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

Vi udtrykker vores taknemmelighed over for medforfatterne af vores tidligere arbejde, som denne metode er baseret på, Céline Bastard, Luis P. B. Guerzoni, Yonca Kittel, Rostislav Vinokur, Nikolai Born og Tamás Haraszti. Vi anerkender taknemmeligt finansiering fra Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) inden for projektet B5 og C3 SFB 985 "Functional Microgels and Microgel Systems". Vi anerkender finansiering fra Leibniz Senatets konkurrenceudvalg (SAW) under Professorinnenprogramm (SAW-2017-PB62: BioMat). Vi anerkender oprigtigt finansiering fra Europa-Kommissionen (EUSMI, 731019). Dette arbejde blev delvist udført på Center for Chemical Polymer Technology (CPT), som blev støttet af EU og forbundsstaten Nordrhein-Westfalen (tilskud EFRE 30 00 883 02).

1. Påkrævet materiale og præparater til mikrofluidik
<ol><li>Til den beskrevne mikrofluidiske procedure anvendes 1 ml og 5 ml glassprøjter og sprøjtepumper. On-chip dråbedannelse observeres via et omvendt mikroskop udstyret med et højhastighedskamera.</li>
	<li>Opret det mikrofluidiske chipdesign (figur 1B) ved hjælp af en computerstøttet designsoftware, og fremstil en masterskabelon som allerede rapporteret12.</li>
	<li>Opnå kontrolleret ...

<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>

Et af de kritiske trin i denne protokol er kvaliteten af 2-aminoethylmethacrylat (AMA), der anvendes som comonomer til primær aminfunktionalisering. AMA skal være et finkornet og helst farveløst pulver leveret i en gastæt brun glasbeholder. Man bør undgå at bruge grønligt og klumpet materiale, da det væsentligt forringer gelationsreaktionen og påvirker resultaternes reproducerbarhed negativt. I tilfælde af dårlig gelering og ustabile mikrogelstænger kan man overveje at skifte leverandør.
<p class="jove_c...

For at studere kompleks kooperativ celleadfærd i 3D-konstruktioner skal stilladsplatforme vise ensartet ydeevne i reproducerbarhed, have passende geometri til cellemigration og samtidig tillade en vis fleksibilitet med hensyn til parameterændring for at undersøge deres indflydelse på det levende væv1. I de senere år har begrebet makroporøse udglødede partikler (MAP), først beskrevet af Segura et al., udviklet sig til en effektiv og alsidig platform til 3D-stilladsproduktion2. Den skræddersyede sammensætning af mikrogelerne, som er byggestenene i det endelige 3D-stillads, foruddefinerer egenskaber såsom konstruktionens stivhed, gelnetværkets selektive kemiske reaktivitet og stilladsets endelige porestørrelse 2,3,4,5,6. Celleklæbende peptider som tegn på stilladscelleinteraktioner inkorporeres i mikrogelernes polymernetværk for at muliggøre cellebinding og kan varieres for at undersøge deres specifikke virkninger på celler i kultur. 3D-stilladserne stabiliseres ved sammenkobling af de udglødede injicerbare mikrogeler på grund af kovalente eller supramolekylære bindinger, hvilket resulterer i robuste og definerede konstruktioner til cellekultur 2,3,5,7,8.
Microfluidics har etableret sig som en af de mest nøjagtige og tilpasningsdygtige metoder til fremstilling af definerede granulære hydrogeler9. Muligheden for at producere større mængder af de krævede byggesten i en kontinuerlig proces, samtidig med at deres kemiske, mekaniske og fysiske monodispersitet opretholdes, bidrager væsentligt til denne proces' egnethed. Desuden kan størrelsen og formen af de producerede mikrogeler manipuleres ved forskellige metoder såsom batchemulsioner, mikrofluidik, litografi, elektrodynamisk sprøjtning eller mekanisk fragmentering, som bestemmer byggestenenes geometri og dermed 3D-strukturen på det endelige stillads 1,10.
For nylig er begrebet makroporøse 3D-stilladser sammensat af funktionaliserede mikrogelstænger, der hurtigt forbinder i vandige opløsninger uden yderligere additiver, blevet rapporteret11. Anisotropien af mikrogelstænger resulterede i højere porøsiteter og porefordelinger med større porestørrelser sammenlignet med anvendelse af sfæriske mikrogeler i denne undersøgelse11. På denne måde skaber mindre materiale større porer med en række forskellige poregeometrier, samtidig med at stabiliteten af 3D-stilladset opretholdes. Systemet består af to typer mikrogelstænger med komplementære primære amin- og epoxyfunktionelle grupper, der indtages inden for den sammenkoblede reaktion, når de kommer i kontakt med hinanden. De funktionelle grupper, der ikke deltager i sammenkoblingsprocessen, forbliver aktive og kan bruges til selektiv postmodifikation med celleklæbende peptider eller andre bioaktive faktorer. Fibroblastceller fastgør, spredes og formerer sig, når de dyrkes inde i 3D-stilladserne, vokser først på mikrogeloverfladen og fylder de fleste makroporer efter 5 dage. En foreløbig samkulturundersøgelse af humane fibroblaster og endotelceller fra menneskelige navleårer (HUVEC'er) viste lovende resultater for dannelsen af karlignende strukturer i de indbyrdes forbundne 3D-stilladser11.

