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 uttrycker vår tacksamhet till medförfattarna till vårt tidigare arbete som denna metod bygger på, Céline Bastard, Luis P. B. Guerzoni, Yonca Kittel, Rostislav Vinokur, Nikolai Born och Tamás Haraszti. Vi erkänner tacksamt finansiering från Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) inom projektet B5 och C3 SFB 985 "Functional Microgels and Microgel Systems". Vi erkänner finansiering från Leibniz Senate Competition Committee (SAW) under Professorinnenprogrammet (SAW-2017-PB62: BioMat). Vi erkänner uppriktigt finansiering från Europeiska kommissionen (EUSMI, 731019). Detta arbete utfördes delvis vid Center for Chemical Polymer Technology (CPT), som stöddes av EU och förbundsstaten Nordrhein-Westfalen (bidrag EFRE 30 00 883 02).

1. Nödvändigt material och preparat för mikrofluidik
<ol><li>För det beskrivna mikrofluidiska förfarandet, använd 1 ml och 5 ml glassprutor och sprutpumpar. Droppbildning på chip observeras via ett inverterat mikroskop utrustat med en höghastighetskamera.</li>
	<li>Skapa den mikrofluidiska chipdesignen (figur 1B) med hjälp av en datorstödd designprogramvara och producera en huvudmall som redan rapporterats12.</li>
	<li>Uppnå kontrollerad ...

<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>

Ett av de kritiska stegen i detta protokoll är kvaliteten på 2-aminoetylmetakrylatet (AMA) som används som komonomer för primär aminfunktionalisering. AMA ska vara ett finkornigt och helst färglöst pulver som levereras i en gastät brun glasbehållare. Man bör undvika att använda grönaktigt och klumpigt material, eftersom det väsentligt försämrar geleringsreaktionen och negativt påverkar resultatens reproducerbarhet. Vid dålig gelering och instabila mikrogelstavar kan man överväga att byta leverantör.</...

För att studera komplext kooperativt cellbeteende i 3D-konstruktioner måste ställningsplattformar visa konsekvent prestanda i reproducerbarhet, ha lämplig geometri för cellmigration och samtidigt tillåta viss flexibilitet när det gäller parameterförändring för att undersöka deras inflytande på den levande vävnaden1. Under de senaste åren har begreppet makroporösa glödgade partiklar (MAP), som först beskrivits av Segura et al., utvecklats till en effektiv och mångsidig plattform för 3D-ställningsproduktion2. Den skräddarsydda sammansättningen av mikrogelerna, som är byggstenarna i den slutliga 3D-ställningen, fördefinierar egenskaper såsom konstruktionens styvhet, gelnätverkets selektiva kemiska reaktivitet och ställningens slutliga porstorlek 2,3,4,5,6. Cellhäftande peptider som ledtrådar för byggnadsställning-cellinteraktioner införlivas i mikrogelernas polymernätverk för att möjliggöra cellbindning och kan varieras för att undersöka deras specifika effekter på celler i odling. 3D-ställningarna stabiliseras genom sammankoppling av de glödgade injicerbara mikrogelerna på grund av kovalenta eller supramolekylära bindningar, vilket resulterar i robusta och definierade konstruktioner för cellodling 2,3,5,7,8.
Mikrofluidik har etablerat sig som en av de mest exakta och anpassningsbara metoderna för framställning av definierade granulära hydrogeler9. Möjligheten att producera större mängder av de erforderliga byggstenarna i en kontinuerlig process samtidigt som deras kemiska, mekaniska och fysiska monodispersitet bibehålls bidrar väsentligt till lämpligheten av denna process. Vidare kan storleken och formen på de producerade mikrogelerna manipuleras med olika metoder såsom batchemulsioner, mikrofluidik, litografi, elektrodynamisk sprutning eller mekanisk fragmentering, som bestämmer byggstenarnas geometri och därmed 3D-strukturen hos den slutliga ställningen 1,10.
Nyligen har begreppet makroporösa 3D-ställningar bestående av funktionaliserade mikrogelstavar som snabbt kopplas samman i vattenlösningar utan ytterligare tillsatser rapporterats11. Anisotropin hos mikrogelstavar resulterade i högre porositeter och porfördelningar med större porstorlekar jämfört med att använda sfäriska mikrogeler i denna studie11. På så sätt skapar mindre material större porer med en mängd olika porgeometrier samtidigt som stabiliteten i 3D-ställningen bibehålls. Systemet består av två typer av mikrogelstavar med komplementära primära amin- och epoxifunktionella grupper som konsumeras inom den sammanlänkande reaktionen när de kommer i kontakt med varandra. De funktionella grupperna som inte deltar i sammankopplingsprocessen förblir aktiva och kan användas för selektiv eftermodifiering med cellhäftande peptider eller andra bioaktiva faktorer. Fibroblastceller fäster, sprider sig och sprider sig när de odlas inuti 3D-ställningarna, växer först på mikrogelytan och fyller de flesta makroporerna efter 5 dagar. En preliminär samodlingsstudie av humana fibroblaster och humana navelvenendotelceller (HUVEC) visade lovande resultat för bildandet av kärlliknande strukturer inom de sammanlänkade 3D-ställningarna11.

