Name: interlinked macroporous 3d scaffolds from microgel rods
Uploaded: 2022-06-16T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Interlinked Macroporous 3D Scaffolds from Microgel Rods at JoVE.com

نعرب عن امتناننا للمؤلفين المشاركين في عملنا السابق الذي تستند إليه هذه المنهجية ، سيلين باستارد ، لويس بي بي غيرزوني ، يونكا كيتل ، روستيسلاف فينوكور ، نيكولاي بورن ، وتاماس هاراستي. نعترف بامتنان بالتمويل المقدم من Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ضمن المشروع B5 و C3 SFB 985 "الكبسولات الهلامية الدقيقة الوظيفية وأنظمة الميكروجيل". نحن نقر بالتمويل من لجنة المنافسة في مجلس الشيوخ لايبنتز (SAW) في إطار برنامج البروفيسور (SAW-2017-PB62: BioMat). نحن نعترف بصدق بالتمويل من المفوضية الأوروبية (EUSMI ، 731019). تم تنفيذ هذا العمل جزئيا في مركز تكنولوجيا البوليمر الكيميائي (CPT) ، الذي تم دعمه من قبل الاتحاد الأوروبي وولاية شمال الراين وستفاليا الفيدرالية (منحة EFRE 30 00 883 02).

1. المواد المطلوبة والاستعدادات للموائع الدقيقة
<ol><li>لإجراء الموائع الدقيقة الموصوفة ، استخدم محاقن زجاجية سعة 1 مل و 5 مل ومضخات حقنة. تتم ملاحظة تكوين القطيرات على الرقاقة عبر مجهر مقلوب مزود بكاميرا عالية السرعة.</li>
	<li>قم بإنشاء تصميم رقاقة الموائع الدقيقة (الشكل 1 ب<...

