液滴中的液滴模型及其生物醫學應用
液滴中的液滴（DiD）打印是一種先進的生物分散技術，通過將較小的水凝膠液滴封裝在較大的水凝膠液滴內，形成“液滴套液滴”的結構。這種技術可實現多材料、多層次的小型化3D模型，有助于更精確地模擬天然組織的微環境，廣泛應用于3D細胞培養與生物醫學研究。

通過精確控制載有細胞的水凝膠（或生物墨水）的成分，液滴模型能夠增強細胞間的相互作用，從而更準確地研究組織與細胞行為。

液滴中的液滴打印
工作原理
液滴結構打印的核心在于精度。要實現可靠、一致且可重復的結果，關鍵在于能夠在指定空間內準確擠出所需大小的液滴，并確保內部液滴能夠被完全封裝。
 

我們推出了BIO ONE —— 款采用機械注射器機制的生物分配器，專為高精度液滴打印而設計。BIO ONE 可實現最小的體積偏差，是構建液滴模型的理想系統。此外，我們提供了液滴中的液滴協議與技術指南，展示如何利用 BIO ONE 在多達48孔板中成功打印液滴結構模型。
 

液滴中的液滴
工作流程

1、在軟件中設置打印協議。建議將內部液滴的最小體積設為 5 µL，外部液滴的體積設為 30 µL，并通過 z軸偏移 將外部液滴打印在內部液滴上方。
2、準備兩種生物墨水，并分別裝入 3毫升注射器中。
3、將第一種生物墨水裝入打印頭，連接 20-22G噴嘴。校準打印機并充注生物墨水。
4、打印內部液滴，完成后根據您的協議對液滴進行交聯。
5、使用第二種生物墨水重復步驟3，但更換為 18-20G噴嘴，并打印外部液滴。
6、交聯外部液滴后，添加所需的細胞培養基，并按照您的方案對構建體進行孵育。
 

使用DiD模型進行 癌癥侵襲測定


 

TeloCol-10液滴模型，動態展示細胞遷移過程。
為了驗證“液滴包裹液滴”模型的優勢，我們開展了一項內部實驗，研究癌癥細胞的遷移行為。在這項研究中，我們使用兩種不同濃度的TeloCol-10 以1µL的濃度打印內部液滴，以5µL的劑量打印外部液滴。內液滴（6 mg/mL）中包含乳腺癌細胞 MDA-MB-231mCherry，外液滴（4 mg/mL）為無細胞對照。我們使用相同濃度的 Matrigel 重復了該實驗。

這些 TeloCol-10 和 Matrigel 模型通過 Discover Echo 的Cellcyte 1每 3小時觀察一次，持續 9天。

我們可以觀察到 TeloCol-10 和 Matrigel 模型中，細胞在第 3天 開始從內部液滴遷移至外部無細胞液滴，并在隨后的幾天內觀察到大量細胞遷移。此外，內部液滴中還出現了細胞球狀團簇的形成。

總體而言，我們在 TeloCol-10模型中成功觀察了遷移細胞長達9天，而在 Matrigel模型中僅能觀察7天。

這樣的癌癥細胞遷移測定為研究人員提供了深入理解腫瘤轉移的工具，有助于開發抗癌藥物并揭示細胞遷移的機制。此外，這些測定還可用于分析患者來源細胞的遷移特性，為個性化治療策略提供關鍵數據支持。

 其他應用

結論
液滴打印是一種前景廣闊且強大的生物醫學研究工具，能夠精確控制3D細胞培養環境。通過將充滿細胞的水凝膠液滴封裝在較大的水凝膠液滴中，研究人員可以創建高度仿生的模型，模擬自然組織的復雜性。這項技術能夠深入研究多種生物過程，包括細胞遷移、免疫反應和器官功能等。

借助 BIO ONE，研究人員可以輕松且可靠地生成液滴中的液滴結構，為藥物發現、組織工程和個性化醫療開辟了全新的可能性。

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