Summary
Præsenteret her er en metode til 3D bioprinting af gelatine methacryloyl.
Abstract
Gelatine methacryloyl (GelMA) er blevet en populær biomaterialet i området for bioprinting. Afledningen af dette materiale er gelatine, som hydrolyseres fra pattedyr kollagen. Således arginin-glycin-aspartinsyre (RGD) sekvenser og målmotiver af matrix metalloproteinase (MMP) forbliver på de molekylære kæder, som hjælper med at opnå celle fastgørelse og nedbrydning. Desuden er formation egenskaber af GelMA alsidige. Methacrylamid-grupperne tillader, at et materiale hurtigt bliver tværbundet under let bestråling i nærværelse af en fotoinitiator. Derfor, det giver god mening at etablere egnede metoder til syntetisere tredimensionelle (3D) strukturer med dette lovende materiale. Men dens lave viskositet begrænser Gelma's print barhed. Præsenteret her er metoder til at udføre 3D bioprinting af gelma hydrogels, nemlig fabrikation af gelma mikrokugler, gelma fibre, gelma komplekse strukturer, og gelma-baserede mikrofluidisk chips. De resulterende strukturer og biokompatibilitet af materialer samt trykning metoder diskuteres. Det menes, at denne protokol kan fungere som en bro mellem tidligere anvendte biomaterialer og GelMA samt bidrage til etableringen af GelMA-baserede 3D-arkitekturer til biomedicinske applikationer.
Introduction
Hydrogels menes at være et egnet materiale inden for biofabrikation1,2,3,4. Blandt dem, gelatine methacryloyl (GelMA) er blevet en af de mest alsidige biomaterialer, oprindeligt foreslået i 2000 af van den Bulcke et al.5. GelMA syntetiseres ved direkte reaktion af gelatine med methacrylanhydrid (MA). Gelatine, som hydrolyseres af pattedyr kollagen, består af målmotiver af matrix metalloproteinase (MMP). Således, in vitro tredimensionale (3D) væv modeller etableret af GelMA kan ideelt efterligne samspillet mellem celler og ekstracellulære matrix (ECM) in vivo. Endvidere, arginin-glycin-aspartinsyre (rgd) sekvenser, som er fraværende i nogle andre silicagelrogeler såsom alginates, forblive på de molekylære kæder af gelma. Dette gør det muligt at realisere fastgørelse af indkapslede celler inde hydrogel netværk6. Desuden er dannelsen evne GelMA lovende. Methacrylamid-grupperne på GelMA-molekyle kæderne reagerer med photoinitiator under milde reaktionsbetingelser og danner kovalente bindinger ved udsættelse for lysbestråling. Derfor kan de trykte strukturer hurtigt tværbundet for at opretholde de designede figurer på en enkel måde.
Baseret på disse egenskaber, en række felter udnytte GelMA til at udføre forskellige anvendelser, såsom vævsteknik, grundlæggende cytologi analyse, Drug screening, og biosensing. Derfor er forskellige fabrikations strategier også blevet påvist7,8,9,10,11,12,13,14. Men, det er stadig udfordrende at udføre 3D bioprinting baseret på GelMA, som er på grund af sine grundlæggende egenskaber. GelMA er et temperaturfølsomt materiale. Under trykningen skal temperaturen i udskrivnings atmosfæren kontrolleres strengt for at opretholde biotrykens fysiske tilstand. Desuden er viskositeten af gelma generelt lavere end andre almindeligt silicagelrogeler (dvs. alginat, chitosan, hyaluronsyre osv.). Men andre forhindringer står over for, når du opbygger 3D-arkitekturer med dette materiale15.