<ol>
	<li>Daly, A. C., Riley, L., Segura, T., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogel+microparticles+for+biomedical+applications.">Hydrogel microparticles for biomedical applications.</a> Nature Reviews Materials. 5 (1), 20-43 (2020).</li><li>Griffin, D. R., Weaver, W. M., Scumpia, P. O., Di Carlo, D., Segura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerated+wound+healing+by+injectable+microporous+gel+scaffolds+assembled+from+annealed+building+blocks.">Accelerated wound healing by injectable microporous gel scaffolds assembled from annealed building blocks.</a> Nature Materials. 14 (7), 737-744 (2015).</li><li>Xin, S., Wyman, O. M., Alge, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assembly+of+PEG+microgels+into+porous+cell-instructive+3D+scaffolds+via+thiol-ene+click+chemistry.">Assembly of PEG microgels into porous cell-instructive 3D scaffolds via thiol-ene click chemistry.</a> Advanced Healthcare Materials. 7 (11), 1800160 (2018).</li><li>Truong, N. 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=Microporous+annealed+particle+hydrogel+stiffness,+void+space+size,+and+adhesion+properties+impact+cell+proliferation,+cell+spreading,+and+gene+transfer.">Microporous annealed particle hydrogel stiffness, void space size, and adhesion properties impact cell proliferation, cell spreading, and gene transfer.</a> Acta Biomaterialia. 94, 160-172 (2019).</li><li>Sheikhi, A., 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-enabled+bottom-up+hydrogels+from+annealable+naturally-derived+protein+microbeads.">Microfluidic-enabled bottom-up hydrogels from annealable naturally-derived protein microbeads.</a> Biomaterials. 192, 560-568 (2019).</li><li>de Rutte, J. M., Koh, J., Di Carlo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scalable+high-throughput+production+of+modular+microgels+for+in+situ+assembly+of+microporous+tissue+scaffolds.">Scalable high-throughput production of modular microgels for in situ assembly of microporous tissue scaffolds.</a> Advanced Functional Materials. 29 (25), 1900071 (2019).</li><li>Hsu, R. -. 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=Adaptable+microporous+hydrogels+of+propagating+NGF-gradient+by+injectable+building+blocks+for+accelerated+axonal+outgrowth.">Adaptable microporous hydrogels of propagating NGF-gradient by injectable building blocks for accelerated axonal outgrowth.</a> Advanced Science. 6 (16), 1900520 (2019).</li><li>Caldwell, A. S., Campbell, G. T., Shekiro, K. M. T., Anseth, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clickable+microgel+scaffolds+as+platforms+for+3D+cell+encapsulation.">Clickable microgel scaffolds as platforms for 3D cell encapsulation.</a> Advanced Healthcare Materials. 6 (15), 1700254 (2017).</li><li>Chen, 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=Advanced+microfluidic+devices+for+fabricating+multi-structural+hydrogel+microsphere.">Advanced microfluidic devices for fabricating multi-structural hydrogel microsphere.</a> Exploration. 1 (3), 20210036 (2021).</li><li>Qazi, T. 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=Anisotropic+rod-shaped+particles+influence+injectable+granular+hydrogel+properties+and+cell+invasion.">Anisotropic rod-shaped particles influence injectable granular hydrogel properties and cell invasion.</a> Advanced Materials. 34 (12), 2109194 (2022).</li><li>Rommel, 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=Functionalized+microgel+rods+interlinked+into+soft+macroporous+structures+for+3D+cell+culture.">Functionalized microgel rods interlinked into soft macroporous structures for 3D cell culture.</a> Advanced Science. 9 (10), 2103554 (2022).</li><li>Guerzoni, L. P. 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=Cell+encapsulation+in+soft,+anisometric+poly(ethylene)+glycol+microgels+using+a+novel+radical-free+microfluidic+system.">Cell encapsulation in soft, anisometric poly(ethylene) glycol microgels using a novel radical-free microfluidic system.</a> Small. 15 (20), 1900692 (2019).</li><li>Kr&#252;ger, A. J. 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=Compartmentalized+jet+polymerization+as+a+high-resolution+process+to+continuously+produce+anisometric+microgel+rods+with+adjustable+size+and+stiffness.">Compartmentalized jet polymerization as a high-resolution process to continuously produce anisometric microgel rods with adjustable size and stiffness.</a> Advanced Materials. 31 (49), 1903668 (2019).</li><li>Darling, N. J., 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=Click+by+click+microporous+annealed+particle+(MAP)+scaffolds.">Click by click microporous annealed particle (MAP) scaffolds.</a> Advanced Healthcare Materials. 9 (10), 1901391 (2020).</li><li>Lutzweiler, G., Ndreu Halili, ., Engin Vrana, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+overview+of+porous,+bioactive+scaffolds+as+instructive+biomaterials+for+tissue+regeneration+and+their+clinical+translation.">The overview of porous, bioactive scaffolds as instructive biomaterials for tissue regeneration and their clinical translation.</a> Pharmaceutics. 12 (7), 602 (2020).</li><li>Dang, H. P., 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=3D+printed+dual+macro-,+microscale+porous+network+as+a+tissue+engineering+scaffold+with+drug+delivering+function.">3D printed dual macro-, microscale porous network as a tissue engineering scaffold with drug delivering function.</a> Biofabrication. 11 (3), 035014 (2019).</li><li>Highley, C. B., Song, K. H., Daly, A. C., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Jammed+microgel+inks+for+3D+printing+applications.">Jammed microgel inks for 3D printing applications.</a> Advanced Science. 6 (1), 1801076 (2019).</li></ol>

تتمثل إحدى الخطوات الحاسمة في هذا البروتوكول في جودة 2-aminoethyl methacrylate (AMA) المستخدم ككومومر لوظيفة الأمين الأولية. يجب أن يكون AMA عبارة عن مسحوق دقيق الحبيبات ويفضل أن يكون عديم اللون يتم تسليمه في حاوية زجاجية بنية محكمة الغلق. يجب على المرء تجنب استخدام المواد الخضراء والمتكتلة ، لأنها تضعف ...

