Name: fabricating highly open porous microspheres (hopms) via microfluidic technology
Uploaded: 2022-05-16T15:00:00
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SCL, YW, RKK e AZC riconoscono il sostegno finanziario della National Natural Science Foundation of China (NSFC, 32071323, 81971734 e U1605225) e del Program for Innovative Research Team in Science and Technology dell'Università della provincia del Fujian. YSZ non era supportato da nessuno di questi programmi né riceveva pagamenti di alcun tipo; invece, il sostegno del Brigham Research Institute è riconosciuto.

1. Preparazione delle soluzioni
<ol><li>Preparare preventivamente la soluzione madre di PVA riscaldandola a bagnomaria a 80 °C e successivamente mettendola in frigorifero a 4 °C. Raffreddare a temperatura ambiente (RT) per uso sperimentale.</li>
	<li>Preparare il precursore dell'emulsione aggiungendo la soluzione acquosa di gelatina (1 mL, 7,5%, p/v) alla fase organica di PLGA (2 mL, 2%, p/v in diclorometano, DCM) (vedere Tabella dei materiali). NOTA: Generalmente, la tecnologia ...

<ol>
	<li>Kankala, R. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+porous+microcarriers+for+minimally+invasive+in+situ+skeletal+muscle+cell+delivery.">Highly porous microcarriers for minimally invasive in situ skeletal muscle cell delivery.</a> Small. 15 (25), 1901397 (2019).</li><li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+endothelialized+hepatic+tumor+microtissues+for+drug+screening.">Modeling endothelialized hepatic tumor microtissues for drug screening.</a> Advanced Science. 7 (21), 2002002 (2020).</li><li>Li, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tripeptide-based+macroporous+hydrogel+improves+the+osteogenic+microenvironment+of+stem+cells.">Tripeptide-based macroporous hydrogel improves the osteogenic microenvironment of stem cells.</a> Journal of Materials Chemistry B. 9 (30), 6056-6067 (2021).</li><li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PLGA+hybrid+porous+microspheres+as+human+periodontal+ligament+stem+cell+delivery+carriers+for+periodontal+regeneration.">PLGA hybrid porous microspheres as human periodontal ligament stem cell delivery carriers for periodontal regeneration.</a> Chemical Engineering Journal. 420, 129703 (2021).</li><li>Wei, P., Xu, Y., Zhang, H., Wang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continued+sustained+insulin-releasing+PLGA+nanoparticles+modified+3D-printed+PCL+composite+scaffolds+for+osteochondral+repair.">Continued sustained insulin-releasing PLGA nanoparticles modified 3D-printed PCL composite scaffolds for osteochondral repair.</a> Chemical Engineering Journal. 422, 130051 (2021).</li><li>Sang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biocompatible+chitosan/polyethylene+glycol/multi-walled+carbon+nanotube+composite+scaffolds+for+neural+tissue+engineering.">Biocompatible chitosan/polyethylene glycol/multi-walled carbon nanotube composite scaffolds for neural tissue engineering.</a> Journal of Zhejiang University-Science B. 23 (1), 58-73 (2022).</li><li>Ghasemian, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamic+characterization+within+a+spinner+flask+and+a+rotary+wall+vessel+for+stem+cell+culture.">Hydrodynamic characterization within a spinner flask and a rotary wall vessel for stem cell culture.</a> Biochemical Engineering Journal. 157, 107533 (2020).</li><li>Wang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Minimally+invasive+co-injection+of+modular+micro-muscular+and+micro-vascular+tissues+improves+in+situ+skeletal+muscle+regeneration.">Minimally invasive co-injection of modular micro-muscular and micro-vascular tissues improves in situ skeletal muscle regeneration.</a> Biomaterials. 277, 121072 (2021).</li><li>Kang, S. W., Bae, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryopreservable+and+tumorigenic+three-dimensional+tumor+culture+in+porous+poly(lactic-co-glycolic+acid)+microsphere.">Cryopreservable and tumorigenic three-dimensional tumor culture in porous poly(lactic-co-glycolic acid) microsphere.