<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

Et to-komponent system af funktionaliserede mikrogeler fra mikrofluidik muliggør hurtig sammenkobling i 3D-makroporøse konstruktioner i vandige opløsninger uden yderligere additiver. Kontinuerlig fotoinitieret on-chip gelering muliggør variation af mikrogelformatforholdet, som bestemmer byggestensegenskaberne for de opnåede konstruktioner. Glycidylmethacrylat (GMA) eller 2-aminoethylmethacrylat (AMA) monomerer copolymeriseres ind i mikrogelnetværket baseret på polyethylenglycol (PEG) stjernepolymerer for at opnå enten epoxy- eller aminfunktionalitet. En fokuserende oliestrøm indføres i den mikrofluidiske udløbsstruktur for at sikre kontinuerlig opsamling af de funktionaliserede mikrogelstænger. Baseret på en nylig publikation resulterer mikrogelstangbaserede konstruktioner i større porer på flere hundrede mikrometer og fører samtidig til generelt højere stilladsstabilitet sammenlignet med en sfærisk baseret model. På denne måde er det muligt at producere konstruktioner med højere volumen med mere frit volumen, samtidig med at mængden af materiale, der kræves, reduceres. De indbyrdes forbundne makroporøse stilladser kan afhentes og transporteres uden skader eller opløsning. Amin- og epoxygrupper, der ikke er involveret i sammenkobling, forbliver aktive og kan anvendes uafhængigt til postmodifikation. Denne protokol beskriver en optimeret metode til fremstilling af mikrogelstænger til dannelse af makroporøse indbyrdes forbundne stilladser, der kan bruges til efterfølgende celleforsøg.

<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64010/64010fig02.jpg"> Figur 2: Makroporøs tværbundet stilladsstruktur . (A) 3D-projektion af en 500 μm konfokal mikroskopi Z-stak af det sammenkoblede makroporøse stillads. Skalabjælke repræsenterer 500 μm. (B) Sammenkoblet stillads sammensat af ~ 10.000 mikrogelstænger på et dækglas taget direkte ud af vandet. Skalabjælken re...

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

Interlinked Macroporous 3D Scaffolds from Microgel Rods

Microgelstænger med komplementære reaktive grupper produceres via mikrofluidik med evnen til at forbinde i vandig opløsning. De anisometriske mikrogeler sætter sig fast og forbinder sig til stabile konstruktioner med større porer sammenlignet med sfæriske baserede systemer. Mikrogeler modificeret med GRGDS-PC danner makroporøse 3D-konstruktioner, der kan bruges til cellekultur.

