellt und sind eine spannende Klasse von Biomaterialien mit vielen vorteilhaften Eigenschaften für biomedizinische Anwendungen 1,2,3. Aufgrund ihrer partikulären Struktur sind granulare Hydrogele scherdünner und selbstheilend, was ihre Verwendung als Extrusionsdrucktinten, granulare Stützen für den eingebetteten Druck und injizierbare Therapeutika 4,5,6,7,8,9 ermöglicht. Zusätzlich bietet der Hohlraum zwischen den Mikrogelen eine mikroskalige Porosität für Zellbewegung und molekulare Diffusion 8,10,11. Darüber hinaus können mehrere Mikrogelpopulationen zu einer einzigen Formulierung kombiniert werden, um eine verbesserte Abstimmbarkeit und Materialfunktionalitätzu ermöglichen 8,10,12,13. Diese wichtigen Eigenschaften haben in den letzten Jahren den raschen Ausbau der granularen Hydrogelentwicklung motiviert.
Es gibt eine Reihe von Methoden, um Mikrogele für die granulare Hydrogelherstellung zu bilden, jede mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen. Zum Beispiel werden Mikrogele oft aus Wasser-in-Öl-Emulsionen unter Verwendung von Tröpfchenmikrofluidik 4,11,13,14,15,16,17, Batch-Emulsionen 7,18,19,20,21,22 oder Elektrospritzen 6,23 gebildet. 24,25 Diese Methoden ergeben sphärische Mikrogele mit entweder gleichmäßigen (Mikrofluidik) oder polydispersen (Batch-Emulsionen, Elektrospritzen) Durchmessern. Es gibt einige Einschränkungen für diese Wasser-in-Öl-Emulsionsherstellungsmethoden, einschließlich der potenziell niedrigen Durchsatzproduktion, des Bedarfs an niedrigviskosen Hydrogel-Vorläuferlösungen und der hohen Kosten und Ressourcen für die Einrichtung. Darüber hinaus können diese Protokolle aggressive Öle und Tenside erfordern, die mit Verfahren, die Verarbeitungsschritte hinzufügen, aus den Mikrogelen gewaschen werden müssen, und es kann schwierig sein, sie in sterile Bedingungen für biomedizinische Anwendungen in vielen Labors umzusetzen. Um die Notwendigkeit von Wasser-in-Öl-Emulsionen zu beseitigen, kann auch die (Foto-)Lithographie verwendet werden, bei der Formen oder Fotomasken verwendet werden, um die Aushärtung von Mikrogelen aus Hydrogel-Vorläuferlösungen 1,26,27 zu kontrollieren. Wie die Mikrofluidik können diese Methoden in ihrem Produktionsdurchsatz begrenzt sein, was eine große Herausforderung darstellt, wenn große Mengen benötigt werden.
Als Alternative zu diesen Methoden wurde die mechanische Fragmentierung von Bulk-Hydrogelen verwendet, um Mikrogele mit unregelmäßigen Größen 19,28,29,30,31,32 herzustellen. Zum Beispiel können Bulk-Hydrogele vorgeformt und anschließend durch Netze oder Siebe geleitet werden, um fragmentierte Mikrogele zu bilden, ein Prozess, der sogar in Gegenwart von Zellen in Mikrogelsträngen33,34 durchgeführt wurde. Bulk-Hydrogele wurden auch zu Mikrogelen mit mechanischer Unterbrechung unter Verwendung von Techniken wie dem Mahlen mit Mörser und Stößel oder durch die Verwendung von kommerziellen Mixern35,36,37 verarbeitet. Andere haben auch mechanisches Rühren während der Hydrogelbildung verwendet, um fragmentierte Mikrogele (dh flüssige Gele) herzustellen31.
Die hierin enthaltenen Methoden erweitern diese mechanischen Fragmentierungstechniken und präsentieren einen einfachen Ansatz zur Herstellung von Mikrogelen mit Extrusionsfragmentierung am Beispiel photovernetzbarer Hyaluronsäure (HA)-Hydrogele. Bei der Extrusionsfragmentierung werden nur Spritzen und Nadeln verwendet, um fragmentierte Mikrogele in einer kostengünstigen, leicht skalierbaren Methode mit hohem Durchsatz herzustellen, die für eine breite Palette von Hydrogelen geeignet ist19,32. Weiterhin werden Verfahren beschrieben, um diese fragmentierten Mikrogele zu granularen Hydrogelen zusammenzusetzen, indem entweder Zentrifugation (Low Packing) oder vakuumgetriebene Filtration (High Packing) verwendet wird. Schließlich wird die Anwendung dieser fragmentierten granularen Hydrogele für die Verwendung als Extrusionsdruckfarbe diskutiert. Das Ziel dieses Protokolls ist es, einfache Methoden einzuführen, die an eine Vielzahl von Hydrogelen anpassbar sind und in praktisch jedem Labor implementiert werden können, das sich für granulare Hydrogele interessiert.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>15 mL Plastic Conical Centrifuge Tube</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430766</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30 G NT Premium Series Dispensing Tip</td>
			<td>Jensen Global</td>
			<td>JG30-0.5HPX</td>
			<td>Catalog Number listed here is for 30 G, 0.5&#34; needle. Various sizes are available.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Disposable Syringes with Luer-Lok Tips (3 mL)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-823-435</td>
