Hastes de microgel com grupos reativos complementares são produzidas via microfluídica com a capacidade de se interligar em solução aquosa. Os microgéis anisométricos encravam e se interligam em construções estáveis com poros maiores em comparação com sistemas baseados em esféricos. Microgéis modificados com GRGDS-PC formam construções 3D macroporosas que podem ser usadas para cultura celular.
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Artigo de método
Andaimes 3D macroporosos interligados de hastes de microgel
Neste artigo
Resumo
Resumo
Um sistema de dois componentes de microgéis funcionalizados da microfluídica permite uma rápida interligação em construções macroporosas 3D em soluções aquosas sem mais aditivos. A gelificação contínua fotoiniciada no chip permite a variação da proporção do microgel, que determina as propriedades do bloco de construção para as construções obtidas. Os monômeros de metacrilato de glicidil (GMA) ou metacrilato de 2-aminoetila (AMA) são copolimerizados na rede de microgel com base em polímeros-estrela de polietilenoglicol (PEG) para alcançar a funcionalidade de epóxi ou amina. Um fluxo de óleo de foco é introduzido na estrutura de saída microfluídica para garantir a coleta contínua das hastes de microgel funcionalizadas. Com base em uma publicação recente, construções baseadas em hastes de microgel resultam em poros maiores de várias centenas de micrômetros e, ao mesmo tempo, levam a uma maior estabilidade geral do andaime em comparação com um modelo baseado em esférico. Desta forma, é possível produzir construções de maior volume com mais volume livre, reduzindo a quantidade de material necessário. Os andaimes macroporosos interligados podem ser apanhados e transportados sem danos ou desintegração. Os grupos amina e epóxi não envolvidos na interligação permanecem ativos e podem ser usados independentemente para pós-modificação. Este protocolo descreve um método otimizado para a fabricação de hastes de microgel para formar andaimes macroporosos interligados que podem ser utilizados para experimentos celulares subsequentes.
Introdução
Para estudar o comportamento celular cooperativo complexo em construtos 3D, as plataformas de andaimes precisam mostrar desempenho consistente na reprodutibilidade, ter geometria adequada para a migração celular e, ao mesmo tempo, permitir certa flexibilidade em termos de alteração de parâmetros para investigar sua influência sobre o tecido vivo1. Nos últimos anos, o conceito de partículas recozidas macroporosas (MAP), descrito pela primeira vez por Segura et al., tornou-se uma plataforma eficiente e versátil para a produção de andaimes 3D2. A composição sob medida dos microgéis, que são os blocos de construção do andaim....
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Protocolo
1. Material e preparações necessários para microfluídica
- Para o procedimento microfluídico descrito, use seringas de vidro de 1 mL e 5 mL e bombas de seringa. A formação de gotículas no chip é observada através de um microscópio invertido equipado com uma câmera de alta velocidade.
- Crie o projeto de chip microfluídico (Figura 1B) usando um software de projeto assistido por computador e produza um modelo mestre, conforme já relatado12.
- Obtenha irradiação UV controlada usando um LED UV auto-construído (λ = 365 nm, diâmetro pontual ~ 4,7 mm) fornecendo irradiânci....
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Resultados
Figura 2: Estrutura macroporosa de andaimes reticulados . (A) Projeção 3D de uma pilha Z de microscopia confocal de 500 μm do andaime macroporoso interligado. A barra de escala representa 500 μm. (B) Andaime interligado composto por ~10.000 hastes de microgel em um copo de cobertura retirado diretamente da água. A b.......
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Discussão
Uma das etapas críticas neste protocolo é a qualidade do metacrilato de 2-aminoetila (AMA) usado como comonômero para a funcionalização primária da amina. O AMA deve ser um pó de grão fino e, de preferência, incolor entregue em um recipiente de vidro marrom à prova de gás. Deve-se evitar o uso de material esverdeado e irregular, pois prejudica significativamente a reação de gelificação e afeta negativamente a reprodutibilidade dos resultados. Em caso de má gelificação e hastes de microgel instáveis, pode-se considerar a .......
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Divulgações
Os autores asseguram que não há conflitos de interesse.