Denne artikel opsummerer flere tilgange til 3D bioprinting af gelma foreslået af vores laboratorium og beskriver de trykte prøver (dvs. syntesen af gelma mikrokugler, gelma fibre, gelma komplekse strukturer, og gelma-baserede mikrofluidisk chips). Hver metode har specialiserede funktioner og kan vedtages i forskellige situationer med forskellige krav. GelMA mikrokugler er genereret af en elektro assisteret modul, som danner ekstra ekstern elektrisk kraft til at krympe Dråbestørrelse. Med hensyn til GelMA fibre, de er ekstruderet af en koaksial bioprinting dyse ved hjælp af viskøs natriumalginat. Desuden er etableringen af komplekse 3D-strukturer opnås med en digital Light Processing (DLP) bioprinter. Endelig foreslås en dobbelt Cross Linking-strategi for at bygge gelma-baserede mikrofluidisk-chips, der kombinerer gelma-hydrogel og traditionelle mikrofluidisk-chips. Det menes, at denne protokol er et væsentligt Resumé af GelMA bioprinting strategier, der anvendes i vores laboratorium og kan inspirere andre forskere i relative områder.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. celledyrkning
- Forbered dulbecco's modificerede Eagle medium (DMEM) suppleret med 10% føtal bovint serum (FBS) og 1% penicillin/streptomycin, der anvendes til dyrkning af humane brystkræft celler (MDA-MB-231) linjer og humane navle formede vene endotel celle (HUVEC) linjer.
- Forbered DMEM med L-glutamin (DMEM/F-12), suppleret med 10% FBS og 1% penicillin/streptomycin, anvendes til kultur knoglemarv mesenchymal stamcelle (BMSC) linjer.
- Indstil dyrknings miljøet som 37 °C og 5% CO2. Culture MDA-MB-231, HUVEC og BMSC, og passage cellerne i en 1:2 ratio når 90% sammenløbet er nået.
2. fremstilling af GelMA mikrokugler
- Udskriv armaturet som figur 1A med POLYLAKTISK syre (PLA) på en FDM-printer (sammensmeltet deposition Modeling). Placer to metalring elektroderne i armaturet.
- Forbind de to metalring elektroer med henholdsvis jord og positive poler. Anbring metalpladen, der er forbundet med højspændingen under ring elektroden, og Placer en Petri skål med silicium olie på metalpladen som en dråbe modtager.
- Frysetørret GelMA (5% w/v) og lithiumphenyl-2, 4, 6-trimethylbenzoylphosphinat (LAP, 0,5% w/v) opløses i Dulbecco's fosfat bufferede saltvand (DPBS) som bioink (10 mL). Filtrer bioblækket gennem et 0,22 μm filter for sterilitet og Opvarm det i et 37 °C vandbad i 15 minutter.
- Frigør MDA-MB-231-celler med 3 mL 0,25% trypsin-0,02% EDTA-opløsning i 3 min ved 37 °C. Centrifuger cellerne i et 15 mL centrifugal rør ved 100 x g i 5 minutter for at få en celle pellet.
- Fjern supernatanten. Bland celle pellet med 1 mL tilberedt bioink ved langsomt at pipettere det for at forhindre produktion af bobler.
- 1 mL bioink (MDA-MB-231) placeres i en 3 mL steril sprøjte. Fodrer bioblækket med tryklufts kraft (~ 0,5 kPa). Sæt sprøjten på armaturet.
Bemærk: udskrivningsmiljøet skal styres strengt ved en temperatur på 30 °C og en luftfugtighed på 50%. - Tænd for højspændings strømmen, og Indstil spændingen til 0 − 4 kV. Tænd samtidig for 405 nm bølgelængde lyset for at kryds forbinde GelMA dråberne i 5 mL silicium olie.
- Hæld den mest del af silicium olien væk ved at dekarte Petri skålen. Overfør den forblev silicium olie og GelMA mikrosfærerne til en 15 mL centrifugal slange ved hjælp af en ske.
- Tilsæt 5 mL DPBS og ryst blandingen ensartet. Centrifuger røret ved 100 x g i 5 min. og Fjern supernatanten væsken.
- Gentag trin 2,9 3x.
- Tag GelMA mikrosfærerne med en ske og kultur dem i DMEM i en Petri skål ved 37 °C og 5% CO2 i 3 dage.
- Kassér mediet og vask mikrosfærerne med DPBS. Fix med 2 mL 4% PARAFORMALDEHYD (PFA) i 30 min ved stuetemperatur (RT).
- Kassér PFA og vask mikrosfærerne med DPBS. Permeabilize med 2 mL 0,5% nonionisk overfladeaktivt stof (dvs. Triton X-100) i 5 minutter ved RT.
- Kassér det nonioniske overfladeaktive stof og vask mikrosfærerne med DPBS. Plette dem med 2 mL tetramethylrhodamin (TRITC) phalloidin i 30 min i mørke ved RT.
- Kassér TRITC og vask mikrosfærerne med DPBS. Plette dem med 2 mL 4 – 6-diamidino-2-phenylindol (DAPI) i 10 min i mørke ved RT.
