JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

A protocol for producing a large area of nanopatterned substrate from small nanopatterned molds for study of nanotopographical modulation of cell behavior is presented.

Abstract

Substrate nanotopography has been shown to be a potent modulator of cell phenotype and function. To dissect nanotopography modulation of cell behavior, a large area of nanopatterned substrate is desirable so that enough cells can be cultured on the nanotopography for subsequent biochemical and molecular biology analyses. However, current nanofabrication techniques have limitations to generate highly defined nanopatterns over a large area. Herein, we present a method to expand nanopatterned substrates from a small, highly defined nanopattern to a large area using stitch technique. The method combines multiple techniques, involving soft lithography to replicate poly(dimethylsiloxane) (PDMS) molds from a well-defined mold, stitch technique to assemble multiple PDMS molds to a single large mold, and nanoimprinting to generate a master mold on polystyrene (PS) substrates. With the PS master mold, we produce PDMS working substrates and demonstrate nanotopographical modulation of cell spreading. This method provides a simple, affordable yet versatile avenue to generate well-defined nanopatterns over large areas, and is potentially extended to create micro-/nanoscale devices with hybrid components.

Introduction

A number of recent findings reveal that substrate nanotopography has pronounced influence on cell behavior, from cell adhesion, spreading and migration, to proliferation and differentiation1-6. For instance, a smaller cell size and lower proliferation rate have been observed in cells cultured on deep nanogratings, even leading to apoptosis although the cell alignment, elongation and migration were enhanced, compared with the flat controls2,7-10. Moreover, nanotopography has been shown to facilitate the differentiation of stem cells into certain lineages such as neuron2,11,12, muscle13, and bone3,4. In addition, because of increasing concerns on the toxicity of engineered nanomaterials14,15, there is a need to incorporate nanotopography into physiologically relevant in vitro models for accurate risk assessment of nanomaterials. To fulfil the biochemical and molecular biology analyses, enough cells are needed to be grown on a large area of nanopatterned substrate. However, conventional nanofabrication techniques have limitations to generate highly defined nanopatterns over a large area.

Self-assembly including colloid lithography16 and polymer demixing17 can readily generate large-area nanostructures at low costs. Because self-assembly relies on interactions between the assembling elements such as colloidal particles and macromolecules, and possible interactions between these elements and substrate, it cannot be a stand-alone method of producing nanostructures with precise spatial positioning and arbitrary shapes18. The accompanied high density of defects is also a drawback. Precise spatial control of nanopatterns can be achieved by employing templated self-assembly, which uses top-down lithographic approaches to provide the topographical and/or chemical template to guide the bottom-up assembly of the assembling elements19-21. Alternative nanofabrication techniques such as step-and-flash lithography22 and a roll-to-roll nanoimprinting lithography23 have been developed but have limited use because of their sophisticated process or the requirement of specialized equipment. Nevertheless, a template or a master mold with defined nanoscale patterns is needed for templated or alternative nanofabrication techniques.

Such templates and master molds are conventionally generated by using focused electron, ion, or photon beam lithography. For instance, electron beam lithography (EBL)24 and focused ion beam lithography25 can generate defined patterns with a sub-5 nm resolution. Two-photon lithography has demonstrated a feature size as small as 30 nm26. Although the focused beam lithography techniques enable generation of well-defined nanoscale structures, the capital investment and the time-consuming, costly process restrict their widespread use in academic research27. Therefore, it is highly desirable to develop enabling yet affordable techniques to produce a large area of nanopatterned surfaces with high fidelity.

We have reported a simple, cost-effective stitch technique for generating a large area of nanopatterned surface from a small well-defined mold28. This protocol provides step-by-step procedure from replication of poly(dimethylsiloxane) (PDMS) molds using an EBL-written pattern, to assembly of multiple PDMS molds into a single large mold, to generation of a master mold on polymeric such as polystyrene (PS) substrates, to production of working substrates. With the expanded nanopatterned substrates, we demonstrated nanotopographical modulation of cell spreading.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

