微流控应用实例:使用微滴生成仪制备GelMA凝胶微球缩略图

微流控应用实例:使用微滴生成仪制备GelMA凝胶微球

水凝胶作为一种亲水性和生物相容性的网络状聚合物,可以更贴切地模拟天然细胞外基质,并通过控制细胞的机械和生物分子运输特性,为其提供合适的微环境[1]。因此,水凝胶基细胞培养支架在组织工程领域具有巨大的潜力。

传统的水凝胶基细胞培养支架是通过“自下而上”的方法(如成型,微成型法)得到,这类方法具有操作简单、制备直接等优点[2]。但有限的生产能力难以满足现实的需要,且在脱模过程中结构易断裂或变形[3]。相比之下,采用液滴微流控技术可以高效可控的制备微尺度水凝胶。常规的液滴微流控结构主要包括co-flow,T-junction,flow-focusing[4]。这三种结构可制备出高度均一的含有水凝胶分子液滴。生成的液滴通过聚合反应以制备水凝胶微球。

尽管液滴微流控技术给水凝胶微球制备带来很大便利,但大多数水凝胶仍受限于较差的机械性能和有限的细胞附着力,无法充分发挥其优越性。而通过甲基丙烯酸酐改性的明胶(即GelMA水凝胶)具有一系列的优点,如良好的生物相容性、较强的细胞黏附性和可调控的理化性质,被广泛应用于组织工程领域。

FluidicLab提供的微滴生成仪结合配套的PDMS标准芯片,只需简单的电脑操作即可生成GelMA水凝胶液滴,经聚合反应后得到高单分散性的GelMA水凝胶微球。

微流控应用实例:使用微滴生成仪制备GelMA凝胶微球插图

正在运行生成GelMA液滴的微滴生成仪

 

微流控应用实例:使用微滴生成仪制备GelMA凝胶微球插图1

在显微镜下观察到的GelMA液滴

 

微流控应用实例:使用微滴生成仪制备GelMA凝胶微球插图2

在显微镜下观察到固化后的GelMA微球

 

参考文献:

【1】Cha C. et al. Microfluidics-Assisted Fabrication of Gelatin-Silica Core-Shell Microgels for Injectable Tissue Constructs. Biomacromolecules 15, 283−290 (2014).

【2】Liu T. et al. Applications of Gelatin Methacryloyl (GelMA) Hydrogels in Microfluidic Technique-Assisted Tissue Engineering. Molecules 25, 5305 (2020). 

【3】Tekin H. et al. Responsive Micromolds for Sequential Patterning of Hydrogel Microstructures. J. Am. Chem. Soc. 133, 12944-12947 (2011).

【4】Shang L. et al. Emerging Droplet Microfluidics. Chem. Rev. 117, 7964−8040 (2017).‍

 


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