</a> Biomaterials. 30 (25), 4227-4232 (2009).</li><li>Fan, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesoporous+silicon-PLGA+composite+microspheres+for+the+double+controlled+release+of+biomolecules+for+orthopedic+tissue+Engineering.">Mesoporous silicon-PLGA composite microspheres for the double controlled release of biomolecules for orthopedic tissue Engineering.</a> Advanced Functional Materials. 22 (2), 282-293 (2012).</li><li>Xu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolism+balance+regulation+via+antagonist-functionalized+injectable+microsphere+for+nucleus+pulposus+regeneration.">Metabolism balance regulation via antagonist-functionalized injectable microsphere for nucleus pulposus regeneration.</a> Advanced Functional Materials. 30 (52), 2006333 (2020).</li><li>Yao, R., Zhang, R., Lin, F., Luan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injectable+cell/hydrogel+microspheres+induce+the+formation+of+fat+lobule-like+microtissues+and+vascularized+adipose+tissue+regeneration.">Injectable cell/hydrogel microspheres induce the formation of fat lobule-like microtissues and vascularized adipose tissue regeneration.</a> Biofabrication. 4 (4), 045003 (2012).</li><li>Sikavitsas, V. I., Bancroft, G. N., Mikos, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+three-dimensional+cell/polymer+constructs+for+bone+tissue+engineering+in+a+spinner+flask+and+a+rotating+wall+vessel+bioreactor.">Formation of three-dimensional cell/polymer constructs for bone tissue engineering in a spinner flask and a rotating wall vessel bioreactor.</a> Journal of Biomedical Materials Research. 62 (1), 136-148 (2002).</li><li>Kim, T. K., Yoon, J. J., Lee, D. S., Park, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas+foamed+open+porous+biodegradable+polymeric+microspheres.">Gas foamed open porous biodegradable polymeric microspheres.</a> Biomaterials. 27 (2), 152-159 (2006).</li><li>Wang, C. Y., Liao, H. F., Sheu, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+recombinant+human+macrophage+colony-stimulating+factor+production+using+culture+systems+with+porous+polymeric+microspheres.">Enhancement of recombinant human macrophage colony-stimulating factor production using culture systems with porous polymeric microspheres.</a> Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 41 (2), 203-208 (2010).</li><li>Amoyav, B., Benny, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+based+fabrication+and+characterization+of+highly+porous+polymeric+microspheres.">Microfluidic based fabrication and characterization of highly porous polymeric microspheres.</a> Polymers. 11 (3), 419 (2019).</li><li>Zhang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+fabrication+of+inhalable+large+porous+microspheres+loaded+with+H2S-releasing+aspirin+derivative+for+pulmonary+arterial+hypertension+therapy.">Microfluidic fabrication of inhalable large porous microspheres loaded with H2S-releasing aspirin derivative for pulmonary arterial hypertension therapy.</a> Journal of Controlled Release. 329, 286-298 (2021).</li><li>Qu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injectable+open-porous+PLGA+microspheres+as+cell+carriers+for+cartilage+regeneration.">Injectable open-porous PLGA microspheres as cell carriers for cartilage regeneration.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 109 (11), 2091-2100 (2021).</li><li>Zheng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+droplet-based+functional+materials+for+cell+manipulation.">Microfluidic droplet-based functional materials for cell manipulation.</a> Lab on a Chip. 21 (22), 4311-4329 (2021).</li><li>Kawakatsu, T., Kikuchi, Y., Nakajima, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regular-sized+cell+creation+in+microchannel+emulsification+by+visual+microprocessing+method.">Regular-sized cell creation in microchannel emulsification by visual microprocessing method.