Name: interlinked macroporous 3d scaffolds from microgel rods
Uploaded: 2022-06-16T13:30:00
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この方法論が基づいている以前の研究の共著者であるセリーヌ・バスタード、ルイス・P・B・ゲルゾーニ、ヨンカ・キッテル、ロスティスラフ・ヴィノクール、ニコライ・ボルン、タマス・ハラシュティに感謝します。我々は、プロジェクトB5及びC3 SFB 985「機能性ミクロゲル及びミクロゲルシステム」におけるドイツ科学アカデミー(DFG)からの資金提供に感謝の意を表する。我々は、ライプニッツ上院競争委員会(SAW)からの資金提供をProfessorinnenprogramm(SAW-2017-PB62:BioMat)の下で認める。私たちは、欧州委員会(EUSMI、731019)からの資金提供に心から感謝します。この作業は、EUとノルトラインヴェストファーレン州の支援を受けた化学ポリマー技術センター(CPT)で部分的に実施されました(助成金EFRE 30 00 883 02)。

1. マイクロフルイディクスに必要な材料と調製物
<ol><li>記載されたマイクロ流体手順には、1mLおよび5mLのガラスシリンジおよびシリンジポンプを使用する。オンチップ液滴の形成は、高速度カメラを搭載した倒立顕微鏡で観察されます。</li>
	<li>コンピュータ支援設計ソフトウェアを使用してマイクロ流体チップ設計(図1B)を作成し、すでに報告されている...

<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>

このプロトコルの重要なステップの1つは、第一級アミン官能基化のコモノマーとして使用される2-アミノエチルメタクリレート(AMA)の品質です。AMAは、気密性の茶色のガラス容器に入れて送達される、きめの細かい、できれば無色の粉末である必要があります。緑がかった塊状の材料は、ゲル化反応を著しく損ない、結果の再現性に悪影響を与えるため、使用しないでください。ゲル化が不?...

3Dコンストラクトにおける複雑な協調的な細胞挙動を研究するために、足場プラットフォームは、再現性において一貫した性能を示し、細胞移動に適した形状を有し、同時に、生体組織への影響を調査するためのパラメータ変更に関して一定の柔軟性を可能にする必要があります1。近年、Seguraらによって最初に記述されたマクロポーラスアニール粒子(MAP)の概念は、3D足場製造のための効率的で汎用性の高いプラットフォームに発展しました2。最終的な3D足場の構成要素であるミクロゲルのテーラード組成は、構築物の剛性、ゲルネットワークの選択的化学反応性、足場の最終的な細孔サイズなどの特性を事前に定義します2,3,4,5,6。足場-細胞相互作用の手がかりとしての細胞接着ペプチドは、細胞接着を可能にするためにミクロゲルのポリマーネットワークに組み込まれ、培養中の細胞に対するそれらの特異的効果を調べるために変化させることができる。3Dスキャフォールドは、共有結合または超分子結合によるアニールされた注射用ミクロゲルの相互連結によって安定化され、細胞培養のための堅牢で定義された構築物をもたらします2,3,5,7,8。
マイクロフルイディクスは、定義された粒状ヒドロゲルを調製するための最も正確で適応可能な方法の1つとしての地位を確立しています9。化学的、機械的、および物理的単分散性を維持しながら、連続プロセスで必要なビルディングブロックを大量に生産する可能性は、このプロセスの適合性に大きく貢献します。さらに、製造されたミクロゲルのサイズおよび形状は、バッチエマルジョン、マイクロ流体工学、リソグラフィー、電気力学的噴霧、または機械的断片化などの様々な方法によって操作することができ、これらはビルディングブロックの形状を決定し、したがって、最終的な足場1,10の3D構造を決定する。
最近、さらなる添加剤なしで水溶液中で急速に連結する官能化されたミクロゲルロッドで構成されるマクロポーラス3D足場の概念が報告されている11。ミクロゲルロッドの異方性は、この研究で球状ミクロゲルを使用した場合と比較して、より高い気孔率とより大きな細孔サイズを持つ細孔分布をもたらしました11。このようにして、材料が少ないほど、3D足場の安定性を維持しながら、さまざまな異なる細孔形状でより大きな細孔が作成されます。このシステムは、互いに接触したときに相互結合反応内で消費される相補的な第一級アミンおよびエポキシ官能基を有する2種類のミクロゲルロッドからなる。インターリンクプロセスに関与しない官能基は活性を維持し、細胞接着ペプチドまたは他の生理活性因子による選択的な後修飾に使用できます。線維芽細胞は、3D足場内で培養すると付着、拡散、増殖し、最初にミクロゲル表面で成長し、5日後にマクロ孔の大部分を満たします。ヒト線維芽細胞とヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の予備共培養研究は、連結された3D足場内に血管様構造を形成するための有望な結果を示した11。