Agradecimentos
Expressamos nossa gratidão aos coautores de nosso trabalho anterior em que esta metodologia se baseia, Céline Bastard, Luis P. B. Guerzoni, Yonca Kittel, Rostislav Vinokur, Nikolai Born e Tamás Haraszti. Agradecemos o financiamento da Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) no âmbito do projeto B5 e C3 SFB 985 "Microgéis Funcionais e Sistemas de Microgel". Reconhecemos o financiamento do Comitê de Competição do Senado de Leibniz (SAW) sob o programa Professorinnenm (SAW-2017-PB62: BioMat). Reconhecemos sinceramente o financiamento da Comissão Europeia (EUSMI, 731019). Este trabalho foi realizado em parte no Centro de Tecnologia de Polímeros Químicos (CPT), que foi apoia....
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| ABIL EM 90 | Evonik | 144243-53-8 | surfactante não iônico |
| cloridrato de metacrilato de 2-aminoetila | TCI Chemicals | A3413 | >98,0%(T)(HPLC) |
| 8-Arm PEG-acrilato 20 kDa | Biochempeg Scientific Inc. | A88009-20K | ≥ 95 % |
| AutoCAD 2019 | Autodesk | computer-aided design (CAD) software; modelagem de projetos microfluídicos | |
| CHROMAFIL MV A-20/25 filtro de seringa | XH49.1 | tamanho do poro 0,20 µ m; Ésteres mistos de celulose (MV) | |
| Vidro de cobertura | Marienfeld-Superior | tipo nº 1 | |
| EMS Ferramenta de amostragem de núcleo de linha suíça 0,75 mm | Microscopia Eletrônica Ciências | 0,77 mm de diâmetro interno, 1,07 mm de diâmetro externo | |
| Etanol | absolut VWR Chemicals | ||
| FL3-U3-13Y3M Câmera de alta velocidade da série 150 FPS FLIR | Systems | ||
| Isómero de fluoresceinamina I | Sigma-Aldrich | 201626 | |
| isotiocianato de fluoresceína | Thermo Fisher Scientific | 46424 | |
| 25G x 5/8' ’ Agulhas de 0,50 x 16 mm | BD Microlance 3 | ||
| Metacrilato de glicidil | Sigma-Aldrich | 779342 | ≥ 97.0% (GC) |
| GRGDS-PC | CPC Scientific | FIBN-015A | |
| Hamilton 1000 Series Seringas à prova de gás | Thermo Fisher Scientific | 10772361/10500052 | PFTE Luer-Lock |
| Hexano | Sigma-Aldrich | 1,04,367 | |
| Lítio fenil-2,4,6-trimetilbenzoilfosfinato | Sigma-Aldrich | 900889 | ≥ Microscópio |
| trinocular 95% Motic AE2000 | Ted Pella, Inc. | 22443-12 | |
| Novec 7100 | Sigma-Aldrich | SHH0002 | |
| Óleo Vermelho O | Sigma-Aldrich | O9755 | |
| Parafina | VWR Chemicals | 24679320 | |
| Pavone Nanoindenter Platform | Optics11Life | ||
| Fosfato tamponado solução salina | Thermo Fisher Scientific | AM9624 | |
| Polietileno Tubulação 0.38× Dropletex de grau médico de 1,09 mm | ID 0,38 mm OD 1,09 mm | ||
| 99,5% | |||
| Tubos LoBind de Proteína | 30108132 | Eppendorf | |
| 11 Pico Plus Elite Bomba de Seringa Programável | Aparelho Harvard | ||
| RPMI 1640 médio | Gibco | 11530586 | |
| SYLGARD 184 kit de elastômero de silicone | Dow SYLGARD | 634165S | |
| Tricloro-(1H,1H,2H,2H-perfluoroctil)-silano | Sigma-Aldrich | 448931 | |
| UVC LED caixa de esterilização | UVLED Optical Technology Co., Ltd. | 9S SZH8-S2 |
Referências
- Daly, A. C., Riley, L., Segura, T., Burdick, J. A. Hydrogel microparticles for biomedical applications. Nature Reviews Materials. 5 (1), 20-43 (2020).
- Griffin, D. R., Weaver, W. M., Scumpia, P. O., Di Carlo, D., Segura, T. Accelerated wound heal....
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Reimpressões e permissões
