Name: Fragmentacja hydrożeli luzem i przetwarzanie na granulowane hydrożele do zastosowań biomedycznych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-05-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 18 s
Description: Poznaj metodę fragmentacji ekstruzji hydrożeli luzem do produkcji mikrożeli i granularnych hydrożeli do zastosowań biomedycznych. Prosta, tania technika nadaje się do druku 3D i dostarczania leków.

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

Ta praca była wspierana przez National Science Foundation poprzez program UPenn MRSEC (DMR-1720530) oraz stypendia naukowe dla absolwentów (dla V.G.M i M.E.P.) oraz National Institutes of Health (R01AR077362 dla J.A.B.).

Autorzy nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.

W niniejszym artykule opisano metody wytwarzania granulowanych hydrożeli przy użyciu wytłaczania rozdrobnionych mikrożeli i pakowania przez wirowanie lub filtrację próżniową. W porównaniu z innymi metodami wytwarzania mikrożeli (tj. mikrofluidyką, emulsjami wsadowymi, elektronatryskiwaniem, fotolitografią), wytwarzanie mikrożeli przez fragmentację przez wytłaczanie jest bardzo szybkie, tanie, łatwo skalowalne i podatne na szeroką gamę systemów hydrożelowych. Co więcej, protokół ten jest wysoce powtarzalny przy minimalnej...

Granulowane hydrożele są wytwarzane poprzez pakowanie cząsteczek hydrożelu (tj. mikrożeli) i są ekscytującą klasą biomateriałów o wielu korzystnych właściwościach do zastosowań biomedycznych1,2,3. Ze względu na swoją strukturę cząstek, granulowane hydrożele są rozrzedzone ścinaniem i samoregenerują się, co pozwala na ich stosowanie jako atramentów do druku ekstruzyjnego (bio), granulowanych nośników do wbudowanego drukowania oraz wstrzykiwanych środków terapeutycznych4,5,6,7,8,9. Dodatkowo, pusta przestrzeń między mikrożelami zapewnia porowatość w mikroskali dla ruchu komórek i dyfuzji molekularnej8,10,11. Co więcej, wiele populacji mikrożeli można połączyć w jeden preparat, aby umożliwić zwiększenie możliwości przestrajania i funkcjonalności materiału8,10,12,13. Te ważne właściwości zmotywowały w ostatnich latach do szybkiego rozwoju hydrożelu granulowanego.
Istnieje szereg metod formowania mikrożeli w kierunku produkcji granulowanego hydrożelu, każda z własnymi zaletami i wadami. Na przykład mikrożele są często tworzone z emulsji typu woda w oleju za pomocą mikrofluidyki kropelkowej4,11,13,14,15,16,17, emulsje wsadowe7,18,19,20,21,22, lub elektronatryskiwanie6,23,24,25. Metody te pozwalają uzyskać sferyczne mikrożele o średnicy jednorodnej (mikrofluidyka) lub polidyspersyjnej (emulsje wsadowe, elektronatryskiwanie). Istnieją pewne ograniczenia dotyczące tych metod wytwarzania emulsji typu woda w oleju, w tym potencjalnie niska przepustowość produkcji, potrzeba roztworów prekursorów hydrożelowych o niskiej lepkości oraz wysokie koszty i zasoby związane z instalacją. Ponadto protokoły te mogą wymagać ostrych olejów i środków powierzchniowo czynnych, które muszą zostać wypłukane z mikrożeli przy użyciu procedur, które dodają etapy przetwarzania, i mogą być trudne do przełożenia na sterylne warunki do zastosowań biomedycznych w wielu laboratoriach. Eliminując potrzebę stosowania emulsji typu woda w oleju, można również zastosować (foto)litografię, w której formy lub fotomaski są używane do kontrolowania utwardzania mikrożeli z roztworów prekursorów hydrożelowych1,26,27. Podobnie jak w przypadku mikrofluidyki, metody te mogą mieć ograniczoną wydajność produkcyjną, co stanowi poważne wyzwanie, gdy potrzebne są duże ilości.
Jako alternatywę dla tych metod, do produkcji mikrożeli o nieregularnych rozmiarach zastosowano mechaniczne rozdrobnienie hydrożeli luzem19,28,29,30,31,32. Na przykład, hydrożele luzem mogą być wstępnie formowane, a następnie przepuszczane przez siatki lub sita w celu utworzenia rozdrobnionych mikrożeli, proces, który został przeprowadzony nawet w obecności komórek w pasmach mikrożelu33,34. Hydrożele luzem zostały również przetworzone na mikrożele z mechanicznym rozbiciem przy użyciu technik takich jak mielenie moździerza i tłuczka lub za pomocą komercyjnych blenderów35,36,37. Inni stosowali również mechaniczne mieszanie podczas tworzenia hydrożelu do wytwarzania rozdrobnionych mikrożeli (tj. płynnych żeli)31.
Opisane tutaj metody rozszerzają te techniki mechanicznej fragmentacji i prezentują proste podejście do wytwarzania mikrożeli z fragmentacją przez ekstruzję, używając jako przykładu fotosieciowalnych hydrożeli kwasu hialuronowego (HA). Fragmentacja przez wytłaczanie wykorzystuje wyłącznie strzykawki i igły do wytwarzania rozdrobnionych mikrożeli w taniej, wysokowydajnej i łatwo skalowalnej metodzie, która jest odpowiednia dla szerokiej gamy hydrożeli19,32. Ponadto opisano metody łączenia tych rozdrobnionych mikrożeli w granulowane hydrożele przy użyciu wirowania (niskie upakowanie) lub filtracji sterowanej próżnią (wysokie upakowanie). Na koniec omówiono zastosowanie tych rozdrobnionych granulowanych hydrożeli do stosowania jako atrament do wytłaczania. Celem tego protokołu jest wprowadzenie prostych metod, które można dostosować do szerokiej gamy hydrożeli i można je wdrożyć w praktycznie każdym laboratorium zainteresowanym hydrożelami granulowanymi.

