Name: fabricating highly open porous microspheres (hopms) via microfluidic technology
Uploaded: 2022-05-16T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Fabricating Highly Open Porous Microspheres HOPMs via Microfluidic Technology at JoVE.com

SCL, YW, RKK og AZC anerkjenner økonomisk støtte fra National Natural Science Foundation of China (NSFC, 32071323, 81971734 og U1605225) og Program for Innovative Research Team in Science and Technology i Fujian Province University. YSZ ble verken støttet av noen av disse programmene eller mottatt betaling av noe slag; i stedet anerkjennes støtte fra Brigham Research Institute.

1. Fremstilling av løsninger
<ol><li>Forbered PVA-stamløsningen på forhånd ved å varme opp PVA-oppløsningen i et 80 °C vannbad og deretter plassere den i kjøleskapet ved 4 °C. Avkjøl til romtemperatur (RT) for eksperimentell bruk.</li>
	<li>Forbered emulsjonsforløperen ved å tilsette den vandige gelatinoppløsningen (1 ml, 7,5 %, w/v) til den organiske fasen av PLGA (2 ml, 2 %, w/v i diklormetan, DCM) (se materialtabell). MERK: Generelt involverer mikrofluidisk teknolog...

<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>

Denne artikkelen beskriver en effektiv strategi for å produsere PLGA-baserte arkitekturer, nemlig PLGA-HOPMs. Det skal bemerkes at flere kritiske skritt må tas nøye, inkludert å unngå løsningsmiddelfordampning av PLGA og forsiktig justering av ultralydseffekten til målposisjonen under fremstillingen av emulsjonen. I tillegg kan væskeutløpet til 20 ml sprøyten justeres til en viss grad for å løse faseseparasjonen av emulgerte forløpere. En begrensning er imidlertid at siden porogens tilstand påvirkes av omgi...

Cellebelastede mikrosfærer gir gunstige fordeler, for eksempel forbedret celleretensjonskapasitet in situ, effektiv levering av celler og påfølgende evne til celleproliferasjon in vivo1. Til dags dato har mange undersøkelser blitt lagt frem for å utvikle en vellykket stillasstruktur for å støtte et gunstig miljø for celler for vevregenerering eller narkotikascreeningsapplikasjoner2. Imidlertid er hypoksimiljøet ofte uunngåelig i interiøret på grunn av utilstrekkelig tilførsel av næringsstoffer / oksygen og metabolsk avfallsakkumulering3. For å overvinne disse problemene har svært porøse mikrosfærer (PM) blitt utviklet ved hjelp av forskjellige biomaterialer 4,5,6. I tillegg, i dynamisk kultur, lider stillasene av overdreven skjærspenning7, og den ustabile tilstanden til kulturmediet kan bryte troskapen til partimedlemmene. For eksempel demonstrerte vi samtidig injeksjon av mus myoblast (C2C12) -laden PLGA svært åpne PMs (HOPMs) og human navlestreng endotelcelle (HUVEC) -laden poly (etylenglykol) hule mikroroder for å helbrede volumetrisk muskeltap, og oppnådde bemerkelsesverdig forbedring av in situ skjelettmuskelregenerering8.
Spesielt er PMs preget av store overflateområder og høye porøsiteter, som er av spesiell interesse for celleadhesjon og vekst mot minimal invasiv cellelevering9. I lys av disse aspektene har ulike biokompatible materialer blitt brukt til å fremstille PMs10,11. Disse utformede PM-ene som er kokulturert med celler, gir utmerket vedheft, betydelig mekanisk styrke og svært sammenkoblede vinduer, noe som kan forbedre celleproliferasjonen for å reparere skadet vev12. I denne forbindelse er det også utviklet ulike teknologier for å fremstille porøse kuler13,14. På den ene siden ble PMs produsert ved hjelp av gassdannende midler, for eksempel NH4HCO3, som ble begrenset på grunn av utilstrekkelig sammenkobling15,16,17. På den annen side ble PMs direkte kuttet etter emulgering, noe som førte til polydisperse PMs18. Til slutt er dråpemikrofluidisk teknologi basert på emulsjonsmalende tilnærming kanskje en effektiv metode for å konstruere PMer, da det ofte resulterer i ensartede partikler19. Spesielt er de morfologiske egenskapene til mikrosfærene ofte avhengige av kvaliteten på de genererte emulsjonsdråpene (dvs. vann-i-olje, W / O eller olje-i-vann, O / W), noe som kan påvirke egenskapene til biomaterialene20 betydelig. Det er verdt å merke seg at den forhåndsdesignede mikrofluidiske plattformen kan brukes til å generere mikrofibre eller mikrosfærer. I et tilfelle demonstrerte Yu og medarbeidere produksjonen av cellebelastede mikrofibroøse strukturer basert på kapillærbaserte mikrofluidiske plattformer, som kunne brukes til å sette sammen cellulære nettverk for å etterligne naturlig vev21. I et annet tilfelle produserte Ye et al. fotoniske krystallmikrokapsler ved malreplikasjon av silikakolloidale krystallperler gjennom mikrofluidiske teknologier, noe som kunne overvinne mange begrensninger av nåværende teknikker som krever kompleks merking og spesifikt apparat22.
Faktisk er begrunnelsen bak bruken av denne teknikken på grunn av ulike fordeler, for eksempel å være lettvint i naturen, krever ikke sofistikert utstyr, og dens bekvemmelighet i å syntetisere ensartede partimedlemmer for cellelevering og regenerative medisinapplikasjoner. I denne sammenheng, med forhåndsdesignede komponenter av emulsjonsmaling, kan PMs med høy porøsitet og sammenkobling enkelt oppnås fra en mikrofluidisk enhet montert fra poly (vinylklorid) (PVC) rør, en glasskapillær og en nål. En W / O-emulsjonsforløper fremstilles ved homogenisering av en vandig løsning av gelatin og en organisk løsning av PLGA. Ved selektiv injeksjon av den aktuelle delen av emulsjonen i den mikrofluidiske plattformen, fremstilles PM-ene med ensartede partikkelstørrelser og sammenkoblede porer i hele overflaten til interiøret. Denne protokollen tar sikte på å fremstille PLGA-HOPM-ene ved å emulsjonsmaler i den mikrofluidiske plattformen. Det antas at denne protokollen tillater reproduserbar produksjon av PLGA-HOPMs og vil potensielt være anvendelig i deres relaterte felt av vevsteknikk og narkotika screening.

