Hydrogels çözünmez 3D ağlar büyük miktarda su bağlama yeteneğine sahip formu malzemelerdir. Bu materyalleri canlı hücreler için mükemmel çevre koşulları sağlayabilir. Şu anda, orada ilgi üç boyutlu hidrojel yapıları nesil ve onların kimyasal ve fiziksel özellikleri terzi süreçlerinin geliştirme artmaktadır. Bir kez bu elde edilir, hücrelerinin büyümesini ve hücresel davranış manipülasyon için şablon oluşturulan^1,2,3,4olabilir. Bu 3D yapılar sadece bir daha doğal ve gerçekçi daha geleneksel iki boyutlu yaklaşımlar, ama onlar da reveal kök hücrelerin büyüme için yeni olanaklar ortamı veya tümör⁵modelleri. Farklı malzeme esas olarak jel⁶gözenek boyutu üzerine bağlıdır özellikleri bir dizi sahip. Gözenekleri hücre kültür uygulamaları, doku Mühendisliği ve kök hücrelerin yönlendirilmiş büyüme çok önemli bir rol oynamaktadır. Örneğin, oksijen ve besin matris ile diffüz ve yeterli miktarda hücreleri⁷ulaşmak mümkün olması gerekir. Öte yandan, zararlı metabolitleri kısa zamanda kaldırılması ve hücre büyümesi için yeterli alanı⁷kullanılabilir olması gerekir. Sonuç olarak, malzeme ve böylece gözenek boyutu özelliklerini ciddi potansiyel yararı ve olası uygulamalar Matrix etkisi. Malzeme özellikleri bağlı olarak, farklı hücre büyüme süreçleri nöronal yapıların oluşumu da dahil olmak üzere 3D hücre kültüründe ortaya çıkabilir; büyüme ve farklılaşma deri ya da kemik hücreleri; ve tetkikine veya fibroblastlar^{2,3,8,9,10,11}gibi özel kök hücre satırları yönlendirilmiş büyüme. Başka bir önemli nokta bir malzeme mümkün uygulanması etkileyen istikrarı dış uyaranlara¹²doğru olduğunu. Örneğin, hidrojel mekanik bütünlüğünü hücre kültür medya veya insan vücudu korumak gerekir.

Son yıllarda yoğun 3D hücre kültür hydrogels üzerinde araştırma ve birçok çalışma sistemleri¹³3D mimarileri çözmek için yapılmıştır. Hydrogels kimyasal olarak sentezlenmiş bileşenlerden oluşur çünkü kolayca sentezlenmiş ve kimyasal olarak değiştirilmiş ve onlar yüksek kararlılık göstermek en yaygın olarak incelenmiştir (bkz: Zhu vd., 2011 için bir daha gözden geçirme)⁵. Ancak, proteinler birçok yararlı özellikleri var: kadar sözde “hassas polimerler,” onlar Biyouyumlu; Onlar tanımlanmış bir uzunluğu var; Onlar değiştirmek nispeten kolaydır; ve onlar-si olmak çok sayıda hedef siteleri^14,15. Bu bağlamda, çok özel, yenilikçi yapıları çok alanda uygulama için oluşturulabilir. Bu çalışmada, bir protein bazlı hidrojel¹⁶ 3D mimari malzeme etkilemek için köklü yöntemlerden yeteneğini göstermek için kullanıldı. Ayrıca, yeteneği ve gözenek üretimi uygulanabilirliği da araştırıldı.

Çok farklı teknikler basit yöntemleri ve malzeme bilimi farklı alanlardan sofistike, alanında son derece uzman teknikleri dahil olmak üzere 3D yapılar değiştirmek kullanılabilir. İyi tanımlanmış yapılar¹⁷oluşturmak için electrospinning kullanımı yaygın bir tekniktir. Şarj edilmiş lifler bir çözümden bir elektrik alanı tarafından alınır ve oksijen maruz üzerine kuvvetlendirmek. Bu şekilde, lifleri birkaç nanometre kadar birkaç mikron aralığındaki üretilebilir. Boyutu, yapısı ve gözenekleri matris içinde dağılımını ayarlamak için ek teknikler vardır yumuşak litografi, fotolitografi, hidrodinamik odaklama, elektro-püskürtme ve biyo-baskı^18,19,20. Bu tekniklerin önemli bir dezavantajı özel, pahalı ekipman ve özel kimyasallar veya malzeme üzerine kendi bağımlılık olduğunu. Ayrıca, bu teknikleri ile deneyim çoğu zaman doğrudan protein bazlı malzeme için transferrable değildir ve birçok kimyasal madde ve yöntemleri hücre uyumlu değildir.

Öte yandan, birçok teknik yapım onları daha kolay ve ucuz uygulamak için ve yeniden üretmek için özel ekipman güvenmeyin. Yapısı manipülasyon için yaygın bir yöntem solvent döküm^21,22,23‘ tür. Parçacıklar polimerizasyon reaksiyonu önce eklenir ve homojen çözüm emdirmek dağıtılır. Gözenekleri malzeme içinde kalırken polimerizasyon sonra parçacıkların solvasyon bir seyreltme veya bir pH değişikliği gibi koşulları değişimine yol açar. Tuz, şeker, parafin, jelatin ve tebeşir, gibi bu teknikleri kullanılan kimyasalların ucuz ve kullanılabilir durumda. Dağılması, şişmiş hydrogels dondu. Bir vakum altında sıvı aşamadan sonraki süblimasyon ise^23,24,25gerçekleştirilen. Su süblimasyon ağdan malzemenin belirli 3D yapıları korumak için nazik. Polimerizasyon gözenekleri jel²¹içinde bırakarak gerçekleştikten çalışırken köpük gaz, gaz ile bir çözüm akışla gönderilir. Gözenekleri dağılımı ve boyutu gaz akışı bağlı olarak ayarlanabilir.

Protein hidrojel oluşturmak için BSA ile tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium klorür (THPC) Birincil aminler ve dört kollu bağlayıcı molekül²⁶hidroksi grupları arasında Kovalent bağlar oluşumu için izin vermek için bir Mannich tipi tepki tepki. Reaksiyon oluştuktan sonra olası zararlı ara malzeme aşırı yıkama tarafından kaldırılır.

Bu çalışmada BSA-esaslı malzeme işlemek ve gözenekleri boyutunu terzi için farklı teknikler ile tedavi olasılığını gösterir. Hiçbir özel ekipman gerekli olduğu gibi tekniklerin herbirini herhangi bir laboratuvar olarak dünya çapında kullanılabilir. Şişme oranı, enzimatik çözünebilirlik, pH istikrar ve sıcaklık hassasiyeti, muayene ve her diğer, karşılaştırıldığında gibi Ayrıca, farklı parametreleri, özellikle farklı teknikleri etkisi için 3D mimarileri nesil üzerinde saygı duyuyorum. Son olarak, malzemeler ile hücre kültürü mümkün uygulamaya malzemelerin araştırmak için hücre yapışkanlı peptidler functionalized. İki farklı model hücre satır kullanılmıştır: A549 ve MCF7.