Name: Andamios de hidrogel granular de metacriloilo de gelatina: fabricación de microgel de alto rendimiento, liofilización, ensamblaje químico y bioimpresión 3D (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-12-09T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 36 s
Description: Aprende a fabricar microgeles de GelMA mediante liofilización y ensamblaje fotoquímico para bioimpresión 3D de tejidos. Este método permite crear andamios microporosos con infiltración celular rápida.

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Los autores desean agradecer a T. Pond, especialista en apoyo a la investigación en el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Estatal de Pensilvania (Penn State), al personal del Laboratorio de Nanofabricación de Penn State y al Dr. J. de Rutte de Partillion Bioscience por la ayuda y la discusión sobre los procesos de nanofabricación. A. Sheikhi reconoce el apoyo de las subvenciones iniciales del Instituto de Investigación de Materiales (MRI) y la Facultad de Ingeniería de Materiales Materiales Materia a Nivel Humano, el Centro de Convergencia para Sistemas de Materiales Multifuncionales Vivos (LiMC2) y el Programa de Subvenciones de Investigación Colaborativa de Materiales Vivos, Adaptativos y Energéticamente Autónomos del Clúster de Excelencia (livMatS) y el fondo de inicio de Penn State. La investigación reportada en esta publicación fue parcialmente apoyada por el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería (NIBIB) de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) bajo el número de premio R56EB032672.

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<li>Annabi, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((25th+anniversary+article%3A+rational+design+and+applications+of+hydrogels+in+regenerative+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">25th anniversary article: rational design and applications of hydrogels in regenerative medicine.</a> Advanced Materials. 26 (1), 85-124 (2014).</li>
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<li>Sheikhi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modular+microporous+hydrogels+formed+from+microgel+beads+with+orthogonal+thermo-chemical+responsivity%3A+Microfluidic+fabrication+and+characterization%5BTitle%5D)+AND+%22MethodsX%22%5BJournal%5D)">Modular microporous hydrogels formed from microgel beads with orthogonal thermo-chemical responsivity: Microfluidic fabrication and characterization.</a> MethodsX. 6, 1747-1752 (2019).</li>
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<li>Sheikhi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microengineered+emulsion-to-powder+technology+for+the+high-fidelity+preservation+of+molecular%2C+colloidal%2C+and+bulk+properties+of+hydrogel+suspensions%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Polymer+Materials%22%5BJournal%5D)">Microengineered emulsion-to-powder technology for the high-fidelity preservation of molecular, colloidal, and bulk properties of hydrogel suspensions.</a> ACS Applied Polymer Materials. 1 (8), 1935-1941 (2019).</li>
<li>Lee, S., de Rutte, J., Dimatteo, R., Koo, D., Di Carlo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scalable+fabrication+and+use+of+3d+structured+microparticles+spatially+functionalized+with+biomolecules%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Scalable fabrication and use of 3d structured microparticles spatially functionalized with biomolecules.</a> ACS Nano. 16 (1), 38-49 (2022).</li>
<li>Charlet, A., Bono, F., Amstad, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+reinforcement+of+granular+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Science%22%5BJournal%5D)">Mechanical reinforcement of granular hydrogels.</a> Chemical Science. 13 (11), 3082-3093 (2022).</li>
</ol>

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

La gelatina y sus derivados son los biomateriales a base de proteínas más utilizados para la fabricación de HMP. El desafío del equilibrio entre el rendimiento y la monodispersidad del tamaño de partícula se puede superar utilizando dispositivos microfluídicos de emulsificación escalonada. Estos dispositivos son capaces de formar más de 40 millones de gotas por hora, con un coeficiente de variación inferior al 5%27. En este artículo, discutimos la microfabricación de gotas que contienen soluciones...