<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

マイクロフルイディクスからの官能化ミクロゲルの2成分系は、追加の添加剤なしで水溶液中の3Dマクロポーラス構造への迅速な相互連結を可能にします。連続的な光開始オンチップゲル化により、得られる構築物のビルディングブロック特性を決定するミクロゲルのアスペクト比の変動が可能になります。グリシジルメタクリレート(GMA)または2-アミノエチルメタクリレート(AMA)モノマーは、エポキシまたはアミン官能基のいずれかを達成するために、ポリエチレングリコール(PEG)スターポリマーに基づくミクロゲルネットワークに共重合されます。集束オイルフローがマイクロ流体出口構造に導入され、官能化されたミクロゲルロッドの連続的な収集が保証されます。最近の出版物に基づいて、ミクロゲルロッドベースの構築物は、数百マイクロメートルの大きな細孔をもたらし、同時に、球ベースのモデルと比較して全体的に高い足場安定性をもたらす。このようにして、必要な材料の量を減らしながら、より多くの自由体積で大量のコンストラクトを製造することが可能です。連結されたマクロポーラス足場は、損傷や崩壊なしにピックアップして輸送することができます。インターリンクに関与しないアミン基とエポキシ基は活性のままであり、後修飾に独立して使用できます。このプロトコルは、その後の細胞実験に利用できるマクロポーラス相互連結足場を形成するためのミクロゲルロッドの製造のための最適化された方法について説明しています。

<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64010/64010fig02.jpg"> 図2:マクロポーラス架橋足場構造 。 (A)連結マクロポーラス足場の500μm共焦点顕微鏡Zスタックの3D投影。スケールバーは500μmを表す。 (B)水から直接取り出したカバーガラス上の~10,000本のミクロゲル棒からなる連結足場。スケールバーは5m...

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Interlinked Macroporous 3D Scaffolds from Microgel Rods

相補的な反応性基を有するミクロゲルロッドは、水溶液中で相互連結する能力を有するマイクロフルイディクスを介して製造される。異方性ミクロゲルは、球形ベースのシステムと比較して、より大きな細孔を有する安定した構築物に詰まりそして相互連結する。GRGDS-PCで修飾されたミクロゲルは、細胞培養に使用できるマクロポーラス3Dコンストラクトを形成します。