</a> Journal of the American Oil Chemists' Society. 74 (3), 317-321 (1997).</li><li>Yu, Y., Shang, L., Guo, J., Wang, J., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+capillary+microfluidics+for+spinning+cell-laden+microfibers.">Design of capillary microfluidics for spinning cell-laden microfibers.</a> Nature Protocols. 13 (11), 2557-2579 (2018).</li><li>Ye, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+crystal+microcapsules+for+label-free+multiplex+detection.">Photonic crystal microcapsules for label-free multiplex detection.</a> Advanced Materials. 26 (20), 3270-3274 (2014).</li><li>Zhong, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zn/Sr+dual+ions-collagen+co-assembly+hydroxyapatite+enhances+bone+regeneration+through+procedural+osteo-immunomodulation+and+osteogenesis.">Zn/Sr dual ions-collagen co-assembly hydroxyapatite enhances bone regeneration through procedural osteo-immunomodulation and osteogenesis.</a> Bioactive Materials. 10, 195-206 (2022).</li><li>Poole, C. A., Brookes, N. H., Clover, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Keratocyte+networks+visualized+in+the+living+cornea+using+vital+dyes.">Keratocyte networks visualized in the living cornea using vital dyes.</a> Journal of Cell Science. 106 (2), 685-692 (1993).</li><li>Gentile, P., Chiono, V., Carmagnola, I., Hatton, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+of+poly(lactic-co-glycolic)+acid+(PLGA)-based+biomaterials+for+bone+tissue+engineering.">An overview of poly(lactic-co-glycolic) acid (PLGA)-based biomaterials for bone tissue engineering.</a> International Journal of Molecular Sciences. 15 (3), 3640-3659 (2014).</li><li>Lanao, R. P. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physicochemical+properties+and+applications+of+Poly(lactic-co-glycolic+acid)+for+use+in+bone+regeneration.">Physicochemical properties and applications of Poly(lactic-co-glycolic acid) for use in bone regeneration.</a> Tissue Engineering Part B-Reviews. 19 (4), 380-390 (2013).</li></ol>

Questo articolo descrive una strategia efficiente per fabbricare architetture basate su PLGA, vale a dire i PLGA-OPM. Va notato che diversi passaggi critici devono essere presi con attenzione, tra cui evitare la volatilizzazione del solvente del PLGA e regolare delicatamente la potenza ultrasonica nella posizione target durante la preparazione dell'emulsione. Inoltre, l'uscita del liquido della siringa da 20 mL può essere regolata in una certa misura per risolvere la separazione di fase dei precursori emulsionati. Tutta...

Le microsfere cariche di cellule offrono vantaggi favorevoli, come una maggiore capacità di ritenzione cellulare in situ, una consegna efficiente delle cellule e la successiva capacità di proliferazione cellulare in vivo1. Ad oggi, sono state avanzate numerose indagini per lo sviluppo di una struttura di impalcatura di successo per supportare un ambiente favorevole per le cellule per la rigenerazione dei tessuti o applicazioni di screening farmacologico2. Tuttavia, l'ambiente di ipossia è spesso inevitabile negli interni a causa di insufficienti forniture di nutrienti / ossigeno e accumulo di rifiuti metabolici3. Per ovviare a questi problemi, sono state sviluppate microsfere altamente porose (PM) utilizzando vari biomateriali 4,5,6. Inoltre, nella coltura dinamica, gli scaffold soffrono di eccessivo sforzo di taglio7 e lo stato instabile del terreno di coltura potrebbe rompere la fedeltà dei PM. In alternativa, il poli(acido lattico-co-glicolico) (PLGA) potrebbe essere utilizzato per trattare PM con buona resistenza meccanica per coltura dinamica1. Ad esempio, abbiamo dimostrato la co-iniezione di PMs altamente aperti (HOPM) PLGA carichi di mioblasti di topo (C2C12) e microrod cavi carichi di poli(glicole etilenico) carichi di poli(glicole etilenico) di topo per guarire la perdita muscolare volumetrica, ottenendo un notevole miglioramento della rigenerazione del muscolo scheletrico in situ 8.
