Method Article

Mikroakışkan Teknoloji ile Yüksek Açık Gözenekli Mikrosferlerin ( HOPM'ler ) Üretilmesi

DOI:

10.3791/63971

⸱

May 16th, 2022

 ,  ,  ,  , 
1Institute of Biomaterials and Tissue Engineering, Huaqiao University, 2Fujian Provincial Key Laboratory of Biochemical Technology, Huaqiao University, 3Affiliated Dongguan Hospital, Southern Medical University, 4Division of Engineering in Medicine, Department of Medicine, Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu protokol, tek emülsiyon formülasyonuna dayalı kolay mikroakışkan teknolojisi ile poli(laktik-ko-glikolik asit) bazlı yüksek açık gözenekli mikrosferlerin (HOPM'ler) üretimini açıklamaktadır. Bu mikrosferlerin doku mühendisliği ve ilaç taramasında potansiyel uygulamaları vardır.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Toplu iskeleler ve tek başına hücrelerin doğrudan enjeksiyonu ile karşılaştırıldığında, enjekte edilebilir modüler üniteler, hücrelerin paketlenmesindeki kolaylık, gelişmiş hücre tutma ve minimum invazivlik nedeniyle arızalı dokuların onarımında büyük ilgi görmüştür. Dahası, bu mikro ölçekli taşıyıcıların gözenekli konformasyonu, orta değişimi artırabilir ve besin ve oksijen kaynaklarının seviyesini artırabilir. Bu çalışma, hücre dağıtım uygulamaları için kolay mikroakışkan teknolojisi ile poli(laktik-ko-glikolik asit) bazlı yüksek açık gözenekli mikrosferlerin (PLGA-HOPM'ler) uygun şekilde üretilmesini göstermektedir. Ortaya çıkan monodispers PLGA-HOPM'lar, ~400 μm'lik parçacık boyutlarına ve birbirine bağlı pencerelerle ~50 μm'lik açık gözeneklere sahipti. Kısaca,% 7.5 (w / v) jelatin sulu faz ile sarılmış emülsifiye yağ damlacıkları (diklorometan, DCM'deki PLGA çözeltisi), özelleştirilmiş mikroakışkan kurulumdaki koaksiyel nozul aracılığıyla% 1 (w / v) sürekli akan poli (vinil alkol) (PVA) sulu çözeltiye sokulmuştur. Daha sonra, mikrosferler çözücü ekstraksiyonu ve liyofilizasyon prosedürlerine tabi tutuldu ve bu da HOPM'lerin üretilmesiyle sonuçlandı. Özellikle, çeşitli formülasyonlar (PLGA ve porojen konsantrasyonları) ve işleme parametreleri (emülsifiye edici güç, iğne göstergesi ve dağınık fazın akış hızı), ortaya çıkan PLGA HOPM'ların niteliklerinde ve özelliklerinde çok önemli roller oynamaktadır. Dahası, bu mimariler, genişletilmiş ilaç keşfi ve doku rejenerasyonu uygulamaları için büyüme faktörleri gibi çeşitli diğer biyokimyasal ipuçlarını potansiyel olarak kapsülleyebilir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hücre yüklü mikrosferler, in situ hücre tutma kapasitesinin artması, hücrelerin verimli bir şekilde verilmesi ve ardından in vivo1 hücre çoğalmasının kabiliyeti gibi olumlu avantajlar sunar. Bugüne kadar, doku rejenerasyonu veya ilaç tarama uygulamaları için hücreler için elverişli bir ortamı desteklemek üzere başarılı bir iskele yapısı geliştirmek için çok sayıda araştırma yapılmıştır2. Bununla birlikte, hipoksi ortamı, yetersiz besin / oksijen kaynağı ve metabolik atık birikimi nedeniyle iç mekanlarda çoğu zaman kaçınılmazdır3. Bu sorunların üstesinden gelmek için, çeşitli biyo....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Çözeltilerin hazırlanması

  1. PVA stok çözeltisini, PVA çözeltisini 80 °C'lik bir su banyosunda ısıtarak ve daha sonra 4 °C'de buzdolabına yerleştirerek önceden hazırlayın. Deneysel kullanım için oda sıcaklığına (RT) soğutun.
  2. Sulu jelatin çözeltisini (1 mL,% 7.5, w / v) PLGA'nın organik fazına (2 mL,% 2, diklorometan, DCM'de w / v) ekleyerek emülsiyon öncüsünü hazırlayın (bkz.
    NOT: Genel olarak, mikroakışkan teknolojisi, mikrosferleri oluşturmak için farklı aşamalar içerir. Sürekli veya toplama fazı sulu bir poli (vinil alkol) içerir (PVA, 600 mL,% 1, w / v).

