Настоящий протокол описывает изготовление высокооткрытых пористых микросфер (HOPM) на основе поли(молочно-ко-гликолевой кислоты) с помощью легкой микрофлюидной технологии на основе одноэмульсионной композиции. Эти микросферы имеют потенциальное применение в тканевой инженерии и скрининге лекарств.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Изготовление высокооткрытых пористых микросфер (HOPM) с помощью микрофлюидной технологии
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
По сравнению с объемными каркасами и прямой инъекцией только клеток, инъекционные модульные блоки вызвали огромный интерес к восстановлению неисправных тканей из-за удобства в упаковке клеток, улучшенного удержания клеток и минимальной инвазивности. Кроме того, пористая конформация этих микромасштабных носителей может улучшить обмен среды и улучшить уровень питательных веществ и кислорода. Настоящее исследование иллюстрирует удобное изготовление высокооткрытых пористых микросфер (PLGA-HOPM) на основе поли(молочно-когликолевой кислоты) с помощью легкой микрофлюидной технологии для приложений доставки клеток. Полученные монодисперсные PLGA-HOPM обладали размерами частиц ~400 мкм и открытыми порами ~50 мкм со смежными окнами. Вкратце, эмульгированные капли масла (раствор PLGA в дихлорметане, DCM), обернутые 7,5% (мас./об.) желатиновой водной фазой, вводили в 1% (мас./об.) непрерывно протекающий поли(виниловый спирт) (ПВА) водный раствор через коаксиальное сопло в настраиваемой микрофлюидной установке. Впоследствии микросферы были подвергнуты процедурам экстракции растворителем и лиофилизации, что привело к образованию HOPM. Примечательно, что различные составы (концентрации PLGA и порогена) и параметры обработки (эмульгирующая сила, игольчатый датчик и скорость потока дисперсной фазы) играют решающую роль в качествах и характеристиках полученных PLGA HOPM. Более того, эти архитектуры могут потенциально инкапсулировать различные другие биохимические сигналы, такие как факторы роста, для расширенного открытия лекарств и регенерации тканей.
Введение
Микросферы, нагруженные клетками, предлагают благоприятные преимущества, такие как повышенная способность удерживать клетки in situ, эффективная доставка клеток и последующая способность к пролиферации клеток in vivo1. На сегодняшний день были проведены многочисленные исследования для разработки успешной структуры строительных лесов для поддержки благоприятной среды для клеток для регенерации тканей или применения скрининга лекарств2. Тем не менее, гипоксия среды часто неизбежна в интерьерах из-за недостаточного снабжения питательными веществами / кислородом и накопления метаболических отходов
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Приготовление растворов
- Подготовьте раствор ПВА заранее, нагревая раствор ПВА на водяной бане при температуре 80 °C и затем помещая его в холодильник при 4 °C. Охладить до комнатной температуры (RT) для экспериментального использования.
- Готовят эмульсию-предшественник путем добавления водного раствора желатина (1 мл, 7,5%, мас./об.) в органическую фазу PLGA (2 мл, 2%, мас./об.в дихлорметана, DCM) (см. Таблицу материалов).
