Name: סינתזה מיקרופלואידית של אבני בניין מיקרוגל עבור פיגום חלקיקים מחושלים מיקרו-נקבוביים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-06-16T14:40:00.000+00:00
Duration: 9 min 34 s
Description: למד שיטת מיקרופלואידיקה לסינתזה של אבני בניין מיקרוג'ל מונו-מפוזרים עבור פיגומים מיקרו-נקבוביים ברפואה רגנרטיבית. הפרוטוקול מאפשר ייצור בנפח גבוה עם שליטה מדויקת בגודל ובנקבוביות לשיפור שילוב רקמות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מבקשים להודות לג'ו דה רוטה ולמעבדת די קרלו באוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס, על עזרתם בתכנון המכשיר המיקרופלואידי המקורי שממנו פותח המכשיר המדווח, כמו גם על הדרכתם המוקדמת בייצור ופתרון בעיות במכשירי PDMS. סכמות איורים נוצרו עם Biorender.com.

<ol><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/pubmed?term=((Accelerated+wound+healing+by+injectable+microporous+gel+scaffolds+assembled+from+annealed+building+blocks%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Accelerated wound healing by injectable microporous gel scaffolds assembled from annealed building blocks.</a> Nature Materials. 14 (7), 737-744 (2015).</li>
<li>Koh, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+in+vivo+delivery+of+stem+cells+using+microporous+annealed+particle+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Enhanced in vivo delivery of stem cells using microporous annealed particle scaffolds.</a> Small. 15 (39), 1903147(2019).</li>
<li>Pruett, L. J., Jenkins, C. H., Singh, N. S., Catallo, K. J., Griffin, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heparin+microislands+in+microporous+annealed+particle+scaffolds+for+accelerated+diabetic+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Heparin microislands in microporous annealed particle scaffolds for accelerated diabetic wound healing.</a> Advanced Functional Materials. 31 (35), 2104337(2021).</li>
<li>Darling, N. J., Sideris, E., Hamada, N., Carmichael, S. T., Segura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+and+spatially+patterned+microporous+annealed+particle+%28MAP%29+hydrogels+for+tissue+repair+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Science%22%5BJournal%5D)">Injectable and spatially patterned microporous annealed particle (MAP) hydrogels for tissue repair applications.</a> Advanced Science. 5 (11), 1801046(2018).</li>
<li>Isaac, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microporous+bio-orthogonally+annealed+particle+hydrogels+for+tissue+engineering+and+regenerative+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomaterials+Science+and+Engineering%22%5BJournal%5D)">Microporous bio-orthogonally annealed particle hydrogels for tissue engineering and regenerative medicine.</a> ACS Biomaterials Science and Engineering. 5 (12), 6395-6404 (2019).</li>
<li>Pruett, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+microporous+annealed+particle+hydrogel+for+long-term+vocal+fold+augmentation%5BTitle%5D)+AND+%22Laryngoscope%22%5BJournal%5D)">Development of a microporous annealed particle hydrogel for long-term vocal fold augmentation.</a> Laryngoscope. 130 (10), 2432-2441 (2020).</li>
<li>Nih, L. R., Sideris, E., Carmichael, S. T., Segura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injection+of+microporous+annealing+particle+%28MAP%29+hydrogels+in+the+stroke+cavity+reduces+gliosis+and+inflammation+and+promotes+NPC+migration+to+the+lesion%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Injection of microporous annealing particle (MAP) hydrogels in the stroke cavity reduces gliosis and inflammation and promotes NPC migration to the lesion.</a> Advanced Materials. 29 (32), (2017).</li>
<li>Griffin, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activating+an+adaptive+immune+response+from+a+hydrogel+scaffold+imparts+regenerative+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Materials%22%5BJournal%5D)">Activating an adaptive immune response from a hydrogel scaffold imparts regenerative wound healing.</a> Nature Materials. 20 (4), 560-569 (2021).</li>
<li>Sideris, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Particle+hydrogels+based+on+hyaluronic+acid+building+blocks%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomaterials+Science+and+Engineering%22%5BJournal%5D)">Particle hydrogels based on hyaluronic acid building blocks.</a> ACS Biomaterials Science and Engineering. 2 (11), 2034-2041 (2016).</li>
<li>Schaeffer, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Injectable+microannealed+porous+scaffold+for+articular+cartilage+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Plastic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Injectable microannealed porous scaffold for articular cartilage regeneration.</a> Annals of Plastic Surgery. 84, 6S Suppl 5 446-450 (2020).</li>
<li>Pruett, L., Ellis, R., McDermott, M., Roosa, C., Griffin, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatially+heterogeneous+epidermal+growth+factor+release+from+microporous+annealed+particle+%28MAP%29+hydrogel+for+improved+wound+closure%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Spatially heterogeneous epidermal growth factor release from microporous annealed particle (MAP) hydrogel for improved wound closure.</a> Journal of Materials Chemistry B. 9 (35), 7132-7139 (2021).</li>
<li>Jivan, F., Alge, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bio-orthogonal%2C+site-selective+conjugation+of+recombinant+proteins+to+microporous+annealed+particle+hydrogels+for+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">Bio-orthogonal, site-selective conjugation of recombinant proteins to microporous annealed particle hydrogels for tissue engineering.</a> Advanced Therapeutics. 3 (1), 1900148(2020).</li>
<li>de Rutte, J. M., Koh, J., di Carlo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scalable+high-throughput+production+of+modular+microgels+for+in+situ+assembly+of+microporous+tissue+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">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>Pfaff, B. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+and+improved+photoannealing+of+microporous+annealed+particle+%28MAP%29+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomaterials+Science+and+Engineering%22%5BJournal%5D)">Selective and improved photoannealing of microporous annealed particle (MAP) scaffolds.</a> ACS Biomaterials Science and Engineering. 7 (2), 422-427 (2021).</li>
<li>Darling, N. J., Hung, Y. S., Sharma, S., Segura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+kinetics+of+thiol-maleimide+Michael-type+addition+gelation+kinetics+for+the+generation+of+homogenous+poly%28ethylene+glycol%29+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Controlling the kinetics of thiol-maleimide Michael-type addition gelation kinetics for the generation of homogenous poly(ethylene glycol) hydrogels.</a> Biomaterials. 101, 199-206 (2016).</li>
<li>Sandell, J. L., Zhu, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+in-vivo+optical+properties+of+human+tissues+and+its+impact+on+PDT%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biophotonics%22%5BJournal%5D)">A review of in-vivo optical properties of human tissues and its impact on PDT.</a> Journal of Biophotonics. 4 (11-12), 773-787 (2011).</li>
</ol>

למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.