2. Damlacık m....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ana parametreler1'i optimize eden önceki çalışmalara dayanarak, PLGA buharlaştırılabilir DCM çözücü içinde çözüldü. Birincil W / O emülsiyonu, ultrasonik prob tedavisi altında jelatin ile homojenize edilerek hazırlanmıştır. Özelleştirilmiş ko-akışlı akışkan yapı, akışları sürekli olarak tanıtmak için bir şırınganın kullanıldığı basit bir şekilde monte edildi. Ayrıca, PLGA mikrosferlerinin PVA ve jelatinini ortadan kaldırmak için yeterli durulama prosedürleri gerçekleştirilmiştir (Şekil 1A,

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu makalede, PLGA-HOPM'ler gibi PLGA tabanlı mimariler üretmek için etkili bir strateji açıklanmaktadır. PLGA'nın çözücü uçuculuğundan kaçınmak ve emülsiyonun hazırlanması sırasında ultrasonik gücün hedef konuma nazikçe ayarlanması da dahil olmak üzere birkaç kritik adımın dikkatlice atılması gerektiğine dikkat edilmelidir. Ek olarak, 20 mL şırınganın sıvı çıkışı, emülsifiye öncüllerin faz ayrımını çözmek için belirli bir dereceye kadar ayarlanabilir. Bununla birlikte, bir sınırlama, porojen durumu çevresel sıcaklıktan e.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

SCL, YW, RKK ve AZC, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı'ndan (NSFC, 32071323, 81971734 ve U1605225) ve Fujian Eyalet Üniversitesi'ndeki Bilim ve Teknoloji Yenilikçi Araştırma Ekibi Programı'ndan finansal desteği kabul eder. YSZ ne bu programlardan herhangi biri tarafından desteklendi ne de herhangi bir türde ödeme aldı; bunun yerine, Brigham Araştırma Enstitüsü'nün desteği kabul edilmektedir.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Santrifüj tüpüSolarbio, Pekin, Çin5 mL & 50 mL (sterilite)
Konfokal lazer tarama mikroskobuLeica, Wetzlar, AlmanyaTCS SP8
DiklorometanSinopharm Chemical Reagent Co., Ltd, Şangay, Çin20161110Araştırma Sınıfı
Dağıtım iğnesiNazikçe, Şangay, Çin26 G, ID: 250 μ m, OD: 460 μ m
DMEM/F-12Gibco; Life Technologies Corporation, Calsbad, ABD15400054DMEM/F-12 50/50, 1x (Dulbecco's
Mod. Eagle's Medium/Ham's F12
50/50 Karışımı) L-glutamin
Etil alkolSinopharm Chemical Reagent Co., Ltd, Şangay, Çin20210918Araştırma Sınıfı
Etil-enediamintetraasetik asit (EDTA)-tripsinBiyolojik Endüstriler, Kibbutz Beit-Haemek, IsraTripsin (% 0.25), EDTA (% 0.02)
Fetal sığır serumu (FBS)Biyolojik Endüstriler, Kibbutz Beit-Haemek, İsrailAraştırma Sınıfı
Dondurarak kurutucuBilon, Şangay, ÇinFD-1B-50
JelatinSigma-Aldrich Co. Ltd, St. Louis, ABDlot # SZBF2870VDomuz derisinden, Tip A
Cam alt plakaBiosharp, Hefei, ÇinBS-15-GJM, 35 mm
Cam kılcalHuaou, Jiangsu, Çin0.9-1.1 & zamanlar; 120 mm
Kuluçka makinesi çalkalayıcıZhicheng, Şangay, ÇinZWYR-200D
Canlı ölü kiti hücre görüntüleme kitiSolarbio, Pekin, Çin60421211112Canlı hücrelerde yeşil floresan (ex/em 488 nm/515 nm). Ölü hücrelerde kırmızı floresan (ex/em 570 nm/602 nm)
Düşük hızlı santrifüjXiangyi, Hunan, ÇinTD5A
Magnetron püskürtmeRiye electric Co. Ltd, Suzhou, ÇinMSP-2S
Mikro akış enjeksiyon pompasıHarvard Aparatı, Holliston, ABDHarvard Pompası 11 Plus
Penisilin-streptomisinBiyolojik Endüstrileri, Kibbutz Beit-Haemek, İsrail2135250Araştırma Sınıfı
Fosfat tamponlu tuzlu su (PBS)Servicebio Technology Co., Ltd. Wuhan, ÇinGP21090181556PBS 1x, kültür sınıfı, Kalsiyum yok, Magnezyum yok
Poli (laktik- co < / em> - glikolik asit)Sigma-Aldrich Co. Ltd, St. Louis, ABDlot # MKCF965166– 107 kDa, laktit: glikolid 75: 25
Poli (vinil alkol)Sigma-Aldrich Co. Ltd, St. Louis, ABDlot # MKCK426613-13 kDa,% 98 Hidrolize
PVC boruShenchen, Şangay, Çinİç çap, ID: 1 mm
Sıçan kemik iliği mezenkimal kök hücreleriProcell, Wuhan, Çin
Taramalı elektron mikroskobuPhenom pure, Eindhoven, HollandaTıbbi amaçlı hızlanma voltajını 5 kV
SyrineNazikçe, Şangay, Çin5 mL & 50 mL (iğne ile)
Sıcaklık su banyosuMingxiang, Shenzhen, Çin36 W
TrafoRiye electric Co. Ltd, Suzhou, ÇinSZ-2KVA
Ultrasonik hücre kesiciJY 92-IID, Scientz, Ningbo, ÇinJY 92-IID
UV kürleme tutkalıZhuolide, Foshan, ÇinD-3100
ile olarak ayarlayın

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kankala, R. K., et al. Highly porous microcarriers for minimally invasive in situ skeletal muscle cell delivery. Small. 15 (25), 1901397(2019).
  2. Wang, Y., et al. Modeling endothelialized hepatic tumor microtissues for drug screening. Adv....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Porous MicrospheresMicrofluidic TechnologyPLGA MicrospheresCell DeliveryTissue RegenerationInjectable ScaffoldsEmulsion FormationUltrasonic EmulsificationLyophilization ProcedureStem Cell Culture

Related Articles