强大的制造超软调节PDMS微囊作为红细胞的仿生模型
Qi Chen1,2, Naval Singh1,2, Kerstin Schirrmann1,2
1Manchester Centre for Nonlinear Dynamics, The University of Manchester, Manchester, M13 9PL, UK. anne.juel@manchester.ac.uk.
Soft matter
|June 7, 2023
概括
研究人员使用模仿红细胞流动和变形的微囊创建了人造红细胞 (RBC). 这些仿生囊为研究微血动力学提供了一个新的工具,并且在科学和工程领域有潜在的应用.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 流体动力学 流体动力学
- 生物物理学的生物物理.
背景情况:
- 含有液体芯的微囊在各种科学,医疗和工业领域都得到了应用.
- 研究微血动力学需要能够复制红细胞 (RBC) 的流动和变形特征的工具.
研究的目的:
- 设计和制造模仿红细胞 (RBC) 流动和变形特性的微囊,用于微血动力学研究.
- 为了研究这些生物模拟微囊在不同的限制条件和流速下的行为.
主要方法:
- 使用3D嵌套玻璃毛细血管装置制造水-油-水双乳液.
- 通过交叉链接将乳液转化为带有超弹性聚二甲基 (PDMS) 膜的球形微囊.
- 使用透法控制微囊的除气,以匹配RBC减少体积.
- 在不同直径的圆柱状毛细血管中,在恒定体积流下分析囊变形和形状转变.
主要成果:
- 成功制造出具有可调节尺寸和膜厚度的单分散微囊.
- 排气的微囊与红细胞减少体积相匹配,并在一系列毛细血管数 (Ca) 上表现出类似红细胞的变形.
- 观察到从"降落"到"拖鞋"的形状转变,类似于RBC,展示了依赖于限制的动态.
结论:
- 开发的微囊是研究微血动力学的一个有价值的工具,因为它们具有生物模拟RBC特性.
- 可调节的超软微囊的高通量制造为进一步的功能化和科学和工程中的多样化应用开辟了道路.
