基于液滴微流控技术的肿瘤负载型核壳微球高通量制备与三维体外肿瘤建模

《BMC Biotechnology》：High-throughput fabrication of HAMA/matrigel core-shell hydrogel microspheres by droplet microfluidics for in vitro NSCLC model

　　

摘要

与传统二维培养系统相比，三维（3D）体外肿瘤模型正被越来越多地用于更好地重现实体肿瘤的关键结构特征。然而，均匀三维肿瘤构建体的高通量制备仍然具有挑战性。在此，我们报道了一种液滴微流控平台，用于高通量生成肿瘤负载型核壳微球。该平台由一个三通道微流控装置组成，其中 Matrigel 作为核心相，HAMA 作为壳相。通过同轴流和油相剪切，生成核壳液滴，随后通过 HAMA 壳层的蓝光光交联进行稳定。通过调整核心相、壳相和油相的流速，我们获得了尺寸可控且均匀性良好的核壳微球。在优化条件下，包括核心相和壳相流速为 10:10 μL/min，油相流速为 200 μL/min，以及 4% HAMA，该平台生成的微球直径约为 450 μm，并实现了体外非小细胞肺癌（NSCLC）微球模型的构建。随后，我们对所得构建体进行了初步表征，包括形态、细胞活力以及对模型抗癌药物的反应。与传统三维培养方法相比，核壳微球表现出更好的结构完整性，并在测试培养期间支持细胞存活。这些发现证明了这种微流控制备策略在产生肿瘤负载型核壳微球方面的可行性，并表明其作为未来体外肿瘤建模和药物反应研究基础的潜力。