El ensamblaje de bloques de construcción HMP para formar andamios de ingeniería de tejidos ha ganado una gran atención en los últimos años1. GHS, fabricado a través del ensamblaje HMP, tiene propiedades únicas en comparación con sus contrapartes a granel, incluida la microporosidad a escala celular que se origina en los espacios vacíos entre los bloques de construcción discretos. Las propiedades adicionales, como la inyectabilidad, la modularidad y la rigidez desacoplada de la porosidad, hacen de GHS una plataforma prometedora para mejorar la reparación y regeneración de tejidos2. Se han utilizado diferentes biomateriales para la fabricación de GHS, incluidos polímeros sintéticos basados en PEG3,4 y polisacáridos, como el alginato5 y el ácido hialurónico 6,7. Entre los polímeros de origen natural, el biopolímero a base de proteínas más común para la fabricación de GHS es GelMA 8,9,10,11, un biomaterial reticulado, biocompatible, bioadhesivo y biodegradable 12,13.
Los HMP pueden fabricarse mediante emulsificación por lotes8, dispositivos microfluídicos de concentración de flujo 14,15 o emulsificación escalonada9,11, mezcla 16 o coacervación compleja17,18. Por lo general, existe una compensación entre el rendimiento de fabricación y la monodispersión de HMP. Por ejemplo, la técnica de mezcla produce HMP de forma irregular y altamente polidispersos. La emulsificación por lotes o la coacervación compleja permiten la producción de grandes volúmenes de HMP esféricas polidispersas. Los dispositivos microfluídicos de enfoque de flujo se han utilizado para fabricar gotas altamente monodispersas con un coeficiente de variación del <5%, sin embargo, el rendimiento es significativamente bajo. En los dispositivos microfluídicos de emulsificación escalonada, los pasos altamente paralelizados permiten la fabricación de alto rendimiento de HMP monodispersos19.
Los bloques de construcción HMP de gelatina modificada con metacriloilo (GelMA) son termosensibles y (foto) reticulables químicamente, lo que permite una fácil fabricación GHS20. Al enfriarse por debajo de la temperatura superior de la solución crítica (UCST)21 (por ejemplo, a 4 °C), las gotas que contienen una solución de GelMA se convierten en HMP reticuladas físicamente. Estos bloques de construcción de HMP se empaquetan utilizando fuerzas externas (por ejemplo, mediante centrifugación) para producir suspensiones de microgel atascadas. Los enlaces entre partículas se establecen entre HMP adyacentes a través de reticulación (foto)química para formar GHS14 mecánicamente robusto. Una de las propiedades más importantes del GHS es la microporosidad, lo que permite una fácil penetración celular in vitro11 y un mayor crecimiento tisular in vivo22. La bioimpresión tridimensional (3D) de HMP se realiza convencionalmente utilizando suspensiones de microgel apretadas, comprometiendo la microporosidad23.
Recientemente hemos desarrollado una nueva clase de biotintas granulares basadas en la nanoingeniería interfacial de microgeles GelMA a través de la adsorción de nanopartículas cargadas heterogéneamente, seguidas de autoensamblaje reversible de nanopartículas. Esta estrategia hace que los microgeles sueltos producidos por cizallamiento y extrusión sean bioimprimibles en 3D, lo que preserva la porosidad a microescala del GHS11 fabricado aditivamente. Este artículo presenta los métodos para la fabricación de gotas GelMA de alto rendimiento, la conversión de estas gotas en HMP reticuladas físicamente, la fabricación de HMP GelMA utilizando polvo resuspendible, la formación de GelMA GHS, la preparación de biotinta granular (NGB) de nanoingeniería GelMA y la bioimpresión 3D.

