層ごとの自己組織化によってテンプレートされたマイクロポーラスポリマー3D足場

高分子足場は、細胞組織と組織の発達を導くための重要な特徴を提供するため、生物細胞の貴重なサポートとして機能します。足場の製造の主な課題は、i）内部構造を調整し、ii）成長因子などの生物分子をロードし、局所濃度と分布を制御することです。ここでは、テンプレートとして多孔質CACO3粒子（コア）を使用した中空のポリマー足場の設計のための新しいアプローチが提示されています。マイクロ流体チャネルに詰め込まれたコアは、層ごとの（LBL）技術を使用してポリマーでコーティングされています。軽度の条件でのその後のコア除去は、相互接続された中空ポリマーミクロスフェアで構成される足場の形成をもたらします。コアのサイズは、特徴の寸法を決定し、結果として細胞の接着を支配します。3T3線維芽細胞の場合、最適なミクロスフェアサイズは12μmです。多孔質CACO3コアのキャリア特性を使用することにより、ミクロスフェアにはモデルタンパク質としてBSAが搭載されています。ここで開発された足場は、IR-lightなどの外部トリガーを使用した生体分子の局所的な放出にも適している可能性があります。

Polymeric scaffolds serve as valuable supports for biological cells since they offer essential features for guiding cellular organization and tissue development. The main challenges for scaffold fabrication are i) to tune an internal structure and ii) to load bio-molecules such as growth factors and control their local concentration and distribution. Here, a new approach for the design of hollow polymeric scaffolds using porous CaCO3 particles (cores) as templates is presented. The cores packed into a microfluidic channel are coated with polymers employing the layer-by-layer (LbL) technique. Subsequent core elimination at mild conditions results in formation of the scaffold composed of interconnected hollow polymer microspheres. The size of the cores determines the feature dimensions and, as a consequence, governs cellular adhesion: for 3T3 fibroblasts an optimal microsphere size is 12 μm. By making use of the carrier properties of the porous CaCO3 cores, the microspheres are loaded with BSA as a model protein. The scaffolds developed here may also be well suited for the localized release of bio-molecules using external triggers such as IR-light.