Üç boyutlu Hücre ekimi için Chip-ölçekli Yapı iskeleleri mikroimalat
Summary
Biz, üç-boyutlu hücre kültürü için gözenekli polimer cips mikroimalat için iki süreç sunuyoruz. Bunlardan birincisi, solvent buhar kaynak işlemi ile birlikte sıcak kabartma. Ikincisi ise, kısa bir süre önce geliştirilen iyon izleme teknolojisi ile üretim önemli bir basitleştirme giden kombine microthermoforming süreci kullanır.
Abstract
Mikroimalat teknolojileri kullanarak, üç-boyutlu hücre kültürü için tekrarlanabilir geometri ve sürekli kalite iskeleleri oluşturmak için bir ön koşuldur. Bu teknolojiler sadece üretim için değil, aynı zamanda farklı uygulamalar için avantajları çok geniş bir yelpaze sunuyoruz. Oluşan hücre kümeleri boyutu ve şekli, kesin ve tekrarlanabilir microfabricated iskele mimarisi ve bu nedenle, besin ve gaz difüzyon yolu uzunluğu Bu tartışmasız apoptoz ve nekroz önlemek için yararlı bir araçtır controlled.1 olabilir etkilemiş olabilir Yetersiz besin ve gaz kaynağı ya da hücresel metabolitleri kaldırılması nedeniyle hücreler.
CellChip olarak adlandırılan polimer çip, microstructured merkezi bir alana sahip 2 x 2 cm dış boyutları vardır. Bu alan, kübik tasarımı (cp-cf-chip) ya da yuvarlak tasarımı (r-chip) için 300 m çapında ve derinliği 300 m kenar uzunluğu tipik bir boyut ile 1156 microcontainers kadar bir dizi bölünmüştür. 2
Şimdiye kadar, sıcak kabartma veya mikro enjeksiyon kalıplama (sonraki zahmetli işleme parçaları ile birlikte) microstructured yongalarının üretiminde kullanılmıştır. Temel olarak, mikro enjeksiyon Ancak, bugüne kadar polimer microstructures.3 seri üretim kapasitesine sahip, tek bir polimer esaslı çoğaltma teknikleri, her iki tekniğin nesil eritebilir viskoz bir polimerin işlenmesi nedeniyle bazı istenmeyen sınırlamalar var , çok ince duvarlar veya deliklerden entegre. CellChip durumda, ince alt katmanları polimer perfore ve tanımlanan boyutu küçük gözenekleri konteyner mikroakışkan perfüzyon kültür ortamı, örneğin hücre kaynağı sağlamak için gereklidir.
, Bu sınırlamaları aşmak için ve aşağı ölçekli termoform sürecinin temelinde yeni mikroteknik bir yaklaşım geliştirdik üretim maliyetleri azaltmak için. Çok gözenekli ve ince duvarlı polimer çiplerin üretim için, ağır iyon ışınlama, microthermoforming ve parça gravür bir kombinasyonunu kullanabilirsiniz. Bu sözde "SMART" sürecinde sözde tanıtan birkaç yüz MeV enerjik ağır mermiler ile ışınlanmış (Yüzey Ve Değişiklik Termoform tarafından çoğaltma) ince polimer film "gizli parça" Daha sonra, kauçuk elastik devlet film üçe oluşur boyutlu parça parça değiştirerek veya tavlama olmadan. Şekillendirme işleminden sonra, seçici kimyasal aşındırma nihayet, ayarlanabilir çaplı silindirik gözeneklerin içine parça dönüştürür.
Protocol
Discussion
, Mikro enjeksiyon kalıplama veya sıcak kabartma olarak polimer microreplication, kurulan yöntemleri, mikro üretimi için uygun olmasına rağmen, onlar CellChip için gerekli olduğu gibi, gerçekten entegre ve çok kontrollü bir gözenekli mikro üreten etkili değildir. Büyük hacimli yapılar, örneğin bir sonraki lazer perforasyon için duvar kalınlığı azaltmak için pahalı işleme gerektiren veya duvarları tamamen yerine parça kazınmış membranlar olmak zorunda. SMART, bu sorunların üstesinden gelmek ve seri üretim …
Acknowledgements
Yazarlar Dirk Herrmann, Oliver Wendt, Siegfried Horn, Hartmut Gutzeit ve Joerg Bohn çözücü buhar kaynağı ile ilgili önemli yardım için teşekkür etmek istiyorum. Ayrıca, kendi teknik yardım için Michael Hartmann, Alex Gerwald, Daniel Leisen kabul etmek istiyorum.
References
- Knedlitschek, G., Schneider, F., Gottwald, E., Schaller, T., Eschbach, E., Weibezahn, K. F. A tissue-like culture system using microstructures: influence of extracellular matrix material on cell adhesion and aggregation. J Biomech Eng. 121, 35-39 (1999).
- Gottwald, E., Giselbrecht, S., Augspurger, C., Lahni, B., Dambrowsky, N., Truckenmüller, R., Piotter, V., Gietzelt, T., Wendt, O., Pfleging, W., Welle, A., Rolletschek, A., Wobus, A. M., Weibezahn, K. F. A chip-based platform for the in vitro generation of tissues in three-dimensional organization. Lab Chip. 7, 777-785 (2007).
- Heckele, M., Schomburg, W. K. Review on micro molding of thermoplastic polymers. Journal of Micromechanics And Microengineering. 14, (2004).
- Giselbrecht, S., Gietzelt, T., Guber, A. E., Gottwald, E., Trautmann, C., Truckenmüller, R., Weibezahn, K. -. F. Microthermoforming as a novel technique for manufacturing scaffolds in tissue engineering (CellChips. IEE Proc.-Nanobiotechnol. 151, 151-157 (2004).
- Giselbrecht, S., Gietzelt, T., Gottwald, E., Trautmann, C., Truckenmüller, R., Weibezahn, K. -. F., Welle, A. 3D tissue culture substrates produced by microthermoforming of pre-processed polymer films. Biomed Microdevices. 8, 191-199 .
- Truckenmüller, R., Rummler, Z., Schaller, T., Schomburg, W. K. Low-cost thermoforming of micro fluidic analysis chips. Journal of Micromechanics and Microengineering. 12, 375-379 (2002).
- Truckenmüller, R., Giselbrecht, S. Microthermoforming of flexible, not buried hollow microstructures for chip-based life sciences applications. IEE Proc.-Nanobiotechnol. 151, 163-166 (2004).
- Fleischer, R. L., Price, P. B., Walker, R. M. Nuclear tracks in solids. , .