<table><tbody><tr><td>1H,1H-perfluoro-1-octanol</td><td>Alfa Aesar, MA, USA</td><td>B20156-18</td><td>98% de pureza</td></tr><tr><td>Punzón de biopsia</td><td>Integra Miltex, NY, EE. UU</td>. <td>33-31A-P/25</td><td>Punzón de biopsia de 1,5 mm con sistema de émbolo</td></tr><tr><td>Aguja roma</td><td>SANANTS</td><td>30-002-25</td><td>25 G</td></tr><tr><td>Bruker Avance NEO 400 MHz</td><td>400 MHz Bruker NEO, MA, USA</td><td></td><td>Centrífuga del dispositivo NMR</td></tr><tr><td></td><td>Eppendorf, Alemania</td><td>5415 C</td><td></td></tr><tr><td>Tubo de centrífuga</td><td>Celltreat, MA ,EE. UU</td><td>. 229423</td><td></td></tr><tr><td>Filtros de café</td><td>BUNN, IL, EE. UU</td>. <td>20104.0006</td><td>BUNN 8-12 Filtros de café para tazas, 6 cada uno, 100 ct</td></tr><tr><td>Desecador</td><td>Thermo Scientific</td><td>5311-0250</td><td>Nalgene Desecador al vacío, cubierta y cuerpo de PC, 280 mm de diámetro exterior</td></tr><tr><td>Óxido de deuterio</td><td>Sigma, MA, EE. UU</td>. <td>151882</td><td></td></tr><tr><td>Membrana de diálisis (12-14 kDa)</td><td>Spectrum Laboratories, NJ, EE. UU</td><td>. 08-667E</td><td></td></tr><tr><td>Solución salina tamponada con fosfato de Dulbecco (DPBS, 1x)</td><td>Sigma, MA, EE. UU</td>. <td>56064C-10L</td><td>polvo seco, sin calcio, sin magnesio, apto para cultivo celular</td></tr><tr><td>Matraz Erlenmeyer</td><td>Corning, NY, EE. UU</td><td>. 4980</td><td>Corning PYREX&nbsp;</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>VWR, PA, EE. UU</td>. <td>89125-188</td><td>Koptec 200 proof</td></tr><tr><td>Viales criogénicos de rosca externa (crioviales)</td><td>Corning, NY, EE. UU</td><td>. 430659</td><td></td></tr><tr><td>liofilizador</td><td>Labconco, MO, EE. UU</td>. <td>71042000</td><td>Equipado con bomba de vacío (Catálogo # 7587000)</td></tr><tr><td>Gelatina en polvo</td><td>Sigma, MA, EE. UU</td>. <td>G1890-5100G</td><td>Tipo A de piel porcina, fuerza de gel ~ 300 g</td></tr><tr><td>Bloom Glass portaobjetos de microscopio</td><td>VWR, PA, EE. UU.</td><td>82027-788</td><td></td></tr><tr><td>Placa calefactora</td><td>FOUR E'S SCIENTIFIC</td><td></td><td>MI0102003 5 pulgadas Agitador magnético de placa calefactora Max Temp 280 &deg; C/536 y deg; F&nbsp;</td></tr><tr><td>Kimwipes</td><td>Fischer scientific, MA, EE. UU</td><td>. 06-666</td><td></td></tr><tr><td>KMPR 1000 serie fotorresistente negativa</td><td>Kayaku Advanced Materials, MA, EE. UU.</td><td>121619</td><td>KMPR1025 y KMP1035 están incluidos</td></tr><tr><td>LAPONITE XLG</td><td>BYK USA Inc., CT, EE. UU</td>. <td>2344265</td><td></td></tr><tr><td>Fenil-2,4,6-trimetilbenzoilfosfinato de litio (LAP)</td><td>Sigma, MA, EE. UU</td>. <td>900889-1G</td><td>>95%</td></tr><tr><td>Luer-Lok conector</td><td>BD, NJ, EE. UU.