Fundamentos eletrofiação: Solução de Otimização e Parâmetros Aparelho

Este experimento demonstra a eletrofiação de andaimes de nanofibras para estruturas extracelulares de suporte celular in vitro e in vivo. Comece escolhendo um solvente de polímero e uma geometria coletora adequada para o tipo desejado de nanofibras. A etapa mais importante desse processo é determinar a concentração crítica de emaranhamento acima da qual é possível formar fibras.

O próximo passo é adaptar o sistema para produzir a densidade do diâmetro e o alinhamento das fibras. A microscopia eletrônica desejada indica os diferentes tipos de fibras que podem ser fiadas. Esses andaimes de nanofibras eletrofiadas demonstraram acelerar a maturação, melhorar o crescimento e direcionar a migração de células prontas in vitro.

Geralmente, os indivíduos novos neste método terão dificuldades porque a eletrofiação pode ser um processo complicado. As demonstrações visuais deste método são críticas, pois as etapas de otimização do aparelho são difíceis de entender sem qualquer experiência anterior em eletrofiação. Ao escolher um polímero e solvente para eletrofiação, considere características como biodegradabilidade, termoplástico e reticulação com sua eventual aplicação em mente.

Em seguida, determine o equipamento de proteção individual adequado necessário com base em suas seleções. Em seguida, selecione um substrato para coletar as nanofibras, como vidro, plástico, metal ou wafer de silício. Agora escolha a geometria do coletor.

Fibras alinhadas aleatoriamente são coletadas em placas estacionárias. Enquanto as fibras alinhadas podem ser coletadas em rodas que giram rapidamente, tambores, hastes ou placas paralelas garantem que o coletor seja condutor e permaneça isolado de tal forma que possa ser aterrado sem também aterrar objetos adjacentes. No caso de coletores rotativos, a roda deve ser isolada de seu eixo.

Para aproximar a concentração crítica de emaranhamento, prepare empiricamente várias concentrações de polímeros candidatos, a partir delas, escolha uma concentração que flua. A solução deve ser um líquido viscoso, mas não um gel. Agora configure o aparelho de eletrofiação.

A seringa deve ser colocada a uma distância de 20 centímetros do coletor para começar a carregar a bomba da seringa com a solução escolhida e definir a velocidade da bomba de forma que qualquer gota de solução limpa da ponta seja imediatamente substituída. Aterre o coletor e prenda o fio de alta tensão na placa condutora. Certifique-se de que a fonte de alimentação esteja zerada antes de iniciar a roda girando enquanto aumenta a tensão, observe lentamente a batida da solução na ponta da agulha e observe o fluxo.

Continue a ajustar a tensão para obter um fluxo longo e constante. Se não for possível obter um fluxo constante, ajustar primeiro a concentração da solução de polímero. Se o fluxo for difícil de ver, use um pano de fundo fosco escuro e coloque uma fonte de luz unidirecional entre o visualizador e o fluxo.

Às vezes, a solução de polímero escorre direto da ponta da seringa sem atração para a roda. Nesse caso, confirme se a placa condutora está fazendo contato com a ponta da agulha e se o coletor está fazendo contato com o solo. Se a gota de solução de polímero na ponta da seringa estiver inclinada na direção da roda, mas não estiver formando um fluxo, aumente a tensão.

Faça ajustes variando a distância e a tensão até que um fluxo constante seja visível. Quando grandes bolhas de polímero se formarem na ponta da seringa, passe a bola para longe com uma toalha de papel presa a um bastão não condutor. Para corrigir fluxos oscilantes ou agitados, diminua a tensão ou aumente a distância entre a ponta da seringa e a roda.

Se o fluxo continuar a balançar, use uma concentração mais alta de polímero ou adicione um pouco de solvente com uma evaporação mais lenta à solução. Visível. Fluxos constantes que fazem contato observável com o rodeiro em alta velocidade de rotação produzem a mais alta qualidade de uniformidade e alinhamento para melhorar o comprimento e a estabilidade de um fluxo curto e descontínuo. Aumente a solução de polímero.

Adicione mais solvente de evaporação lenta ou ajuste a tensão. Às vezes, ao coletar fibras aleatórias em uma placa estacionária, as fibras começam a formar folhas ou fios no ar. Esta é uma indicação de que a tensão está muito alta.

Quando forem descobertas contas nas fibras, aumente a solução de polímero e certifique-se de que a placa condutora esteja fazendo contato contínuo com a agulha e que a escova de aço aterrada esteja fazendo contato contínuo com a roda. Além disso, você deve tentar alcançar um fluxo constante. Correntes cuspidas geralmente indicam a formação de fibras frisadas.

Se as fibras se formarem como fitas ou sangrarem juntas, use uma concentração mais alta de polímero ou um solvente com uma taxa mais alta de evaporação para corrigir as fibras que formam ondas ou pistas de modelagem. Aumente a velocidade da roda ou afaste a ponta da agulha do coletor. Além disso, verifique se a placa condutora e o coletor não estão vibrando.

Às vezes, pause um desejado, caso em que simplesmente use um solvente de evaporação rápida. No entanto, se os poros não forem desejados, tente adicionar uma pequena quantidade de solvente de cos que seja menos volátil do que o solvente principal. Quando o coletor está se movendo em baixa RPM ou em repouso, a qualidade do alinhamento é ruim.

Aumente o alinhamento aumentando a velocidade da roda. As nanofibras eletrofiadas são eficazes na cultura e no estudo de vários tipos de células. Por exemplo, neurônios primários de ratos podem ser corados para beta tubulina e a contracoloração nuclear dpi.

É importante ressaltar que as fibras também podem ser visualizadas quando um corante como enxofre rumina é incluído na solução de fiação Após seu desenvolvimento. Essa técnica permitiu que pesquisadores no campo de biomateriais e biologia celular explorassem as interações entre células e uma variedade de características e geometrias nanotopográficas. Não se esqueça de que trabalhar com altas tensões pode ser extremamente perigoso, e devem sempre ser tomadas precauções para isolar o operador do aparelho durante a execução deste procedimento.