פרוטוקול זה מתאר שיטות לסינתזה ואפיון של מיקרוג'לים, המשמשים כאבני הבניין של פיגומי חלקיקים חישוליים מיקרו-נקבוביים (MAP). פרוטוקול זה משתמש בגישה מיקרופלואידית בתפוקה גבוהה כדי ליצור כמויות גדולות של מיקרו-ג'לים אחידים, שלא ניתן להשיגם בשיטות אחרות כגון מיקרופלואידיקה ממוקדת זרימה 1,4,7,9 (חד-תפרחת גבוהה, תפוקה נמוכה), תחליב אצווה 6,10 ואלקטרו-ריסוס 5,12 (מונודיספרספריות נמוכה, תשואה גבוהה). בשיטות המתוארות כאן, ניתן ליצור מיקרו-ג'לים חד-ממדיים לשימוש בפיגומי MAP שיכולים לשמש למגוון יישומים של רפואה רגנרטיבית (למשל, מסירת תאים, ריפוי פצעים).
שלב קריטי של פרוטוקול זה הוא יצירת התקנים מיקרופלואידיים PDMS. אם המכשירים אינם מיוצרים כראוי, זה יכול להיות השפעות שליליות במורד הזרם על היווצרות microgel ו monodispersity. חשוב למנוע הכנסת חפצים (כלומר, בועות, אבק) ל-PDMS לפני שהוא נרפא, שכן הדבר עלול לסתום את התעלות ולהשפיע באופן משמעותי על היווצרות המיקרוג'ל. כדי למתן זאת ככל האפשר, יש להשתמש בנייר דבק כדי להסיר אבק, לאחסן את המכשירים במיכל ללא אבק, ולעבוד במכסה מנוע ללא אבק, במידת האפשר. מומלץ גם לאחסן את המכשירים ב 60 מעלות צלזיוס לקבלת התוצאות הטובות ביותר עם הטיפול במשטח.
כאשר שופכים את מכשירי PDMS, חשוב לשמור על עובי אחיד כי הוא בערך שווה או פחות מאורך אגרוף הביופסיה. אם המכשיר עבה מדי, אגרוף הביופסיה לא יוכל לחדור עד הסוף. כמו כן, חשוב מאוד לא לקרוע את הכניסות/שקעים של מכשיר ה-PDMS בזמן הניקוב עם ניקוב הביופסיה ו/או הכנסת צינורות. קרע בהתקן PDMS יגרום לדליפה מהפתחים/שקעים, מה שעלול לגרום לאובדן התמיסה המבשרת של הג'ל. אם יש דליפה בהתקן PDMS, הפתרון הטוב ביותר הוא להחליף אותו במכשיר חדש במהירות האפשרית.
כאשר מטפלים בפלזמה במכשיר, השימוש בחמצן טהור ובטיפול בפלזמה במשך 30 שניות הניב את התוצאות הטובות ביותר להדבקת PDMS למגלשת הזכוכית. אם המכשיר אינו נקשר כראוי (כלומר, עדיין ניתן להרים את ה- PDMS ממגלשת הזכוכית לאחר טיפול בפלזמה), יש לבדוק שוב כי מטפל הפלזמה פועל כראוי וכי המכשיר והשקופיות נוקו ביסודיות. כמו כן, חשוב להשתמש בטיפול הנכון במשטח סילאן, ולקבלת התוצאות הטובות ביותר, יש לטפל במכשירי PDMS ישירות לפני השימוש. ניתן להשתמש גם בשיטות אחרות של טיפול פני השטח, כגון תצהיר אדים כימיים.
צעד מכריע נוסף הוא שימוש נכון בהתקנים המיקרופלואידיים של PDMS ליצירת מיקרוג'ל. מומלץ להשתמש ביחס קצב זרימה של לפחות 2:1 (פרוטוקול זה משתמש בקצב זרימת שמן של 6 מ"ל/שעה ובקצב זרימה מימי של 3 מ"ל/שעה), אך ניתן לכוונן זאת כדי להשיג את גודל המיקרוג'ל הרצוי. ה- pH של תמיסת מבשר המיקרוג'ל הוא גם מדד חשוב לאופטימיזציה כדי למנוע סתימה של המכשיר. תמיסת מלח עם אגירת פוספט (PBS) מאיצה את היווצרות התיולאט בכימיה של תוספות מסוג מייקל, וריכוזי ה-PBS המשמשים בפרוטוקול זה מניבים את התוצאות הטובות ביותר עבור ג'לציה של מיקרו-ג'ל בהתקנים המיקרופלואידיים. ברגע שמשאבות המזרק מתחילות, ייתכן שיש כמה בועות בתעלות microfluidic, אבל זה צריך שיווי משקל לאחר כמה דקות. מומלץ לעקוב אחר היווצרות מיקרוג'ל באמצעות מיקרוסקופ. אם הזרימה לא נראית דומה לזו ו/או שיש כמה ערוצים שמייצרים חלקיקים גדולים, סביר להניח שזה נובע מבעיות בשלב הטיפול במשטח. הפתרון הטוב ביותר הוא להחליף את המכשיר באחד שעבר טיפול טרי על פני השטח.
אם נראה שהמיקרו-ג'לים מתלכדכים, ייתכן שהסיבה לכך היא ריכוז לא מספיק של FluoroSurfactant. הפתרון המומלץ הוא להגדיל את ה-wt% של חומר פעילי השטח בשלב השמן. עם זאת, מגבלה אחת לשימוש בריכוזים גבוהים של חומרים פעילי שטח היא שזה יכול להיות קשה יותר להסיר אותו במהלך שלב הטיהור. מומלץ להשתמש במכשירים מיקרופלואידיים פעם אחת בלבד, אך ניתן לעשות שימוש חוזר במכשירים אם שוטפים אותם בשמן נובק מיד לאחר השימוש כדי להסיר כל תמיסה מימית שעלולה לסתום את המכשיר ולסתום את הערוצים. בעוד שהתקן מיקרופלואידי אחד יכול לייצר נפח תפוקה גבוה של מיקרו-ג'לים (מ"ל/שעה), ניתן להגדיל את קצב הייצור הזה על ידי שימוש במספר התקנים מיקרופלואידיים במקביל.
שלב החישול של מכלול פיגומים MAP מסתמך על שימוש בפוטו-אינטליטור המופעל על ידי אור של פילמור רדיקלי, וניתן לבחור את הפוטו-אינטליטור על סמך היישום הרצוי. לדוגמה, לפוטו-איניטיטור LAP יש זמני חישול מהירים (<30 שניות) בעת שימוש באור UV בגל ארוך, בעל השפעה מינימלית על כדאיות התא במבחנה14. עם זאת, אורך גל זה נספג מאוד על ידי רקמה16 וייתכן שאין לו יעילות חישול גבוהה כמו in vitro.
Eosin Y הוא פוטו-איניטיטור נוסף המופעל על ידי אורכי גל נראים לעין (505 ננומטר) ויש לו חדירה עמוקה יותר לרקמה, מה שמשפר את היכולת של פיגום MAP להיות חישול מתחת לרקמה. עם זאת, זמני החשיפה הארוכים לאור הדרושים לחישול Eosin Y עשויים להאריך את חשיפת התאים לרדיקלים חופשיים ולהשפיע על הכדאיות של התאים במבחנה14. שימוש בשיטות אלה ליצירת תפוקה גבוהה של אבני בניין מיקרוג'ל אחידות במיוחד יאיץ את המחקר הממוקד בפיגומים של MAP ויקדם את הידע בתחום החומרים הנקבוביים הניתנים להזרקה לרפואה רגנרטיבית.