1. تكرار PDMS قوالب من العفن EBL

  1. صنع قالب السيليكون 29
    1. معطف تدور 200 ميكرولتر ميتاكريلات (PMMA) حل على ركيزة 1 × 1 سم السيليكون (سي) في 2500 دورة في الدقيقة لمدة 1 دقيقة لتشكيل طبقة رقيقة.
    2. خبز الفيلم PMMA على الركيزة سي على حرارة 180 درجة مئوية لمدة 2 دقيقة.
    3. كتابة nanopattern مصممة على الفيلم PMMA باستخدام شعاع الالكترون تركيزا على جرعة مساحة 300 μC / سم 2.
    4. تطوير nanopattern PMMA في مطور لمدة 80 ثانية.
    5. إيداع nanopattern PMMA مع طبقة النيكل من 50 نانومتر في السمك باستخدام المبخر شعاع E في الجهد الناتج من 10 كيلو فولت، تيار الانبعاث من 0.5 مللي أمبير ومعدل ترسب 0.5 Å / ثانية.
    6. رفع قبالة الجزء PMMA في 20 مل مزيل في 80 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة.
    7. رد الفعل حفر أيون (ري) في nanopattern إلى الركيزة سي للحصول على قالب سي للعمق المطلوب.
      ملاحظة: خليط الغاز من tetrيستخدم afluoromethane (CF 4) / الأكسجين (O 2) (90٪ / 10٪) عند قوة إضافة بالحث البلازما (ICP) 400 قوة W و ري 150 W لحفر سي الركيزة على عمق 560 نانومتر.
  2. Silanize سي العفن
    1. وضع ساترة الزجاج والعفن سي في 100 مم طبق بيتري PS ونقلها في مجفف الزجاج الموجود في غطاء الدخان.
    2. إسقاط 10 1H ميكرولتر، 1H، 2H، 2H-Perfluorooctyltrichlorosilane على ساترة.
      تحذير: 1H، 1H، 2H، 2H-Perfluorooctyltrichlorosilane قد يسبب تآكل الجلد وتلفا للعين جدي. ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة (PPE).
    3. تغطية طبق بيتري جزئيا.
    4. إبقاء المجفف في ظل فراغ لمدة 5 ساعة في غطاء الدخان لاستكمال silanization من العفن سي.
  3. إعداد PDMS prepolymer
    1. وزن 10 غ الراتنج PDMS و 1.05 غرام كيل علاج في قارب وزنها المتاح.
    2. خلط prepolymer PDMS بدقة باستخدام ملعقة بلاستيكية.
    3. ديغا وprepolymer PDMS في مجفف البلاستيك في ظل فراغ لمدة 20 دقيقة حتى لوحظ خليط اضح.
  4. تكرار القوالب PDMS
    1. وضع القالب سي silanized في 60 مم طبق بيتري.
    2. صب prepolymer PDMS على القالب سي في طبق بيتري.
    3. وضع طبق بتري في مجفف البلاستيك وديغا لمدة 10 دقيقة حتى تختفي جميع الفقاعات.
    4. نقل طبق بيتري على موقد وعلاج prepolymer PDMS عند 70 درجة مئوية لمدة 4 ساعات.
    5. تقشر العفن PDMS من العفن سي بعناية باستخدام الملقط.
      ويمكن تخزين قوالب PDMS في الظروف المحيطة لمدة تصل إلى أسبوع واحد: ملاحظة. بعد المعالجة، وهناك بعض جزيئات الراتنج PDMS uncrosslinked وكيل علاج المتبقية في قوالب PDMS 30. فإن انخفاض الجزيئات الوزن الجزيئي منتشر تدريجيا وتتراكم على السطح مع مرور الوقت. وهذا يؤثر على الخصائص الطبوغرافية والميكانيكية للسطح PDMS 31. وDIFالانصهار ليس كبيرا خلال أسبوع واحد.

