Contributors: Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM); Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS); Université Toulouse Capitole (UT Capitole); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse); Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Université de Toulouse (EPE UT); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse); Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C); Centre de Microscopie Électronique Appliquée à la Biologie (CMEAB); Toulouse Réseau Imagerie-Genotoul (TRI-Genotoul); Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université de Toulouse (EPE UT); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université de Toulouse (EPE UT); Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse)-Communauté d'universités et établissements de Toulouse (Comue de Toulouse); Geroscience and rejuvenation research center (RESTORE); Établissement Français du Sang La Plaine Saint-Denis (EFS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulouse (EPE UT); Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant (LAAS-ELIA); FEDER European Regional Funds and French Région Occitanie (16007407/MP0011594); ANR-21-CE19-0041,PrinTiss,Développement d'une plate forme de bioimpression mulmtimatériaux et multicellulaires pour l'élaboration de modèles de microenvironnements(2021); ANR-21-ESRE-0012,NANOFUTUR,Investissements en NANOfabrication pour les nanotechnologies du FUTUR(2021); ANR-22-CE18-0020,PRISME,Auto-organisation guidée d'un multi-organoïde d'ASC comme MTI pour la rééducation à long-terme du comportement cellulaire et de la fonction tissulaire dans les parodontopathies(2022)
Abstract: International audience ; Hydrogels have emerged as a versatile class of materials with broad applications in biomedical engineering, drug delivery, and tissue engineering. Understanding their intricate structures and morphologies is crucial for tailoring their properties to meet specific biomedical needs. It has been clearly established that the composition and microarchitecture of the materials play a critical role in essential cellular mechanisms such as mechanosensing, adhesion, and remodeling. This question is essential in tissue engineering, where precisely characterizing the microarchitecture of the materials used to model the cell microenvironment is a critical step to ensure the reproducibility and relevance of reconstructed tissues. In this study, we present a comprehensive comparison of four advanced electron microscopy techniques, namely, scanning electron microscopy, cryo-scanning electron microscopy, environmental scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy, to observe the hydrogel microarchitecture, including a comparison of the sample preparation methods for each technique. Each technique's specific advantages and limitations are discussed in detail, highlighting their unique capabilities in characterizing the hydrogel structures. We illustrate this study with two semisynthetic hydrogels, such as gelatin methacrylate and hyaluronic acid methacrylate. Moreover, we delve into the critical sample preparation steps necessary for each method, emphasizing the need to preserve the hydrogel's native state while obtaining high-resolution images. This comparative analysis aims to select the most suitable electron microscopy technique for their hydrogel studies, fostering deeper insights into the design and development of advanced biomaterials for tissue engineering applications.
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