Hydrogel-Mikrokügelchen
Zur Validierung unserer mechanischen Messmethoden benötigen wir mechanische Kalibrierstandards mit genau definierten Steifigkeiten, die die Materialeigenschaften von Zellen nachbilden. Die Herstellung solcher Kalibrierpartikel im Mikrometerbereich bringt erhebliche Herausforderungen mit sich. Girardo et al. haben dieses Problem durch die Einführung von Hydrogel-Mikrokügelchen aus Polyacrylamid, hergestellt durch Droplet-Microfluidics, gelöst. Die fertigen Kügelchen haben Größen von 10 bis 20 µm und Youngsche Module von unter 1 bis 10 kPa (1).
Wir verwenden diese Kügelchen routinemäßig, um die in unseren Geräten wirkenden Spannungen zu messen und Modelle zur Zelldeformation zu validieren (2,3). Darüber hinaus können diese Kügelchen in Gewebe eingebracht werden, um Spannungen innerhalb des Gewebes selbst zu messen (4), oder um mechanisch strukturierte 3D-Gerüste zu erstellen (5).
Die Hydrogelkügelchen werden für uns von der TDSU Lab-on-a-Chip hergestellt. Weitere Informationen zum Produktionsprozess finden Sie auf deren Seite.
[1] Girardo S, Träber N, Wagner K, Cojoc G, Herold C, Goswami R, et al. Standardized microgel beads as elastic cell mechanical probes. J Mater Chem B. 2018. 6(39):6245–6261. https://doi.org/10.1039/C8TB01421C
[2] Wittwer LD, Reichel F, Müller P, Guck J, Aland S. A new hyperelastic lookup table for RT-DC. Soft Matter. 2023. 19(11):2064–2073. https://doi.org/10.1039/D2SM01418A
[3] Reichel F, Goswami R, Girardo S, Guck J. High-throughput viscoelastic characterization of cells in hyperbolic microchannels. Lab Chip. 2024. 24(9):2440–2453. https://doi.org/10.1039/D3LC01061A
[4] Träber N, Uhlmann K, Girardo S, Kesavan G, Wagner K, Friedrichs J, et al. Polyacrylamide Bead Sensors for in vivo Quantification of Cell-Scale Stress in Zebrafish Development. Sci Rep. 2019. 9(1):17031. https://doi.org/10.1038/s41598-019-53425-6
[5] Wagner K, Girardo S, Goswami R, Rosso G, Ulbricht E, Müller P, Soteriou D, Träber N, Guck J. Colloidal crystals of compliant microgel beads to study cell migration and mechanosensitivity in 3D. Soft Matter. 2019. 15:9776-9787. https://doi.org/10.1039/C9SM01226E