			<td>Catalog Number listed here is for 3 mL syringe. Various sizes are available (14-823-XXX).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Black folders</td>
			<td>Various Vendors</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable Probe Needle For Use With Syringes and Dispensing Machines (18 G, 0.5&#34;)</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>5FVH5</td>
			<td>Catalog Number listed here is for 18 G, 0.5&#34; needle. Various sizes are available.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable Probe Needle For Use With Syringes and Dispensing Machines (23 G, 0.5&#34;)</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>5FVJ3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable Probe Needle For Use With Syringes and Dispensing Machines (27 G, 1.5&#34;)</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>5FVL0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14190-250</td>
			<td>Catalog Number listed here is for a case of 10 x 500 mL bottles.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Durapore Membrane Filter, 0.22 &#181;m</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>GVWP04700</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epifluorescent or confocal microscope</td>
			<td>Various Vendors</td>
			<td></td>
			<td>To visualize microgels and granular hydrogels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf Snap-Cap Microcentrifuge Safe-Lock Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>05-402-25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extrusion printer</td>
			<td>Custom-built</td>
			<td></td>
			<td>Other extrusion printers can be use,d such as commercially available BIOX.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter Adapters</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>05-888-107</td>
			<td>Catalog Number listed here is for a set of multiple sizes. Various sizes are available (05-888-XXX).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter Flask</td>
			<td>Various Vendors</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescein isothiocyanate-dextran (2 MDa)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>52471</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass microscope slide</td>
			<td>Various Vendors</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ImageJ</td>
			<td>National Institutes of Health</td>
			<td></td>
			<td>&#34;Analyze Particles&#34; information link: https://imagej.nih.gov/ij/docs/menus/analyze.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laptop</td>
			<td>Various Vendors</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer-Lock Tip Caps</td>
			<td>Integrated Dispensin g Solutions</td>
			<td>9991329</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal spatula for scooping</td>
			<td>Various Vendors</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge</td>
			<td>Various Vendors</td>
			<td></td>
			<td>Capable of speed up to 18,000 x g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscoft Execl</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td></td>
			<td>Other programs can be used, such as Google Slides.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OmniCure S2000 Spot UV Curing System</td>
			<td>Excelitas Technologies</td>
			<td>S2000</td>
			<td>Different light systems may be used to fabricate bulk hydrogels if desired.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Porcelain Buchner Funnel with Fixed Perforated Plate</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB966C</td>
			<td>Catalog Number listed here is for 56mm diameter plate. Various sizes are available.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Radiometer</td>
			<td>Various Vendors</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Repetier Host</td>
			<td>Hot-World GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td></td>
			<td>3D printing software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw-based extrusion printer</td>
			<td>Various Vendors</td>
			<td></td>
			<td>This study used a custom-modified 3D FDM printer (Velleman K8200). Many alternatives are available.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solidworks/CAD software</td>
			<td>Dassault Syst&#232;mes SolidWorks Corporation</td>
			<td></td>
			<td>Other programs can be used, such as Blender or TinkerCAD.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing to Connect Filter Flask to Vacuum Line</td>
			<td>Various Vendors</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV Eye Protection (i.e., safety glasses)</td>
			<td>Various Vendors</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fragmenting bulk hydrogels and processing into granular hydrogels for biomedical applications

