Name: fabricating highly open porous microspheres (hopms) via microfluidic technology
Uploaded: 2022-05-16T15:00:00
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SCL, YW, RKK 및 AZC는 중국 국립 자연 과학 재단(NSFC, 32071323, 81971734 및 U1605225)과 푸젠성 대학의 과학 기술 혁신 연구 팀 프로그램의 재정 지원을 인정합니다. YSZ는 이러한 프로그램의 지원을 받지 않았으며 어떤 유형의 지불도 받지 못했습니다. 대신 브리검 연구소의 지원을 인정합니다.

1. 용액 준비
<ol><li>PVA 용액을 80°C 수조에서 가열하여 미리 PVA 원액을 준비하고, 이어서 4°C의 냉장고에 둔다. 실험적 사용을 위해 실온(RT)으로 냉각합니다.</li>
	<li>수성 젤라틴 용액 (1 mL, 7.5 %, w / v)을 PLGA의 유기상 (2 mL, 2 %, 디클로로 메탄, DCM 중 w / v)에 첨가하여 에멀젼 전구체를 제조한다 ( 재료 표 참조). 참고: 일반적으로 미세유체 기술은 미세구를 형성하기 위해 ?...

<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>

이 문서에서는 PLGA 기반 아키텍처, 즉 PLGA-HOPM을 제작하는 효율적인 전략에 대해 설명합니다. PLGA의 용매 휘발을 피하고 에멀젼을 준비하는 동안 초음파 전력을 목표 위치로 부드럽게 조정하는 등 몇 가지 중요한 단계를 신중하게 수행해야합니다. 또한, 20 mL 주사기의 액체 배출구는 유화된 전구체의 상분리를 해결하기 위해 어느 정도 조절될 수 있다. 그러나, 제한은 포로겐의 상태가 환경 온도에 ?...