Indbyrdes forbundne makroporøse 3D-stilladser fra Microgel-stænger

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

Denne protokol beskriver fremstillingen af mikrogelstænger, der forbinder til mikroporestilladser. Disse stilladser kan bruges i kombination med celler, der giver den nødvendige plads til effektiv celleinteraktion. De to forskellige typer mikrogelstænger hænger sammen ved kontakt.Ved det høje billedformat fører til større porer, samtidig med at stilladsstabiliteten opretholdes ved hjælp af mindre syntetisk materiale sammenlignet med sfæriske mikrogeler. Micropores stilladser ville betydeligt forbedre infiltration og interaktion mellem endogene celler for at reparere beskadiget væv. De store porer vil lette dannelsen af blodkar for at udveksle næringsstoffer til det voksende væv.Reduktionen af stilladsmateriale er gavnlig, da der er mere åbne rum til vævsdannelse, hvilket er vigtigt for både in vitro- og in vivo-applikationer. Et kritisk aspekt er den mikrofitiske chipulationsteknik. For at sikre kontinuerlig produktion af mikrogelstænger skal produktet effektivt transporteres ud af røret uden tilstopning.Til at begynde med skal du indsætte nålene i polyethylenrørene og fjerne gassen fra sprøjten og røret. Indsæt derefter et ekstra polyethylenrør i stikkontakten til produktindsamling. Placer derefter alle glassprøjter og sprøjtepumper og indsæt hver slangeende i det tilsvarende indløb.Fokuser derefter mikroskopet på olievandstværsnittet. Start den første oliesprøjtepumpe for at fylde kanalen med olie først for at forhindre kanalbefugtning i den dispergerede fase. Derefter reduceres den første oliestrømningshastighed til 30 mikroliter i timen, og forpolymersprøjtepumpen startes, indtil den dispergerede vandige fase kan observeres ved tværsnittet.Indstil derefter præpolymerstrømningshastigheden til 30 mikroliter i timen og fokuser mikroskopet på stikkontakten. Start derefter den anden oliesprøjtepumpe og vent, indtil strømningsregimet er stabilt. Udløbsrøret anbringes i en opsamlingsbeholder, og UV-bestrålingssystemet indstilles således, at bestrålingen ligger i området 900 til 1000 milliwatt pr. centimeter i kvadrat.Og bestrålingsstedet er den lige kanaldel før udløbet. Før UV-bestråling justeres strømningshastighederne for præpolymeren og den første olie for at opnå det ønskede billedformat i området 3,0 til 4,5, og bestrålingstiden for den dispergerede fase indstilles til ca. 2,3 sekunder afhængigt af bestrålingsstedets størrelse. Start derefter UV-bestråling, og juster om nødvendigt strømningshastighederne igen i henhold til det foregående underafsnit.Skift derefter kollektionsbeholderen, og noter starttidspunktet for produktsamlingen og flowhastighederne. For at afslutte indsamlingen skal du fjerne indsamlingsbeholderen og notere klokkeslættet. Derefter skal du stoppe bestrålingen og alle sprøjtepumperne.Derefter vaskes produktet fem gange hver med n-hexan, isopropanol og deioniseret vand. Fjern derefter supernatanten efter stangsedimentering. Overfør den første komponentdispersion til et konisk 1,5 eller to milliliter gennemsigtigt hætteglas.Tilsæt derefter den anden komponent på en kontrolleret måde i en kontinuerlig drift med en 100 mikroliter pipette, og bland indholdet direkte ved hjælp af pipetten for at optage væske og tilsæt det igen. Tilsæt derefter G R G D S P C-opløsning til den sammenkoblede struktur for at ændre alle resterende epoxygrupper med celleklæbepeptidet med en fri amin og thyal og lad den stå ved stuetemperatur natten over. Fjern derefter de ikke-reagerede molekyler ved at vaske med deioniseret vand og fjern supernatanten.Efter reduktion af vandstanden skal du åbne hætteglasset og de udstråle med UV-lys med bølgelængde, 250 til 300 nanometer. Luk derefter hætteglasset og overfør hætteglasset til en ren bænk. Vask derefter med sterilt vand.Udskift vandet i hætteglasset med cellekulturmedier, og lad det være ligevægtsi i fem minutter. Overfør derefter makroporøst stillads til en cellekulturbrøndplade til eksperimentet ved at hælde eller bruge en spatel. Konfokal mikroskopi afslørede, at den 3D makroporøse konstruktion var sammensat af indbyrdes forbundne amin- og epoxyfunktionaliserede mikrogelstænger.Konstruktionen udviser en kompakt geometri på ca. 10.000 mikrogelstænger dannet inden for to eller tre sekunder. Effective Youngs modul af amin- og epoxymikrogelstænger sammen med amin- og epoxymikrogelkugler måles ved nanoindrykning. For at detektere aktive funktionelle grupper kan fluorescein iso thiocyanat bruges til at visualisere primære aminogrupper, og fluoresceinaminosisomer kan man bruges til at mærke epoxygrupper.Aminmikrogelstængerne har dimensioner med en gennemsnitlig længde på 553 mikrometer og en gennemsnitlig bredde på 193 mikrometer i deioniseret vand, hvilket resulterer i et billedformat på ca. 3,0. Middelværdierne for makroporerne og stilladserne sammensat af mikrogelstænger er 100 mikrometer, hvor 90% af porestørrelserne spænder fra 30 mikrometer til over 150 mikrometer. Kuglen som mikrogeler resulterer i klynger med porestørrelser mellem ca. 10 og 55 mikrometer med en middelværdi på omkring 22 mikrometer.De beskrevne mikrogelstænger er designet til at producere indbyrdes forbundne mikroporestilladser ved tilfældig blanding. En kontrolleret blandingsprocedure kan give mulighed for fremstilling af mere skræddersyede stilladsgeometrier i fremtiden. Stivheden af mikrogelerne og de biokemiske signaler kan varieres baseret på salgskravene.Ved at kombinere forskellige byggesten kan der opnås en lang række geometrier og egenskaber inden for et stillads. På denne måde kan vi målrette specifikke celler effektivt til dannelse af multicellulære væv.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering

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

Udarbejdelse af 3D Fibrin stilladser til Stem celledyrkningsapplikationer

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 Fiber Stilladser af poly (glycerol-dodecanedioate) for Engineering Neural væv fra mus embryonale stamceller

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 Hydrogel stillads til Artikulære chondrocyt Kultur og brusk Generation

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

Neonatal Cardiac Stilladser: Nye Matricer til regenerativ Studies

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

Syntese af Biokompatible Liquid Crystal Elastomer Skum som Cell Stilladser til 3D Spatial Cell Cultures

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

Dyrkning pattedyrsceller i tre-dimensionelle peptid stilladser

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

Fabrikation af Decellularized brusk-afledte Matrix stilladser

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 trykt porøse Cellulose Nanocomposite Hydrogel stilladser

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

Fremstilling og anvendelse af tørre makroporøse alginatstilladser til viral transduktion af T-celler

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 ...