Granulare Hydrogele sind gestaute Anordnungen von Hydrogel-Mikropartikeln (d. h. "Mikrogelen"). Im Bereich der Biomaterialien haben granulare Hydrogele viele vorteilhafte Eigenschaften, einschließlich Injektionsfähigkeit, Mikroskalenporosität und Abstimmbarkeit durch Mischen mehrerer Mikrogelpopulationen. Verfahren zur Herstellung von Mikrogelen beruhen häufig auf Wasser-in-Öl-Emulsionen (z. B. Mikrofluidik, Batch-Emulsionen, Elektrospritzen) oder der Photolithographie, die hohe Anforderungen an Ressourcen und Kosten stellen können und möglicherweise nicht mit vielen Hydrogelen kompatibel sind. Diese Arbeit beschreibt einfache, aber hochwirksame Methoden, um Mikrogele unter Verwendung von Extrusionsfragmentierung herzustellen und sie zu granularen Hydrogelen zu verarbeiten, die für biomedizinische Anwendungen nützlich sind (z. B. 3D-Druckfarben). Zunächst werden Bulk-Hydrogele (am Beispiel photovernetzbare Hyaluronsäure (HA)) durch eine Reihe von Nadeln mit sequentiell kleineren Durchmessern extrudiert, um fragmentierte Mikrogele zu bilden. Diese Mikrogel-Herstellungstechnik ist schnell, kostengünstig und hochgradig skalierbar. Es werden Verfahren zum Einklemmen von Mikrogelen zu granularen Hydrogelen durch Zentrifugation und vakuumgetriebene Filtration beschrieben, mit optionaler Nachvernetzung zur Hydrogelstabilisierung. Schließlich werden granulare Hydrogele, die aus fragmentierten Mikrogelen hergestellt werden, als Extrusionsdruckfarben demonstriert. Während die hier beschriebenen Beispiele photovernetzbares HA für den 3D-Druck verwenden, sind die Methoden für eine Vielzahl von Hydrogeltypen und biomedizinischen Anwendungen leicht anpassbar.

