التصنيع الدقيق للرقاقة الحجم السقالات لزراعة الخلايا ثلاثي الأبعاد
Summary
نقدم لعمليتين التصنيع الدقيق من رقائق البوليمر المسامية لزراعة الخلايا ثلاثي الأبعاد. أول واحد هو النقش الساخنة جنبا إلى جنب مع عملية لحام المذيبات بخار. والثاني يستخدم في عملية وضعت مؤخرا microthermoforming جنبا إلى جنب مع المسار التكنولوجيا أيون مما يؤدي إلى تبسيط كبير من صنعها.
Abstract
باستخدام تقنيات التصنيع الدقيق هو شرط أساسي لإنشاء السقالات الهندسة استنساخه ونوعية ثابتة للزراعة خلايا ثلاثية الأبعاد. هذه التقنيات توفر مجموعة واسعة من المزايا ليس فقط من أجل التصنيع ولكن أيضا لتطبيقات مختلفة. ويمكن أن يتأثر حجم وشكل مجموعات تتكون من خلية بنية الدقيق واستنساخه من سقالة microfabricated ، وبالتالي ، فإن طول مسار نشر المواد المغذية والغازات يمكن controlled.1 هذا هو بلا شك أداة مفيدة لمنع موت الخلايا المبرمج وتنخر نتيجة لعدم كفاية المواد الغذائية وامدادات الغاز أو إزالة المستقلبات الخلوية الخلايا.
لدينا شرائح البوليمر ، ودعا CellChip ، له أبعاد خارجية من 2 سم 2 × مع microstructured منطقة المركزية. وينقسم هذا المجال إلى مجموعة تصل إلى 1156 مع microcontainers بعدا نموذجية من 300 متر طول الحافة لتصميم مكعب (أو CP – CF – رقاقة) أو قطرها 300 متر وعمق لتصميم الجولة (ص رقاقة). 2
حتى الآن ، تم استخدام النقش ساخنة أو الجزئي حقن صب (بالاشتراك مع شاقة لتشكيل لاحقة من أجزاء) لتصنيع رقائق microstructured. أساسا ، حقن صب الدقيقة هي واحدة من تقنيات البوليمر فقط يستند إلى تكرار ، حتى الآن ، قادرة على انتاج كميات كبيرة من البوليمر microstructures.3 ومع ذلك ، سواء على قيود غير المرغوب فيها تقنيات معينة بسبب معالجة البوليمر لزجة تذوب مع الجيل جدران رقيقة جدا أو متكاملة من خلال الثقوب. في حالة CellChip ، أسفل طبقات رقيقة ضرورية لخرم البوليمر وتقديم مسام صغيرة الحجم لتوفير خلايا محددة مع مثل مستنبت التي نضح ميكروفلويديك من الحاويات.
من أجل التغلب على هذه القيود وخفض تكاليف التصنيع طورنا نهجا جديدا microtechnical على أساس عملية تحجيم باستمرار بالحرارة. لتصنيع المسامية العالية ورقائق البوليمر رقيقة الجدران ، ونحن نستخدم مزيج من الإشعاع الأيوني الثقيلة ، والنقش microthermoforming المسار. في هذا ما يسمى عملية "سمارت" هي المشع (تعديل الركيزة والتكرار من قبل بالحرارة) أفلام رقيقة البوليمر مع القذائف الثقيلة حيوية عدة مئات من إلكترون فولت إدخال ما يسمى ب "المسارات الكامنة" وبعد ذلك يتم تشكيل الفيلم في حالة مرونة المطاط إلى ثلاثة الأبعاد أجزاء دون تعديل أو الصلب المسارات. بعد عملية التشكيل ، انتقائية النقش الكيماوية أخيرا تحويل المسارات إلى المسام اسطواني قطره قابل للتعديل.
Protocol
Discussion
على الرغم من الأساليب المتبعة في microreplication البوليمر ، مثل حقن صب الجزئي أو النقش الساخنة ، هي مناسبة لإنتاج المجهرية ، فهي ليست فعالة حقا في إنتاج المجهرية مع المسامية متكاملة ورقابة شديدة ، كما هو مطلوب لCellChip. هياكل ضخمة تتطلب على سبيل المثال بالقطع مكلفة للحد من سمك الجدار لثقب…
Acknowledgements
الكتاب أود أن أشكر ديرك هيرمان ، يندت أوليفر القرن سيغفريد ، Gutzeit هارتموت وبون يورج لما قدموه من مساعدة كبيرة فيما يتعلق اللحام بخار المذيب. وعلاوة على ذلك ، نود أن نعترف مايكل هارتمان ، Gerwald أليكس ، ودانيال Leisen لما قدموه من مساعدة تقنية.
Referências
- 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. , .