In particolare, i PM sono caratterizzati da ampie aree superficiali e da elevate porosità, che è di interesse specifico per l'adesione cellulare e la crescita verso la consegna cellulare minimamente invasiva9. In considerazione di questi aspetti, sono stati impiegati vari materiali biocompatibili per fabbricare i PM10,11. Questi PM progettabili in cocoltura con cellule offrono un'adesione eccellente, una notevole resistenza meccanica e finestre altamente interconnesse, che potrebbero migliorare la proliferazione cellulare per riparare i tessuti danneggiati12. A questo proposito, sono state sviluppate anche varie tecnologie per fabbricare sfere porose13,14. Da un lato, i PM sono stati prodotti utilizzando agenti che formano gas, come NH4HCO3, che sono stati trattenuti a causa dell'insufficiente interconnettività15,16,17. D'altra parte, i PM sono stati direttamente tranciati dopo l'emulsione, il che ha portato a PM polidispersi18. Alla fine, la tecnologia microfluidica a goccia basata sull'approccio del modello di emulsione è forse un metodo efficiente per costruire PM, poiché spesso si traduce in particelle di dimensioni uniformi19. In particolare, gli attributi morfologici delle microsfere spesso dipendono dalla qualità delle goccioline di emulsione generate (cioè acqua-in-olio, W/O, o olio-in-acqua, O/W), che possono influenzare significativamente gli attributi dei biomateriali20. Vale la pena notare che la piattaforma microfluidica preprogettata può essere applicata per generare le microfibre o le microsfere. In un esempio, Yu et al. hanno dimostrato la produzione di strutture microfibrose cariche di cellule basate su piattaforme microfluidiche capillari, che potrebbero essere utilizzate per assemblare reti cellulari per imitare i tessuti naturali21. In un altro caso, Ye et al. hanno fabbricato microcapsule di cristalli fotonici mediante la replicazione modello di perle di cristallo colloidale di silice attraverso tecnologie microfluidiche, che potrebbero superare molti limiti delle attuali tecniche che richiedono un'etichettatura complessa e un apparato specifico22.
In effetti, la logica alla base dell'utilizzo di questa tecnica è dovuta a vari vantaggi, come la sua natura facile, che non richiede attrezzature sofisticate e la sua convenienza nel sintetizzare PM di dimensioni uniformi per la consegna di cellule e applicazioni di medicina rigenerativa. In questo contesto, con componenti predefiniti di emulsione-templating, i PM con elevate porosità e interconnettività possono essere comodamente ottenuti da un dispositivo microfluidico assemblato da tubi di poli(cloruro di vinile) (PVC), un capillare di vetro e un ago. Un precursore di emulsione W/O viene preparato omogeneizzando una soluzione acquosa di gelatina e una soluzione organica di PLGA. Iniettando selettivamente la porzione applicabile dell'emulsione nella piattaforma microfluidica, vengono fabbricati i PM con dimensioni uniformi delle particelle e pori interconnessi attraverso la superficie fino all'interno. Il presente protocollo mira a fabbricare i PLGA-HOPM mediante emulsione-templating nella piattaforma microfluidica. Si ritiene che questo protocollo consenta la produzione riproducibile di PLGA-HOPM e sarà potenzialmente applicabile nei loro campi correlati di ingegneria tissutale e screening farmacologico.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Centrifuge tube</td>
			<td>Solarbio, Beijing, China</td>
			<td></td>
			<td>5 mL &#38; 50 mL (sterility)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal laser scanning microscopy</td>
			<td>Leica, Wetzlar, Germany</td>
			<td></td>
			<td>TCS SP8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd, Shanghai, China</td>
			<td>20161110</td>