- Kassér DAPI'EN og vask mikrosfærerne med DPBS. Fang morfologien med et Konfokal fluorescens mikroskop.
3. fremstilling af GelMA fibre
- Forbered en koaksial dyse som vist i figur 2a. Fix en indvendig dyse (25 G, OD = 510 μm, ID = 250 μm) og ydre dyse (18 G, OD = 1200 μm, ID = 900 μm) med lodning. Tilslut et glasrør (længde = 50 mm, indvendig diameter = 1,2 mm) til enden af koaksial dysen.
- Natriumalginat (na-ALG) opløses, som er steriliseret under ultraviolet (UV) lys i 30 min i deioniseret vand ved 2% (w/v).
- Forbered en steril bioink-opløsning efter trin 2,3. Du opvarmer GelMA bioink-og na-ALG-opløsningen i et 37 °C-vandbad i 15 minutter.
- Fjern BMSCs-cellerne med 3 mL 0,25% trypsin-0,02% EDTA-opløsning i 3 min ved 37 °C. Centrifuger cellerne i et 15 mL centrifugal rør ved 100 x g i 5 minutter for at få en celle pellet.
- Fjern supernatanten væsken. Bland celle pellet med 2 mL tilberedt GelMA bioink ved langsomt at pipettere det for at forhindre produktion af bobler.
- 2 mL bioink (BMSCs) placeres i en 10 mL sprøjte. 2 mL na-ALG-opløsning placeres i en anden sprøjte (10 mL). Fodre dem med to sprøjtepumper, henholdsvis (her, bioink på 50 μm/min og na-ALG løsning på 350 μm/min).
Bemærk: udskrivningsmiljøet skal styres strengt ved en temperatur på 30 °C og en luftfugtighed på 50%. - Tænd for 405 nm bølgelængde lys til at bestråle det gennemsigtige rør til link gelma fibre. Brug en Petri skål med DPBS til at modtage fibrene.
- Tag GelMA fibrene med en ske fra DPBS og kultur dem i 3 dage i den forberedte DMEM/F-12 i 37 °C og 5% CO2.
- Følg trin 2.12 − 2.16 for at tilberede GelMA-fibrene til morfologisk observation med et Konfokal fluorescens mikroskop.
4. fabrikation af komplekse 3D GelMA strukturer
Bemærk: figur 3A viser fabrikations skitsen af de komplekse 3D gelma strukturer.
- Tørre DLP bioprinter (figur 3E) med 75% alkohol og udsætte det for UV-bestråling i 30 min for sterilitet.
- Den frysetørret GelMA (10% w/v) og LAP (0,5% w/v) opløses i DPBS. Tilsæt magenta spiselig pigment i opløsningen (3% v/v) for at forbedre udskrivnings nøjagtigheden.
- Opløsningen filtreres gennem et 0,22 μm filter for sterilitet og opvarmes i et 37 °C vandbad i 15 minutter.
- Byg 3D-modellerne med CAD-software (Computer Aided Design). Importer model dokumenterne til den øvre software (EFL) for den anvendte DLP bioprinter.
- 10 mL tilberedt bioink tilsættes til truget af DLP bioprinter.
- Indstil udskrivnings parametrene i den øvre software som følger: lysintensitet = 12 mW/cm2, bestråling varighed = 30 s, og skive højde = 100 μm. Start udskrivningen.
- Fjern den trykte struktur fra bioprinteren og sænk den i DPBS i en Petri skål.
- Frigør MDA-MB-231s-cellerne med 3 mL 0,25% trypsin-0,02% EDTA-opløsning i 3 min ved 37 °C. Centrifuge celler ved 100 x g i 5 minutter i et 15 ml rør for at opnå en celle pellet.
- Fjern supernatanten væsken, og bland celle pellet med 2 mL DMEM.
- Tilsæt 100 μL cellesuspension på de trykte strukturer. Kultur i 3 dage i den forberedte DMEM ved 37 °C og 5% CO2.
- Følg trin 2.12 − 2.16 for at forberede de komplekse 3D-strukturer til morfologisk observation med et Konfokal fluorescens mikroskop.
5. fremstilling af gelma-baserede mikrofluidisk-chips
Bemærk: figur 4A viser fabrikations skitsen af den gelma-baserede mikrofluidisk-chip.