<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

Ett tvåkomponentsystem av funktionaliserade mikrogeler från mikrofluidik möjliggör snabb sammankoppling till 3D-makroporösa konstruktioner i vattenhaltiga lösningar utan ytterligare tillsatser. Kontinuerlig fotoinitierad on-chip-gelering möjliggör variation av mikrogel-bildförhållandet, vilket bestämmer byggstensegenskaperna för de erhållna konstruktionerna. Glycidylmetakrylat (GMA) eller 2-aminoetylmetakrylat (AMA) monomerer sampolymeriseras i mikrogelnätverket baserat på polyetylenglykol (PEG) stjärnpolymerer för att uppnå antingen epoxi- eller aminfunktionalitet. Ett fokuserande oljeflöde införs i den mikrofluidiska utloppsstrukturen för att säkerställa kontinuerlig insamling av de funktionaliserade mikrogelstavarna. Baserat på en ny publikation resulterar mikrogelstångsbaserade konstruktioner i större porer på flera hundra mikrometer och leder samtidigt till totalt sett högre ställningsstabilitet jämfört med en sfäriskt baserad modell. På detta sätt är det möjligt att producera konstruktioner med högre volym med mer fri volym samtidigt som mängden material som krävs minskas. De sammanlänkade makroporösa ställningarna kan plockas upp och transporteras utan skador eller sönderfall. Amin- och epoxigrupper som inte är involverade i sammankoppling förblir aktiva och kan användas oberoende för postmodifiering. Detta protokoll beskriver en optimerad metod för tillverkning av mikrogelstavar för att bilda makroporösa sammankopplade byggnadsställningar som kan användas för efterföljande cellexperiment.

<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64010/64010fig02.jpg"> Figur 2: Makroporös tvärbunden ställningsstruktur . (A) 3D-projektion av en 500 μm konfokalmikroskopi Z-stack av den sammanlänkade makroporösa ställningen. Skalstången representerar 500 μm. (B) Sammanlänkad ställning bestående av ~ 10 000 mikrogelstavar på ett täckglas som tas direkt ur vattnet. Skalst...

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

Interlinked Macroporous 3D Scaffolds from Microgel Rods

Microgelstavar med komplementära reaktiva grupper produceras via mikrofluidik med förmågan att sammanlänka i vattenlösning. De anisometriska mikrogelerna fastnar och kopplas samman till stabila konstruktioner med större porer jämfört med sfäriska baserade system. Mikrogeler modifierade med GRGDS-PC bildar makroporösa 3D-konstruktioner som kan användas för cellodling.