세포-함유 마이크로스피어는 향상된 제자리 세포 보유 능력, 세포의 효율적인 전달 및 생체내1에서의 세포 증식의 후속 능력과 같은 유리한 이점을 제공한다. 현재까지 조직 재생 또는 약물 스크리닝 응용 프로그램을 위한 세포에 도움이 되는 환경을 지원하기 위해 성공적인 스캐폴딩 구조를 개발하기 위한 수많은 연구가 진행되었습니다2. 그러나 저산소증 환경은 영양소/산소 공급 부족 및 대사성 폐기물 축적으로 인해 내부에서 불가피한 경우가많습니다3. 이러한 문제점을 극복하기 위해, 다양한 생체재료(4,5,6)를 이용하여 고다공성 마이크로스피어(PM)가 개발되었다. 추가적으로, 동적 배양에서, 스캐폴드는 과도한 전단 응력7을 겪고, 배양 배지의 불안정한 상태는 PM의 충실도를 깨뜨릴 수 있다. 대안적으로, 폴리(락틱-코-글리콜산)(PLGA)는 동적 배양1을 위해 우수한 기계적 강도를 갖는 PM을 처리하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 우리는 체적 근육 손실을 치유하기 위해 마우스 근원 세포 (C2C12)가 함유 된 PLGA 고도로 개방 PM (HOPM)과 인간 제대 정맥 내피 세포 (HUVEC)가 함유 된 폴리 (에틸렌 글리콜) 중공 마이크로 로드의 동시 주입을 입증하여 현장 골격근 재생의 현저한 개선을 달성했습니다8.
특히, PM은 넓은 표면적 및 높은 다공성을 특징으로 하며, 이는 최소 침습세포 전달을 향한 세포 부착 및 성장에 특히 관심이 있습니다9. 이러한 측면의 관점에서, 다양한 생체적합성 재료가 PM(10, 11)을 제조하기 위해 사용되었다. 세포와 공동 배양된 이들 설계가능한 PM은 우수한 접착력, 상당한 기계적 강도 및 고도로 상호 연결된 윈도우를 제공하여 손상된 조직을 복구하기 위한 세포 증식을 개선할 수 있다12. 이와 관련하여, 다공성 구체(13,14)를 제작하기 위한 다양한 기술들이 또한 개발되었다. 한편으로, PM은 불충분한 상호연결성15,16,17로 인해 억제된NH4HCO3와 같은 가스 형성제를 사용하여 제조되었다. 반면에, PM은 유화 후 직접 전단되어 다중 분산 PM18을 유도했다. 결국, 에멀젼-템플릿화 접근법에 기초한 액적 마이크로유체 기술은 종종 균일한 크기의 입자(19)를 생성하기 때문에 PM을 구축하기 위한 효율적인 방법일 것이다. 특히, 마이크로스피어의 형태학적 특성은 종종 생성된 에멀젼 액적(즉, 유중수, W/O 또는 수중유, O/W)의 품질에 의존하며, 이는 생체 재료(20)의 속성에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 미리 설계된 미세유체 플랫폼을 적용하여 극세사 또는 미세구를 생성할 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 한 예에서, Yu 등은 모세관-기반 미세유체 플랫폼에 기초한 세포-함유 미세섬유 구조의 생산을 입증하였으며, 이는 천연 조직을 모방하기 위한 세포 네트워크를 조립하는데 사용될 수 있다(21). 다른 예에서, Ye 등은 마이크로유체 기술을 통한 실리카 콜로이드 결정 비드의 주형 복제에 의해 광결정 마이크로캡슐을 제조했으며, 이는 복잡한 라벨링 및 특정 장치(22)를 필요로 하는 현재 기술의 많은 한계를 극복할 수 있다.
실제로 이 기술을 활용하는 이유는 본질적으로 용이하고 정교한 장비가 필요하지 않으며 세포 전달 및 재생 의학 응용 분야를 위한 균일한 크기의 PM을 합성하는 편리함과 같은 다양한 이점 때문입니다. 이러한 맥락에서, 에멀젼-템플릿의 사전 설계된 구성 요소를 사용하여, 높은 다공성 및 상호 연결성을 갖는 PM은 폴리(염화비닐)(PVC) 튜브, 유리 모세관 및 바늘로부터 조립된 미세유체 장치로부터 편리하게 얻을 수 있다. W/O 에멀젼-전구체는 젤라틴 수용액과 PLGA의 유기 용액을 균질화함으로써 제조된다. 에멀젼의 적용가능한 부분을 미세유체 플랫폼에 선택적으로 주입함으로써, 균일한 입자 크기 및 표면 전체에 걸쳐 내부로 상호 연결된 기공을 갖는 PM이 제조된다. 본 프로토콜은 마이크로유체 플랫폼에서 에멀젼 템플릿화에 의해 PLGA-HOPM을 제조하는 것을 목표로 한다. 이 프로토콜은 PLGA-HOPM의 재현 가능한 생산을 허용하며 잠재적으로 조직 공학 및 약물 스크리닝의 관련 분야에 적용될 수 있다고 믿어집니다.

<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

벌크 스캐폴드 및 세포 단독 직접 주입과 비교할 때, 주사 가능한 모듈식 장치는 세포 포장의 편의성, 향상된 세포 보유 및 최소 침습성으로 인해 오작동하는 조직을 복구하는 데 엄청난 관심을 받았습니다. 또한, 이러한 마이크로 스케일 캐리어의 다공성 형태는 매체 교환을 향상시키고 영양소 및 산소 공급 수준을 향상시킬 수 있습니다. 본 연구는 세포 전달 응용 분야를 위한 손쉬운 미세유체 기술에 의한 폴리(락틱-코-글리콜산) 기반 고도로 개방된 다공성 미세구(PLGA-HOPM)의 편리한 제조를 보여줍니다. 그 결과 단분산 PLGA-HOPM은 ~400μm의 입자 크기와 상호 연결 창이 있는 ~50μm의 열린 기공을 가졌습니다. 간단히 말해서, 7.5%(w/v) 젤라틴 수용액으로 싸인 유화 오일 방울(디클로로메탄 중 PLGA 용액, DCM)을 맞춤형 미세 유체 설정에서 동축 노즐을 통해 1%(w/v) 연속 흐르는 폴리(비닐 알코올)(PVA) 수용액에 도입했습니다. 그 후, 마이크로스피어는 용매 추출 및 동결건조 절차를 거쳐 HOPM을 생성했습니다. 특히, 다양한 제형(PLGA 및 포로겐의 농도) 및 처리 매개변수(유화력, 바늘 게이지 및 분산상의 유속)는 결과 PLGA HOPM의 품질과 특성에 중요한 역할을 합니다. 또한, 이러한 아키텍처는 확장 된 약물 발견 및 조직 재생 응용 분야를 위해 성장 인자와 같은 다양한 다른 생화학 적 단서를 잠재적으로 캡슐화 할 수 있습니다.

