Microencapsulation of Live Cells in Synthetic Polymer Capsules.
Microencapsulation of Live Cells in Synthetic Polymer Capsules.
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DOI：
10.1021/acsomega.7b00570
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发表时间：
2017-06-30
期刊：
影响因子：
4.1
通讯作者：
Lahann J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Esfahani RR;Jun H;Rahmani S;Miller A;Lahann J
在细胞疗法中，将活细胞封装在保护性半透性微粒中以控制细胞因子、生长因子、单克隆抗体或胰岛素的释放是有利的。在这里，使用聚丙交酯乙交酯 (PLGA) 聚合物有机溶液的改进电喷雾方法来制造有效保护活细胞的合成 PLGA 胶囊。使用实验设计 (DOE) 方法，系统地评估了控制喷射参数对封装效率、产量和尺寸的影响。根据该分析，牛血清白蛋白浓度和核心流速之间的相互作用是决定核心封装效率以及微胶囊尺寸的最主要因素。然而，壳溶剂比和壳流速之间的相互作用主要决定了颗粒产率。为了验证这些发现，使用 DOE 分析中的优化参数将活细胞成功封装在微胶囊中，并在电流体动力喷射过程中幸存下来。这些可生物降解、半渗透性的充满细胞的微胶囊扩展了目前可用的细胞微胶囊工具包，可能在组织工程、再生医学和药物输送等领域找到一系列应用。
In cell therapies, it is advantageous to encapsulate live cells in protective, semipermeable microparticles for controlled release of cytokines, growth factors, monoclonal antibodies, or insulin. Here, a modified electrospraying approach with an organic solution of poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) polymer is used to create synthetic PLGA capsules that effectively protect live cells. Using a design of experiment (DOE) methodology, the effect of governing jetting parameters on encapsulation efficiency, yield, and size is systematically evaluated. On the basis of this analysis, the interaction between bovine serum albumin concentration and core flow rate is the most dominant factor determining core encapsulation efficiency as well as the microcapsule size. However, the interaction between shell solvent ratio and shell flow rate predominantly defines the particle yield. To validate these findings, live cells have been successfully encapsulated in microcapsules using optimized parameters from the DOE analysis and have survived the electrohydrodynamic jetting process. Extending the currently available toolkit for cell microencapsulation, these biodegradable, semi-impermeable cell-laden microcapsules may find a range of applications in areas such as tissue engineering, regenerative medicine, and drug delivery.
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