Chitosan hydrogel micro-bio-devices with complex capillary patterns via reactive-diffusive self-assembly
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Acta biomaterialia
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Elsevier
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Mots-clés
- Biomaterials
- Chitosan
- Self-assembly
- Tissue engineering
- Drug delivery
- Microfluidics
Organisme subventionnaire
Résumé
Résumé
We present chitosan hydrogel microfluidic devices with self-assembled complex
microcapillary patterns, conveniently formed by a diffusion-reaction process.
These patterns in chitosan hydrogels are formed by a single-step procedure
involving diffusion of a gelation agent into the polymer solution inside a microfluidic channel. By changing the channel geometry, it is demonstrated how
to control capillary length, trajectory and branching. Diffusion of nanoparticles
(NPs) in the capillary network is used as a model to effectively mimic the transport of nano-objects in vascularized tissues. Gold NPs diffusion is measured
locally in the hydrogel chips, and during their two-step transport through the
capillaries to the gel matrix and eventually to embedded cell clusters in the gel.
In addition, the quantitative analyses reported in this study provide novel opportunities for theoretical investigation of capillary formation and propagation
during diffusive gelation of biopolymers.
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