			<td>Research Grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dispensing needle</td>
			<td>Kindly, Shanghai, China</td>
			<td></td>
			<td>26 G, ID: 250 &#956;m, OD: 460 &#956;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM/F-12</td>
			<td>Gibco; Life Technologies Corporation, Calsbad, USA</td>
			<td>15400054</td>
			<td>DMEM/F-12 50/50, 1x (Dulbecco&#39;s 
			Mod. Of Eagle&#39;s Medium/Ham&#39;s F12 
			50/50 Mix) with L-glutamine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl alcohol</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd, Shanghai, China</td>
			<td>20210918</td>
			<td>Research Grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl-enediaminetetraacetic acid (EDTA)-trypsin</td>
			<td>Biological Industries, Kibbutz Beit-Haemek, Isra</td>
			<td></td>
			<td>Trypsin (0.25%), EDTA (0.02%)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Biological Industries, Kibbutz Beit-Haemek, Isra</td>
			<td></td>
			<td>Research Grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freeze drier</td>
			<td>Bilon, Shanghai, China</td>
			<td></td>
			<td>FD-1B-50</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelatin</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. Ltd, St. Louis, USA</td>
			<td>lot# SZBF2870V</td>
			<td>From porcine skin, Type A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass bottom plate</td>
			<td>Biosharp, Hefei, China</td>
			<td></td>
			<td>BS-15-GJM, 35 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass capillary</td>
			<td>Huaou, Jiangsu, China</td>
			<td></td>
			<td>0.9-1.1 &#215; 120 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator shaker</td>
			<td>Zhicheng, Shanghai, China</td>
			<td>ZWYR-200D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Live dead kit cell imaging kit</td>
			<td>Solarbio, Beijing, China</td>
			<td>60421211112</td>
			<td>Green fluorescence in live cells (ex/em 488 nm/515 nm). Red fluorescence in dead cells (ex/em 570 nm/602 nm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low-speed centrifuge</td>
			<td>Xiangyi, Hunan, China</td>
			<td></td>
			<td>TD5A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetron sputter</td>
			<td>Riye electric Co. Ltd, Suzhou, China</td>
			<td>MSP-2S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microflow injection pump</td>
			<td>Harvard Apparatus, Holliston, USA</td>
			<td></td>
			<td>Harvard Pump 11 Plus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-streptomycin</td>
			<td>Biological Industries, Kibbutz Beit-Haemek, Isra</td>
			<td>2135250</td>
			<td>Research Grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline (PBS)</td>
			<td>Servicebio Technology Co.,Ltd. Wuhan, China</td>
			<td>GP21090181556</td>
			<td>PBS 1x, culture grade, no Calcium, no Magnesium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(lactic-co-glycolic acid)</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. Ltd, St. Louis, USA</td>
			<td>lot# MKCF9651</td>
			<td>66&#8211;107 kDa, lactide:glycolide 75:25</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(vinyl alcohol)</td>
			<td>Sigma-Aldrich Co. Ltd, St. Louis, USA</td>
			<td>lot# MKCK4266</td>
			<td>13-13 kDa, 98% Hydrolyzed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVC tube</td>
			<td>Shenchen, Shanghai, China</td>
			<td></td>
			<td>Inner diameter, ID: 1 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat bone marrow mesenchyml stem cells</td>
			<td>Procell, Wuhan, China</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanning electron microscope</td>
			<td>Phenom pure, Eindhoven, Netherlands</td>
			<td></td>
			<td>Set acceleration voltage at 5 kV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syrine for medical purpose</td>
			<td>Kindly, Shanghai, China</td>