</td><td>BD 302995&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>MA/BA Gen4-serie Mask- und Bond-aligner</td><td>S&uuml; SS MicroTeck, dispositivo de</td><td>nanofabricación</td>alemán <td></td></tr><tr><td>Anhídrido de metacilato Sigma</td><td>, MA, EE. UU</td>. <td>276685-100ML</td><td>contiene 2,000 &nbsp; ppm de topanol A como inhibidor, 94%</td></tr><tr><td>Milli-Q de agua</td><td>Millipore Corporation, MA, EE. UU</td><td>. ZRQSVR5WW</td><td>resistividad eléctrica &asymp; 18 M&Omega; a 25 & grados; C, Direct-Q 5 UV Sistema de purificación de agua remoto</td></tr><tr><td>Novec 7500 fluido de ingeniería</td><td>3M, MN, EE. UU</td><td></td><td>. 3M ID&nbsp; Horno 7100003723</td></tr><tr><td></td><td>VWR, PA, EE. UU</td>. <td>VWR-1410</td><td>1410 Horno de vacío</td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Fischer scientific, MA, EE. UU</td><td>. HS234526C</td><td></td></tr><tr><td>pipeta Pasteur</td><td>VWR, PA, EE. UU.</td><td>14673-010</td><td></td></tr><tr><td>Placa de Petri</td><td>VWR, PA, EE. UU.</td><td>25384-092</td><td>poliestireno</td></tr><tr><td>Pico-Surf</td><td>Sphere Fluidics, Reino Unido</td><td>C022</td> <td>(5% (p/p) en Novec 7500)</td></tr><tr><td>Pipeta</td><td>VWR, PA, EE. UU.</td><td>89079-970</td><td></td></tr><tr><td>Puntas de pipeta</td><td>VWR, PA, EE. UU</td>. <td>87006-060</td><td></td></tr><tr><td>Cámara limpiadora de plasma</td><td>Harrick Plasma, NY, EE. UU</td><td>. PDC-001-HP&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Polidimetilsiloxano</td><td>Dow Corning, MI, EE. UU. &</td><td>nbsp; 2065623</td><td>SYLGARD 184 Kit de elastómero de silicona</td></tr><tr><td>Pipeta de desplazamiento positivo</td><td>Microman E M100E, Gilson, OH, EE. UU</td>. <td>M100E</td><td></td></tr><tr><td>Obleas de silicona</td><td>UniversityWafer, MA, EE. UU</td>. <td>452/1196</td> Espátula <td>de grado mecánico de 4 pulgadas</td></tr><tr><td></td><td>VWR, PA, EE. UU.</td><td>231-0104</td><td>Desechable</td></tr><tr><td>SU-8&nbsp;</td><td>Kayaku Advanced Materials, MA, EE. UU</td><td></td><td></td></tr><tr><td>. Bomba de jeringa</td><td>Harvard Aparato, MA, EE. UU.</td><td>70-2001</td><td>PHD 2000</td></tr><tr><td>Tricloro (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl) silano</td><td>Millipore Sigma, MA, EE. UU</td>. <td>448931-10G</td><td>97%</td></tr><tr><td>Tubos Tygon</td><td>Saint-globain, PA, EE. UU</td><td>. AAD04103&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Luz ultravioleta&nbsp;</td><td>QUANS</td><td></td><td>Voltaje: 85 V-265 V AC / Potencia: 20 W</td></tr><tr><td>Unidad de filtración al vacío</td><td>VWR, PA, USA</td><td>10040-460</td><td>0.20 &micro; m</td></tr><tr><td>Vortex</td><td>Fischer scientific, EE. UU.</td><td>14-955-151</td><td>Mini mezclador de vórtice</td></tr></tbody></table>