פלטפורמת פיגום MAP היא חומר ביולוגי הניתן להזרקה המורכב כולו ממיקרו-חלקיקי הידרוג'ל (מיקרו-ג'לים) המספקים מיקרופורוזיות בקנה מידה תאי כאשר הם מחוברים זה לזה, מה שמאפשר נדידת תאים בלתי תלויה בפירוק ושילוב רקמות בתפזורת1. בשל יכולתה להשתלב במהירות עם רקמת המארח ואימונוגניות נמוכה מטבעה, פלטפורמת הפיגומים MAP הוכיחה ישימות פרה-קלינית למגוון רחב של טיפולים ברפואה רגנרטיבית 2,3,4,5,6,7,8,9,10, כולל האצת ריפוי פצעים עוריים 1,3 ,11, רה-וסקולריזציה של חלל שבץ מוחי7, אספקת תאי גזע מזנכימליים2, ומתן תפזורת רקמות לטיפול באי ספיקה גלוטית6. כמו כן, הוכח כי MAP מעביר השפעות אנטי-דלקתיות לרקמות המארחות באמצעות גיוס מקרופאגים M23, וניתן אפילו לכוונן אותו כדי לקדם תגובה חיסונית של Th2 "תיקון רקמות"8. תכונות חיוביות אלה של פלטפורמת פיגום MAP מאפשרות להרחיב אותה למגוון רחב של יישומים קליניים.
שיטות שפורסמו בעבר ליצירת מיקרו-ג'לים להיווצרות פיגומי MAP כללו טיפה-מיקרופלואידיקהממוקדת זרימה 1,4,7,9, אלקטרוספריי 5,12, וסיבוב תקורה עם תחליב אצווה 6,10. השיטה המיקרופלואידית הטיפתית יכולה לייצר חלקיקים בעלי חד-פיזור גבוה, אך משתמשת בקצבי זרימה איטיים מאוד המייצרים תפוקות נמוכות של חלקיקים (μL/h). לחלופין, שיטות האלקטרו-ריספריי ותחליב האצווה יכולות לייצר נפח גבוה של חלקיקים, אך עם ריבוי חלקיקים גבוה. פרוטוקול זה משתמש בשיטה מיקרופלואידית בעלת תפוקה גבוהה כדי לייצר מיקרו-ג'לים עם אוכלוסייה חד-ממדית, בהתבסס על עבודה של de Rutte et al13. שיטה זו משתמשת בטכניקות ליתוגרפיה רכות כדי ליצור התקן מיקרופלואידי פולידימתילסילוקסן (PDMS) ממסכת פוטו, אשר לאחר מכן מחוברת לשקופית זכוכית. תכנון המכשיר מסתמך על תחליב שלב כדי ליצור נפח גבוה של חלקיקי מיקרוג'ל (מ"ל/שעה). monodispersity שניתן להשיג בשיטה זו מספקת שליטה מעולה על נקבוביות בהשוואה לטכניקות אחרות, שכן microgels monodisperse יכול ליצור פיגומים עם גדלים נקבוביות אחידים יותר2.
השיטות לסינתזה ולאפיון של המיקרו-ג'לים הבודדים שיכולים לשמש כאבני בניין עבור פיגומי MAP מתוארות בכתב יד זה, במיוחד במונחים של יצירת מיקרו-ג'לים המורכבים מעמוד שדרה PEG עם קבוצת maleimide (MAL), אשר משתתפת בקלות בתוספת יעילה מסוג מייקל עם קרוסלינקרים פונקציונליים של תיול עבור ג'לציה של מיקרוג'ל. כדי לנתק ג'לציה של מיקרוג'ל מחישול פיגומים של MAP, כתב יד זה מתאר גם כיצד לסנתז מקרומר חישול מותאם אישיתשפורסם ב-14 שנים, MethMAL, שהוא מקרומר PEG בעל 4 זרועות מתקרילאמיד הטרופונקציונאלי. הקבוצות הפונקציונליות של מתקרילאמיד משתתפות בקלות בפוטופולימריזציה של רדיקלים חופשיים (לחישול מיקרוג'ל), תוך שהן נשארות אינרטיות יחסית לתנאים המקדמים תוספת מסוג מייקל עבור הקבוצות הפונקציונליות MAL.
בנוסף, כתב יד זה מתווה את הפרוטוקולים ליצירת התקנים מיקרופלואידיים PDMS, קביעת קינטיקה של ג'לציה של מיקרוג'ל ואפיון גודל המיקרוג'ל. החלק האחרון של כתב היד מפרט חישול פיגומי MAP, כלומר כאשר המיקרו-ג'לים מועברים באתרם לפיגום בתפזורת באמצעות שלב הצלבה משני, יזום, שמחבר באופן קוולנטי בין פני השטח של המיקרו-ג'לים. חשוב לציין כי ישנן שיטות חישול אחרות שניתן ליישם במערכות פיגומים MAP שאינן מסתמכות על כימיה מבוססת אור, כגון חישול בתיווך אנזים, כפי שתואר קודםלכן 1. באופן כללי, ניתן להשתמש בשיטות אלה ישירות או להשתמש בהן עם כימיה שונה של נוסחת הידרוג'ל (למשל, על בסיס חומצה היאלורונית) כדי ליצור פיגומי MAP לכל יישום.