- Den frysetørret GelMA opløses 10% (w/v) og LAP (0,5% w/v) i DPBS. GelMA-Opløsningen filtreres gennem et 0,22 μm-filter for sterilitet.
- Steriliser gelatine pulveret under UV-lys i 30 minutter, og tilsæt det til GelMA-LAP-opløsningen, der er fremstillet i trin 5,1, til en endelig koncentration af gelatine på 5% (w/v). Blandingen opvarmes i et 37 °C vandbad i 15 minutter.
- Designe en gruppe af forme (figur 4B, C) med CAD-software og fremstille dem med polymer harpiks på en DLP printer.
- Fyld forme helt med den forberedte bioink.
- Sæt forme i en 4 °c køleskab til link gelatine i 30 min.
- Fjern forme og demold med en klinge den delvist (fysisk) tværbundet hydrogel ark fra forme.
- Kombiner de to demolded hydrogel plader og binde dem ved hjælp af GelMA ved bestråling ved 405 nm i 1 min.
- HUVECs-cellerne løsnes med 3 mL 0,25% trypsin-0,02% EDTA-opløsning i 3 min ved 37 °C. Centrifuge celler i et 15 mL centrifugal rør for at opnå en celle pellet ved 100 x g i 5 min.
- Fjern supernatanten væsken, og bland celle pellet med 2 mL DMEM.
- Fyld mikrokanalen helt ved at injicere cellesuspensionen med en dyse og sprøjte.
- Vend chippen på hovedet hver 15 minutter i løbet af de næste 3 h for at opnå ensartet og komplet celle såning. Kultur chips i Petri skålen i 3 dage i den forberedte DMEM ved 37 °C og 5% CO2.
- Følg trin 2.12 − 2.16 for at forberede de mikrofluidiske chips til morfologiske observationer med et Konfokal fluorescens mikroskop.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Under fremstillingen af GelMA mikrokugler blev GelMA-dråberne adskilt af den eksterne elektriske felt kraft. Når dråberne faldt i den modtagende silicium olie, forblev de standard sfæide form uden haler. Dette skyldes, at GelMA-dråberne var i en vandig fase, mens silicium olien var i en oliefase. Den overfladespænding, der dannes mellem de to faser, har medført, at GelMA-dråberne opretholder en standard sfæide form. Med hensyn til de celle-lastet mikrokugler, celler oplevede højspænding elektrisk felt kraft i denne proces. Fra morfologien af de farvede MDA-MB-231s (figur 1B-E), blev det konstateret, at den INDKAPSLEDE MDA-MB-231s fastholdt sin spredning kapacitet, kontrol af biokompatibilitet af denne elektro assisterede fabrikationsmetode.
Med hensyn til GelMA-fibrene strømmede GelMA og natriumalginat-opløsningen i de indvendige og udvendige dyser i henholdsvis den koaksiale dyse. Da natriumalginat havde en højere viskositet end GelMA, blev GelMA begrænset i natriumalginat-opløsningen og vedligeholdt en linje form. Bestråling af lys (405 nm bølgelængde) forårsagede den indre GelMA at blive crosslinked, danner GelMA fibre (figur 2B). Desuden blev BMSCs indkapslet i GelMA fibrene (figur 2C, D). Som vist, de indkapslede BMSCs vedligeholdt sprede kapacitet i GelMA hydrogel netværk efter fremstillingsprocessen (figur 2E).
En DLP bioprinter blev valgt til at fabrikere GelMA strukturer med mere komplekse former. Som vist i figur 3B-Dblev strukturerne "næse", "øre" og "multi kammer" fastlagt. På overfladen af de krydsede GelMA strukturer, de seedede HUVECs knyttet til GelMA materialer og sprede (figur 3F). Dette viste muligheden for, at etableringen af GelMA komplekse 3D-strukturer ved hjælp af en DLP bioprinter rummer et stort potentiale i applikationer inden for vævsteknik.
I modsætning til den traditionelle mikrofluidisk-chip, der er baseret på materialer uden bionedbrydnings egenskaber16,17,18,20 (dvs. harpiks, glas, Polydimethylsiloxan [PDMS] og polymethylmethacrylat [PMMA]), blev en gelma-baseret mikrofluidisk-chip fremstillet her ved hjælp af en dobbelt Cross-Linking To komponenter i bioink var tværbundet successivt. Chips med forskellige mikrokanaler blev bygget ved at designe forskellige forme efter behov (figur 4B, C). Desuden blev det bekræftet, at HUVECs blev seedet i kanalerne og fastgjort til kanalen væggen, danner den makroskopiske fartøj form (figur 4D, E).