<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

Sammenlignet med bulk stillaser og direkte injeksjon av celler alene, har de injiserbare modulære enhetene fått enorm interesse for å reparere funksjonsfeil vev på grunn av bekvemmelighet i pakking av celler, forbedret celleretensjon og minimal invasivitet. Videre kan den porøse konformasjonen av disse mikroskalabærerne øke mediumutvekslingen og forbedre nivået av næringsstoffer og oksygenforsyninger. Denne studien illustrerer den praktiske fabrikasjonen av poly (melke-ko-glykolsyre) -baserte svært åpne porøse mikrosfærer (PLGA-HOPMs) av den enkle mikrofluidiske teknologien for celleleveringsapplikasjoner. De resulterende monodisperserte PLGA-HOPM-ene hadde partikkelstørrelser på ~ 400 μm og åpne porer på ~ 50 μm med sammenhengende vinduer. Kort fortalt ble de emulgerte oljedråpene (PLGA-oppløsning i diklormetan, DCM), innpakket med 7,5% (w / v) gelatinvandig fase, introdusert i 1% (w / v) kontinuerlig flytende poly (vinylalkohol) (PVA) vandig løsning gjennom koaksialdysen i det tilpassede mikrofluidiske oppsettet. Deretter ble mikrosfærene utsatt for løsningsmiddelekstraksjon og lyofiliseringsprosedyrer, noe som resulterte i produksjon av HOPMs. Spesielt spiller forskjellige formuleringer (konsentrasjoner av PLGA og porogen) og prosesseringsparametere (emulgerende kraft, nålemåler og strømningshastighet for dispergert fase) avgjørende roller i egenskapene og egenskapene til de resulterende PLGA HOPMs. Videre kan disse arkitekturene potensielt innkapsle forskjellige andre biokjemiske signaler, for eksempel vekstfaktorer, for utvidet legemiddeloppdagelse og vevregenereringsapplikasjoner.

Basert på tidligere arbeid som optimaliserte hovedparametrene1, ble PLGA oppløst i det evaporable DCM-løsningsmidlet. Den primære W / O-emulsjonen ble fremstilt ved homogenisering med gelatin under ultralydsondebehandling. Den tilpassede samstrømningsfluidiske strukturen ble forenklet montert, der en sprøyte ble ansatt for å introdusere strømmene konstant. Videre ble det utført tilstrekkelige skylleprosedyrer for å eliminere PVA og gelatin fra PLGA-mikrosfærer (figur<strong class="xfig"...

Watch this Scientific Journal Video about Fabricating Highly Open Porous Microspheres HOPMs via Microfluidic Technology at JoVE.com

Fabricating Highly Open Porous Microspheres HOPMs via Microfluidic Technology

Denne protokollen beskriver fabrikasjon av poly (melke-ko-glykolsyre)-baserte svært åpne porøse mikrosfærer (HOPMs) via enkeltemulsjonsformuleringsbasert lettvindig mikrofluidisk teknologi. Disse mikrosfærene har potensielle anvendelser i vevsteknikk og narkotikascreening.