ПРИМЕЧАНИЕ: Как правило, микрофлюидная технология включает в себя различные фазы для формирования микросфер. Непрерывная или сборная фаза содержит водный поли(виниловый спирт) (ПВА, 600 мл,....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Основываясь на предыдущей работе, которая оптимизировала основные параметры1, PLGA растворяли в испаряемом растворителе DCM. Первичную эмульсию W/O получали путем гомогенизации желатином под ультразвуковой зондовой обработкой. Была упрощенно собрана индивидуальная флюидная структура сопотока, в которой использовался шприц для постоянного введения потоков. Кроме того, были проведены достаточные процедуры полоскания для устранения ПВА и желатина из микросфер PLGA (Рисунок 1A
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
В этой статье описывается эффективная стратегия создания архитектур на основе PLGA, а именно PLGA-HOPM. Следует отметить, что необходимо осторожно предпринять несколько критических шагов, в том числе избегать испарения PLGA растворителем и мягкой регулировки ультразвуковой мощности в целевое положение во время приготовления эмульсии. Кроме того, жидкое выходное отверстие шприца объемом 20 мл может быть в определенной степени отрегулировано для решения фазового разделения эмульгированных прекурсоров. Однако ограничение за.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
SCL, YW, RKK и AZC признают финансовую поддержку со стороны Национального фонда естественных наук Китая (NSFC, 32071323, 81971734 и U1605225) и Программы инновационных исследований в области науки и техники в Университете провинции Фуцзянь. YSZ не поддерживалась ни одной из этих программ и не получала никаких платежей; вместо этого признается поддержка со стороны Научно-исследовательского института имени Бригама.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Центрифужная пробирка | Solarbio, Пекин, Китай | 5 мл и 50 мл (стерильность) | |
| Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия | Leica, Вецлар, Германия | TCS SP8 | |
| Дихлорметан | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd, Шанхай, Китай | 20161110 | Игла для дозирования исследовательского класса |
| Kindly, Шанхай, Китай | 26 G, ID: 250 μ м, OD: 460 μ m | ||
| DMEM/F-12 | Gibco; Life Technologies Corporation, Calsbad, США 15400054 | DMEM/F-12 50/50, 1x (Dulbecco's Mod. Из смеси Eagle's Medium/Ham's F12 50/50) с этиловым спиртом L-глутамина | |
| Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd, Шанхай, Китай | 20210918 | ||
| этил-ендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА)-трипсином исследовательской | Биологическая промышленность, кибуц Бейт-Хаэмек, Исра | Трипсин (0,25%), ЭДТА (0,02%) | |
| Фетальная бычья сыворотка (FBS) | Биологическая промышленность, кибуц Бейт-Хаэмек, Израиль | ||
| Сублимационная сушилка | Bilon, Шанхай, Китай | FD-1B-50 | |
| Желатин | Sigma-Aldrich Co. Ltd, Сент-Луис, США | лот # SZBF2870V | Из свиной кожи, тип А |
| Стеклянная нижняя пластина | Biosharp, Хэфэй, Китай | BS-15-GJM, 35 мм | |
| Стеклянный капилляр | Huaou, Цзянсу, Китай | 0,9-1,1 &x раз; 120 мм | |
| Шейкер инкубатора | Zhicheng, Шанхай, Китай | ZWYR-200D | |
| Комплект для визуализации живых мертвых клеток | Solarbio, Пекин, Китай | 60421211112 | Зеленая флуоресценция в живых клетках (ex/em 488 нм/515 нм). Красная флуоресценция в мертвых клетках (ex/em 570 нм/602 нм) |
| Низкоскоростная центрифуга | Xiangyi, Хунань, Китай | TD5A | |
| Магнетронное распыление | Riye electric Co. Ltd, Сучжоу, Китай | MSP-2S | |
| Микропоточный инжекторный насос | Harvard Apparatus, Холлистон, США | Harvard Pump 11 Plus | |
| Penicillin-streptomycin | Biological Industries, кибуц Beit-Haemek, Isra | 2135250 | Исследовательский фосфатный |
| буферный раствор (PBS) | Servicebio Technology Co., Ltd. Ухань, Китай | GP21090181556 | PBS 1x, культуральный сорт, без кальция, |
| без полигликолевой кислоты магния (молочная co-гликолевая кислота) | Sigma-Aldrich Co. Ltd, Сент-Луис, США | лот # MKCF9651 | 66– 107 кДа, лактид:гликолид 75:25 |
| Поли(виниловый спирт) | Sigma-Aldrich Co. Ltd, Сент-Луис, США | лот # MKCK4266 | 13-13 кДа, 98% Гидролизованная |
| трубка из ПВХ | Шэньчэнь, Шанхай, Китай | Внутренний диаметр, ID: 1 мм | |
| Мезенхимл стволовые клетки костного мозга | крысы Procell, Ухань, Китай | ||
| Сканирующий электронный микроскоп | Phenom pure, Эйндховен, Нидерланды | Установите напряжение ускорения на 5 кВ | |
| Сирин для медицинских целей | Kindly, Шанхай, Китай | 5 мл и 50 мл (с иглой) | |
| Температура водяной бани | Mingxiang, Шэньчжэнь, Китай | 36 Вт | |
| Трансформатор | Riye electric Co. Ltd, Сучжоу, Китай | SZ-2KVA | |
| Ультразвуковой выключатель | элементов JY 92-IID, Scientz, Нинбо, Китай | JY 92-IID | |
| УФ-отверждаемый клей | Zhuolide, Фошань, Китай | D-3100 |
Ссылки
- 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....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
