Microfabricated Platforms voor Mechanisch Dynamic Cel Cultuur
Summary
In dit protocol, tonen we de fabricage van een Microactuator reeks van verticaal verschoven berichten op de technologie gebaseerd is, en hoe deze basistechnologie kunnen worden gewijzigd om high-throughput mechanisch dynamische celkweek te voeren in zowel twee-dimensionale en drie-dimensionale cultuur paradigma's.
Abstract
De mogelijkheid om systematisch onderzoek in vitro cellulaire respons op combinaties van mechanobiological stimuli voor tissue engineering, drug discovery of fundamentele celbiologie studies wordt beperkt door de huidige bioreactor technologieën, die niet tegelijkertijd van toepassing zijn een verscheidenheid aan mechanische stimuli aan gekweekte cellen. Om dit probleem aan te pakken, hebben we een serie van microfabricated platforms ontwikkeld om de effecten van mechanische stimuli scherm in een high-throughput formaat. In dit protocol, tonen we de fabricage van een Microactuator reeks van verticaal verschoven berichten op de technologie gebaseerd is, en verder aan te tonen hoe deze basistechnologie kunnen worden gewijzigd om high-throughput mechanisch dynamische celkweek te voeren in zowel twee-dimensionale en drie- dimensionale cultuur paradigma's.
Protocol
Discussion
Hoewel conceptueel eenvoudig, het apparaat fabricage vergt wel wat experimentele vaardigheid en oefening. Vooral in het geval van een 2D-celkweek, kan uitlijning van de meerdere lagen in het apparaat een uitdaging zijn, vooral over een grote oppervlakte array. Praktisch gezien kunnen we betrouwbaar bereiken van een 100% afstemming succes gebruik van apparaten met 50 urn van tolerantie in de ruimte tussen aangrenzende functies in meerdere lagen. We hebben ook met succes aangetoond afstemming met toleranties zo laag als 1…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wij erkennen de financiële steun van het Natural Sciences and Engineering Research Council van Canada en de Canadese Institutes of Health Research (CHRPJ 323533-06), de Ontario Graduate Scholarship programma CM, en de Canada Onderzoek Stoelen in Micro en Nano Engineering Systems aan YS, en in Mechanobiology naar CAS.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Sylgard 184 PDMS Monomer and Crosslinker Kit | Dow Corning | |||
| SU-8 masters | ||||
| Silanization agent: (tridecafluoro-1, 1, 2, 2-tetrahydrooctyl)-1-trichlorosilane | United Chemical Technologies | |||
| Foam pads | Craft supply stores, 1-2 mm thick | |||
| Overhead inkjet transparencies | Grand & Toy | |||
| Plexiglass plates | ||||
| C-clamp | hardware store | |||
| Micromanipulator system | Siskiyou | |||
| Custom-made vaccum mount | ||||
| Vision system, Navitar 12x zoom | Navitar | |||
| Connecting tubes | VWR International | Clay Adam Intramedic PE190 | ||
| Blunt 18G needles | Smallparts.com / Amazon Inc. | |||
| Eccentric diaphragm micropump | Schwarzer Precision | SP 500 EC-LC4.5V DC | ||
| Solenoid valves | Pneumadyne | S10MM-30-12-3 | ||
| Solenoid manifold | Pneumadyne | MSV10-1 | ||
| Function generator | ||||
| 3-(trimethoxysilyl) propyl methacrylate | Sigma | |||
| Polyethylene glycol diacrylate 3.4 kDa | Laysan Bio | |||
| Polyethylene glycol 8 kDa | Sigma | |||
| Irgacure 2959 | Ciba Specialty Chemicals | |||
| 1-vinyl-2-pyrolidinone | Sigma | |||
| Standard cell culture reagents |
Riferimenti
- Unger, M. A., Chou, H. P., Thorsen, T., Scherer, A., Quake, S. R. Monolithic microfabricated valves and pumps by multilayer soft lithography. Science. 288, 113-116 (2000).
- Schaffer, J. L. Device for the application of a dynamic biaxially uniform and isotropic strain to a flexible cell culture membrane. J Orthop Res. 12, 709-719 (1994).
- Jo, B., Lerberghe, L. V. a. n., Motsegood, K., Beebe, D. Three-dimensional micro-channel fabrication in polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer. Journal of Microelectromechanical Systems. 9, 76-81 (2000).
- Moraes, C., Sun, Y., Simmons, C. A. Solving the shrinkage-induced PDMS alignment registration issue in multilayer soft lithography. J. Micromech. Microeng. 19, 065015-065015 (2009).
- Haubert, K., Drier, T., Beebe, D. PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system. Lab on a chip. 6, 1548-1549 (2006).
- Bongaerts, J., Fourtouni, K., Stokes, J. Soft-tribology: Lubrication in compliant PDMS-PDMS contact. Tribology International. 40, 1531-1542 (2007).
- Moraes, C., Chen, J. H., Sun, Y., Simmons, C. A. Microfabricated arrays for high-throughput screening of cellular response to cyclic substrate deformation. Lab on a chip. 10, 227-234 (2010).
- Liu, V. A., Bhatia, S. N. Three-dimensional photopatterning of hydrogels containing living cells. Biomedical Microdevices. 4, 257-266 (2002).
- Hahn, M. S. Photolithographic patterning of polyethylene glycol hydrogels. Biomaterials. 27, 2519-2524 (2006).
- Moraes, C., Wang, G., Sun, Y., Simmons, C. A. A microfabricated platform for high-throughput unconfined compression of micropatterned biomaterial arrays. Biomaterials. 31, 577-584 (2010).
- Wipff, P. J. The covalent attachment of adhesion molecules to silicone membranes for cell stretching applications. Biomaterials. 30, 1781-1789 (2009).
- Moraes, C. Integrating polyurethane culture substrates into poly(dimethylsiloxane) microdevices. Biomaterials. 30, 5241-5250 (2009).
- Ifkovits, J. L., Burdick, J. A. Review: photopolymerizable and degradable biomaterials for tissue engineering applications. Tissue engineering. 13, 2369-2385 (2007).
