将导电电极集成到基于水凝的微流体芯片中,以实时监测细胞反应

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 生物制造的生物制造
• 微流体学 微流体学

背景情况:

• 传统的芯片器官 (OoC) 依赖于光学跟踪,限制了实时选能力.
• 将功能电极集成到 OoC 中具有挑战性,阻碍了先进的监控.

研究的目的:

• 开发一种高效的生物制造协议,用于将可调节的水凝电极集成到3D生物打印OoC中.
• 优化导电性油墨配方和3D生物打印参数,以提高电极性能和生物兼容性.

主要方法:

• 基于数字光处理的3D生物打印被用来制造带有细胞的水凝微流体芯片.
• 开发和优化了一种由聚乙烯甘二烯酸盐 (PEGDA) 中的聚乙烯二氧化 (PEDOT:PSS) 微粒组成的导电墨水.
• PEDOT:PSS微粒的度从0.5% w/v增加到5% w/v,并描述了导电性和生物反应.

主要成果:

• 实现了可调节导电性 (3-15m/m) 的水凝电极的优化3D生物打印.
• 增加PEDOT:PSS度达到5% w/v,与0.5% w/v相比,导致更好的生物反应和更高的细胞活性.
• 用3D打印的电极有效地预测了细胞反应,并通过电化学阻抗光谱学检测了凝甲基 (GelMA) 微组织中的细胞密度和球形尺寸的差异.

结论:

• 开发的生物制造协议可以创建集成的功能性水凝电极的先进3D生物打印OoCs.
• 较高的PEDOT:PSS度提高了细胞活动和电极性能,为OoCs提供了改进的实时监控功能.
• 这项技术对微流体设备中更复杂和更敏感的生物查应用具有前景.