对于3D打印的空洞微针阵列中介交付的细胞活性的几何决定
Sunandita Sarker1, Jinghui Wang2, Shrey A Shah3
1Department of Mechanical Engineering, University of Maryland, College Park, MD, USA.
Proceedings. IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems
|March 13, 2024
概括
研究人员开发了3D打印的空心微针阵列 (MNA) 用于细胞输送. 内部直径为50μm或更大的MNA保持了细胞活力,为MNA介导的细胞递送提供了一个新的基准.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 细胞传递技术的技术
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 生物医学应用越来越需要通过空洞的微针来有效地输送活细胞.
- 现有的微针阵列 (MNA) 研究主要集中在药物输送上,而细胞输送应用受到高比例针的制造挑战的阻碍.
- 高比例微针对于有效的哺乳动物细胞输送至关重要,但它们的制造仍然是一个重大障碍.
研究的目的:
- 利用并扩展混合增材制造战略,用于3D打印适合细胞输送的空心微针阵列 (MNA).
- 研究不同微针内径 (ID) 对树突细胞 (DC) 和HEK293细胞分娩后活力的影响.
- 通过比较3D打印MNA与传统针的性能来建立MNA介导细胞输送的基准.
主要方法:
- 采用混合增材制造策略,将Vat光聚合 (VPP),液晶显示器 (LCD) 3D打印和双光子直接激光写作 (DLW) 结合起来.
- 制造的650微米高的空洞MNA具有四个不同的内部直径:25微米,50微米,75微米和100微米.
- 通过制造的MNA和传统的32G针进行分娩后,评估了树突细胞 (DC) 和HEK293细胞的分娩后生存能力.
主要成果:
- 25微米内径 (ID) 的微针阵列 (MNA) 导致两种细胞类型的细胞活力在统计学上显著降低.
- 具有50微米,75微米和100微米的ID的MNA证明了细胞活力在统计学上是彼此无法区分的.
- 通过MNAs输送的IDs≥50μm的细胞的活力与使用传统32G单针实现的活力相当.
结论:
- 混合增材制造使得高比例空心MNA的制造成为适合细胞输送的产品.
- 50微米或更大的微针内径对于在MNA介导分娩期间维持哺乳动物细胞活力至关重要.
- 该研究为MNA的设计和优化提供了一个重要的基准,用于未来的细胞输送应用.