<table><tbody><tr><td>2-aminoethanethiol hydrochloride</td><td>Acros Organics</td><td>AC153770250</td><td>לסינתזה של MethMal MW: 113.61 Da</td></tr><tr><td>35 מ"מ רוטור צלחת</td><td>HAAKE</td><td>P35/Ti</td><td>גיאומטריה עבור HAAKE ויסקומטר</td></tr><tr><td>4 זרועות PEG-Maleimide (10 kDa)</td> <td>NOF AMERICA Corporation</td><td>SUNBRIGHT PTE-100MA</td><td>לתמיסת מבשר מיקרוג'ל</td></tr><tr><td>4 זרועות PEG-Maleimide (20 kDa)</td> <td>NOF AMERICA תאגיד</td><td>SUNBRIGHT PTE-200MA</td><td>לסינתזה של MethMal משקל מולקולרי ספציפי לכל אצווה</td></tr><tr><td>מזרק BD עם טיפים Luer-Lok</td><td>Becton Dickinson</td><td></td><td>מזרקי פלסטיק חד פעמיים</td></tr><tr><td>אגרוף ביופסיה אגרוף</td><td>Mitex</td><td>MLTX33-31A-P/25</td><td>קוטר 1.5 מ"מ</td></tr><tr><td>Chloroform-d</td><td>Acros Organics</td><td>AC209561000</td><td>לסינתזה של MethMal</td></tr><tr><td>אור LED קולימציה מקור</td><td>: ThorLabs</td><td>M365LP1-C1</td><td>צלחת תרבית 365 ננומטר</td></tr><tr><td>(15 ס"מ)</td><td>קורנינג</td><td>CLS430599</td><td>150 מ"מ x 25 מ"מ</td></tr><tr><td>DMTMM (4-(4,6-דימתוקסי-1,3,5-טריאזין-2-יל)-4-מתיל-מורפוליניום כלוריד)</td><td>151882</td> <td>כימי מעץ אלון</td><td>לסינתזה של MethMal MW: 276.72 Da</td></tr><tr><td>Fluorosurfactant</td><td>Ran Technologies</td><td>008-Flurosurfactant-5wtH-200G</td><td>5 אחוז משקל של 008- Flurosursurfactant</td></tr><tr><td>ב-HFE7500 FreeZone Triad להקפיא מערכת יבשה</td><td>Labconco</td><td>7400000 סדרה</td><td>לסינתזה של MethMal Lyophilizer</td></tr><tr><td>זכוכית שקופיות</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>12-550-A3</td><td>שקופיות זכוכית רגילות, מד</td></tr><tr><td>צמיגות HAAKE Rheowin</td> לא מצופה <td>HAAKE</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ImageJ</td><td></td><td></td><td>גרסה 1.8.0_172</td></tr><tr><td>KDS Legato 210 מזרק כפול שיניים משאבת</td><td>Kd Scientific&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>דרייבר LED</td><td>ThorLabs</td><td>DC2200</td><td></td></tr><tr><td>ליתיום פניל-2,4,6-טרימתילבנזויל פוספינאט (LAP)</td> <td>סיגמא-אולדריץ</td>' <td>900889</td><td>פוטו-יוזם</td></tr><tr><td>חומצה מתאקרילית</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>155721</td><td>לסינתזה של MethMal MW: 86.09 Da צפיפות: 1.015 גרם/מ"ל</td></tr><tr><td>מכשיר מיקרופלואידי SU8-Si פרוסה ראשית</td><td>FlowJem</td><td>N / A</td><td>בהתאמה אישית, עם סילניזציה</td></tr><tr><td>MMP-2 מתכלה</td><td>רצף FlowJem</td><td></td><td>: Ac-GCGPQGIAGQDGCG-NH2</td></tr><tr><td>מחטים (25 גרם, משופעות)</td> <td>BD</td><td>305122</td><td>אורך: 15.88 מ"מ מד: 0.5 מ"מ</td></tr><tr><td>Novec 7500</td><td>3M</td><td>7100025016</td><td>שמן פלואור</td></tr><tr><td>חמצן</td><td>Praxair</td><td>UN1072</td><td>צינורות</td></tr><tr><td>הצצה דחוסים</td><td>Trajan Scientific</td><td>03-350-523</td><td>קוטר חיצוני 1/32 אינץ'; קוטר פנימי 0.02 אינץ'; PFOCTS באורך 10 אינץ'</td></tr><tr><td>(טריכלורו (1H, 1H, 2H, 2H-perfluorooctyl)silane)</td> <td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>448931</td><td>לטיפול פני השטח</td></tr><tr><td>פוספט חוצץ מי מלח</td><td>פישר BioReagants</td><td>BP3994</td><td>מדולל ל-1x במים טהורים במיוחד, pH = 7.4</td></tr><tr><td>מנקה פלזמה</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-001-HP</td><td></td></tr><tr><td>סכין גילוח</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>12-640</td><td></td></tr><tr><td>פפטיד דבק תאי RGD</td><td>WatsonBio Sciences</td><td></td><td>רצף: Ac-RGDSPGGC-NH2</td></tr><tr><td>Rheowin תוכנה</td><td>HAAKE&nbsp;</td><td></td><td>תוכנה תואמת ל-HAAKE ויסקומטר</td></tr><tr><td>להב אזמל</td><td>Bard-Parker</td><td>371210</td><td>גודל: #10</td></tr><tr><td>ידית אזמל</td><td>Bard-Parker</td><td>371030</td><td>גודל: #3</td></tr><tr><td>נתרן כלורי</td><td>פישר BioReagents</td><td>BP358-1</td><td>לסינתזה של MethMal MW: 58.44</td></tr><tr><td>Da Sylgard 184 ערכת אלסטומר סיליקון</td><td>DOW Chemical</td><td>2065622</td><td>בסיס וחומר ריפוי</td></tr><tr><td>Triethylamine</td><td>Fisher Scientific</td><td>O4884-100</td><td>לסינתזה של MethMal MW: 101.19 Da צפיפות: 0.73 גרם/מ"ל</td></tr><tr><td>צינורות טיגון</td><td>Saint Gobain Performance Plastics</td><td>AAD04103</td><td>ID: 0.51 מ"מ OD: 1.52 מ"מ</td></tr><tr><td>Varian Inova 500 ספקטרומטר</td><td>Varian</td><td></td><td>NMR ממוקם במתקן התהודה המגנטית הביו-מולקולרית UVA</td></tr></tbody></table>