Fremstilling av svært åpne porøse mikrosfærer (HOPMs) via mikrofluidisk teknologi

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

I denne protokollen demonstrerer vi en effektiv prosedyre for fremstilling av PLGA-baserte svært åpne porøse mikrosfærer, som gir flere fordeler som bekvemmeligheten av emballasjeceller, forbedret celleoppbevaring og minimal invasivitet. De resulterende monodisperserte PLGA-baserte høyåpne porøse mikrosfærene hadde partikkelstørrelser på ca. 400 mikrometer og åpne porer på ca. 50 mikrometer med sammenkoblede vinduer for forbedret celleretensjonseffektivitet. Disse minimalt invasive mikrobærerne kan støtte en plattform av en intrikat 3D-tumormodell for narkotikascreening og lettvinte verktøy for å konstruere cellebelastede mikrovev for vevregenerering.Denne tilnærmingen er ganske lett, da den mikrofluidiske enheten kan monteres fra polyvinylkloridrør, en glasskapillær og en nål. Demonstrere prosedyren vil være Sheng-Chang Luo, doktorgradsstudent i laboratoriet. Begynn med å konstruere en mikrofluidisk generator med co-flow ved hjelp av et glass kapillær, polyvinylkloridrør og en 26 gauge dispensernål.Koble deretter glasskapillæren til enden av polyvinylkloridrøret, og pierce forbindelsen mellom de to med en nål. For dråpegenerasjonen, plasser den andre enden av polyvinylkloridrøret i kontinuerlig fase, og herd med ultrafiolett lim for å forsegle hullene i skjøten. Ta nå en 50 milliliter sprøyte for å laste den kontinuerlige fasen, og en fem milliliter sprøyte for emulsjonsdannelse.Sett deretter strømningshastighetene til den kontinuerlige fasen til to milliliter per minutt, og dispersjonsfasene til 0, 08 milliliter per minutt. Legg et 500 milliliter beger i et isbad, og fyll det med en forkjølt polyvinylalkohol vandig løsning. For å fremstille emulsjonen, dekanter straks den vandige gelatinoppløsningen i DCM-løsningen av PLGA, og emulgerer ved bruk av ultralydsenheten.Juster deretter ultralydseffekten til 400 watt, og den totale behandlingstiden til 90 sekunder, og endre sondens posisjon kontinuerlig. Stabiliser den resulterende emulsjonen for sprøytesug og dråpegenerering på ca. 20 minutter. Etter ultralydbehandling, last raskt den forberedte emulsjonen i fem milliliter sprøyten i den mikrofluidiske plattformen og introduser den ustabile vannoljeemulsjonen i den mikrofluidiske enheten som den diskontinuerlige fasen.Bruk samtidig den vandige løsningen av polyvinylalkohol som kontinuerlig fase. Etter å ha injisert riktige deler av emulsjonen i den mikrofluidiske enheten, samle mikrosfæren som inneholder emulsjonen i bunnen av oppsamlingsbegeret og plasser prøven ved fire grader Celsius over natten for ytterligere stabilisering. Normaliser de lagrede mikrosfærene til romtemperatur og eliminer gjenværende DCM ved omrøring med en glassstang i en time ved 60 RPM.Deretter dekanterer du oppsamlingsfasen forsiktig i et 500 milliliter beger og vasker av gjenværende polyvinylalkohol fra overflaten av porøse mikrosfærer med avionisert vann tre ganger. Løs opp gelatinen som er pakket inn i PLGA-ryggraden ved å plassere PLGA-mikrosfærene i vannbadet ved 37 grader Celsius i 30 minutter. Fjern deretter gjenværende gelatin ved å skylle de resulterende mikrosfærene med det avioniserte vannet to ganger, og avkjøl for lyofilisering ved minus 80 grader Celsius i 24 timer.De PLGA-baserte svært åpne porøse mikrosfærene viste størrelser på 350 til 500 mikrometer med en vilkårlig størrelse pore på 10 til 100 mikrometer, og sammenkoblede vinduer, noe som kunne lette høy effektivitet i oksygenmetabolsk avfallstransport. Benmargmesenkymale stamceller dyrket i PLGA-baserte svært åpne porøse mikrosfærer festet seg til stillasene på en dag, noe som representerte omfattende adhesjons- og migrasjonsevner av celler. Kalsium-AM og propidiumjodidfarging viste at cellene er levende og fordelt jevnt.Det er viktig å stille ultralydseffekten og sondens posisjon. Den reproduserbare produksjonen av PLGA-baserte svært åpne porøse mikrokuler vil bane vei for å konstruere hyllevaregrafer for å indusere regenerering eller narkotikascreening.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fabricating Highly Open Porous Microspheres (HOPMs) via Microfluidic Technology

Microfluidic Mixers for Studying Protein Folding

Microfluidic Mixers for å studere Protein Folding

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 ...

Cell Squeezing as a Robust, Microfluidic Intracellular Delivery Platform

Cell klemme som en robust, Microfluidic Intracellulær Levering Platform

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

Porøs Silicon Mikropartikler for levering av siRNA Therapeutics

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

Fabrikere Bomull Analytiske Devices

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

En mikrofluid Model of Biomimetically Breathing Lunge acinar Airways

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

Fabrikasjon nedbrytbar Thermoresponsive Hydrogels på flere lengde skalaer via reaktive ekstrudering, Microfluidics, selvstendig montering, og Electrospinning

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

Multi-trinns variabel Høyde Fotolitografi for Valved Multilayer microfluidic enheter

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

Microfluidic Plattform med multiplekset Electronic Detection for Spatial Sporing av partikler

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

Rekonfigurerbare mikrovæskekanalen med Pin-discretized dekksider

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

Utforme porøse Silicon filmer som bærere av Nerve vekst faktor

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