<table><tbody><tr><td>15 ml plastikowa stożkowa probówka wirówkowa</td><td>Corning</td><td>430766</td><td></td></tr><tr><td>30 G NT Premium Series Końcówka dozująca</td><td>Jensen Global</td><td>JG30-0.5HPX</td><td>Podany tutaj numer katalogowy dotyczy igły 30 G, 0,5 ". Dostępne są różne rozmiary.</td></tr><tr><td>Jednorazowe strzykawki BD z końcówkami Luer-Lok (3 ml)</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-823-435</td><td>Podany tutaj numer katalogowy dotyczy strzykawki 3 ml. Dostępne są różne rozmiary (14-823-XXX).</td></tr><tr><td>Czarne foldery</td><td>Różni dostawcy Jednorazowa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>igła sondy do użytku ze strzykawkami i maszynami dozującymi (18 G, 0,5 ")</td><td>Grainger</td><td>5FVH5</td><td>Podany tutaj numer katalogowy dotyczy igły 18 G, 0,5". Dostępne są różne rozmiary.</td></tr><tr><td>Jednorazowa igła do sondy do użytku ze strzykawkami i automatami dozującymi (23 G, 0,5 ")Jednorazowa igła</td> do sondy <td>Grainger</td><td>5FVJ3</td><td></td></tr><tr><td>do użytku ze strzykawkami i maszynami dozującymi (27 G, 1,5 ")</td><td>Grainger</td><td>5FVL0</td><td></td></tr><tr><td>Dulbecco's Phosphate Buffered Saline</td><td>Fisher Scientific</td><td>14190-250</td><td>Podany tutaj numer katalogowy dotyczy pudełka 10 butelek o pojemności 500 ml.</td></tr><tr><td>Filtr membranowy Durapore, 0,22 i mikro; m</td><td>Millipore</td><td>GVWP04700</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop epifluorescencyjny lub konfokalny</td><td>Różni dostawcy</td><td></td><td>Do wizualizacji mikrożeli i granulowanych hydrożeli</td></tr><tr><td>Eppendorf Snap-Cap Microcentrifuge Safe-Lock Probówki</td><td>Fisher Scientific</td><td>05-402-25</td><td></td></tr><tr><td>Drukarka do wytłaczania</td><td>Budowana</td><td></td> na zamówienie <td>Można używać innych drukarek do wytłaczania, takich jak dostępne na rynku BIOX.</td></tr><tr><td>Adaptery filtrów</td><td>Fisher Scientific</td><td>05-888-107</td><td>Podany tutaj numer katalogowy dotyczy zestawu wielu rozmiarów. Dostępne są różne rozmiary (05-888-XXX).</td></tr><tr><td>Kolba filtrująca</td><td>Różni dostawcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Izotiocyjanian fluoresceiny (2 MDa)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>52471</td><td></td></tr><tr><td>Szklane szkiełko mikroskopowe</td><td></td><td></td><td>Różni dostawcy</td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>National Institutes of Health</td><td></td> <td>Link do informacji o "Analizuj cząstki": https://imagej.nih.gov/ij/docs/menus/analyze.html</td></tr><tr><td>Laptop</td><td>Różni dostawcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nasadki końcówek Luer-Lock</td><td>Zintegrowane rozwiązania dozujące 9991329</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Metalowa szpatułka do nabierania</td><td>Różni dostawcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mikrowirówki</td><td>Różni dostawcy</td><td></td><td>Możliwość prędkości do 18 000 x g</td></tr><tr><td>Microscoft Execl</td><td>Microsoft</td><td></td><td>Można korzystać z innych programów, takich jak Google Slides.</td></tr><tr><td>OmniCure S2000 Punktowy system utwardzania UV</td><td>Excelitas Technologies</td><td>S2000</td><td>W razie potrzeby do wytwarzania hydrożeli luzem można użyć różnych systemów oświetleniowych.</td></tr><tr><td>Porcelanowy lejek Buchner ze stałą perforowaną płytką</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB966C</td><td>Numer katalogowy podany tutaj dotyczy płyty o średnicy 56 mm. Dostępne są różne rozmiary.</td></tr><tr><td>Radiometer</td><td>Różni dostawcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Repetier Host</td><td>Hot-World GmbH & Co. KG</td><td></td><td>Oprogramowanie do druku 3D</td></tr><tr><td>Drukarka do wytłaczania na bazie</td><td>Różni dostawcy</td><td></td><td>W tym badaniu wykorzystano niestandardowo zmodyfikowaną drukarkę 3D FDM (Velleman K8200). Dostępnych jest wiele alternatyw.</td></tr><tr><td>Oprogramowanie Solidworks/CAD</td><td>Dassault Syst&egrave; mes SolidWorks Corporation</td><td></td><td>Można korzystać z innych programów, takich jak Blender lub TinkerCAD.</td></tr><tr><td>Rurki do podłączenia kolby filtra do linii próżniowej</td><td>Różni dostawcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ochrona oczu przed promieniowaniem UV (tj. okulary ochronne)</td><td>Różni dostawcy</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