			<td></td>
			<td>5 mL &#38; 50 mL (with the needle)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature water bath</td>
			<td>Mingxiang, Shenzhen, China</td>
			<td></td>
			<td>36 W</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transformer</td>
			<td>Riye electric Co. Ltd, Suzhou, China</td>
			<td>SZ-2KVA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cell breaker</td>
			<td>JY 92-IID, Scientz, Ningbo, China</td>
			<td></td>
			<td>JY 92-IID</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV curing glue</td>
			<td>Zhuolide, Foshan, China</td>
			<td></td>
			<td>D-3100</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabricating highly open porous microspheres (hopms) via microfluidic technology

Rispetto agli scaffold di massa e all'iniezione diretta di cellule da sole, le unità modulari iniettabili hanno raccolto un enorme interesse nella riparazione dei tessuti malfunzionanti grazie alla praticità nel confezionamento delle cellule, al miglioramento della ritenzione cellulare e alla minima invasività. Inoltre, la conformazione porosa di questi vettori su microscala potrebbe migliorare lo scambio del mezzo e migliorare il livello di nutrienti e forniture di ossigeno. Il presente studio illustra la fabbricazione conveniente di microsfere porose altamente aperte (PLGA-HOPM) a base di acido poli(lattico-co-glicolico) mediante la facile tecnologia microfluidica per applicazioni di rilascio cellulare. I PLGA-HOPM monodispersi risultanti possedevano dimensioni delle particelle di ~400 μm e pori aperti di ~50 μm con finestre interconnesse. In breve, le goccioline di olio emulsionato (soluzione PLGA in diclorometano, DCM), avvolte con la fase acquosa di gelatina al 7,5% (p/v), sono state introdotte nella soluzione acquosa a flusso continuo di poli(alcool vinilico) (PVA) all'1% (p/v) attraverso l'ugello coassiale nella configurazione microfluidica personalizzata. Successivamente, le microsfere sono state sottoposte a procedure di estrazione con solvente e liofilizzazione, con conseguente produzione di HOPM. In particolare, varie formulazioni (concentrazioni di PLGA e porogeno) e parametri di lavorazione (potenza emulsionante, agometro e portata della fase dispersa) svolgono un ruolo cruciale nelle qualità e nelle caratteristiche dei HOPM PLGA risultanti. Inoltre, queste architetture potrebbero potenzialmente incapsulare vari altri segnali biochimici, come i fattori di crescita, per la scoperta di farmaci estesi e applicazioni di rigenerazione dei tessuti.

Sulla base di lavori precedenti che hanno ottimizzato i parametri principali1, il PLGA è stato sciolto nel solvente DCM evaporabile. L'emulsione primaria W/O è stata preparata mediante omogeneizzazione con gelatina sotto trattamento con sonda ad ultrasuoni. La struttura fluidica co-flow personalizzata è stata assemblata in modo semplicistico, in cui è stata impiegata una siringa per introdurre costantemente i flussi. Inoltre, sono state eseguite sufficienti procedure di risciacquo per eliminar...

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Fabricating Highly Open Porous Microspheres HOPMs via Microfluidic Technology

Il presente protocollo descrive la fabbricazione di microsfere porose altamente aperte (HOPM) a base di acido poli(lattico-co-glicolico) attraverso la tecnologia microfluidica facile basata sulla formulazione a singola emulsione. Queste microsfere hanno potenziali applicazioni nell'ingegneria tissutale e nello screening dei farmaci.

Fabbricazione di microsfere porose altamente aperte (HOPM) tramite tecnologia microfluidica

Compared to bulk scaffolds and direct injection of cells alone, the injectable modular units have garnered enormous interest in repairing malfunctioned ...

