Electrospinning Fundamentals: Het optimaliseren van Solution en Apparatuur Parameters

Dit experiment demonstreert het elektro spinnen van nanovezelstructuren voor extracellulaire structuren van celondersteuning in vitro en in vivo. Begin met het kiezen van een polymeeroplosmiddel en verzamelaar geometrie die geschikt is voor het gewenste type nanovezels. De belangrijkste stap in dit proces is om de kritische verstrengelingsconcentratie te bepalen waarboven het mogelijk is om vezels te vormen.

Vervolgens is het noodzakelijk om het systeem aan te passen om de diameter, dichtheid en uitlijning van de vezels te produceren. Gewenste elektronenmicroscopie geeft aan welke soorten vezels kunnen worden gesponnen. Deze elektro gesponnen nanovezelstructuren hebben aangetoond de rijping te versnellen, de groei te verbeteren en de migratie van cellen in vitro te richten.

Over het algemeen zullen individuen die nieuw zijn met deze methode worstelen omdat elektro spinnen een kieskeurig proces kan zijn. Visuele demonstraties van deze methode zijn cruciaal, omdat de optimalisatie van de apparaatstappen moeilijk te begrijpen zijn zonder enige voorafgaande ervaring met elektro spinnen. Bij het kiezen van een polymeer en oplosmiddel voor elektro spinnen, overweeg kenmerken zoals biodegradeerbaarheid, thermoplastisch en kruisbaarheid met uw uiteindelijke toepassing in gedachten.

Bepaal vervolgens de geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen die vereist zijn op basis van uw selecties. Selecteer vervolgens een substraat om de nanovezels op te verzamelen, zoals glas, plastic, metaal of siliconen wafer. Kies nu de verzamelaar geometrie.

Willekeurig uitgelijnde vezels worden verzameld op stationaire platen. Terwijl uitgelijnde vezels kunnen worden verzameld op snel roterende wielen, drums, staven of parallelle platen, zorg ervoor dat de verzamelaar geleidend is en geïsoleerd blijft op een manier dat deze geaard kan worden zonder ook aangrenzende objecten te aarden. In het geval van roterende verzamelaars, moet het wiel geïsoleerd zijn van zijn as.

Om de kritische verstrengelingsconcentratie empirisch te benaderen, bereidt u verschillende kandidaatpolymeerconcentraties voor van deze kiest u een concentratie die stroomt. De oplossing moet een viskeuze vloeistof zijn, maar geen gel. Stel nu het elektro spinnen apparaat in.

De spuit moet op een afstand van 20 centimeter van de verzamelaar worden geplaatst om te beginnen. Laad de spuitpomp met de gekozen oplossing en stel de pompsnelheid zo in dat elke druppel oplossing die van de punt wordt geveegd onmiddellijk wordt vervangen. Aard de verzamelaar en klem de hoogspanningsdraad aan de geleiderplaat. Zorg ervoor dat de stroomvoorziening op nul staat voordat u begint met het draaien van het wiel terwijl u de spanning langzaam opbouwt, bekijk het kloppen van de oplossing aan de naaldpunt en observeer de stroom.

Ga door met het aanpassen van de spanning om een lange en stabiele stroom te verkrijgen. Als een stabiele stroom niet kan worden verkregen, pas dan eerst de polymeeroplossingsconcentratie aan. Als de stroom moeilijk te zien is, gebruik dan een donker matte achtergrond en plaats een unidirectionele lichtbron tussen de kijker en de stroom.

Soms druppelt de polymeeroplossing recht naar beneden vanuit de spuitpunt zonder aantrekkingskracht op het wiel. In dit geval, bevestig dat de geleiderplaat contact maakt met de naaldpunt en dat de verzamelaar contact maakt met aarde. Als de druppel polymeeroplossing aan de spuitpunt leunt in de richting van het wiel maar geen stroom vormt, verhoog dan de spanning.

Pas aan door de afstand en de spanning te variëren totdat een stabiele stroom zichtbaar is. Wanneer grote polymeerklonten zich vormen aan de spuitpunt, veeg de klont weg met een papieren handdoek bevestigd aan een niet-geleidend stokje. Om oscillerende of waggende stromen te corrigeren, draai de spanning omlaag of verhoog de afstand tussen de spuitpunt en het wiel.

Als de stroom blijft waggen, gebruik dan een hogere concentratie polymeer of voeg een beetje oplosmiddel toe met een langzamere verdamping aan de oplossing. Zichtbare. Stabiele stromen die waarneembaar contact maken met het wiel ingesteld op een hoge rotatiesnelheid leveren de hoogste kwaliteit van uniformiteit en uitlijning op om de lengte en stabielheid van een korte en ononderbroken stroom te verbeteren. Verhoog de polymeeroplossing.

Voeg meer langzaam verdampen oplosmiddel toe, of pas de spanning aan. Soms, wanneer willekeurige vezels worden verzameld op een stationaire plaat, zullen vezels beginnen zich in de lucht als vellen of garens te vormen. Dit is een indicatie dat de spanning te hoog is ingesteld.

Wanneer er bellen in de vezels worden ontdekt, verhoog de polymeeroplossing en zorg ervoor dat de geleiderplaat continu contact maakt met de naald en dat de geaarde draadborstel continu contact maakt met het wiel. Bovendien moet u proberen een stabiele stroom te bereiken. Spetterende stromen duiden vaak op de vorming van bekraagde vezels.

Als vezels zich vormen als linten of samenvloeien, gebruik dan een hogere concentratie polymeer of een oplosmiddel met een hogere verdampingssnelheid om vezels te corrigeren die golven of krulstaarten vormen. Verhoog de wielsnelheid of beweeg de naaldpunt verder van de verzamelaar. Controleer ook of de geleiderplaat en de verzamelaar niet trillen.

Soms is een pauze gewenst, in welk geval u eenvoudig een snel verdampend oplosmiddel kunt gebruiken. Als poriën echter niet gewenst zijn, probeer dan een kleine hoeveelheid cos-oplosmiddel toe te voegen dat minder vluchtig is dan het belangrijkste oplosmiddel. Wanneer de verzamelaar met een lage RPM beweegt of in rust is, is de uitlijningskwaliteit slecht.

Verhoog de uitlijning door de snelheid van het wiel te verhogen. Elektro gesponnen nanovezels zijn effectief in de cultuur en studie van verschillende celtypen. Bijvoorbeeld, primaire rattenneuronen kunnen worden gekleurd voor bèta tubuline en de nucleaire contrakleuring dpi.

Belangrijk is dat de vezels ook kunnen worden gevisualiseerd wanneer een kleurstof zoals zwavelrumine in de spinoplossing wordt opgenomen na de ontwikkeling. Deze techniek heeft onderzoekers op het gebied van biomaterialen en celbiologie in staat gesteld om de interacties tussen cellen en een verscheidenheid aan nano topografische kenmerken en geometrieën te on