fragmentacja hydrożeli luzem i przetwarzanie na granulowane hydrożele do zastosowań biomedycznych

Fragmenting Bulk Hydrogels and Processing into Granular Hydrogels for Biomedical Applications

Granulowane hydrożele to zakleszczone zespoły mikrocząsteczek hydrożelu (tj. "mikrożele"). W dziedzinie biomateriałów granulowane hydrożele mają wiele korzystnych właściwości, w tym wstrzykiwalność, porowatość w mikroskali i możliwość przestrajania poprzez mieszanie wielu populacji mikrożeli. Metody wytwarzania mikrożeli często opierają się na emulsjach typu woda w oleju (np. mikrofluidyka, emulsje wsadowe, elektronatryskiwanie) lub fotolitografii, które mogą wiązać się z wysokimi wymaganiami pod względem zasobów i kosztów oraz mogą nie być kompatybilne z wieloma hydrożelami. Praca ta szczegółowo opisuje proste, ale bardzo skuteczne metody wytwarzania mikrożeli za pomocą fragmentacji przez wytłaczanie i przetwarzania ich w granulowane hydrożele przydatne do zastosowań biomedycznych (np. Tusze do druku 3D). Po pierwsze, hydrożele luzem (na przykład przy użyciu fotosieciowalnego kwasu hialuronowego (HA)) są wytłaczane przez szereg igieł o sekwencyjnie mniejszych średnicach w celu utworzenia rozdrobnionych mikrożeli. Ta technika wytwarzania mikrożelu jest szybka, tania i wysoce skalowalna. Opisano metody wtłaczania mikrożeli w granulowane hydrożele za pomocą wirowania i filtracji sterowanej próżnią, z opcjonalnym sieciowaniem po usieciowaniu w celu stabilizacji hydrożelu. Wreszcie, granulowane hydrożele wytwarzane z rozdrobnionych mikrożeli są demonstrowane jako atramenty drukarskie do wytłaczania. Podczas gdy opisane tutaj przykłady wykorzystują fotosieciowalny HA do druku 3D, metody te można łatwo dostosować do szerokiej gamy rodzajów hydrożeli i zastosowań biomedycznych.