Repräsentative Ergebnisse dieser Protokolle sind in Abbildung 3 und Abbildung 6 dargestellt. Die Extrusionsfragmentierung ergibt Mikrogele mit gezackten Polygonformen mit Durchmessern von 10-300 μm (Abbildung 3). Darüber hinaus reicht die Zirkularität von 0,2 (nicht kreisförmig) bis fast 1 (perfekter Kreis), und das Seitenverhältnis reicht von 1 bis 3 (Abbildung 3). Diese Parameter beschreiben die...

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Fragmenting Bulk Hydrogels and Processing into Granular Hydrogels for Biomedical Applications

Diese Arbeit beschreibt einfache, anpassungsfähige und kostengünstige Methoden, um Mikrogele mit Extrusionsfragmentierung herzustellen, die Mikrogele zu injizierbaren granularen Hydrogelen zu verarbeiten und die granularen Hydrogele als Extrusionsdruckfarben für biomedizinische Anwendungen aufzutragen.

Fragmentierung von Bulk-Hydrogelen und Verarbeitung zu granularen Hydrogelen für biomedizinische Anwendungen

Granular hydrogels are jammed assemblies of hydrogel microparticles (i.e., &#34;microgels&#34;). In the field of biomaterials, granular hydrogels have ...

Granulare Hydrogele sind eine aufregende neue Klasse von Biomaterialien mit vielen vorteilhaften Eigenschaften. Wir hoffen, dass wir durch den Austausch dieser Methoden den Zugang und die Innovation von granularen Hydrogelen für biomedizinische Anwendungen verbessern können. Diese Technik ist einfach, kostengünstig, leicht an viele Chemikalien anpassbar und kann in praktisch jedem Labor implementiert werden.Laden Sie eine 3-Milliliter-Spritze mit der Hydrogel-Vorläuferlösung. Entfernen Sie den Kolben von der Rückseite einer leeren 3-Milliliter-Spritze und fügen Sie eine Spitzenkappe an der Oberseite des Spritzenlaufs hinzu. Verwenden Sie eine 1.000-Mikroliter-Pipette, um die Hydrogel-Vorläuferlösung mit der Spitzenkappe in den Spritzenlauf zu übertragen.Halten Sie den Spritzenlauf mit Hydrogel-Vorläuferlösung in einer Hand mit der Spitzenkappe nach unten und dem offenen Ende des Laufs nach oben. Bringen Sie den Spritzenkolben in die Öffnung der Rückseite des Spritzenzylinders zurück. Drücken Sie den Spritzenkolben vorsichtig in den Zylinder, gerade genug, um die Öffnung an der Rückseite des Spritzenzylinders abzudichten, und halten Sie den Kolben und den Spritzenzylinder vorsichtig zusammen, um sicherzustellen, dass die Rückseite des Spritzenzylinders mit dem Kolben verschlossen ist.Drehen Sie die Spritze so um, dass der Kolben nach unten zeigt und die Spitzenkappe nun nach oben zeigt. Entfernen Sie die Spitzenkappe und drücken Sie den Kolben vorsichtig in den Spritzenlauf, bis die gesamte Luft aus der Spritze entfernt ist. Befestigen Sie die Spitzenkappe wieder an der Spritze.Stellen Sie sicher, dass die Hydrogel-Vorläuferlösung in der 3-Milliliter-Spritze mit einer Spitzenkappe gesichert ist. Stellen Sie sicher, dass die richtige persönliche Schutzausrüstung und Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, bevor Sie die UV-Lampe einschalten. Legen Sie die 3-Milliliter-Spritze, die mit der Hydrogel-Vorläuferlösung beladen ist, für eine gewünschte Zeit unter die UV-Spot-Härtungslampe, um vollständig zu vernetzen.Schalten Sie die UV-Lampe aus und entfernen Sie die Spritze. Stellen Sie sicher, dass das Hydrogel jetzt in der Spritze fotovernetzt ist. Entfernen Sie den Kolben von der Rückseite einer leeren 3-Milliliter-Spritze.Befestigen Sie eine Tip Cap am Luer-Lock. Entfernen Sie die Spitzenkappe von der Spritze, die das fotovernetzte Bulk-Hydrogel enthält. Richten Sie die Oberseite der Hydrogelspritze mit der Öffnung des Zylinders auf der leeren Spritze aus.Extrudieren Sie das Bulk-Hydrogel durch die Spritzenöffnung in den Lauf der leeren Spritze. Halten Sie die Spritze, die das extrudierte Hydrogel enthält, so, dass die Spitzenkappe nach unten zeigt und die Lauföffnung nach oben zeigt. Fügen Sie mit einer Pipette von 1.000 Mikrolitern 1,5 Mikroliter PBS in den Spritzenlauf ein.Richten Sie den Spritzenkolben mit der Öffnung des Laufs aus und drücken Sie den Kolben gerade noch so weit ein, dass eine Abdichtung entsteht. Drehen Sie die Spritze so um, dass der Kolben jetzt nach unten zeigt und die Spitzenkappe nach oben zeigt, und stellen Sie sicher, dass der Kolben und der Spritzenlauf zusammengehalten werden, damit kein Hydrogel oder PBS austritt. Mehrmals invertieren, um das fragmentierte Hydrogel mit dem hinzugefügten PBS zu mischen.Halten Sie die Spritze so, dass die Spitzenkappe nach oben und der Kolben nach unten zeigt. Entfernen Sie die Spitzenkappe. Drücken Sie den Kolben sehr vorsichtig nach oben, um Luft aus dem Inneren der Spritze zu entfernen.Extrudieren