Здесь мы представляем быстрым, легким и лоу кост метод для изготовления форм пользовательских полидиметилсилоксан, которые могут использоваться для производства на основе гидрогеля инженерии тканей со сложной геометрией. Мы дополнительно описать результаты от механических и гистологической оценок, проводимых на инженерии сердечной ткани производятся, используя эту технику.
В области тканевой инженерии продолжает Зрелые, наблюдается повышенный интерес в широком диапазоне параметров ткани, включая ткани форму. Манипулируя ткани форму на Микрометр сантиметр масштаба можно прямое выравнивание ячейки, изменять эффективные механические свойства и рассмотреть ограничения, относящиеся к диффузии питательных веществ. Кроме того судно, в котором готовится ткани может распространять механических ограничений на ткани, привело поля напряжений, которые далее могут влиять на структуру клеток и матрицы. Фасонные ткани с высокой воспроизводимости измерений также есть утилита для анализов в пробирке в котором образца размеры имеют решающее значение, таких как механический анализ всей ткани.
Эта рукопись описывает метод альтернативного изготовление, используя отрицательные мастер формы, приготовленный из лазером акриловые: эти формы выполняют хорошо с полиэфиром (PDMS), разрешение конструкции с размерами на сантиметр масштаба и функция размеры меньше, чем 25 мкм и может быть быстро разработаны и изготовлены по низкой цене и с минимальным опытом. Минимальное время и стоимость требований позволяют для лазерных травленная прессформы быть быстро итерации по пока не определен оптимальный дизайн и быть легко адаптированы для любого анализа интерес, в том числе за пределами области тканевой инженерии.
За последние два десятилетия мягкие литографии как изготовление техника широко используется для поддержки научных исследований, особенно в областях микрофлюидика, материалы исследований и ткани инженерных1,2, 3. Литье реплики, в которой создается объект с желаемой формы от негативных мастер плесень, предлагает удобный и недорогой метод производства положительная PDMS реплицирует который может использоваться для литья в форме гидрогели. Однако требуется негативные мастер формы обычно производятся с использованием микротехнологий методов, которые стоят дорого, много времени, ограничены по размеру, и требуют пространство комнаты и сложного оборудования. В то время как 3D печати предлагает потенциальной альтернативой, его полезность несколько ограничены из-за пределы резолюции недорогих принтеров и химических взаимодействий между общей 3D принтер полимеров и PDMS, которые могут препятствовать отверждения.
Лазерный резак системы способны как резки и травления такие материалы, как пластик, дерево, стекло и металл в последнее время стали значительно менее дорогостоящими и поэтому более доступными для изготовления инструментов исследования. Коммерческого класса Лазерные резаки способны сфабриковать объектов на шкале сантиметр с минимумом функций менее 25 мкм и далее требуют минимальной подготовки, опыта и времени для использования. В то время как лазерной абляции PDMS ранее использовался при изготовлении устройств микрофлюидика, наши знания не рукопись описал процесс, по которому миллиметр и сантиметр масштаба формы могут быть изготовлены из лазерной резки негативных мастер формы4 .
Мы использовали этот метод прежде всего для того, чтобы манипулировать форму инженерии тканей с целью улучшения питательных диффузии, сотовой выравнивание и механические свойства5,6,7. Однако для использования в любой области, где формованные гидрогели представляют интерес, например наркотиками доставки и материал науки исследований8позволяет универсальность этой техники. С доступ к лазерный резак, реплицирует PDMS плесень могут быть сделаны для почти любой геометрии без свесы (которые будет препятствовать удалению без многодетальном плесень, которая выходит за рамки этой рукописи) и что вписывается в габариты кровати лазера.
Заказной PDMS плесень геометрии, которые совместимы с тканевой культуры имеют большое утилита настройки важных инженерных ткани свойства, такие как выравнивание ячеек, скорость диффузии и эффективной жесткость. Кроме того эти формы являются очень полезными для подготовки ткани для ана?…
The authors have nothing to disclose.
Авторы признают, финансирование из низ R00 HL115123 и Браун университета школа инженерии. Они также благодарны Браун Дизайн семинар и Крис Bull для профессиональной подготовки и поддержки с лазерной резки.
Item | |||
Bovine fibrinogen | Sigma | F8630-5G | Constructs |
Bovine thrombin | Sigma | T6634-250UN | Constructs |
Bovine aprotinin | Sigma | 10820-25MG | Constructs |
Rat tail collagen I, 4 mg/mL | Advanced Biomatrix | 5153-100MG | Constructs |
Sodim chloride | Fisher | BP358-10 | Constructs |
PBS | Life Technologies | 14190-250 | Constructs |
Fine forceps | Fine Science Tools | 11252-20 | Constructs |
Sylgard 184 silicone elastomer | Corning | 4019862 | PDMS Molds |
Lab tape | Fisher | 15-901-5R | PDMS Molds |
Acrylic, 1/4" thick | McMaster-Carr | 8560K356 | PDMS Molds |
HEPES Buffer, 1 M | Sigma | H3537-100ML | Constructs |
RPMI 1640 medium, powder | Fisher | 31800-089 | Constructs |
Calcium chloride dihydrate | Fisher | AC423520250 | Constructs |
Magnesium chloride hexahydrate | Fisher | M33 500 | Constructs |
Potassium chloride | Sigma | P9541-500G | Constructs |
Sodium phosphate dibasic heptahydrate | Sigma | S9390-500G | Constructs |
Glucose | Sigma | G5767-25G | Constructs |
OCT | VWR | 25608-930 | Histology |
Frozen block molds | VWR | 25608-916 | Histology |
Hematoxylin | Fisher | 3530 1 | Histology |
Eosin Y | Fisher | AC152880250 | Histology |
Fast green FCF | Fisher | AC410530250 | Histology |
Software | |||
Illustrator | Adobe Systems | Vector Graphics | |
Inkscape | (Open Source) | Vector Graphics | |
UCP (Universal Control Panel) | Universal Laser Systems | Laser Cutter Interface | |
Equipment | |||
PLS6.75 Laser Cutter | Universal Laser Systems | Laser Cutter | |
Micromechanical Analyzer | Aurora Scientific | 1530A with 5 mN load cell | Mechanical Analysis |