لدراسة سلوك الخلية التعاونية المعقدة في بنيات 3D ، تحتاج منصات السقالة إلى إظهار أداء ثابت في قابلية التكاثر ، ولديها هندسة مناسبة لهجرة الخلايا ، وفي الوقت نفسه ، تسمح ببعض المرونة من حيث تغيير المعلمات للتحقيق في تأثيرها على الأنسجة الحية1. في السنوات الأخيرة ، تطور مفهوم الجسيمات الملدنة الكبيرة التي يسهل اختراقها (MAP) ، والتي وصفها Segura et al. لأول مرة ، إلى منصة فعالة ومتعددة الاستخدامات لإنتاج سقالة ثلاثية الأبعاد2. يحدد التركيب المخصص للكبسولات الهلامية الدقيقة ، والتي تعد اللبنات الأساسية للسقالة ثلاثية الأبعاد النهائية ، خصائص مثل صلابة البناء ، والتفاعل الكيميائي الانتقائي لشبكة الهلام ، وحجم المسام النهائي للسقالة2،3،4،5،6. يتم دمج الببتيدات اللاصقة الخلوية كإشارات لتفاعلات خلايا السقالة في شبكة البوليمر الخاصة بالكبسولات الهلامية الدقيقة للسماح بارتباط الخلية ويمكن تنوعها للتحقيق في آثارها المحددة على الخلايا في الثقافة. يتم تثبيت السقالات ثلاثية الأبعاد عن طريق ربط الهلاميات الدقيقة القابلة للحقن الملدنة بسبب الروابط التساهمية أو فوق الجزيئية ، مما ينتج عنه تركيبات قوية ومحددة لزراعة الخلايا2،3،5،7،8.
أثبتت Microfluidics نفسها كواحدة من أكثر الطرق دقة وقابلية للتكيف لإعداد الهلاميات المائية الحبيبية المحددة9. إن إمكانية إنتاج كميات أكبر من اللبنات الأساسية المطلوبة في عملية مستمرة مع الحفاظ على تشتتها الأحادي الكيميائي والميكانيكي والمادي يساهم بشكل كبير في ملاءمة هذه العملية. علاوة على ذلك ، يمكن التلاعب بحجم وشكل الهلاميات الدقيقة المنتجة بطرق مختلفة مثل مستحلبات الدفعات ، أو الموائع الدقيقة ، أو الطباعة الحجرية ، أو الرش الكهروديناميكي ، أو التجزئة الميكانيكية ، والتي تحدد هندسة اللبنات الأساسية ، وبالتالي ، الهيكل ثلاثي الأبعاد للسقالة النهائية1،10.
في الآونة الأخيرة ، تم الإبلاغ عن مفهوم السقالات 3D التي يسهل اختراقها والتي تتكون من قضبان microgel وظيفية تتشابك بسرعة في المحاليل المائية دون مزيد من الإضافات11. أدى تباين الخواص لقضبان الميكروجيل إلى مسامية أعلى وتوزيعات مسام بأحجام مسام أكبر مقارنة باستخدام الهلاميات الدقيقة الكروية في هذه الدراسة11. بهذه الطريقة ، تخلق المواد الأقل مسام أكبر مع مجموعة متنوعة من أشكال هندسة المسام المختلفة مع الحفاظ على استقرار سقالة 3D. يتكون النظام من نوعين من قضبان microgel مع مجموعات وظيفية أمينية وإيبوكسي أولية تكميلية يتم استهلاكها داخل تفاعل الترابط عند ملامستها لبعضها البعض. تظل المجموعات الوظيفية التي لا تشارك في عملية الربط نشطة ويمكن استخدامها للتعديل الانتقائي اللاحق مع الببتيدات اللاصقة للخلية أو غيرها من العوامل النشطة بيولوجيا. تلتصق الخلايا الليفية وتنتشر وتتكاثر عند زراعتها داخل سقالات 3D ، وتنمو أولا على سطح الهلام الدقيق وتملأ معظم المسام الكبيرة بعد 5 أيام. أظهرت دراسة أولية للاستزراع المشترك للخلايا الليفية البشرية والخلايا البطانية للوريد السري البشري (HUVECs) نتائج واعدة لتشكيل هياكل تشبه الأوعية داخل السقالات 3D المترابطة11.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>ABIL EM 90</td>
			<td>Evonik</td>
			<td>144243-53-8</td>
			<td>non-ionic surfactant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Aminoethyl methacrylate hydrochloride</td>
			<td>TCI Chemicals</td>
			<td>A3413</td>
			<td>&#62;98.0%(T)(HPLC)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-Arm PEG-acrylate 20 kDa</td>
			<td>Biochempeg Scientific Inc.</td>
			<td>A88009-20K</td>
			<td>&#8805; 95 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AutoCAD 2019</td>
			<td>Autodesk</td>
			<td></td>
			<td>computer-aided design (CAD) software; modeling of microfluidic designs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CHROMAFIL MV A-20/25 syringe filter</td>
			<td><s>CHROMAFIL</s>Carl Roth GmbH+Co.KG</td>
			<td>XH49.1</td>
			<td>pore size 0.20 &#181;m; Cellulose Mixed Esters (MV)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover glass</td>
			<td>Marienfeld-Superior</td>
			<td></td>
			<td>type No. 1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EMS Swiss line core sampling tool 0.75 mm</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td></td>
			<td>0.77 mm inner diameter, 1.07 mm outer diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol absolut</td>
			<td>VWR Chemicals</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FL3-U3-13Y3M 150 FPS series high-speed camera</td>
			<td>FLIR Systems</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluoresceinamine isomer I</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>201626</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescein isothiocyanate</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>46424</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25G x 5/8&#8217;&#8217; 0,50 x 16 mm needles</td>
			<td>BD Microlance 3</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycidyl methacrylate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>779342</td>
			<td>&#8805;97.0% (GC)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GRGDS-PC</td>
			<td>CPC Scientific</td>
			<td>FIBN-015A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton 1000 Series Gastight syringes</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10772361/10500052</td>
			<td>PFTE Luer-Lock</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hexane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1,04,367</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lithium phenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>900889</td>
			<td>&#8805;95 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motic AE2000 trinocular microscope</td>
			<td>Ted Pella, Inc.</td>
			<td>22443-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Novec 7100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>SHH0002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oil Red O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>O9755</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraffin</td>
			<td>VWR Chemicals</td>
			<td>24679320</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pavone Nanoindenter Platform</td>
			<td>Optics11Life</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>AM9624</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Tubing 0.38&#215;1.09mm medical grade</td>
			<td>dropletex</td>
			<td></td>
			<td>ID 0.38 mm OD 1.09 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Propanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>190764</td>
			<td>ACS reagent, &#8805;99.5%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protein LoBind Tubes</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>30108132</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pump 11 Pico Plus Elite Programmable Syringe Pump</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1640 medium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11530586</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYLGARD 184 silicone elastomer kit</td>
			<td>Dow SYLGARD</td>
			<td>634165S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichloro-(1H,1H,2H,2H-perfluoroctyl)-silane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>448931</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UVC LED sterilizing box</td>
			<td>UVLED Optical Technology Co., Ltd.</td>
			<td>9S SZH8-S2</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