Reprezentatywne wyniki z tych protokołów przedstawiono na Rysunku 3 oraz Rysunku 6. Fragmentacja przez ekstruzję pozwala na otrzymanie mikrogeli o poszarpanych, wielobocznych kształtach o średnicach w zakresie 10-300 µm (Rysunek 3). Ponadto kołowość mieści się w zakresie od 0,2 (brak kolistości) do prawie 1 (idealne koło), a współczynnik kształtu wynosi od 1 do 3 (Rysunek 3). Parametry te opisują niereg...

Ta praca opisuje proste, elastyczne i tanie metody wytwarzania mikrożeli z fragmentacją ekstruzji, przetwarzania mikrożeli na granulowane hydrożele do wstrzykiwania i stosowania granulowanych hydrożeli jako farb drukarskich do zastosowań biomedycznych.

Fragmentacja hydrożeli luzem i przetwarzanie na granulowane hydrożele do zastosowań biomedycznych

Granular hydrogels are jammed assemblies of hydrogel microparticles (i.e., &#34;microgels&#34;). In the field of biomaterials, granular hydrogels have ...

Granulowane hydrożele to ekscytująca nowa klasa biomateriałów o wielu korzystnych właściwościach. Mamy nadzieję, że dzieląc się tymi metodami, możemy zwiększyć dostęp i innowacje w zakresie granulowanych hydrożeli do zastosowań biomedycznych. Technika ta jest prosta, tania, łatwo adaptowalna do wielu substancji chemicznych i może być wdrożona w praktycznie każdym laboratorium.Załaduj 3-mililitrową strzykawkę roztworem prekursora hydrożelu. Wyjąć tłok z tyłu pustej strzykawki o pojemności 3 mililitrów i dodać nasadkę końcówki do górnej części cylindra strzykawki. Użyj pipety o pojemności 1 000 mikrolitrów, aby przenieść roztwór prekursora hydrożelu do cylindra strzykawki z nasadką końcówki.Trzymać cylinder strzykawki z roztworem prekursora hydrożelu w jednej ręce, z końcówką skierowaną w dół i otwartym końcem cylindra skierowanym do góry. Umieścić tłok strzykawki z powrotem w otworze z tyłu cylindra strzykawki. Delikatnie wepchnąć tłok strzykawki do cylindra na tyle, aby uszczelnić otwór z tyłu cylindra strzykawki, ostrożnie przytrzymując tłok i cylinder strzykawki razem, aby upewnić się, że tylna część cylindra strzykawki jest uszczelniona tłokiem.Odwrócić strzykawkę w taki sposób, aby tłok był skierowany w dół, a nasadka końcówki była skierowana do góry. Zdjąć nasadkę końcówki i delikatnie wepchnąć tłok do cylindra strzykawki, aż całe powietrze zostanie usunięte ze strzykawki. Ponownie założyć nasadkę końcówki na strzykawkę.Upewnij się, że roztwór prekursora hydrożelu jest zabezpieczony w 3-mililitrowej strzykawce z nasadką z końcówką. Upewnij się, że podjęto odpowiednie środki ochrony osobistej i środki bezpieczeństwa przed włączeniem UV lamp. Umieść 3-mililitrową strzykawkę wypełnioną roztworem prekursora hydrożelu pod lampą utwardzania punktowego UV na żądany czas, aby w pełni usieciować foto.Wyłączyć lampę UV i wyjąć strzykawkę. Upewnij się, że hydrożel jest teraz fotousieciowany w strzykawce. Wyjąć tłok z tyłu pustej strzykawki o pojemności 3 mililitrów.Przymocuj nasadkę końcówki do luer-locka. Zdjąć nasadkę końcówki ze strzykawki zawierającej usieciowany fotożel luzem. Wyrównać górną część strzykawki z hydrożelem z otworem cylindra na pustej strzykawce.Wytłacz hydrożel luzem przez otwór strzykawki do cylindra pustej strzykawki. Trzymaj strzykawkę zawierającą wytłaczany hydrożel tak, aby nasadka końcówki była skierowana w dół, a otwór lufy był skierowany do góry. Za pomocą pipety o pojemności 1 000 mikrolitrów dodaj 1,5 mikrolitra PBS do cylindra strzykawki.Wyrównać tłok strzykawki z otworem cylindra, ledwo wciskając tłok na tyle, aby uzyskać uszczelnienie. Odwrócić strzykawkę tak, aby tłok był skierowany w dół, a nasadka końcówki skierowana do góry, upewniając się, że tłok i cylinder strzykawki są trzymane razem na miejscu, tak aby nie wyciekał hydrożel lub PBS. Odwróć wiele razy, aby wymieszać rozdrobniony hydrożel z dodanym PBS.Trzymać strzykawkę w taki sposób, aby nasadka końcówki była skierowana do góry, a tłok do dołu. Zdejmij nasadkę końcówki. Bardzo delikatnie popchnąć tłok do góry, aby usunąć powietrze z wnętrza strzykawki.Wyciśnij rozdrobniony