Sie die fragmentierte Hydrogellösung durch eine Reihe von Nadeln, um fragmentierte Mikrogele zu erzeugen. Befestigen Sie eine stumpfe 18-Gauge-Nadel an der Oberseite der Spritze, die das fragmentierte Hydrogel und PBS enthält. Entfernen Sie den Kolben aus einer frischen 3-Milliliter-Spritze und befestigen Sie eine Spitzenkappe am leeren Spritzenlauf.Extrudieren Sie die fragmentierte Hydrogellösung durch die 18-Gauge-Nadel in die Rückseite des leeren Spritzenfasses. Entsorgen Sie die leere Spritze und die Nadel in den richtigen Abfallstrom für scharfe Gegenstände. Wiederholen Sie das Extrudieren der Hydrogellösung mit einer 23-, 27- und 30-Gauge-Nadel.Im letzten Extrusionsschritt extrudieren Sie die fragmentierte Mikrogellösung in Mikrozentrifugenröhrchen. Waschen und isolieren Sie die fragmentierte Mikrogel-Suspension. Mit einer Mikrozentrifuge wird die fragmentierte Mikrogellösung 5 Minuten lang mit 5.000 mal g abgeschleudert.Verwenden Sie eine Pipette, um den Überstand zu entfernen. Fügen Sie 1 Milliliter PBS zu jedem Mikrozentrifugenröhrchen hinzu, das fragmentierte Mikrogele und Wirbel für 5 bis 10 Sekunden enthält. Kombinieren Sie 20 Mikroliter fragmentierte Mikrogelsuspension mit 180 Mikrolitern PBS, um eine verdünnte fragmentierte Mikrogelsuspension zu erzeugen.Vortex zum gründlichen Mischen. Übertragen Sie 50 Mikroliter verdünnte fragmentierte Mikrogelsuspension auf einen Objektträger des Glasmikroskops. Verwenden Sie ein Epifluoreszenzmikroskop, um Bilder von fluoreszierend markierten Mikrogelen mit 4-fachem oder 10-fachem Zoom aufzunehmen.Marmel fragmentierte Mikrogele mit vakuumgetriebener Filtration. Montieren und testen Sie die vakuumbetriebene Filtrationsvorrichtung. Befestigen Sie einen Buchner-Trichter in einem Filterkolben.Verwenden Sie Schläuche, um den Filterkolben an eine Vakuumleitung anzuschließen. Legen Sie einen Membranfilter in den Buckner-Trichterbecher. Schalten Sie die Vakuumleitung ein, indem Sie das Wählschieber öffnen.Testen Sie die Verbindung, indem Sie etwa 0,5 Milliliter PBS auf den Membranfilter pipettieren und beobachten Sie, dass das gesamte PBS durch den Filter geht und sich im Boden des Filterkolbens sammelt. Nachdem Sie die Vakuumleitung eingeschaltet und eine vollständige Abdichtung sichergestellt haben, wirbeln Sie die fragmentierte Mikrogellösung um. Mit einer 1.000-Mikroliter-Pipette wird die fragmentierte Mikrogellösung auf den Membranfilter übertragen.Warten Sie etwa 30 Sekunden, bis das Vakuum PBS aus der Mikrogellösung gezogen hat. Schalten Sie die Vakuumleitung aus. Besorgen Sie sich eine frische 3-Milliliter-Spritze und entfernen Sie den Kolben.Verwenden Sie einen Metallspatel, um das fragmentierte körnige Hydrogel aus dem Filter zu schöpfen und in die Rückseite des leeren Spritzenfasses zu geben. Bringen Sie den Kolben in die Spritze zurück. Laden Sie das fragmentierte körnige Hydrogel in die Spritze und es ist jetzt einsatzbereit.Entfernen Sie die Spitzenkappe und ersetzen Sie sie durch eine Nadel Ihrer Wahl. Laden Sie die Spritze in die Druckplattform Ihrer Wahl. Laden Sie die vorbereitete G-Code-Datei aus der Planungsphase in die 3D-Drucksoftware.Navigieren Sie zum Bedienfeld "Druckvorschau" und drücken Sie auf Drucken. Sobald die Druckabscheidung abgeschlossen ist, setzen Sie die fragmentierten granularen Hydrogelkonstrukte UV-Licht aus, um sie zu vernetzen und zu stabilisieren. Die Extrusionsfragmentierung ergibt Mikrogele mit gezackten Polygonformen mit Durchmessern von 10 bis 300 Mikrometern.Die Zirkularität reicht von 0,2 bis fast 1 und das Seitenverhältnis von 1 bis 3. Diese Parameter beschreiben die unregelmäßigen und gezackten Mikrogelformen, die durch den Fragmentierungsprozess entstehen. Wenn das zusammengesetzte körnige Hydrogel entweder durch Zentrifugation oder vakuumgetriebene Filtration zusammengepackt wird, wird es scherdünner und selbstheilend.Das fragmentierte körnige Hydrogel hat eine hohe Formtreue und mechanische Integrität für ein injizierbares Hydrogel. Neben der Verwendung fragmentierter granularer Hydrogele für den 3D-Druck können diese Systeme auch als In-vitro-Zellkulturplattformen sowie als injizierbare Systeme zur Gewebereparatur und Arzneimittelabgabe eingesetzt werden. Diese einfachen und kostengünstigen Methoden bringen die Vorteile von granularen Hydrogel-Biomaterialien für mehr Forscher und ermöglichen einen besseren Zugang zur Herstellung von granularem Hydrogel sowie Innovationen im Bereich der Biomaterialien.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fabrication of Micropatterned Hydrogels for Neural Culture Systems using Dynamic Mask Projection Photolithography