In questo protocollo, dimostriamo una procedura efficace per la fabbricazione di microsfere porose altamente aperte basate su PLGA, che offrono diversi vantaggi come la praticità delle celle di imballaggio, una migliore ritenzione cellulare e una minima invasività. Le microsfere porose monodisperse ad alta apertura basate su PLGA risultanti possedevano dimensioni delle particelle di circa 400 micrometri e pori aperti di circa 50 micrometri con finestre interconnesse per una migliore efficacia di ritenzione cellulare. Questi microcarrier minimamente invasivi possono supportare una piattaforma di un intricato modello tumorale 3D per lo screening dei farmaci e strumenti facili per costruire micro tessuti carichi di cellule per la rigenerazione dei tessuti.Questo approccio è abbastanza semplice, in quanto il dispositivo microfluidico può essere assemblato da tubi di cloruro di polivinile, un capillare di vetro e un ago. A dimostrare la procedura sarà Sheng-Chang Luo, uno studente di dottorato in laboratorio. Inizia costruendo un generatore microfluidico a flusso co-flow usando un capillare di vetro, tubi di cloruro di polivinile e un ago di erogazione calibro 26.Quindi collegare il capillare di vetro all'estremità del tubo di cloruro di polivinile e perforare la connessione tra i due con un ago. Per la generazione di gocce, posizionare l'altra estremità del tubo di cloruro di polivinile nella fase continua e polimerizzare con la colla ultravioletta per sigillare gli spazi sul giunto. Ora prendi una siringa da 50 millilitri per caricare la fase continua e una siringa da cinque millilitri per la formazione dell'emulsione.Quindi impostare le portate della fase continua a due millilitri al minuto e le fasi di dispersione a 0,08 millilitri al minuto. Posizionare un becher da 500 millilitri in un bagno di ghiaccio e riempirlo con una soluzione acquosa di alcol polivinilico pre-raffreddata. Per preparare l'emulsione, decantare immediatamente la soluzione acquosa di gelatina nella soluzione DCM di PLGA ed emulsionare utilizzando il dispositivo ad ultrasuoni.Quindi regolare la potenza ultrasonica a 400 watt e il tempo di elaborazione totale a 90 secondi e modificare costantemente la posizione della sonda manualmente. Stabilizzare l'emulsione risultante per l'aspirazione della siringa e la generazione di goccioline in circa 20 minuti. Dopo il trattamento ad ultrasuoni, caricare rapidamente l'emulsione preparata nella siringa da cinque millilitri nella piattaforma microfluidica e introdurre l'emulsione di olio d'acqua instabile nel dispositivo microfluidico come fase discontinua.Contemporaneamente, utilizzare la soluzione acquosa di alcol polivinilico come fase continua. Dopo aver iniettato le porzioni appropriate dell'emulsione nel dispositivo microfluidico, raccogliere la microsfera contenente l'emulsione sul fondo del becher di raccolta e posizionare il campione a quattro gradi Celsius durante la notte per un'ulteriore stabilizzazione. Normalizzare le microsfere immagazzinate a temperatura ambiente ed eliminare il DCM residuo agitando con una bacchetta di vetro per un'ora a 60 RPM.Quindi, decantare accuratamente la fase di raccolta in un becher da 500 millilitri e lavare via l'alcol polivinilico residuo dalla superficie delle microsfere porose con acqua deionizzata tre volte. Sciogliere la gelatina avvolta nella spina dorsale del PLGA posizionando le microsfere PLGA nel bagnomaria a 37 gradi Celsius per 30 minuti. Quindi rimuovere la gelatina residua risciacquando due volte le microsfere risultanti con l'acqua deionizzata e pre-raffreddare per la liofilizzazione a meno 80 gradi Celsius per 24 ore.Le microsfere porose altamente aperte basate su PLGA mostravano dimensioni da 350 a 500 micrometri con un poro di dimensioni arbitrarie da 10 a 100 micrometri e finestre interconnesse, che potrebbero facilitare un'elevata efficienza nel trasporto di rifiuti metabolici di ossigeno. Le cellule staminali mesenchimali del midollo osseo coltivate all'interno delle microsfere porose altamente aperte a base di PLGA hanno aderito agli scaffold in un giorno, rappresentando ampie capacità di adesione e migrazione delle cellule. La colorazione con ioduro di calcio-AM e propidio ha mostrato che le cellule sono vive e distribuite uniformemente.È essenziale impostare la potenza ultrasonica e la posizione della sonda. La produzione riproducibile di microsfere porose altamente aperte basate su PLGA aprirà la strada alla costruzione di grafici pronti all'uso per indurre la rigenerazione o lo screening dei farmaci.

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