roztwór hydrożelu przez szereg igieł, aby utworzyć rozdrobnione mikrożele. Przymocować igłę o końcówce w rozmiarze 18 do górnej części strzykawki zawierającej rozdrobniony hydrożel i PBS. Wyjąć tłok ze świeżej strzykawki o pojemności 3 mililitrów i przymocować nasadkę końcówki do pustego cylindra strzykawki.Wytłacz rozdrobniony roztwór hydrożelu przez igłę o rozmiarze 18 do tylnej części pustego cylindra strzykawki. Wyrzuć pustą strzykawkę i igłę do odpowiedniego strumienia odpadów ostrych narzędzi. Powtórz wytłaczanie roztworu hydrożelu za pomocą igły o rozmiarze 23, 27 i 30G.Na ostatnim etapie wytłaczania wyciśnij rozdrobniony roztwór mikrożelu do probówek mikrowirówek. Przemyć i odizolować rozdrobnioną zawiesinę mikrożelu. Za pomocą mikrowirówki odwirować rozdrobniony roztwór mikrożelu na 5 000 razy g przez 5 minut.Użyć pipety, aby usunąć supernatant. Dodaj 1 mililitr PBS do każdej probówki mikrowirówki zawierającej rozdrobnione mikrożele i wiruj przez 5 do 10 sekund. Połącz 20 mikrolitrów rozdrobnionej zawiesiny mikrożelu ze 180 mikrolitrami PBS, aby utworzyć rozcieńczoną rozdrobnioną zawiesinę mikrożelu.Wirować, aby dokładnie wymieszać. Przenieść 50 mikrolitrów rozcieńczonej zawiesiny mikrożelu na szklane szkiełko mikroskopowe. Użyj mikroskopu epifluorescencyjnego, aby uzyskać obrazy znakowanych fluorescencyjnie mikrożeli przy 4- lub 10-krotnym powiększeniu.Zadżem rozdrobnione mikrożele za pomocą filtracji próżniowej. Zmontuj i przetestuj próżniowe urządzenie filtrujące. Zabezpiecz lejek Buchnera w kolbie filtracyjnej.Użyj rurki, aby podłączyć kolbę filtra do przewodu próżniowego. Umieść filtr membranowy w kubku lejkowym Bucknera. Włącz przewód podciśnieniowy, otwierając zawór zegarowy.Sprawdzić połączenie, pipetując około 0,5 mililitra PBS na filtr membranowy i obserwować, czy cały PBS przechodzi przez filtr i zbiera się na dnie kolby filtracyjnej. Po włączeniu przewodu próżniowego i upewnieniu się, że jest całkowicie szczelny, należy zmieszać rozdrobniony roztwór mikrożelu. Za pomocą pipety o pojemności 1 000 mikrolitrów przenieś rozdrobniony roztwór mikrożelu na filtr membranowy.Odczekaj około 30 sekund, aż próżnia wyciągnie PBS z roztworu mikrożelu. Wyłącz przewód próżniowy. Zaopatrzyć się w świeżą strzykawkę o pojemności 3 mililitrów i usunąć tłok.Za pomocą metalowej szpatułki nabrać rozdrobniony granulowany hydrożel z filtra i przenieść go do tylnej części pustego cylindra strzykawki. Umieścić tłok z powrotem w strzykawce. Załaduj rozdrobniony granulowany hydrożel do strzykawki i jest on gotowy do użycia.Zdejmij nasadkę końcówki i zastąp ją wybraną igłą. Załadować strzykawkę do wybranej platformy drukującej. Załaduj przygotowany plik G-code z fazy planowania do oprogramowania do druku 3D.Przejdź do panelu Podgląd wydruku i naciśnij przycisk Drukuj. Jak tylko osadzanie drukowania zostanie zakończone, wystaw rozdrobnione granulowane konstrukcje hydrożelowe na działanie światła UV w celu fotosieciowania i stabilizacji. W wyniku fragmentacji przez wytłaczanie uzyskuje się mikrożele o postrzępionych kształtach wielokątów o średnicach od 10 do 300 mikrometrów.Okrągłość waha się od 0,2 do prawie 1, a współczynnik proporcji waha się od 1 do 3. Parametry te opisują nieregularne i postrzępione kształty mikrożelu powstałe w procesie rozdrobnienia. Po upakowaniu razem za pomocą wirowania lub filtracji sterowanej próżnią, zmontowany granulowany hydrożel jest rozrzedzany ścinaniem i samoregenerujący.Rozdrobniony granulowany hydrożel ma wysoką wierność kształtu i integralność mechaniczną jak na hydrożel do wstrzykiwań. Oprócz stosowania rozdrobnionych granulowanych hydrożeli do druku 3D, systemy te mogą być również używane jako platformy do hodowli komórkowych in vitro, a także systemy iniekcyjne do naprawy tkanek i dostarczania leków. Te proste i tanie metody zapewniają korzyści płynące z granulowanych biomateriałów hydrożelowych większej liczbie badaczy, umożliwiając zwiększony dostęp do wytwarzania granulowanych hydrożeli, a także innowacje w dziedzinie biomateriałów.