Figur 1: GelMA mikrokugler. A) fabrikations skitse af gelma-mikrosfærerne. B) optisk mikroskop billede af gelma-mikrosfærerne. (C) optisk mikroskop billede af MDA-MB-231s i gelma. (D) 2D-visning af F-actin og kernen af den INDKAPSLEDE MDA-MB-231s. (E) 3D-visning af F-actin og kernen af den INDKAPSLEDE MDA-MB-231s. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: GelMA fibre. (A) fabrikation skitse af gelma fibre. (B) optisk mikroskop billede af gelma fibre (med blåt blæk). C) Konfokal fluorescens mikroskop billede af gelma fibrene (med grønne fluorescens partikler). (D) optisk mikroskop billede af BMSCs i gelma fibre. E) F-actin og kernen af de indkapslede BMSCs. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: GelMA komplekse 3D strukturer. (A) fabrikations skitse af de komplekse Gelma 3D-strukturer. (B) optisk mikroskop billede af gelma "næse". (C) optisk mikroskop billede af gelma "Ear". (D) optisk mikroskop billede af gelma "multi kammer". E) den anvendte DLP bioprinter. F) f-actin og kernen i den SEEDEDE MDA-MB-231s. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: gelma-baseret mikrofluidisk chip. A) fabrikations skitse af den gelma-baserede mikrofluidisk-chip. (B,C) Optiske mikroskop billeder af den gelma-baserede mikrofluidisk chip. (D) optisk mikroskop billede af de seedede HUVECs på kanalvæg. E) F-actin og kernen af de seedede HUVECs på kanalvæg. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Denne artikel beskriver flere strategier til at fabrikere gelma 3D strukturer, nemlig gelma mikrokugler, gelma fibre, gelma komplekse strukturer, og gelma-baserede mikrofluidisk chips. GelMA har lovende biokompatibilitet og dannelse kapacitet og er meget udbredt i området for biofabrikering. Mikrosphere strukturer er velegnede til kontrolleret frigivelse af stoffer, vævsdyrkning, og injektion i organismer til yderligere behandling21,22,23,24,25. Fordi viskositeten af GelMA opløsning er lav, dens dannelse er udfordrende. Under fremstillingen af GelMA-mikrosfærerne blev det elektro hydrodynamiske princip (EHD) derfor valgt til at løse dette problem. Den anvendte spænding var forholdsvis lav, og mikrodråberne blev genereret en efter en. For at fremstille mikrosfærer af en mindre størrelse, kan den anvendte spænding øges, og væsken ville være i en anden stat med Taylor Cone26.
På grund af den Coulomb eksplosion fænomen, de faldende dråber blev yderligere adskilt af deres overdreven elektrisk tæthed, hvilket resulterer i mindre GelMA mikrosfærer. Desuden blev mono gelma fibre fabrikeret ved hjælp af en koaksial dyse og natriumalginat opløsning. Der blev anvendt en koaksial dyse her. Som nævnt ovenfor, på grund af den lave viskositet af GelMA, natriumalginat forudsat modstand til at opretholde formen af fiber. Hydrogel fiber strukturer er velegnede til efterligning af fiber formede væv in vivo (dvs., muskler, fartøjer, etc.27,28,29,30,31,32). For GelMA fibre med mere komplicerede komponenter, kan den anvendte bioprinting dyse yderligere ændres. For eksempel kan en trelags koaksial dyse samles for at generere flerlags GelMA fibre.