Herstellung von mikrostrukturierten Hydrogele für Neural Kultur-Systeme mit Dynamic Mask Projektion Photolithographie

Increasingly, patterned cell culture environments are becoming a relevant technique to study cellular characteristics, and many researchers believe in the ...

Forschung

Biotechnik

Generation and Recovery of &beta;-cell Spheroids From Step-growth PEG-peptide Hydrogels

Generation and Recovery of ÃƒÅ½Ã‚Â²-cell Spheroids From Step-growth PEG-peptide Hydrogels

Erzeugung und Verwertung von β-Zellen Spheroids Von Step-Wachstum PEG-Peptid-Hydrogele

Hydrogels are hydrophilic crosslinked polymers that provide a three-dimensional  microenvironment with tissue-like elasticity and high permeability for  ...

Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications

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Fabricating Superhydrophobic Polymeric Materials for Biomedical Applications

Herstellung Superhydrophobe Polymere Materialien für biomedizinische Anwendungen

Superhydrophobic materials, with surfaces possessing permanent or metastable non-wetted states, are of interest for a number of biomedical and industrial ...

Fabrication of Mechanically Tunable and Bioactive Metal Scaffolds for Biomedical Applications

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Biometal systems have been widely used for biomedical applications, in particular, as load-bearing materials. However, major challenges are high stiffness ...

The Synthesis of RGD-functionalized Hydrogels as a Tool for Therapeutic Applications

Die Synthese von RGD-funktionalisierten Hydrogele als Werkzeug für therapeutische Anwendungen

The use of polymers as biomaterials has provided significant advantages in therapeutic applications. In particular, the possibility to modify and ...

Light-mediated Formation and Patterning of Hydrogels for Cell Culture Applications

Licht-vermittelte Bildung und Musterung von Hydrogelen für Zellkulturanwendungen

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In ...

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Tunable Hydrogele aus Pulmonary Extrazellulärmatrix für 3D-Zellkultur

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Measuring Global Cellular Matrix Metalloproteinase and Metabolic Activity in 3D Hydrogels

Messung der globalen zellulären Matrix Metalloproteinase und metabolische Aktivität in 3D Hydrogele

Three-dimensional (3D) cell culture systems often more closely recapitulate in vivo cellular responses and functions than traditional two-dimensional (2D) ...