interlinked macroporous 3d scaffolds from microgel rods

يسمح نظام مكون من عنصرين من الهلاميات الدقيقة الوظيفية من الموائع الدقيقة بالربط السريع في التركيبات الكبيرة 3D في المحاليل المائية دون مزيد من الإضافات. يتيح الهلام المستمر على الرقاقة التي يتم تشغيلها ضوئيا تغيير نسبة العرض إلى الارتفاع microgel ، والتي تحدد خصائص لبنة البناء للتركيبات التي تم الحصول عليها. يتم بلمرة مونومرات جليسيديل ميثاكريلات (GMA) أو مونومرات 2-أمينو إيثيل ميثاكريلات (AMA) في شبكة ميكروجيل تعتمد على بوليمرات نجوم البولي إيثيلين جلايكول (PEG) لتحقيق وظائف الإيبوكسي أو الأمين. يتم إدخال تدفق زيت مركز في هيكل مخرج الموائع الدقيقة لضمان التجميع المستمر لقضبان الميكروجيل الوظيفية. استنادا إلى منشور حديث ، تؤدي التركيبات القائمة على قضيب microgel إلى مسام أكبر تبلغ عدة مئات من الميكرومترات ، وفي الوقت نفسه ، تؤدي إلى استقرار سقالة أعلى بشكل عام مقارنة بالنموذج الكروي. بهذه الطريقة ، من الممكن إنتاج تركيبات ذات حجم أكبر مع حجم أكبر مع تقليل كمية المواد المطلوبة. يمكن التقاط السقالات الكبيرة المترابطة ونقلها دون تلف أو تفكك. تظل مجموعات الأمين والإيبوكسي غير المشاركة في الربط البيني نشطة ويمكن استخدامها بشكل مستقل للتعديل اللاحق. يصف هذا البروتوكول طريقة محسنة لتصنيع قضبان microgel لتشكيل سقالات مترابطة كبيرة يسهل اختراقها والتي يمكن استخدامها في تجارب الخلايا اللاحقة.