Ved etableringen af komplekse GelMA 3D-strukturer blev det konstateret, at DLP bioprinter bryder gennem den udskrivnings hindring, der forårsages af Gelmas lave viskositet. Ved hjælp af CAD-software, GelMA 3D strukturer blev fabrikeret på efterspørgslen. Endelig blev en ny gelma-fabrikationsmetode, den dobbelte Cross-Linking-strategi, demonstreret og anvendt på kombinationen af gelma og en traditionel mikrofluidisk-chip. Silicagelrogeler har højere biokompatibilitet, og forskerne kan indkapsjer celler inde i spån legemet. Den foreslåede gelma-baserede mikrofluidisk chip kan forbedres yderligere ved indkapslede celler i chips til at fungere som egnede modeller in vitro for Drug screening, cellulære interaktionsstudier osv. Vi mener, at metoderne til fremstilling af GelMA, der er beskrevet her, vil øge udviklings raten på dette område og kan anvendes i yderligere biomedicinsk forskning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Dette arbejde blev sponsoreret af det nationale centrale forsknings-og udviklings program i Kina (2018YFA0703000), national Nature Science Foundation i Kina (no. U1609207, 81827804), videnskabs fonden for kreative forskningsgrupper af National Natural Science Grundlæggelsen af Kina (nr. 51821093).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.22 μm filter membrane | Millipore | ||
| 2-(4-amidinophenyl)-6-indolecarbamidine dihydrochloride (DAPI) | Yeasen Biological Technology Co., Ltd., Shanghai, China | ||
| 3D bioprinter | SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China | ||
| 405nm wavelength light | SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China | ||
| co-axial nozzle | SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China | ||
| confocal fluorescence microscope | OLYMPUS FV3000 | ||
| digital light processing (DLP) bioprinter | SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China | ||
| DLP printer | SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China | ||
| Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (DPBS) | Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China | ||
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China | ||
| Dulbecco's Modified Eagle Medium with L-glutamine (DMEM/F-12) | Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China | ||
| EFL Software | SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China | ||
| fetal bovine serum (FBS) | Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China | ||
| gelatin | Sigma-Aldrich, Shanghai, China | ||
| gelatin methacryloyl (GelMA) | SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China | ||
| high voltage power | SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China | ||
| lithium phenyl-2, 4, 6-trimethylbenzoylphosphinate (LAP) | SuZhou Intelligent Manufacturing Research Institute, SuZhou, China | ||
| paraformaldehyde | Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China | ||
| penicillin/streptomycin | Tangpu Biological Technology Co., Ltd., Hangzhou, China | ||
| sodium alginate (Na-Alg) | Sigma-Aldrich, Shanghai, China | ||
| TRITC phalloidin | Yeasen Biological Technology Co., Ltd., Shanghai, China | ||
| Triton X-100 | Solarbio Co., Ltd., Shanghai, China |
References
- Ahmed, E. M. Hydrogel: Preparation, characterization, and applications: A review. Journal of Advanced Research. 6 (2), 105-121 (2015).
- Ashton, R. S., Banerjee, A., Punyani, S., Schaffer, D. V., Kane, R. S. Scaffolds based on degradable alginate hydrogels and poly(lactide-co-glycolide) microspheres for stem cell culture. Biomaterials. 28 (36), 5518-5525 (2007).
- Billiet, T., Vandenhaute, M., Schelfhout, J., Van Vlierberghe, S., Dubruel, P. A review of trends and limitations in hydrogel-rapid prototyping for tissue engineering. Biomaterials. 33 (26), 6020-6041 (2012).
- Saroia, J., et al. A review on biocompatibility nature of hydrogels with 3D printing techniques, tissue engineering application and its future prospective. Bio-Design and Manufacturing. 1 (4), 265-279 (2018).
- Van Den Bulcke, A. I., et al. Structural and Rheological Properties of Methacrylamide Modified Gelatin Hydrogels. Biomacromolecules. 1 (1), 31-38 (2000).
- Sun, M., et al. Synthesis and Properties of Gelatin Methacryloyl (GelMA) Hydrogels and Their Recent Applications in Load-Bearing Tissue. Polymers. 10 (11), 1290 (2018).
- Gao, Q., et al. 3D printing of complex GelMA-based scaffolds with nanoclay. Biofabrication. 11 (3), 035006 (2019).
- Hassanzadeh, P., et al. Ultrastrong and flexible hybrid hydrogels based on solution self-assembly of chitin nanofibers in gelatin methacryloyl (GelMA). Journal of Materials Chemistry B. 4 (15), 2539-2543 (2016).
- McBeth, C., et al. 3D bioprinting of GelMA scaffolds triggers mineral deposition by primary human osteoblasts. Biofabrication. 9 (1), 015009 (2017).
- Nie, J., et al. Vessel-on-a-chip with Hydrogel-based Microfluidics. Small. 14 (45), 1802368 (2018).
- Shao, L., et al. Bioprinting of Cell-Laden Microfiber: Can It Become a Standard Product. Advanced Healthcare Materials. 8 (9), 1900014 (2019).
