Het huidige protocol beschrijft de fabricage van op poly (melkzuur-co-glycolzuur) gebaseerde zeer open poreuze microsferen (HOPM's) via de op single-emulsieformulering gebaseerde facile microfluïdische technologie. Deze microsferen hebben potentiële toepassingen in tissue engineering en drugsscreening.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Het fabriceren van zeer open poreuze microsferen (HOPM's) via microfluïdische technologie
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Vergeleken met bulksteigers en directe injectie van cellen alleen, hebben de injecteerbare modulaire eenheden enorme interesse gewekt in het repareren van slecht functionerende weefsels vanwege het gemak in de verpakking van cellen, verbeterde celretentie en minimale invasiviteit. Bovendien zou de poreuze conformatie van deze microschaaldragers de mediumuitwisseling kunnen verbeteren en het niveau van voedingsstoffen en zuurstofvoorraden kunnen verbeteren. De huidige studie illustreert de handige fabricage van poly (melkzuur-co-glycolzuur) -gebaseerde zeer open poreuze microsferen (PLGA-HOPMs) door de gemakkelijke microfluïdische technologie voor celafgiftetoepassingen. De resulterende monodispersed PLGA-HOPMs bezaten deeltjesgroottes van ~ 400 μm en open poriën van ~ 50 μm met onderling verbonden vensters. In het kort werden de geëmulgeerde oliedruppels (PLGA-oplossing in dichloormethaan, DCM), omwikkeld met de 7,5% (w /v) gelatine waterige fase, geïntroduceerd in de 1% (w / v) continu stromende poly (vinylalcohol) (PVA) waterige oplossing door het coaxiale mondstuk in de aangepaste microfluïdische opstelling. Vervolgens werden de microsferen onderworpen aan oplosmiddelextractie en lyofilisatieprocedures, wat resulteerde in de productie van HOPM's. Met name verschillende formuleringen (concentraties van PLGA en porogeen) en verwerkingsparameters (emulgerende kracht, naaldmeter en stroomsnelheid van gedispergeerde fase) spelen een cruciale rol in de kwaliteiten en kenmerken van de resulterende PLGA HOPMs. Bovendien kunnen deze architecturen mogelijk verschillende andere biochemische signalen inkapselen, zoals groeifactoren, voor uitgebreide medicijnontdekking en weefselregeneratietoepassingen.
Inleiding
Celbeladen microsferen bieden gunstige voordelen, zoals verbeterde celretentiecapaciteit in situ, efficiënte levering van cellen en het daaropvolgende vermogen van celproliferatie in vivo1. Tot op heden zijn tal van onderzoeken naar voren gebracht voor het ontwikkelen van een succesvolle steigerstructuur ter ondersteuning van een gunstige omgeving voor cellen voor weefselregeneratie of medicijnscreeningtoepassingen2. De hypoxieomgeving is echter vaak onvermijdelijk in het interieur vanwege onvoldoende toevoer van voedingsstoffen / zuurstof en metabole afvalophoping3. Om deze prob....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Bereiding van oplossingen
- Bereid de PVA-stamoplossing van tevoren door de PVA-oplossing in een waterbad van 80 °C te verwarmen en vervolgens bij 4 °C in de koelkast te plaatsen. Koel af tot kamertemperatuur (RT) voor experimenteel gebruik.
- Bereid de emulsie-precursor door de waterige gelatine-oplossing (1 ml, 7,5%, w/v) toe te voegen aan de organische fase van PLGA (2 ml, 2%, w/v in dichloormethaan, DCM) (zie materiaaltabel).