andamios de hidrogel granular de metacriloilo de gelatina: fabricación de microgel de alto rendimiento, liofilización, ensamblaje químico y bioimpresión 3d

Gelatin Methacryloyl Granular Hydrogel Scaffolds: High-throughput Microgel Fabrication, Lyophilization, Chemical Assembly, and 3D Bioprinting

La aparición de andamios de hidrogel granular (GHS), fabricados mediante el ensamblaje de micropartículas de hidrogel (HMP), ha permitido la formación de andamios microporosos in situ. A diferencia de los hidrogeles a granel convencionales, los poros interconectados a microescala en GHS facilitan la infiltración celular independiente de la degradación, así como la transferencia de oxígeno, nutrientes y subproductos celulares. La gelatina modificada con metacriloilo (GelMA), un biopolímero a base de proteínas (foto)químicamente reticulado que contiene adhesivo celular y restos biodegradables, se ha utilizado ampliamente como biomaterial instructivo / sensible a las células. La conversión de GelMA a granel a GHS puede abrir una gran cantidad de oportunidades para la ingeniería y regeneración de tejidos. En este artículo, demostramos los procedimientos de fabricación de microgel GelMA de alto rendimiento, conversión a microgeles secos resuspendibles (micro-aerogeles), formación de GHS a través del ensamblaje químico de microgeles y fabricación de biotinta granular para bioimpresión por extrusión. Mostramos cómo un tratamiento fisicoquímico secuencial a través de enfriamiento y fotoreticulación permite la formación de GHS mecánicamente robusto. Cuando la luz es inaccesible (por ejemplo, durante la inyección de tejido profundo), los HMP de GelMA reticulados individualmente pueden ensamblarse bioortogonalmente a través de la reticulación enzimática utilizando transglutaminasas. Finalmente, la bioimpresión tridimensional (3D) de GHS microporoso a baja densidad de empaquetamiento HMP se demuestra a través del autoensamblaje interfacial de nanopartículas cargadas heterogéneamente.

GelMA se sintetizó a través de la reacción de gelatina con MA, como se presenta en la Figura 1A. Al adaptar las condiciones de reacción, como la concentración de MA, se obtuvieron diferentes grados de sustitución de MA. Para cuantificar el grado de sustitución de MA, se evaluó GelMA mediante espectroscopia de RMN 1H (Figura 1B). Los grupos funcionales de vinilo con picos representativos en los cambios químicos de ~ 5-6 ppm confirmaron la exi...

Este artículo describe los protocolos para la fabricación de microgel de metacriloilo de gelatina de alto rendimiento utilizando dispositivos microfluídicos, la conversión de microgeles en polvo resuspendible (micro-aerogeles), el ensamblaje químico de microgeles para formar andamios de hidrogel granular y el desarrollo de biotintas de hidrogel granular con microporosidad preservada para bioimpresión 3D.

Andamios de hidrogel granular de metacriloilo de gelatina: fabricación de microgel de alto rendimiento, liofilización, ensamblaje químico y bioimpresión 3D

The emergence of granular hydrogel scaffolds (GHS), fabricated via assembling hydrogel microparticles (HMPs), has enabled microporous scaffold formation ...