סינתזה מיקרופלואידית של אבני בניין מיקרוג'ל עבור פיגום חלקיקים מחושלים מיקרו-נקבוביים

Microfluidic Synthesis of Microgel Building Blocks for Microporous Annealed Particle Scaffold

פלטפורמת פיגום החלקיקים החישוליים המיקרו-נקבוביים (MAP) היא תת-קבוצה של הידרוג'לים גרעיניים. הוא מורכב מזחלת הניתנת להזרקה של מיקרוג'לים שיכולים ליצור פיגום יציב מבחינה מבנית עם נקבוביות בקנה מידה תאי באתרו לאחר שלב הצלבה כימי משני מבוסס אור (כלומר, חישול). פיגום MAP הראה הצלחה במגוון יישומים של רפואה רגנרטיבית, כולל ריפוי פצעים עוריים, הגדלת קפלים קוליים ואספקת תאי גזע. מאמר זה מתאר את השיטות לסינתזה ואפיון של מיקרו-ג'לים פולי(אתילן גליקול) (PEG) כאבני הבניין ליצירת פיגום MAP. שיטות אלה כוללות סינתזה של מקרומר חישול מותאם אישית (MethMAL), קביעת קינטיקה של ג'לציה מבשרת מיקרוג'ל, ייצור התקנים מיקרופלואידיים, ייצור מיקרופלואידי של מיקרו-ג'לים, טיהור מיקרוג'ל ואפיון פיגומים בסיסי, כולל גודל מיקרו-ג'ל וחישול פיגומים. באופן ספציפי, השיטות המיקרופלואידיות בעלות התפוקה הגבוהה המתוארות כאן יכולות לייצר כמויות גדולות של מיקרו-ג'לים שניתן להשתמש בהם ליצירת פיגומי MAP לכל יישום רצוי, במיוחד בתחום הרפואה הרגנרטיבית.

מטרת פרוטוקול זה היא לתאר את כל השלבים הדרושים לסינתזה של אבני בניין של מיקרוג'ל לשימוש בפיגום MAP. המאקרומר לחישול MethMAL הוא סלקטיבי ויעיל ביותר ותואם לעמודי שדרה פולימריים מרובים14. חשוב שלפחות 67%-75% מ-20 kDa PEG-maleimide ישונו עם קבוצות פונקציונליות של מתקרילאמיד כדי להבטיח יעילות חישול גבוהה. ניתן לקבוע בקלות רבה ביותר את אחוזי השינוי על-ידי ניתוח פסגות ספקטרום H-NMR 1, כפי שניתן לראות באיור 1. קינטיקה של ג'לציה, הנקבעת על ידי ויסקומטר, היא מדד חשוב שיש לקחת בחשבון עבור כל נוסחת ג'ל. פרוטוקול זה משתמש בתמיסת מבשר ג'ל המורכבת מעמוד שדרה PEG עם קבוצת MAL, אשר מגיבה ביעילות עם קרוסלינקרים פונקציונליים של תיול עבור ג'לציה של מיקרוג'ל. עם זאת, ניתן להשתמש בכימיה הידרו-ג'ל רבות כדי לייצר מיקרו-ג'לים באמצעות השיטה המיקרופלואידית בעלת התפוקה הגבוהה המתוארת כאן. הזמן לתחילת הג'לציה יספק תובנה לגבי משך יצירת המיקרוג'ל המיקרופלואידי. מומלץ לבחור pH מבשר ג'ל שיכול ליזום ג'לציה בין 30 דקות (איור 2) לשעתיים.
אם זמן הג'לציה מהיר מדי, תמיסת מבשר הג'ל תתחיל להתפלמר בתוך המכשיר המיקרופלואידי ולסתום את הערוצים. בנוסף, חשוב לציין כי שינוי ריכוזי ליגנד thiolated (למשל, RGD) עשוי להיות בעל השפעה על היווצרות הרשת במהלך ג'לציה וייתכן שיהיה צורך לקחת בחשבון על ידי התאמת הפורמולציה. שלבי הייצור של המכשיר המיקרופלואידי יכולים להיות מייגעים, אך תוצאות מייצגות של מכשיר מלוכד בהצלחה מוצגות באיור 3. פרוטוקול זה משתמש בהתקן מיקרופלואידי בעל תפוקה גבוהה, מקבילי, תחליב שלבים, שהותאם מתכנון על ידי de Rutte et al.13, וייצור פרוסות הסיליקון הועבר למיקור חוץ לחברת טכנולוגיה מיקרופלואידית. עם זאת, ניתן להשתמש בשלבים המתוארים בפרוטוקול זה עם כל עיצוב מכשיר החרוט על מסכת פוטו-מסכת פוטו-מסכת פרוסות סיליקון SU-8. חשוב לציין כי יש לייעל את גודל הצעד של התעלות על מסכת הצילום במהלך ייצור המכשיר, שכן הוא ישפיע על גודל חלקיקי המיקרוג'ל.
יש למטב את קצבי הזרימה עבור הדור המיקרופלואידי של המיקרו-ג'לים עבור כל פורמולציה של ג'ל בהתבסס על גורמים כגון זמן הג'לציה, גודל החלקיקים הרצוי ותכנון המכשיר המיקרופלואידי. אם משתמשים בהתקן בעל תפוקה גבוהה, קצבי הזרימה של הפאזה המימית יכולים להגיע עד 5 מ"ל/שעה. איור 4B מציג את ההגדרה עבור התקנים בעלי תפוקה גבוהה המשמשים בפרוטוקול זה. אם המכשיר פועל כראוי, תצורת המיקרוג'ל אמורה להיראות דומה לזו המוצגת באיור 4D. לפני הטיהור, המיקרוג'לים יהיו אטומים. לאחר השלמת שטיפת השמן, ה-PBS וההקסאן השונים, הג'ל צריך להיראות צלול כמו התמונה המייצגת באיור 5. אם משלבים פלואורופור במיקרו-ג'לים, המוצר המטוהר עשוי להיות בעל גוון צבעוני קל, אך עדיין צריך להיות קרוב לשקוף. לאחר טיהור ונפיחות, המיקרו-ג'לים צריכים להיות אחידים מאוד בגודלם ולהיות בעלי PDI בין 1.00 ל-1.05, כפי שמוצג באיור 6. ניתן להשתמש בפוטו-אינטטורים שונים לפוטו-אניה של פיגומי MAP. אם משתמשים באלטרנטיבה ל-LAP, המתוארת כאן, יש לקבוע את קינטיקה החישול כפי שתואר קודם לכן14. בנוסף, ניתן להשתמש במקורות אור שונים לצורך פוטואניה, כל עוד מקור האור מתכתב עם הפוטו-איניטיטור. יש להקפיד על כיול ומיקוד מקור האור. ייתכן שיהיה צורך למטב את זמן החישול ואת עוצמת האור בהתבסס על נוסחת ג'ל וריכוז פוטו-איניטיטור. שיטת החישול המתוארת בפרוטוקול זה יכולה לשמש למחקרי in vitro ו- in vivo. לאחר החישול, המיקרו-ג'לים ייצרו פיגום נקבובי שניתן לדמיין באמצעות מיקרוסקופיה של שני פוטונים (איור 7B-C).

