Fondamenti electrospinning: Soluzione Ottimizzazione e parametri Apparatus

Questo esperimento dimostra l'elettrofilatura di scaffold in nanofibre per strutture extracellulari di supporto cellulare in vitro e in vivo. Inizia scegliendo un solvente polimerico e una geometria del collettore adatti al tipo di nano fibre desiderato. La fase più importante di questo processo consiste nel determinare la concentrazione critica di entanglement al di sopra della quale è possibile formare fibre.

Il prossimo passo è quello di adattare il sistema per produrre il diametro, la densità e l'allineamento delle fibre. La microscopia elettronica desiderata indica i diversi tipi di fibre che possono essere filate. È stato dimostrato che questi scaffold in nanofibra elettrofilata accelerano la maturazione, migliorano la crescita e dirigono la migrazione delle cellule pronte in vitro.

In generale, le persone che non conoscono questo metodo avranno difficoltà perché l'elettrofilatura può essere un processo schizzinoso. Le dimostrazioni visive di questo metodo sono fondamentali in quanto le fasi di ottimizzazione dell'apparato sono difficili da comprendere senza alcuna precedente esperienza di elettrofilatura. Quando si sceglie un polimero e un solvente per l'elettrofilatura, considerare caratteristiche come la biodegradabilità, la termoplastica e la reticolabilità tenendo conto dell'eventuale applicazione.

Quindi determina i dispositivi di protezione individuale adeguati necessari in base alle tue selezioni. Quindi, seleziona un substrato su cui raccogliere le nanofibre come vetro, plastica, metallo o wafer di silicio. Ora scegli la geometria del collettore.

Le fibre allineate in modo casuale vengono raccolte su piastre fisse. Mentre le fibre allineate possono essere raccolte su ruote che ruotano rapidamente, tamburi, aste o piastre parallele assicurano che il collettore sia conduttivo e rimanga isolato in modo tale da poter essere messo a terra senza mettere a terra anche gli oggetti adiacenti. Nel caso di collettori rotanti, la ruota deve essere isolata dal suo asse.

Al fine di approssimare la concentrazione critica di entanglement, preparare empiricamente diverse concentrazioni di polimeri candidati da queste, scegliere una concentrazione che scorra. La soluzione dovrebbe essere un liquido viscoso, ma non un gel. Ora imposta l'apparecchio di elettrofilatura.

La siringa deve essere posizionata a una distanza di 20 centimetri dal collettore per iniziare a caricare la pompa a siringa con la soluzione scelta e impostare la velocità della pompa in modo tale che qualsiasi goccia di soluzione pulita dalla punta venga immediatamente sostituita. Mettere a terra il collettore e agganciare il filo ad alta tensione alla piastra conduttrice. Assicurarsi che l'alimentazione sia impostata su zero prima di avviare la rotazione della ruota mentre si aumenta lentamente la tensione, osservare il battito della soluzione sulla punta dell'ago e osservare il flusso.

Continuare a regolare la tensione per ottenere un flusso lungo e costante. Se non è possibile ottenere un flusso costante, regolare prima la concentrazione della soluzione polimerica. Se il flusso è difficile da vedere, utilizza uno sfondo scuro opaco e posiziona una fonte di luce unidirezionale tra il visore e il flusso.

A volte, la soluzione polimerica gocciola direttamente dalla punta della siringa senza alcuna attrazione per la ruota. In questo caso, verificare che la piastra conduttrice sia a contatto con la punta dell'ago e che il collettore sia a contatto con la terra. Se la goccia di soluzione polimerica sulla punta della siringa è inclinata nella direzione della ruota ma non forma un flusso, aumentare la tensione.

Effettuare le regolazioni variando la distanza e la tensione fino a quando non è visibile un flusso costante. Quando si formano grossi globi di polimero sulla punta della siringa, far scorrere via il globo con un tovagliolo di carta attaccato a un bastoncino non conduttivo. Per correggere i flussi oscillanti o scodinzolanti, abbassare la tensione o aumentare la distanza tra la punta della siringa e la ruota.

Se il flusso continua a scodinzolare, utilizzare una concentrazione maggiore di polimero o aggiungere alla soluzione un po' di solvente con un'evaporazione più lenta. Visibile. I flussi costanti che entrano in contatto osservabile con la ruota impostata ad alta velocità di rotazione producono la massima qualità di uniformità e allineamento per migliorare la lunghezza e la stabilità di un flusso breve e discontinuo. Aumentare la soluzione polimerica.

Aggiungere più solvente a lenta evaporazione o regolare la tensione. A volte, quando si raccolgono fibre casuali su una piastra fissa, le fibre iniziano a formare fogli o fili a mezz'aria. Questa è un'indicazione che la tensione è impostata su un valore troppo alto.

Quando si scoprono perline nelle fibre, aumentare la soluzione polimerica e assicurarsi che la piastra conduttrice sia a contatto continuo con l'ago e che la spazzola metallica messa a terra sia a contatto continuo con la ruota. Inoltre, dovresti cercare di ottenere un flusso costante. I flussi di sputi spesso indicano la formazione di fibre di perline.

Se le fibre si formano come nastri o sanguinano insieme, utilizzare una concentrazione maggiore di polimero o un solvente con un tasso di evaporazione più elevato per correggere le fibre che formano onde o segnali di bigodino. Aumentare la velocità della ruota o spostare la punta dell'ago più lontano dal raccoglitore. Inoltre, verificare che la piastra conduttrice e il collettore non vibrino.

A volte mettere in pausa ciò che si desidera, nel qual caso è sufficiente utilizzare un solvente a rapida evaporazione. Tuttavia, se i pori non sono desiderati, provare ad aggiungere una piccola quantità di solvente cos che è meno volatile del solvente principale. Quando il collettore si muove a un basso numero di giri o a riposo, la qualità dell'allineamento è scarsa.

Aumenta l'allineamento aumentando la velocità della ruota. Le nanofibre elettrofilate sono efficaci nella coltura e nello studio di vari tipi di cellule. Ad esempio, i neuroni primari di ratto possono essere colorati per la beta tubulina e la controcolorazione nucleare dpi.

È importante sottolineare che le fibre possono anche essere visualizzate quando un colorante come la rumina di zolfo è incluso nella soluzione di filatura dopo il suo sviluppo. Questa tecnica ha permesso ai ricercatori nel campo dei biomateriali e della biologia cellulare di esplorare le interazioni tra le cellule e una varietà di caratteristiche e geometrie nanotopografiche. Non dimenticare che lavorare con alte tensioni può essere estremamente pericoloso e che è necessario prendere sempre precauzioni per isolare l'operatore dall'apparecchio durante l'esecuzione di questa procedura.