Las micropartículas de hidrogel numérico de matriz extracelular o ECM se pueden usar como bloques de construcción para la fabricación de andamios. Este protocolo demuestra la fabricación, purificación, liofilización, ensamblaje fotográfico y bioimpresión 3D de micropartículas de gelatina de metacriloilo o hidrogel GelMA. GelMA es un biopolímero fotoquímico, reticulado, a base de proteínas que contiene adhesivo celular y restos biodegradables que ha sido ampliamente utilizado como un biomaterial instructivo y sensible a las células.En comparación con el hidrogel a granel convencional, los andamios de hidrogel granular GelMA son microporosos, lo que permite una rápida infiltración celular que se puede adaptar según el tamaño del bloque de construcción. Los andamios de hidrogel granular GelMA pueden abrir nuevas oportunidades para la bioimpresión 3D de tejidos gruesos, órganos y enfermedades en plataformas baratas e ingeniería regenerativa. Para comenzar, agregue 10 miligramos de LAP a 10 mililitros de DPBS para preparar una solución de fotoiniciador al 0.1%.Proteja la solución de la luz envolviéndola con papel de aluminio y etiquétela. A continuación, disuelva la cantidad deseada de GelMA en la solución del fotoiniciador. Coloque la solución envuelta en papel de aluminio en el horno de 37 grados centígrados durante una hora para obtener una solución transparente.Para preparar la fase oleosa, haga una solución de surfactante biocompatible al 2% en el fluido de ingeniería. Inserte el tubo Tygon en las entradas y salidas del dispositivo PDMS, luego inserte una aguja roma de calibre 25 en el otro extremo del tubo Tygon para las entradas. Coloque el dispositivo bajo el microscopio y mantenga el ambiente caliente a aproximadamente 40 grados centígrados con un secador de pelo o un calentador de espacio.Cargue las soluciones acuosa y de aceite en jeringas separadas conectadas al dispositivo. Arranque la bomba de jeringa para la fase oleosa con un caudal de 160 microlitros por minuto. Después de que el aceite llene el canal, comience la fase acuosa a 80 microlitros por minuto.Verifique la formación de gotitas bajo el microscopio. Recoja las gotitas en un recipiente y evalúelas en la cámara de imágenes mediante microscopía óptica. Mantenga las gotitas a cuatro grados centígrados durante la noche mientras las protege de la luz para iniciar la reticulación física del microgel GelMA y convertir las gotitas en microgeles estables.Para implementar el método de emulsión a polvo de microingeniería, MEtoP, recolecte los microgeles reticulados físicamente en el fluido de ingeniería utilizando tubos de microcentrífuga o crioviales térmicamente duraderos. Selle el tubo abierto con una toallita de laboratorio y cinta adhesiva. Congele los microgeles físicamente reticulados en nitrógeno líquido durante 10 minutos para proceder con la liofilización.Después de la liofilización, se obtendrá un polvo sólido. Agregue un mililitro de solución fotoiniciadora enfriada al 0,1% a cuatro grados centígrados al polvo liofilizado para hacer suspensiones de microgel. Centrifugar la mezcla de vórtice a 3, 000 g durante 15 segundos.Después de desechar el sobrenadante, transfiera la suspensión de microgel empaquetada a un molde usando una pipeta de desplazamiento positivo y expóngala a la luz a una longitud de onda de 400 nanómetros con una intensidad de 15 milivatios por centímetro cuadrado durante 60 segundos para formar andamios de hidrogel granular o GHS. Para 400 microlitros de suspensión de microgel, agregue una cantidad igual de solución de PFO helada, 20% en fluido de ingeniería a los microgeles GelMA físicamente reticulados. A continuación, centrifugar la mezcla de vórtice a 300 g durante 15 segundos y eliminar la fase oleosa de los microgeles GelMA mediante pipeteo.Luego agregue 400 microlitros de solución fotoiniciadora helada al 0.1% a la suspensión de microgel. Después de centrifugar la solución de vórtice a 300 g durante 15 segundos, deseche el aceite. Repita los pasos de adición de solución fotoiniciadora y centrifugación, pero centrifugar a 3.000 g esta vez y desechar el sobrenadante de los microgeles GelMA envasados.Transfiera los microgeles GelMA envasados a un molde, seguido de una exposición a la luz para formar el GHS. Agregue 100 miligramos de polvo de nanoplaquetas a tres mililitros de agua ultrapura helada para formar una dispersión de nanopartículas al 3,33%. Vortex la dispersión vigorosamente dentro de un refrigerador de cuatro grados centígrados durante 15 minutos para exfoliar las nanopartículas agregadas.Las nanopartículas correctamente exfoliadas producen una clara dispersión. Disuelva 50 miligramos de LAP en cinco mililitros de agua ultrapura helada para preparar una solución madre de fotoiniciador al 1%. Luego agregue 333 microlitros de solución fotoiniciadora al 1% a la dispersión de