פרוטוקול זה מתאר סדרה של שיטות לסינתזה של אבני הבניין של המיקרוג'ל עבור פיגומים של חלקיקים חישוליים מיקרו-נקבוביים, אשר יכולים לשמש למגוון יישומי רפואה רגנרטיבית.

The microporous annealed particle (MAP) scaffold platform is a subclass of granular hydrogels. It is composed of an injectable slurry of microgels that ...

ייצור התפוקה הגבוהה של אבני בניין של מיקרוג'ל חד-ג'ל עבור פיגומי חלקיקים חישוליים מיקרו-נקבוביים מספק שליטה משופרת בנקבוביות הפיגומים. זה יכול להשפיע על גודל הנקבוביות ועל תוצאות שילוב הרקמות הבאות. פרוטוקול זה משתמש בגישה מיקרופלואידית בתפוקה גבוהה כדי ליצור כמויות גדולות של מיקרו-ג'לים חד-ממדיים שלא ניתן להשיגם בשיטות אחרות כגון מיקרופלואידיקה ממוקדת זרימה, תחליב אצווה ואלקטרו-ריסוס.המיקרוג'לים הנוצרים יכולים להיווצר לפיגומי חלקיקים חישוליים מיקרו-נקבוביים המהווים יתרון ליישומי רפואה רגנרטיבית בשל נקבוביות קנה המידה של התאים המאפשרת רקמה וצמיחה מהירה. התחל בהכנת שקופית זכוכית אחת לכל התקן מיקרופלואידי PDMS. השתמשו בנייר דבק, באוויר מסונן או בשטיפת אלכוהול איזופרופיל כדי להסיר אבק מהמגלשה.הנח שקופית זכוכית בשקופית עיצוב של התקן PDMS אחד ליד השני על מכסה צלחת של 96 בארות והנח אותה במנקה פלזמה. סגרו את הדלת ואת שסתום זרימת האוויר והפעילו את משאבת הוואקום. תן לו לפעול במשך 30 שניות לפחות, ולאחר מכן כבה אותו.חבר את צינור הגז של מיכל החמצן לשסתום זרימת האוויר. תן לתא הפלזמה להתמלא בחמצן למשך 30 שניות, ולאחר מכן כבה את החמצן וסגור את שסתום זרימת האוויר. הפעל את משאבת הוואקום והגדר את רמת תדר הרדיו לגבוהה.המתן עד שהתא יהפוך לצבע ורוד סגול ותן ל-30 שניות לעבור. כאשר הטיימר כבה, כבה את הפלזמה ואת הוואקום, ולאחר מכן פתח באיטיות את שסתום זרימת האוויר כדי לשחרר את הוואקום. הסר את המגש ממנקה הפלזמה.הפוך בעדינות את התקן PDMS על שקופית הזכוכית כדי לחבר אותם. כאשר מתרחשת הדבקה, שימו לב להבדל הקל בשקיפות של ה-PDMS. לקבלת התוצאות הטובות ביותר, יש לאחסן את המכשירים המחוברים בטמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס עד מיד לפני השימוש.הכן את טיפול פני השטח על ידי דילול PFOCTS ושמן Novec והשתמש במיליליטר אחד לשלושה עד ארבעה מכשירים. מעבירים את הנפח למזרק של מיליליטר אחד ומחברים מחט של 25 מד. חתכו חתיכת צינורות טייגון באורך 10 עד 12 ס"מ לכל מכשיר.חותכים חתיכת צינורות הצצה באורך של כסנטימטר אחד. הכנס כמה מילימטרים של צינורות PEEK לקצה צינורות טייגון כדי למנוע מהמחט לנקב את פתחי צינורות טייגון. הוציאו את המכשירים מהתא המחומם והכניסו את הקצה שאינו מציץ של צינורות טייגון לתוך חור הכניסה המיימי.הכנס את המחט של מזרק טיפול פני השטח לתוך צינורות PEEK ולכסות את חור מוצא תא השמן. הזריקו את הטיפול באיטיות וודאו שהוא ממלא את המכשיר ללא בועות. המתן עד שהתאים המימיים יתמלאו תחילה, לאחר מכן הערוצים הקטנים יותר ולאחר מכן תא השמן.הסר את צינורות טייגון מהמכשיר. לאחר מילוי המכשיר, תנו לו לנוח במשך 10 דקות בטמפרטורת החדר. מלאו מזרק של חמישה מיליליטר בשמן בלבד והצמידו מחט של 25 מדדים.שאפו את טיפול פני השטח אל מחוץ למכשיר דרך הכניסות והשקעים. הכנס צינורות טייגון לתוך המפרצון המיימי. הכנס את המזרק עם שמן לתוך צינורות PEEK ולשטוף כל מכשיר עם שמן.שאפו את השמן מתוך המכשיר. חוזרים על שטיפת השמן פעמיים ומסירים את צינורות הטייגון. הכנס את הקצה שאינו PEEK של צינורות Tygon לתוך הכניסות של התקנים microfluidic.הכנס את החלק הנותר של צינורות טייגון ללא צינורות PEEK בקצה לשקע המכשיר המיקרופלואידי. מוסיפים לפחות שלושה מיליליטר שמן למזרק פלסטיק של חמישה מיליליטר ומחברים אותו למחט של 25 מטר. הכנס בזהירות את המחט לתוך צינורות PEEK על אחד הפתחים Tygon.שטפו בעדינות את הצינורות והמכשיר בשמן. לאסוף את השמן מן השקע בצינור חרוטי. חזור על שטיפת השמן בכניסת טייגון השנייה.