<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64010/64010fig02.jpg"> الشكل 2: هيكل سقالة متشابكة كبيرة المسام . (أ) إسقاط 3D لمجهر متحد البؤر 500 ميكرومتر Z-stack من السقالة الكبيرة المسامية المترابطة. يمثل شريط المقياس 500 ميكرومتر. (ب) سقالة مترابطة تت?...

Watch this Scientific Journal Video about Interlinked Macroporous 3D Scaffolds from Microgel Rods at JoVE.com

Interlinked Macroporous 3D Scaffolds from Microgel Rods

يتم إنتاج قضبان Microgel مع مجموعات تفاعلية تكميلية عبر الموائع الدقيقة مع القدرة على الترابط في محلول مائي. تتكدس الهلاميات الدقيقة متباينة القياس وتترابط في تركيبات مستقرة ذات مسام أكبر مقارنة بالأنظمة الكروية. Microgels المعدلة مع GRGDS-PC شكل هياكل 3D كبيرة يسهل اختراقها التي يمكن استخدامها لزراعة الخلايا.

سقالات 3D مترابطة من قضبان Microgel

A two-component system of functionalized microgels from microfluidics allows for fast interlinking into 3D macroporous constructs in aqueous solutions ...

يصف هذا البروتوكول تصنيع قضبان الهلام الدقيقة التي ترتبط بسقالات المسام الدقيقة. يمكن استخدام هذه السقالات مع الخلايا التي توفر المساحة المطلوبة لتفاعل خلية الخلية بكفاءة. يترابط النوعان المختلفان من قضبان الجل الدقيقة عند الاتصال.عند نسبة العرض إلى الارتفاع العالية ، تؤدي إلى مسام أكبر مع الحفاظ على ثبات السقالة باستخدام مواد اصطناعية أقل مقارنة بالمواد الهلامية الدقيقة الكروية. ستعزز سقالات المسام الدقيقة بشكل كبير تسلل وتفاعل الخلايا الداخلية لإصلاح الأنسجة التالفة. ستسهل المسام الكبيرة تكوين الأوعية الدموية لتبادل العناصر الغذائية إلى الأنسجة النامية.يعد تقليل المواد السقالة مفيدا حيث يتم توفير المزيد من المساحات المفتوحة لتكوين الأنسجة ، وهو أمر مهم لكل من التطبيقات في المختبر وفي الجسم الحي. الجانب الحاسم هو تقنية microfitic على التقطيع. لضمان الإنتاج المستمر لقضبان الهلام الدقيقة ، يجب نقل المنتج بشكل فعال من الأنبوب دون انسداد.للبدء ، أدخل الإبر في أنابيب البولي إيثيلين وأزل الغاز من المحقنة والأنبوب. ثم أدخل أنبوب بولي إيثيلين إضافي في المخرج لجمع المنتج. بعد ذلك ، ضع جميع المحاقن الزجاجية ومضخات المحاقن وأدخل كل طرف أنبوب في المدخل المقابل.بعد ذلك ، ركز المجهر على المقطع العرضي لماء الزيت. ابدأ أول مضخة حقنة زيت لملء القناة بالزيت أولا ، لمنع ترطيب القناة بالمرحلة المشتتة. بعد ذلك ، قم بتقليل معدل تدفق الزيت الأول إلى 30 ميكرولتر في الساعة وابدأ مضخة حقنة البوليمر المسبق حتى يمكن ملاحظة المرحلة المائية المشتتة عند المقطع العرضي.بعد ذلك ، اضبط معدل تدفق البوليمر المسبق على 30 ميكرولتر في الساعة وركز المجهر على المخرج. بعد ذلك ، ابدأ تشغيل مضخة حقنة الزيت الثانية وانتظر حتى يستقر نظام التدفق. ضع أنبوب المخرج في حاوية تجميع واضبط نظام تشعيع الأشعة فوق البنفسجية بحيث يكون الإشعاع في حدود 900 إلى 1000 مللي واط لكل سنتيمتر مربع.وبقعة التشعيع هي جزء القناة المستقيمة قبل المخرج. قبل التشعيع بالأشعة فوق البنفسجية ، اضبط معدلات تدفق البوليمر المسبق والزيت الأول لتحقيق نسبة العرض إلى الارتفاع المطلوبة في النطاق من 3.0 إلى 4.5 ، واضبط وقت التشعيع للمرحلة المشتتة على حوالي 2.3 ثانية ، اعتمادا على حجم بقعة التشعيع. ثم ابدأ تشعيع الأشعة فوق البنفسجية ، وإذا لزم الأمر ، اضبط معدلات التدفق مرة أخرى وفقا للقسم الفرعي السابق.