- Shao, L., et al. Fiber-Based Mini Tissue with Morphology-Controllable GelMA Microfibers. Small. 14 (44), 1802187 (2018).
- Xie, M., et al. Electro-Assisted Bioprinting of Low-Concentration GelMA Microdroplets. Small. 15 (4), 1804216 (2019).
- Yue, K., et al. Synthesis, properties, and biomedical applications of gelatin methacryloyl (GelMA) hydrogels. Biomaterials. 73, 254-271 (2015).
- Schuurman, W., et al. Gelatin-Methacrylamide Hydrogels as Potential Biomaterials for Fabrication of Tissue-Engineered Cartilage Constructs. Macromolecular Bioscience. 13 (5), 551-561 (2013).
- Barbot, A., Decanini, D., Hwang, G. On-chip Microfluidic Multimodal Swimmer toward 3D Navigation. Scientific Reports. 6, 19041 (2016).
- Esmaeilsabzali, H., et al. An integrated microfluidic chip for immunomagnetic detection and isolation of rare prostate cancer cells from blood. Biomedical Microdevices. 18 (1), 22 (2016).
- Lee, J. M., Zhang, M., Yeong, W. Y. Characterization and evaluation of 3D printed microfluidic chip for cell processing. Microfluidics and Nanofluidics. 20 (1), 5 (2016).
- Picot, J., et al. A biomimetic microfluidic chip to study the circulation and mechanical retention of red blood cells in the spleen. American Journal of Hematology. 90 (4), 339-345 (2015).
- Ren, K., Zhou, J., Wu, H. Materials for Microfluidic Chip Fabrication. Accounts of Chemical Research. 46 (11), 2396-2406 (2013).
- Chen, H., et al. Covalently antibacterial alginate-chitosan hydrogel dressing integrated gelatin microspheres containing tetracycline hydrochloride for wound healing. Materials Science and Engineering: C. 70, 287-295 (2017).
- Fan, M., et al. Covalent and injectable chitosan-chondroitin sulfate hydrogels embedded with chitosan microspheres for drug delivery and tissue engineering. Materials Science and Engineering: C. 71, 67-74 (2017).
- Feng, J., et al. Preparation of black-pearl reduced graphene oxide-sodium alginate hydrogel microspheres for adsorbing organic pollutants. Journal of Colloid and Interface Science. 508, 387-395 (2017).
- Park, K. S., Kim, C., Nam, J. O., Kang, S. M., Lee, C. S. Synthesis and characterization of thermosensitive gelatin hydrogel microspheres in a microfluidic system. Macromolecular Research. 24 (6), 529-536 (2016).
- Zheng, Y., et al. Injectable Hydrogel-Microsphere Construct with Sequential Degradation for Locally Synergistic Chemotherapy. ACS Applied Materials, Interfaces. 9 (4), 3487-3496 (2017).
- Fernández de la Mora, J. The Fluid Dynamics of Taylor Cones. Annual Review of Fluid Mechanics. 39 (1), 217-243 (2006).
- Hsiao, A. Y., et al. Smooth muscle-like tissue constructs with circumferentially oriented cells formed by the cell fiber technology. PLoS ONE. 10, 0119010 (2015).
- Meng, Z. J., et al. Microfluidic generation of hollow Ca-alginate microfibers. Lab on a Chip. 16 (14), 2673-2681 (2016).
- Peng, L., Liu, Y., Gong, J., Zhang, K., Ma, J. Continuous fabrication of multi-stimuli responsive graphene oxide composite hydrogel fibres by microfluidics. RSC Advances. 7 (31), 19243-19249 (2017).
- Sugimoto, M., et al. Micropassage-embedding composite hydrogel fibers enable quantitative evaluation of cancer cell invasion under 3D coculture conditions. Lab on a Chip. 18 (9), 1378-1387 (2018).
- Yamada, M., Sugaya, S., Naganuma, Y., Seki, M. Microfluidic synthesis of chemically and physically anisotropic hydrogel microfibers for guided cell growth and networking. Soft Matter. 8 (11), 3122-3130 (2012).
- Gao, G., et al. Tissue engineered bio-blood-vessels constructed using a tissue-specific bioink and 3D coaxial cell printing technique: a novel therapy for ischemic disease. Advanced Functional Materials. 27 (33), 1700798 (2017).