הגדר את משאבות המזרק לקצבי הזרימה הרצויים. חברו את המזרק המכיל את החומר פעילי השטח לכניסת השמן באמצעות מחט של 25 מדים ושפכו בעדינות מספיק שמן כדי להכין את הצינורות ואת תעלת השמן של המכשיר המיקרופלואידי. לאחר הגדרת המכשיר וכניסת השמן, הוסיפו 0.5 מיליליטר שמן למזרק חדש של חמישה מיליליטר שיכיל את מבשר הג'ל.השתמש בכמות קטנה זו של שמן כדי לעזור לשטוף את הפתרון המבשר דרך המכשיר microfluidic. בצינור חרוטי, לשלב 1.5 מיליליטר של תמיסת עמוד השדרה PEG ו 1.5 מיליליטר של תמיסת cross-linker. מערבלים במשך 30 שניות ומעבירים במהירות את תמיסת מבשר הג'ל המשולבת למזרק חמשת המיליליטר.חבר את המזרק עם תמיסת מבשר הג'ל לכניסה המימית באמצעות מחט 25 מד. פזרו בעדינות מספיק תמיסה כדי להכין את הצינורות ואת הערוץ המיימי. מהדקים את המזרקים על משאבות המזרקים ולוחצים על ההפעלה.חפשו חלקיקים בגודל אחיד מהערוצים. לאסוף את microgels מן השקע בצינור חרוטי. לאחר השלמת הג'לציה, השתמש בפיפטה כדי להסיר בזהירות את שלב השמן מתחתית הצינור.הפקידו זאת במיכל פסולת מתאים לפסולת פלואור. הוסיפו עוד שמן לצינור איסוף המיקרוג'ל. מערבבים על ידי היפוך עדין של צינור האיסוף.תנו לצינור האיסוף להתיישב במשך חמש דקות כדי לאפשר לשלבים להיפרד. חפשו את שלב השמן בתחתית ואת פאזת המיקרוג'ל המימית בחלק העליון. חוזרים על שטיפות השמן לפחות פעמיים נוספות.הוסיפו עוד שמן עם הג'ל כפי שהודגם קודם לכן, ולאחר מכן הוסיפו PBS לג'ל. הפוך כדי לערבב מספר פעמים. כדי להפריד את השכבות, צנטריפוגה את הצינור ב 2, 000 RCF במשך כ 30 שניות.חפשו את שלב השמן בתחתית הצינור, ג'ל באמצע ו-PBS למעלה. הסר את שלב השמן עם פיפטה והשלך אותו למיכל פסולת. יש לחזור על השמן ולשטוף PBS פעמיים.חפשו את הג'ל שיעבור מאטום לשקוף עד הכביסה הסופית. הסר את כל השמן. אין להסיר PBS מהצינור החרוטי.במכסה אדים כימי, השתמש בפיפטה מזכוכית כדי להוסיף הקסנים לצינור בנפח שווה ל- PBS. מערבבים את הצינור החרוטי במשך 30 שניות או עד שהוא מעורבב היטב. צנטריפוגה ב 4, 696 RCF במשך חמש דקות.לאחר ההפרדה, חפשו הקסנים בשכבה העליונה, PBS באמצע וג'ל בתחתית. מוציאים את שכבת ההקסאן ומשליכים אותה למיכל לפסולת אורגנית. שאפו את ה-PBS.יש לחזור על השימוש בהקסאן בשטיפת PBS לפחות פעמיים או עד שהג'ל נראה כמעט שקוף. שטפו את הג'ל עם PBS פעם נוספת כדי להסיר את שאריות ההקסאן שנותרו. צנטריפוגה ב 4, 696 RCF במשך חמש דקות ולשאוף את שכבת PBS.כ-67-75% מ-20 קילו-דלטון PEG מלמיד שונו עם קבוצות פונקציונליות של מתקרילאמיד כדי להבטיח יעילות חישול גבוהה. אחוז השינוי נקבע על ידי ניתוח פסגות ספקטרום NMR 1H. תחילת הג'לציה סיפקה תובנה לגבי משך ייצור המיקרוג'ל המיקרופלואידי.מומלץ לבחור pH מבשר ג'ל שיכול ליזום gelation בין 30 דקות לשעתיים. לאחר טיהור ונפיחות, למיקרוג'לים היה גודל אחיד ומדד פולי-פיזור בין 1.00 ל-1.02 שהוגדר כאוכלוסייה חד-ממדית. לאחר החישול, המיקרוג'לים יצרו פיגום נקבובי שהודגם באמצעות מיקרוסקופיה של שני פוטונים.הצמדה נכונה של התקן ה-PDMS למגלשת הזכוכית וטיפול נכון במשטח המכשיר היא חיונית לביצועי המכשיר המיקרופלואידיים הטובים ביותר. טכניקה זו מאפשרת ייצור מהיר של אבני בניין מיקרוג'ל אחידות ליצירת פיגומי מפה אשר יכולים לשמש למגוון יישומים רגנרטיביים in vivo כולל ריפוי פצעים.

microfluidic-synthesis-microgel-building-blocks-for-microporous

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

אנו מציגים פרוטוקול לסינתזה של מיקרו-הידרוג'לים של Janus המורכבים כולו מאותו חומר בסיס, poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), עם בסיס מבנה ממודר בבירור על הפרדת הפאזה של תמיסת מונומר NIPAAm סופר-רוויה. המיקרו-הידרוג'לים המסונתזים של Janus מראים תכונות ייחודיות כגון היענות תרמו-אניזוטרופית ויכולת העמסה אורגנופילית/הידרופילית.