fragmenting-bulk-hydrogels-processing-into-granular-hydrogels-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Ten film zilustruje szybką, efektywną metodę metakrylanowania poli(glikolu etylenowego), umożliwiając polimeryzację łańcuchową i syntezę hydrożelu. Pokaże, w jaki sposób w podobny sposób wprowadzić funkcje metakryloamidu do peptydów, szczegółowo omówi typowe metody analityczne do oceny wydajności funkcjonalizacji, przedstawi sugestie dotyczące rozwiązywania problemów i zaawansowanych modyfikacji oraz zademonstruje typowe techniki charakteryzacji hydrożelu.

Wspomagana mikrofalami funkcjonalizacja peptydów poli(glikolu etylenowego) i żywicy do stosowania w polimeryzacji łańcuchowej i tworzeniu hydrożelu

Przedstawiamy protokół syntezy hydrożeli funkcjonalizowanych RGD jako urządzeń do dostarczania komórek i leków. Procedura polega na katalizowanej miedzią cykloaddycji alkinowo-azydkowej (CuAAC) pomiędzy modyfikowanym alkinami kwasem poliakrylowym (PAA) a pochodną azydku RGD. Hydrożele powstają w procesie polikondensacji wspomaganej mikrofalami i badane są ich właściwości fizykochemiczne.

Synteza hydrożeli funkcjonalizowanych RGD jako narzędzie do zastosowań terapeutycznych

Opisane są protokoły wytwarzania degradowalnych termoresponsywnych hydrożeli opartych na sieciowaniu hydrazonów polimerowych oligomerów na skalę masową, mikroskalową i nanoskalę, przy czym ta ostatnia służy do przygotowania zarówno nanocząstek żelowych, jak i nanowłókien.

