UPM Biomedicals는 생체 적합성이 높은 하이드로겔인 GrowDex®를 생산합니다. 이를 통해 전 세계 연구자들은 동물성 물질을 덜 사용하면서 집중적으로 인간용 제약 활성 성분을 개발할 수 있습니다. 세포가 작은 기관(유기체 및 회전타원체)을 형성하려면 우리 몸의 세포외 기질을 모방하는 섬유질 환경이 필요합니다. 일반적으로 이러한 3D 배양 조건을 만드는 데는 동물성 재료가 사용됩니다. GrowDex는 자작나무로 만든 즉시 사용 가능한 하이드로겔이므로 동물이나 인간 유래 물질이 포함되어 있지 않습니다.
GrowDex는 0°C ~ 100°C 이상의 온도에서 열적으로 안정적이므로 자동화 및 고처리량 스크리닝에 이상적입니다. GrowDex는 전단박화 소재입니다. 이는 재료에 가해지는 힘에 따라 점도가 변한다는 것을 의미합니다. 높은 측정 압력에서는 재료가 액체이고, 압력이 해제되자마자 재료는 응고되었다가 다시 점성이 됩니다. 셀룰로오스로 이루어진 나노섬유는 소재 내부에서 가교가 되지 않고 서로 얽혀만 있기 때문에 소재가 진정한 하이드로겔입니다. 이를 위해서는 디스펜싱 시스템에서 생성되는 압력을 제어하는 데 특별한 주의가 필요합니다.
따라서 UPM Biomedicals는 Festo LifeTech 응용 센터의 전문가에게 의뢰하여 전단 박화 하이드로겔의 자동화된 분배에 대한 타당성 분석을 수행했습니다. 목표는 두 가지 목표량(25 µl 및 100 µl)에 대해 지정된 CV 값(Coefficient of Variation)을 안전하게 달성하는 것이었습니다. 이러한 용량은 96웰 및 384웰 미세역가 플레이트에 분주하는 데 일반적입니다.
“우리는 종종 맞춤형 액체를 분배합니다. 주사기에 들어 있는 GrowDex Hydrogel을 처음 봤을 때 희석된 형태라도 분배가 쉽지 않다는 것을 알았습니다. 하지만 우리 시스템이 올바른 솔루션을 찾기 위한 다양한 옵션을 제공한다는 것도 알고 있습니다.”라고 Festo 애플리케이션 엔지니어인 Manuel Rausch는 말합니다.
Festo는 자동화된 액체 처리를 위해 압력 제어 디스펜싱 방법을 사용합니다. 압력 및 개방 시간과 같은 파라미터는 액체의 특성에 맞게 유연하게 조정할 수 있습니다. 테스트를 위해 사용된 Festo 제품과 공정 파라미터(예: 매체 분리 밸브, 니들, 압력 및 밸브 개방 시간)가 다양해졌습니다.
먼저, 테스트할 GrowDex 또는 GrowDex-T 하이드로겔을 DMEM 세포 배양 배지로 수동으로 희석하고 커버가 있는 유리병에 채웠습니다. 압력-진공 발생기(PGVA-1)를 사용하여 연결 호스를 통해 병에 압력을 가했습니다. 밸브 제어 모듈 VAEM-V는 매체 분리 밸브 VYKB-F12를 정밀하게 제어하여 대체된 하이드로겔 혼합물을 대상 용기에 분배했습니다. 분배된 양은 저울을 사용하여 중량 측정 방식으로 기록되었으며 CV 값을 평가하는 데 사용되었습니다.