Optimization of Alginate-Chitosan Microcapsules Formation for Leydig Cells Encapsulation

Abstract

Hypogonadism is a clinical condition characterized by low concentrations of testosterone. It is caused by malfunction of Leydig cells in producing testosterone. Encapsulation method will protect the transplanted cells from the immune system rejection. The aims of this study was to optimize the formation of microcapsules for Leydig cells encapsulation. The microcapsules were made of alginate and chitosan as the first and the second coating agents, respectively. The result showed that the minimum concentration of alginate was 1.5% (w/v) with a viscosity of 33.8 cPs, resulted spherical microcapsules with diameters of 230-270 µm. The optimum concentration of chitosan as the second coating agent was 0.5% (w/v), resulted spherical microcapsule with mechanical stability in 4 hours. Leydig cells can be trapped inside the capsule with a density that proportional with concentration of cells used in the encapsulation.

Hipogonadisme adalah kondisi klinik yang ditandai dengan rendahnya konsentrasi hormon testosteron. Hipogonadisme disebabkan oleh fungsi sel Leydig sebagai penghasil testosteron yang tidak mencukupi. Metode enkapsulasi akan melindungi sel yang akan ditransplantasikan sehingga dapat mencegah terjadinya penolakan oleh sistem kekebalan tubuh. Penelitian ini bertujuan mengoptimisasi pembentukan mikrokapsul untuk mengenkapsulasi sel Leydig. Mikrokapsul dibuat menggunakan alginat sebagai penyalut pertama dan kitosan sebagai penyalut kedua. Konsentrasi minimum larutan alginat untuk membuat kapsul berbentuk bulat, yaitu 1,5% (b/v) dengan viskositas 33,8 cPs yang menghasilkan mikrokapsul dengan diameter berkisar 230-270 µm. Kondisi optimum penyalut kedua, kitosan, adalah 0,5% (b/v) yang menghasilkan mikrokapsul berbentuk bulat dengan memiliki stabilitas mekanik sampai 4 jam. Sel-sel Leydig dapat terperangkap di dalam kapsul dengan kerapatan berbanding lurus dengan konsentrasi sel yang digunakan dalam enkapsulasi.