Wytwarzanie degradowalnych termoczułych hydrożeli w różnych skalach długości za pomocą wytłaczania reaktywnego, mikrofluidyki, samoorganizacji i elektroprzędzenia

Różne metody manipulowania trójwymiarową architekturą w hydrożelach na bazie białek są tutaj oceniane pod kątem właściwości materiałów. Sieci makroporowate są funkcjonalizowane peptydem adhezyjnym, a ich wykonalność w hodowli komórkowej jest oceniana przy użyciu dwóch różnych modelowych linii komórkowych.

Łatwa manipulacja architekturą w hydrożelach na bazie białek do zastosowań w hodowlach komórkowych

Ten protokół opisuje syntezę i formułowanie wstrzykiwalnych, supramolekularnych biomateriałów hydrożelowych polimerowo-nanocząsteczkowych (PNP). Przedstawiono zastosowania tych materiałów do dostarczania leków, stabilizacji biofarmaceutycznej oraz enkapsulacji i dostarczania komórek.

Supramolekularne hydrożele polimerowo-nanocząsteczkowe do wstrzykiwań do zastosowań w dostarczaniu komórek i leków

Mikrożelowe pręty z komplementarnymi grupami reaktywnymi są produkowane za pomocą mikrofluidyki z możliwością łączenia się w roztworze wodnym. Anizometryczne mikrożele zacinają się i łączą w stabilne konstrukcje z większymi porami w porównaniu z systemami sferycznymi. Mikrożele modyfikowane za pomocą GRGDS-PC tworzą makroporowate konstrukcje 3D, które można wykorzystać do hodowli komórkowych.

Połączone makroporowate rusztowania 3D z prętów mikrożelowych

Przetwarzanie ścinaniem podczas tworzenia hydrożelu powoduje produkcję zawiesin mikrożelowych, które są cienkie jak ścinanie, ale szybko się restrukturyzują po usunięciu sił ścinających. Materiały te zostały wykorzystane jako matryca nośna do biodruku złożonych, obciążonych komórkami struktur. W tym miejscu opisano metody stosowane do produkcji łoża nośnego oraz kompatybilne biotusze.

Płynne żele agarozowe utworzone przez obróbkę ścinającą podczas żelowania do zawieszonego biodruku 3D

Minimalizacja zmienności frakcji cząstek w granulowanych rusztowaniach ułatwia powtarzalne eksperymenty. W pracy opisano metody generowania rusztowań ziarnistych o kontrolowanych frakcjach cząstek do zastosowań w inżynierii tkankowej in vitro.

Kontrolowanie frakcji cząstek w mikroporowatych rusztowaniach z wyżarzonymi cząstkami do hodowli komórek 3D

Ten artykuł opisuje protokoły wysokoprzepustowej produkcji mikrożelu żelowego z żelatyny metakryloylowej za pomocą urządzeń mikroprzepływowych, przekształcania mikrożeli w proszek do resuspensable (mikroaerożele), chemicznego łączenia mikrożeli w celu utworzenia granulowanych rusztowań hydrożelowych oraz opracowywania granulowanych biotuszy hydrożelowych o zachowanej mikroporowatości do biodruku 3D.

Rusztowania hydrożelowe żelatynowo-metakryloilowe granulowane: wysokoprzepustowa produkcja mikrożeli, liofilizacja, montaż chemiczny i biodruk 3D

Tutaj prezentujemy dwa protokoły do osadzania bezkomórkowych reakcji syntezy białek w makroskalowych matrycach hydrożelowych bez potrzeby stosowania zewnętrznej fazy płynnej.

Metody osadzania bezkomórkowych reakcji syntezy białek w hydrożelach w makroskali

Protokół do ilościowej oceny migracji komórek 3D w obrębie i do interfejsu granulowanych hydrożeli jest przedstawiony tutaj.

Kwantyfikacja trójwymiarowej migracji komórek w obrębie i do granulowanych biomateriałów hydrożelowych

Poznaj metodę fragmentacji ekstruzji hydrożeli luzem do produkcji mikrożeli i granularnych hydrożeli do zastosowań biomedycznych. Prosta, tania technika nadaje się do druku 3D i dostarczania leków.

Fragmentacja hydrożeli luzem i przetwarzanie na granulowane hydrożele do zastosowań biomedycznych

Przeglądaj więcej filmów