주요 파라미터1을 최적화한 이전 작업에 기초하여, PLGA를 증발가능한 DCM 용매에 용해시켰다. 1 차 W / O 에멀젼은 초음파 프로브 처리하에 젤라틴으로 균질화하여 제조되었습니다. 맞춤형 공동 흐름 유체 구조는 단순하게 조립되었으며, 주사기를 사용하여 흐름을 지속적으로 도입했습니다. 또한, PLGA 마이크로스피어의 PVA 및 젤라틴을 제거하기 위해 충분한 헹굼 절차가 수행되었?...

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Fabricating Highly Open Porous Microspheres HOPMs via Microfluidic Technology

본 프로토콜은 단일 에멀젼 제형 기반 facile 미세 유체 기술을 통해 폴리 (락틱-코-글리콜 산) 기반 고도로 개방 된 다공성 미세 구체 (HOPM)의 제조를 설명합니다. 이 마이크로스피어는 조직 공학 및 약물 스크리닝에 잠재적으로 응용될 수 있습니다.

미세유체 기술을 통한 고도로 개방된 다공성 마이크로스피어(HOPM) 제작

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

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.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fabricating Highly Open Porous Microspheres (HOPMs) via Microfluidic Technology

Microfluidic Mixers for Studying Protein Folding

단백질 접기 유학을위한 Microfluidic 믹서

The process by which a protein folds into its native conformation is highly relevant to biology and human health yet still poorly understood. One reason ...

연구

생체공학

Cell Squeezing as a Robust, Microfluidic Intracellular Delivery Platform

강력한, 미세 유체 세포 내 전달 플랫폼으로 휴대 뒤쪽에서

Rapid mechanical deformation of cells has emerged as a promising, vector-free method for intracellular delivery of macromolecules and nanomaterials. This ...

Porous Silicon Microparticles for Delivery of siRNA Therapeutics

siRNA를 치료제의 전달을위한 다공성 실리콘 미세 입자

Small interfering RNA (siRNA) can be used to suppress gene expression, thereby providing a new avenue for the treatment of various diseases. However, the ...

Fabricating Cotton Analytical Devices

면 분석 장치를 제조

A robust, low-cost analytical device should be user-friendly, rapid, and affordable. Such devices should also be able to operate with scarce samples and ...

A Microfluidic Model of Biomimetically Breathing Pulmonary Acinar Airways

폐 선포 항공 호흡 Biomimetically의 미세 유체 모델

Quantifying respiratory flow characteristics in the pulmonary acinar depths and how they influence inhaled aerosol transport is critical towards ...

Fabricating Degradable Thermoresponsive Hydrogels on Multiple Length Scales via Reactive Extrusion, Microfluidics, Self-assembly, and Electrospinning

자기 조립, 분해 Thermoresponsive Hydrogels 반응 압출, 마이크로, 통해 여러 길이 가늠 자에를 조작 하 고 전기

While various smart materials have been explored for a variety of biomedical applications (e.g., drug delivery, tissue engineering, bioimaging, etc.), ...

Multi-step Variable Height Photolithography for Valved Multilayer Microfluidic Devices

판막 다층 미세 유체 장치에 대한 여러 단계의 변수 높이 포토 리소그래피

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to ...

Microfluidic Platform with Multiplexed Electronic Detection for Spatial Tracking of Particles

입자의 공간 추적을위한 멀티 플렉스 전자 감지와 미세 유체 플랫폼

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to ...

Reconfigurable Microfluidic Channel with Pin-discretized Sidewalls

재구성 가능한 미세 채널 핀 분할 측 벽

Microfluidic components need to have various shapes to realize different key microfluidic functions such as mixing, separation, particle trapping, or ...

Designing Porous Silicon Films as Carriers of Nerve Growth Factor

신경 성장 인자의 사업자로 서 다공성 실리콘 필름을 디자인

Despite the great potential of NGF for treating neurodegenerative diseases, its therapeutic administration represents a significant challenge as the ...