Sammankopplade makroporösa 3D-ställningar från Microgel Stavar

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

Detta protokoll beskriver tillverkningen av mikrogelstavar som länkar samman till mikroporställningar. Dessa ställningar kan användas i kombination med celler som ger det utrymme som krävs för effektiv cellcellsinteraktion. De två olika typerna av mikrogelstavar kopplas samman vid kontakt.Vid det höga bildförhållandet leder till större porer samtidigt som ställningens stabilitet bibehålls med mindre syntetiskt material jämfört med sfäriska mikrogeler. Mikroporer ställningar skulle avsevärt förbättra infiltration och interaktion mellan endogena celler för att reparera skadad vävnad. De stora porerna kommer att underlätta bildandet av blodkärl för att utbyta näringsämnen till den växande vävnaden.Minskningen av byggnadsställningar är fördelaktigt eftersom mer öppna utrymmen tillhandahålls för vävnadsbildning, vilket är viktigt för både in vitro- och in vivo-applikationer. En kritisk aspekt är mikrofitiken på spåniseringsteknik. För att säkerställa kontinuerlig produktion av mikrogelstavar måste produkten transporteras effektivt ut ur röret utan igensättning.För att börja, sätt in nålarna i polyetenrören och ta bort gasen från sprutan och röret. Sätt sedan in ett extra polyetenrör i utloppet för produktinsamling. Placera sedan alla glassprutor och sprutpumparna och sätt in varje slangände i motsvarande inlopp.Fokusera sedan mikroskopet på oljevattentvärsnittet. Starta den första oljesprutpumpen för att fylla kanalen med olja först, för att förhindra kanalvätning av den dispergerade fasen. Sänk sedan den första oljeflödeshastigheten till 30 mikroliter per timme och starta sprutpumpen före polymeren tills den dispergerade vattenfasen kan observeras vid tvärsnittet.Ställ sedan in prepolymerflödeshastigheten till 30 mikroliter per timme och fokusera mikroskopet på utloppet. Starta sedan den andra oljesprutpumpen och vänta tills flödesregimen är stabil. Placera utloppsröret i en uppsamlingsbehållare och ställ in UV-bestrålningssystemet så att bestrålningen ligger i intervallet 900 till 1000 milli watt per centimeter i kvadrat.Och bestrålningsplatsen är den raka kanaldelen före utloppet. Före UV-bestrålning, justera flödeshastigheterna för förpolymeren och den första oljan för att uppnå önskat bildförhållande i intervallet 3,0 till 4,5 och ställ in bestrålningstiden för den dispergerade fasen till cirka 2,3 sekunder, beroende på storleken på bestrålningsfläcken. Starta sedan UV-bestrålning och justera vid behov flödeshastigheterna igen enligt föregående underavsnitt.Ändra sedan insamlingsbehållaren och notera produktsamlingens starttid och flödeshastigheter. Om du vill avsluta samlingen tar du bort insamlingsbehållaren och noterar tiden. Efteråt, stoppa bestrålningen och alla sprutpumpar.Tvätta sedan produkten fem gånger vardera med n-hexan, isopropanol och avjoniserat vatten. Ta sedan bort supernatanten efter stavsedimentering. Överför den första komponentdispersionen till en konisk 1,5 eller två milliliter transparent injektionsflaska.Tillsätt sedan den andra komponenten på ett kontrollerat sätt i en kontinuerlig drift med en pipett på 100 mikroliter och blanda innehållet direkt med pipetten för att ta upp vätska och tillsätt den igen. Tillsätt sedan G R G D S P C-lösning till den sammanlänkade strukturen för att modifiera alla återstående epoxigrupper med cellhäftande peptid som bär en fri amin och thyal och lämna vid rumstemperatur över natten. Ta sedan bort de oreagerade molekylerna genom att tvätta med avjoniserat vatten och ta bort supernatanten.Efter att ha sänkt vattennivån, öppna injektionsflaskan och deradiera med UV-ljus med våglängd, 250 till 300 nanometer. Stäng sedan injektionsflaskan och överför injektionsflaskan till en ren bänk. Tvätta sedan med sterilt vatten.Byt ut vattnet i injektionsflaskan mot cellodlingsmedia och tillåt jämvikt i fem minuter. Överför sedan den makroporösa ställningen till en cellodlingsbrunnplatta för experimentet genom att hälla eller använda en spatel. Konfokalmikroskopi avslöjade att den 3D-makroporösa konstruktionen bestod av sammankopplade amin- och epoxifunktionaliserade mikrogelstavar.Konstruktionen uppvisar en kompakt geometri på cirka 10 000 mikrogelstavar bildade inom två eller tre sekunder. Effektiv Youngs modul av amin- och epoximikrogelstavar tillsammans med amin- och epoximikrogelsfärer mäts genom nanoindragning. För att detektera aktiva funktionella grupper kan fluoresceinisotiocyanat användas för att visualisera primära aminogrupper och fluoresceinaminisomer kan man använda för att märka epoxigrupper.Aminmikrogelstavarna har dimensioner med en genomsnittlig längd på 553 mikrometer och en genomsnittlig bredd på 193 mikrometer i avjoniserat vatten, vilket resulterar i ett bildförhållande på cirka 3,0. Medelvärdena för makroporerna och ställningarna som består av mikrogelstavar är 100 mikrometer, med 90% av porstorlekarna från 30 mikrometer till över 150 mikrometer. Sfären som mikrogeler resulterar i kluster med porstorlekar mellan cirka 10 och 55 mikrometer, med ett medelvärde på cirka 22 mikrometer.De beskrivna mikrogelstavarna är utformade för att producera sammankopplade mikroporställningar genom slumpmässig blandning. Ett kontrollerat blandningsförfarande skulle kunna möjliggöra tillverkning av mer skräddarsydda ställningsgeometrier i framtiden. Styvheten hos mikrogelerna och de biokemiska ledtrådarna kan varieras baserat på försäljningskraven.Genom att kombinera olika byggstenar kan en mängd olika geometrier och egenskaper uppnås inom en och samma ställning. På så sätt kan vi rikta in oss på specifika celler effektivt för att bilda flercelliga vävnader.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering

Elastomerisk PGS Byggnadsställningar i arteriellt 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

Beredning av 3D Fibrin ställningar för Kultur Stem Cell Applications

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 Fibrer Byggnadsställningar av poly (glycerol-dodecanedioate) för Engineering neurala vävnader från mus embryonala 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 Byggnadsställningar för Articular kondrocyt kultur och brosk 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 Ställningar: Nya Matriser för regenerativ studier

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

Syntes av biokompatibla Liquid Crystal Elastomer Skum som Cell Ställningar för 3D Spatial cellkulturer

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

Odling däggdjursceller i tredimensionella peptid ställningar

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

Tillverkning av cell-lösa brosk-derived Matrix ställningar

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 tryckta porösa cellulosa Nanocomposite Hydrogel ställningar

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

Tillverkning och användning av torra makroporösa alginatställningar för viral transduktion av 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 ...