nanopartículas exfoliadas y envuélvala en papel de aluminio para protegerla contra la luz ambiental.Vortex la mezcla durante un minuto para mezclar la dispersión de nanopartículas y el fotoiniciador. Agregue PFO helado, 20% en fluido de ingeniería a los microgeles GelMA físicamente reticulados en una proporción de volumen de uno a uno. Después de centrifugar la mezcla de vórtice a 300 g durante 15 segundos, deseche la fase oleosa que contiene el surfactante.Agregue la dispersión de nanopartículas suplementada con LAP helada a los microgeles GelMA lavados. Después de centrifugar a 3, 000 g durante 15 segundos, deseche el aceite restante en el fondo y la dispersión sobrenadante. Almacene la suspensión a cuatro grados centígrados mientras la protege de la luz con papel de aluminio durante un día para producir el producto GelMA biotinta granular de nanoingeniería o NGB.Al día siguiente, cargue el NGB en una jeringa de tres mililitros. Selle la jeringa cargada con una tapa y una parapelícula, y realice una centrifugación por pulso a 200 g para eliminar el aire atrapado. Transfiera la biotinta a un cartucho de tres mililitros utilizando un conector Luer hembra-hembra.Centrifugar el cartucho brevemente a 200 g de nuevo para eliminar el aire atrapado, y mantener el NGB a cuatro grados centígrados antes de su uso. A continuación, cargue la suspensión de células de fibroblastos murinos preparada en una jeringa de tres mililitros. Acople el NGB y las jeringas cargadas con células usando un conector Luer hembra-hembra, y mezcle el contenido suavemente empujando hacia adelante y hacia atrás 40 veces.Imprima el NGB o NGB cargado de células utilizando una bioimpresora adecuada con una boquilla cónica estándar cargando la boquilla en el cabezal de impresión de tres mililitros. Mantenga la temperatura de la cama de impresión por debajo de 10 grados centígrados y optimice parámetros como la velocidad y la contrapresión. Seleccione el archivo gcode o STL deseado.A continuación, seleccione el sustrato y el tipo de boquilla para una jeringa neumática de tres mililitros equipada con una boquilla cónica estándar. Calibre la bioimpresora utilizando las pautas del dispositivo y comience a imprimir para obtener las estructuras 3D. La tecnología MEtoP produjo polvo de microgel seco resuspendible mediante liofilización a baja presión al tiempo que protegía los microgeles de la agregación y la deformación severa.Las imágenes SEM mostraron que las micropartículas secas de GelMA que utilizan esta tecnología conservan su forma esférica después de la liofilización en comparación con la agregación observada con la liofilización convencional. La caracterización de microporos de GelMA, GHS y NGB con un colorante de fluorescencia de alto peso molecular mostró los espacios vacíos de microescala interconectados. Además, la imagen de fluorescencia evaluada mediante un script de MATLAB escrito a medida detectó los poros.Las mediciones de la fracción vacía y el diámetro equivalente de poro mediano no mostraron diferencias significativas que atestigüen la disponibilidad e interconectividad de los poros a microescala en los andamios impresos en 3D utilizando el NGB. La superioridad de los andamios NGB a los microgeles GelMA apretados y sueltos por la medición de la longitud del filamento colgante reveló que NGB tenía una longitud mayor que los microgeles empaquetados. Los microgeles sueltos no produjeron filamentos.Se imprimió en 3D un cilindro hueco y toda la construcción se expuso a la luz para la reticulación. La estructura impresa se sostuvo físicamente para mostrar la forma, la fidelidad y la integridad estructural. Si el andamio se utiliza para la evaluación biológica, por ejemplo, en la bioimpresión cargada de células, recuerde realizar todos los pasos bajo ciertas condiciones, bajo el gabinete de seguridad biológica.Esperamos descomercializar el uso de andamios de hidrogel granular como una plataforma de biomateriales recientemente surgida en biomedicina.

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Bioengineering

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Síntesis microfluídica de bloques de construcción de microgel para andamios de partículas recocidas microporosas

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Aprende a fabricar microgeles de GelMA mediante liofilización y ensamblaje fotoquímico para bioimpresión 3D de tejidos. Este método permite crear andamios microporosos con infiltración celular rápida.

Andamios de hidrogel granular de metacriloilo de gelatina: fabricación de microgel de alto rendimiento, liofilización, ensamblaje químico y bioimpresión 3D (Video) | JoVE Journal

Andamios de hidrogel granular de metacriloilo de gelatina: fabricación de microgel de alto rendimiento, liofilización, ensamblaje químico y bioimpresión 3D

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