بعد ذلك ، قم بتغيير حاوية التجميع ولاحظ وقت بدء مجموعة المنتجات ومعدلات التدفق. لإنهاء المجموعة، قم بإزالة حاوية المجموعة مع ملاحظة الوقت. بعد ذلك ، أوقف التشعيع وجميع مضخات المحاقن.بعد ذلك اغسل المنتج خمس مرات لكل منهما باستخدام n-Hexane و isopropanol والماء منزوع الأيونات. ثم قم بإزالة المادة الطافية بعد ترسيب القضيب. نقل تشتت المكون الأول إلى قارورة شفافة مخروطية 1.5 أو 2 ملليلتر.ثم أضف المكون الثاني بطريقة مضبوطة في عملية مستمرة باستخدام ماصة 100 ميكرولتر واخلط المحتويات مباشرة باستخدام الماصة لامتصاص السائل وإضافته مرة أخرى. ثم أضف محلول G R G D S P C إلى الهيكل المترابط لتعديل جميع مجموعات الإيبوكسي المتبقية مع الببتيد اللاصق للخلية الذي يحمل أمينا حرا وثايل واتركه في درجة حرارة الغرفة طوال الليل. بعد ذلك ، قم بإزالة الجزيئات غير المتفاعلة عن طريق غسلها بالماء منزوع الأيونات وإزالة المادة الطافية.بعد تقليل مستوى الماء ، افتح القارورة وقم بالإشعاع بضوء الأشعة فوق البنفسجية ذي الطول الموجي ، من 250 إلى 300 نانومتر. ثم أغلق القارورة وانقل القارورة إلى مقعد نظيف. بعد ذلك ، اغسل بالماء المعقم.استبدل الماء الموجود في القارورة بوسائط زراعة الخلايا واتركه للتوازن لمدة خمس دقائق. بعد ذلك ، انقل السقالة المسامية الكبيرة إلى صفيحة بئر زراعة الخلايا للتجربة عن طريق صب أو استخدام ملعقة. كشف الفحص المجهري متحد البؤر أن البناء المسامي الكلي 3D يتكون من قضبان هلام دقيقة مترابطة من أمين وإيبوكسي.يعرض البناء هندسة مدمجة لما يقرب من 10،000 قضيب هلام صغير تم تشكيلها في غضون ثانيتين أو ثلاث ثوان. يتم قياس معامل يونغ الفعال لقضبان الهلام الدقيقة للأمين والإيبوكسي جنبا إلى جنب مع كرات الهلام الدقيقة للأمين والإيبوكسي بواسطة المسافة البادئة النانوية. للكشف عن المجموعات الوظيفية النشطة ، يمكن استخدام فلوريسئين أيزو ثيوسيانات لتصور المجموعات الأمينية الأولية ويمكن استخدام أيزومر أمين الفلوريسئين لتسمية مجموعات الإيبوكسي.قضبان الهلام الدقيقة الأمينية لها أبعاد بمتوسط طول 553 ميكرومتر ومتوسط عرض 193 ميكرومتر في الماء منزوع الأيونات ، مما ينتج عنه نسبة عرض إلى ارتفاع تبلغ حوالي 3.0. القيم المتوسطة للمسام الكلية والسقالات المكونة من قضبان هلام دقيقة هي 100 ميكرومتر ، مع 90٪ من أحجام المسام تتراوح من 30 ميكرومتر إلى أكثر من 150 ميكرومتر. الكرة مثل المواد الهلامية الدقيقة ، ينتج عنها مجموعات ذات أحجام مسامية تتراوح بين حوالي 10 إلى 55 ميكرومتر ، بمتوسط قيمة حوالي 22 ميكرومتر.تم تصميم قضبان الهلام الدقيقة الموصوفة لإنتاج سقالات ميكروبويد مترابطة عن طريق الخلط العشوائي. يمكن أن يسمح إجراء الخلط المتحكم فيه بتصنيع المزيد من أشكال هندسة السقالات المصممة خصيصا في المستقبل. يمكن أن تختلف صلابة المواد الهلامية الدقيقة والإشارات الكيميائية الحيوية بناء على متطلبات المبيعات.من خلال الجمع بين اللبنات الأساسية المختلفة ، يمكن تحقيق مجموعة متنوعة من الأشكال الهندسية والخصائص داخل سقالة واحدة. بهذه الطريقة يمكننا استهداف خلايا معينة بكفاءة لتكوين أنسجة متعددة الخلايا.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering

PGS السقالات المرنة في هندسة الأنسجة الشرياني

Cardiovascular disease is one of the leading cause of mortality in the US and especially, coronary artery disease increases with an aging population and ...

Preparation of 3D Fibrin Scaffolds for Stem Cell Culture Applications

إعداد الفايبرين 3D السقالات لتطبيقات الجذعية زراعة الخلايا

Stem cells are found in naturally occurring 3D microenvironments in vivo, which are often referred to as the stem cell niche 1. Culturing stem cells ...

Electrospun Fibrous Scaffolds of Poly(glycerol-dodecanedioate) for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Electrospun Fibrous Scaffolds of Polyglycerol-dodecanedioate for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Electrospun الليفية سقالات بولي (الجلسرين-dodecanedioate) للهندسة الأنسجة العصبية من الخلايا الجذعية الجنينية الماوس

For tissue engineering applications, the preparation of biodegradable and biocompatible scaffolds is the most desirable but challenging task. &#160;Among ...

3D Hydrogel Scaffolds for Articular Chondrocyte Culture and Cartilage Generation

3D هيدروجيل السقالات لالمفصلي خلية غضروفية الثقافة والجيل الغضروف

Human articular cartilage is highly susceptible to damage and has limited self-repair and regeneration potential. Cell-based strategies to engineer ...

Neonatal Cardiac Scaffolds: Novel Matrices for Regenerative Studies

حديثي الولادة القلب السقالات: مصفوفات رواية للدراسات التجدد

The only definitive therapy for end stage heart failure is orthotopic heart transplantation.  Each year, it is estimated that more than 100,000 donor ...

Synthesis of Biocompatible Liquid Crystal Elastomer Foams as Cell Scaffolds for 3D Spatial Cell Cultures

توليف حيويا الكريستال السائل المرنة كسوات كما السقالات الخليوي لزراعات الخلايا 3D المكانية

Here, we present a step-by-step preparation of a 3D, biodegradable, foam-like cell scaffold. These scaffolds were prepared by cross-linking star block ...

Culturing Mammalian Cells in Three-dimensional Peptide Scaffolds

استزراع خلايا الثدييات في السقالات ببتيد ثلاثي الأبعاد

A useful technique for culturing cells in a self-assembling nanofiber three-dimensional (3D) scaffold is described. This culture system recreates an ...

Fabrication of Decellularized Cartilage-derived Matrix Scaffolds

تصنيع السقالات مصفوفة ديسيلولاريزيد المستمدة من الغضروف

Osteochondral defects lack sufficient intrinsic repair capacity to regenerate functionally sound bone and cartilage tissue. To this extent, cartilage ...

3D Printed Porous Cellulose Nanocomposite Hydrogel Scaffolds

3D طبع السقالات السليلوز المسامية المائية نانوي

This work demonstrates the use of three-dimensional (3D) printing to produce porous cubic scaffolds using cellulose nanocomposite hydrogel ink, with ...

Fabrication and Use of Dry Macroporous Alginate Scaffolds for Viral Transduction of T Cells

تصنيع واستخدام سقالات الجينات الجافة الكبيرة المسامية للنقل الفيروسي للخلايا التائية

Genetic engineering of T cells for CAR-T cell therapy has come to the forefront of cancer treatment over the last few years. CAR-T cells are produced by ...