ミクロゲルロッドからの連結マクロポーラス3D足場

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

このプロトコルは、マイクロポア足場に相互リンクするマイクロゲルロッドの製造について説明しています。これらの足場は、効率的な細胞細胞相互作用に必要なスペースを提供する細胞と組み合わせて利用することができます。2つの異なるタイプのマイクロゲルロッドは、接触すると相互リンクします。高アスペクト比では、球状マイクロゲルと比較して少ない合成材料を使用して足場の安定性を維持しながら、より大きな細孔をもたらす。微細孔足場は、損傷した組織を修復するための内因性細胞の浸潤と相互作用を大幅に増強します。大きな毛穴は血管形成を促進し、成長組織に栄養素を交換します。足場材料の減少は、組織形成のために提供されるより多くのオープンスペースとして有益であり、これはin vitroおよびin vivoアプリケーションの両方にとって重要である。重要な側面は、マイクロフィティックオンチップ技術です。マイクロゲルロッドの連続生産を確実にするために、製品は目詰まりすることなくチューブから効果的に輸送されなければなりません。はじめに、針をポリエチレンチューブに挿入し、シリンジとチューブからガスを取り除きます。次に、追加のポリエチレンチューブをコンセントに挿入して製品を収集します。次に、すべてのガラスシリンジとシリンジポンプを配置し、各チューブの端を対応する入口に挿入します。次に、顕微鏡を油水断面に焦点を合わせます。最初のオイルシリンジポンプを始動して、分散相によるチャネルの濡れを防ぐために、最初にチャネルをオイルで満たします。次に、最初のオイル流量を毎時30マイクロリットルに減らし、分散した水相が断面で観察できるまでプレポリマーシリンジポンプを起動します。次に、プレポリマーの流量を毎時30マイクロリットルに設定し、顕微鏡を出口に焦点を合わせます。次に、2番目のオイルシリンジポンプを始動し、流量レジームが安定するまで待ちます。出口管を回収容器に入れ、放射照度が900〜1000ミリワット/平方の範囲になるようにUV照射システムを設定します。そして照射スポットは出口の前の直流路部分です。UV照射前に、プレポリマーと第1油の流量を調整して3.0〜4.5の範囲で所望のアスペクト比を達成し、分散相の照射時間を照射スポットの大きさに応じて約2.3秒に設定する。その後、UV照射を開始し、必要に応じて、前のサブセクションに従って流量を再度調整します。次に、回収容器を変更し、製品の回収開始時刻と流量をメモします。収集を終了するには、時刻をメモして収集コンテナーを削除します。その後、照射とすべてのシリンジポンプを停止します。その後、製品をn-ヘキサン、イソプロパノール、および脱イオン水でそれぞれ5回洗浄します。次に、ロッド沈降後の上澄み液を除去します。第1成分分散液を円錐形の1.5または2ミリリットルの透明バイアルに移す。次に、100マイクロリットルのピペットを使用した連続操作で制御された方法で2番目の成分を追加し、ピペットを使用して内容物を直接混合して液体を取り込み、再度追加します。次に、G R G D S P C溶液を連結構造に加え、遊離アミンとチヤールを有する細胞接着ペプチドで残りのすべてのエポキシ基を修飾し、室温で一晩放置します。次に、イオン交換水で洗浄して未反応分子を除去し、上清を除去する。水位を下げた後、バイアルを開け、波長250〜300ナノメートルのUV光を除染します。次に、バイアルを閉じて、バイアルをクリーンベンチに移します。その後、滅菌水で洗ってください。バイアル内の水を細胞培養培地と交換し、5分間平衡化します。次に、マクロ多孔質足場をスパチュラを用いて流し込むか、実験用の細胞培養ウェルプレートに移す。共焦点顕微鏡検査により、3Dマクロ多孔質構造は、相互結合したアミンとエポキシ官能化マイクロゲルロッドで構成されていることが明らかになりました。この構築物は、2〜3秒以内に形成された約10, 000本のマイクロゲルロッドのコンパクトな形状を示す。アミンおよびエポキシマイクロゲルロッドの有効ヤング率、ならびにアミンおよびエポキシマイクロゲル球は、ナノインデンテーションによって測定されます。活性官能基を検出するために、フルオレセインイソチオシアネートを使用して第一級アミノ基を可視化することができ、フルオレセインアミン異性体1つをエポキシ基の標識に使用することができます。アミンマイクロゲルロッドの寸法は、脱イオン水中での平均長さ553マイクロメートル、平均幅193マイクロメートルであり、アスペクト比は約3.0です。マクロ細孔とマイクロゲル棒で構成された足場の平均値は100マイクロメートルで、細孔径の90%は30マイクロメートルから150マイクロメートル以上の範囲です。マイクロゲルのような球は、約10〜55マイクロメートルの細孔サイズを持つクラスターをもたらし、平均値は約22マイクロメートルです。記載されたマイクロゲルロッドは、ランダム混合によって連結されたミクロ細孔足場を生成するように設計されている。制御された混合手順により、将来、よりカスタマイズされた足場形状の製造が可能になります。マイクロゲルの剛性と生化学的手がかりは、販売要件に基づいて変えることができます。異なるビルディングブロックを組み合わせることで、1つの足場内でさまざまな形状とプロパティを実現できます。このようにして、特定の細胞を効率的に標的にして多細胞組織を形成することができます。

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering

動脈組織工学におけるエラストマーのPGSの足場

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Preparation of 3D Fibrin Scaffolds for Stem Cell Culture Applications

幹細胞培養アプリケーションのための3Dフィブリン足場の調製

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

マウス胚性幹細胞からの神経組織エンジニアリングのためのポリエレクトロ繊維状足場（グリセロール - ドデカン）

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

関節軟骨細胞培養軟骨の生成のための3Dハイドロゲルの足場

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

新生児心臓足場：再生研究のための新しい行列

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

3D空間の細胞培養のための細胞骨格などの生体適合性液晶エラストマー発泡体の合成

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

三次元ペプチド足場で哺乳動物の細胞を培養

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

脱軟骨由来のマトリックス足場の作製

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

3 D プリントされた多孔性セルロース ナノコンポジット型ヒドロゲル足場

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

T細胞のウイルス形質導入のための乾燥マクロポーラスアルギン酸スキャフォールドの作製と利用

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 ...