סינתזה של פולי (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) יאנוס Microhydrogels בשל חוסר תגובה Thermo אניזוטרופי ו Organophilic / טוען הידרופיליות יכולת

אנו מציעים טכניקת הרכבה עצמית פשוטה של ננו-חלקיקים קולואידיים של סיליקה כדי ליצור צומת ננו-פלואידית בין שני מיקרו-ערוצים בפולידימתילסילוקסן (PDMS). באמצעות טכניקה זו, קרום חרוז ננו-נקבובי בגודל נקבוביות של עד ~45 ננומטר נבנה בתוך מיקרו-ערוץ והוחל על ריכוז מוקדם אלקטרוקינטי של דגימות DNA.

יצירת צומת תת-50 ננומטר ננו-נוזלי ב PDMS Microfluidic שבב באמצעות תהליך ההרכבה העצמית של חלקיקים קולואיד

כאן, אנו מתארים את הייצור והתפעול של מערכת מיקרופלואידית דו-שכבתית העשויה מפולידימתילסילוקסן (PDMS). אנו מדגימים את הפוטנציאל של מכשיר זה ללכידה, הכוונת מסלול הקואורדינציה של חומר מולקולרי גבישי ושליטה בתגובות כימיות על מבנים לכודים על השבב.

כלובי פניאומטיים Microfluidic: גישה חדשנית עבור In-שבב קריסטל שמן, מניפולצית טיפול כימי מבוקרת

פרוטוקולים מתוארים להרכבת מתכלה thermoresponsive hydrogels מבוסס על hydrazone cross-linking של oligomers פולימריים על הסולם בתפזורת, microscale, ו ננו, והשני עבור הכנת ג'ל חלקיקים והן nanofibers.

בדיית Thermoresponsive Hydrogels מתכלה-פיסיקליות מרובים באמצעות שחול תגובתי, מיקרופלואידיקה, הרכבה עצמית, Electrospinning

אסטרטגיית הייצור מוספים לעיבוד UV-crosslinkable hydrogels פותחה. אסטרטגיה זו מאפשרת הרכבה שכבה אחרי שכבה של מבנים הידרוג microfabricated, כמו גם ההרכבה של רכיבים עצמאיים, מניב מכשירים משולבים המכילים רכיבים לזוז כי הם מגיבים הופעה מגנטי.

תוסף טכניקת הייצור עבור הזיוף נתיישב ומהירה של מבוססי הידרוג Micromachines עם רכיבים תגובה מגנטית

בדיקות טיפות מים בשמן שימושיות לכימיה אנליטית, התפתחות אנזימים וניתוח תאים בודדים, אך בדרך כלל דורשות מיקרופלואידיקה כדי ליצור את הטיפות. כאן, אנו מתארים תחליב בתבנית חלקיקים, גישה נטולת מיקרופלואידים לביצוע בדיקות טיפות.

תחליב בתבנית חלקיקים מאפשר בדיקות טיפות נטולות מיקרופלואידים

עבודה זו מתארת שיטות פשוטות, ניתנות להתאמה ובעלות נמוכה לייצור מיקרוג'לים עם פיצול שחול, לעבד את המיקרוג'לים להידרוג'לים גרגיריים הניתנים להזרקה, וליישם את ההידרוג'לים הגרעיניים כדיו להדפסת שחול עבור יישומים ביו-רפואיים.

פיצול הידרוג'לים בתפזורת ועיבוד להידרוג'לים גרעיניים ליישומים ביו-רפואיים

מוטות מיקרוג'ל עם קבוצות תגובתיות משלימות מיוצרים באמצעות מיקרופלואידיקה עם היכולת להתחבר בתמיסה מימית. המיקרוג'לים האניזומטריים נתקעים ומתחברים למבנים יציבים עם נקבוביות גדולות יותר בהשוואה למערכות מבוססות כדוריות. מיקרו-ג'לים שעברו שינוי עם GRGDS-PC יוצרים מבנים תלת-ממדיים מקרו-נקבוביים שיכולים לשמש לתרבית תאים.

פיגומים תלת-ממדיים מקרו-נקבוביים משולבים ממוטות מיקרוג'ל

מזעור השונות בשבר החלקיקים בתוך פיגומים גרעיניים מקל על ניסויים הניתנים לשחזור. עבודה זו מתארת שיטות ליצירת פיגומים גרעיניים עם שברי חלקיקים מבוקרים עבור יישומים של הנדסת רקמות במבחנה .

שליטה בשבר חלקיקים בפיגומי חלקיקים מחושלים מיקרו-נקבוביים עבור תרבית תאים תלת-ממדית

הפרוטוקול הנוכחי מתאר פלטפורמה מיקרופלואידית לחקר התפתחות ביופילם במדיה נקבובית כמו-דו-ממדית על ידי שילוב של דימות מיקרוסקופיה ברזולוציה גבוהה עם מדידות הפרשי לחצים בו זמנית. הפלטפורמה מכמתת את ההשפעה של גודל הנקבוביות וקצב זרימת הנוזלים במדיה נקבובית על סתימה ביולוגית.

פלטפורמה מיקרופלואידית לחקר סתימה ביולוגית במדיה נקבובית

מאמר זה מתאר פרוטוקולים לייצור מיקרו-ג'ל ג'לטין מתקרילויל בתפוקה גבוהה באמצעות התקנים מיקרופלואידים, המרת מיקרו-ג'לים לאבקה מתרחפת (מיקרו-אירוג'לים), הרכבה כימית של מיקרו-ג'לים ליצירת פיגומי הידרוג'ל גרגיריים, ופיתוח ביו-דיו הידרוג'ל גרגירי עם מיקרו-נקבוביות משומרת להדפסה ביולוגית תלת-ממדית.

פיגומי הידרוג'ל גרגיריים מג'לטין מתקרילויל: ייצור מיקרוג'ל בתפוקה גבוהה, ליופיליזציה, הרכבה כימית והדפסה ביולוגית תלת-ממדית

למד שיטת מיקרופלואידיקה לסינתזה של אבני בניין מיקרוג'ל מונו-מפוזרים עבור פיגומים מיקרו-נקבוביים ברפואה רגנרטיבית. הפרוטוקול מאפשר ייצור בנפח גבוה עם שליטה מדויקת בגודל ובנקבוביות לשיפור שילוב רקמות.

סינתזה מיקרופלואידית של אבני בניין מיקרוג'ל עבור פיגום חלקיקים מחושלים מיקרו-נקבוביים

גלה סרטונים נוספים