OPMERKING: Over het algemeen omvat microfluïdische technologie verschillende fasen om de microsferen te vormen. De continue of verzamelfase bestaat uit een waterige poly (vinylalcohol) ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Op basis van eerder werk dat de belangrijkste parametersoptimaliseerde 1, werd PLGA opgelost in het verdampingsbare DCM-oplosmiddel. De primaire W /O-emulsie werd bereid door homogeniseren met gelatine onder ultrasone sondebehandeling. De aangepaste co-flow fluidic structuur werd simplistisch geassembleerd, waarbij een spuit werd gebruikt om de stromen constant te introduceren. Bovendien werden voldoende spoelprocedures uitgevoerd om PVA en gelatine van PLGA-microsferen te elimineren (
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Dit artikel beschrijft een efficiënte strategie om PLGA-gebaseerde architecturen te fabriceren, namelijk de PLGA-HOPMs. Opgemerkt moet worden dat verschillende kritieke stappen zorgvuldig moeten worden genomen, waaronder het vermijden van oplosmiddelvervluchtiging van PLGA en een zachte aanpassing van het ultrasone vermogen aan de doelpositie tijdens de voorbereiding van de emulsie. Bovendien kan de vloeistofuitlaat van de spuit van 20 ml tot op zekere hoogte worden aangepast om de fasescheiding van geëmulgeerde precurso.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
SCL, YW, RKK en AZC erkennen financiële steun van de National Natural Science Foundation of China (NSFC, 32071323, 81971734 en U1605225) en het Programma voor innovatief onderzoeksteam in wetenschap en technologie aan de Fujian Province University. YSZ werd niet ondersteund door een van deze programma's en ontving geen betaling van welke aard dan ook; in plaats daarvan wordt de steun van het Brigham Research Institute erkend.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Centrifuge tube | Solarbio, Beijing, China | 5 mL & 50 mL (steriliteit) | |
| Confocal laser scanning microscopy | Leica, Wetzlar, Germany | TCS SP8 | |
| Dichloormethaan | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd, Shanghai, China | 20161110 | Research Grade |
| Dispensernaald | Kindly, Shanghai, China | 26 G, ID: 250 μm, OD: 460 μm | |
| DMEM/F-12 | Gibco; Life Technologies Corporation, Calsbad, USA | 15400054 | DMEM/F-12 50/50, 1x (Dulbecco's Mod. Of Eagle's Medium/Ham's F12 50/50 Mix) met L-glutamine |
| Ethyl alcohol | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd, Shanghai, China | 20210918 | Research Grade |
| Ethyleendiaminetetraazijnzuur (EDTA)-trypsine | Biological Industries, Kibbutz Beit-Haemek, Isra | Trypsine (0,25%), EDTA (0,02%) | |
| Foetaal runderserum (FBS) | Biological Industries, Kibbutz Beit-Haemek, Isra | Research Grade | |
| Vriesdroogtoestel | Bilon, Shanghai, China | FD-1B-50 | |
| Gelatine | Sigma-Aldrich Co. Ltd, St. Louis, USA | lot# SZBF2870V | Van varkenshuid, Type A |
| Glasbodemplaat | Biosharp, Hefei, China | BS-15-GJM, 35 mm | |
| Glas capillair | Huaou, Jiangsu, China | 0,9-1,1 × 120 mm | |
| Incubator shaker | Zhicheng, Shanghai, China | ZWYR-200D | |
| Live dead kit celbeeldvorming kit | Solarbio, Beijing, China | 60421211112 | Groene fluorescentie in levende cellen (ex/em 488 nm/515 nm). Rode fluorescentie in dode cellen (ex/em 570 nm/602 nm) |
| Laagsnelheidscentrifuge | Xiangyi, Hunan, China | TD5A | |
| Magnetron sputter | Riye electric Co. Ltd, Suzhou, China | MSP-2S | |
| Microflow injectiepomp | Harvard Apparatus, Holliston, USA | Harvard Pump 11 Plus | |
| Penicilline-streptomycine | Biological Industries, Kibbutz Beit-Haemek, Isra | 2135250 | Research Grade |
| Fosfaat gebufferde zoutoplossing (PBS) | Servicebio Technology Co.,Ltd. Wuhan, China | GP21090181556 | PBS 1x, kweekkwaliteit, geen Calcium, geen Magnesium |
| Poly(melkzuur-co-glycolzuur) | Sigma-Aldrich Co. Ltd, St. Louis, USA | lot# MKCF9651 | 66–107 kDa, lactide:glycolide 75:25 |
| Poly(vinyl alcohol) | Sigma-Aldrich Co. Ltd, St. Louis, USA | lot# MKCK4266 | 13-13 kDa, 98% gehydrolyseerd |
| PVC buis | Shenchen, Shanghai, China | Binnendiameter, ID: 1 mm | |
| Ratten beenmerg mesenchymale stamcellen | Procell, Wuhan, China | ||
| Scanning elektronenmicroscoop | Phenom pure, Eindhoven, Netherlands | Stel de versnellingsspanning in op 5 kV | |
| Syringe voor medisch gebruik | Kindly, Shanghai, China | 5 mL & 50 mL (met de naald) | |
| Temperatuur waterbad | Mingxiang, Shenzhen, China | 36 W | |
| Transformator | Riye electric Co. Ltd, Suzhou, China | SZ-2KVA | |
| Ultrasoon cellbreker | JY 92-IID, Scientz, Ningbo, China | JY 92-IID | |
| UV-hardende lijm | Zhuolide, Foshan, China | D-3100 |
Referenties
- Kankala, R. K., et al. Highly porous microcarriers for minimally invasive in situ skeletal muscle cell delivery. Small. 15 (25), 1901397(2019).
- Wang, Y., et al. Modeling endothelialized hepatic tumor microtissues for drug screening. Adv....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