2. خياطة من PDMS قوالب في، قالب واحد كبير

  1. إعداد قوالب متعددة PDMS بتكرار الخطوة 1.4.
    ملاحظة: زن نفس الكمية من PDMS الخليط في كل مرة للحصول على قوالب PDMS من نفس السمك.
  2. تحديد اتجاه متباين الخواص PDMS nanopatterns مثل nanogratings تحت المجهر الضوئي وعلامة على مساعدات من قوالب PDMS مع القلم علامة.
    ملاحظة: ليس من الضروري بمناسبة توجه nanotopography الخواص مثل عمود نانوي.
  3. تنظيف الركيزة سي مع الإيثانول في غطاء الدخان وجففه بالهواء المضغوط.
  4. تقليم قبالة المناطق unpatterned من كل قالب PDMS بشفرة.
    ملاحظة: للحصول على قوالب PDMS التي سيتم وضعها في محيط القالب مخيط، وينبغي تقليص فقط المناطق unpatterned في الاتصال مع الآخرين خارج.
  5. مكان القالب PDMS قلص مع nanopattern وجها لأسفل علىالجانب مرآة الركيزة سي ثم محاذاة قوالب أخرى قريبة ولكن ليس لمس العفن المحيطة بها (ق).
  6. إعداد طبقة لاصقة PDMS
    1. يلقي 1 غرام نزع الغاز PDMS prepolymer (راتنج PDMS وعلاج نسبة الوكيل: 10: 1،05) على شريحة زجاجية نظيفة (7.5 سم × 2.5 سم) لتشكيل 0.5 ملم طبقة سميكة.
    2. خبز طبقة PDMS في 100 درجة مئوية على موقد لمدة 3-5 دقيقة. استخدام إبرة للمس طبقة والتأكد من أن طبقة جزئيا ولكن لا يمكن الشفاء منه تماما.
      ملاحظة: PDMS شفي جزئيا لا يمكن أن تتدفق مثل prepolymer PDMS غير مخمر، وإنما هو لزجة مقارنة مع PDMS الشفاء.
  7. وضع طبقة PDMS على مساعدات من قوالب PDMS الانحياز وبسرعة عكس هذه الجمعية وتحويلها إلى موقد.
  8. تطبيق قوة ضاغطة (5 كيلو باسكال) باستخدام كتلة معدنية على رأس التجمع لضمان اتصال جيد بين طبقة لاصقة PDMS ومساعدات من قوالب PDMS، وعلاج PDMS طبقة لاصقة عند 100 درجة مئوية لمدة 1 ساعة. <ر /> ملاحظة: بعناية ضبط الموقف من كتلة معدنية لتجنب الميل للجمعية.
  9. إزالة كتلة معدنية وتقشر واحد، مخيط العفن PDMS من الركيزة سي.

3. الجيل من القالب الرئيسي على PS ركائز

ملاحظة: PDMS العفن مخيط ثبتوا على شريحة زجاجية يمكن استخدامها لتوليد القالب الرئيسي على لوحة PS أو PS رقيقة، والتي يمكن أن تنتج ركائز nanopatterned العمل.

  1. توليد القالب الرئيسي على لوحة PS
    1. إعداد لوحة PS
      1. تجفيف حبيبات PS في فرن فراغ في 80 درجة مئوية لمدة يومين.
      2. سخن على آلة الصحافة في 230 درجة مئوية.
      3. تجميع لوحة الألومنيوم، ورقة (PTFE) تترافلوروإيثيلين ومن الالومنيوم في أمر من أسفل إلى أعلى.
      4. تحميل 3.5 ز الكريات PS في فاصل الألومنيوم مع افتتاح مربع من 3 سم (L) × 3 سم (W) × 0.3 سم (H).
        ملاحظة: وهل هو حوالي 0.1 سم سمكا من القوالب PDMS، وبالتالي النهائية الركيزة nanopatterned PS حوالي 0.1 سم سميكة.
      5. وضع ورقة أخرى PTFE ثم لوحة الألومنيوم آخر على من الالومنيوم.
      6. وضع التجميع في الصحافة الآلة.
      7. سخن الكريات PS في 230 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.
      8. تطبيق الضغط الضغط (0.1 ميجا باسكال) على التجميع لمدة 5 دقائق.
      9. الافراج عن الضغط ومن ثم تطبيق الضغط الضغط من 0.5 ميجا باسكال على التجميع.
      10. يتم التوصل كرر الخطوة 3.1.1.9 مع زيادة الضغط من 0.5 ميجا باسكال حتى الضغط مرغوب فيه من 1.5 ميجا باسكال.
      11. إيقاف تشغيل سخان للآلة الصحافة وتبريده إلى ما دون 70 درجة مئوية تحت ضغط مستمر من 1.5 ميجا باسكال.
      12. تتخذ الجمعية من وتخزين لوحة PS في فرن فراغ في 80 درجة مئوية لمنع الرطوبة من الدخول مجددا في لوحة PS.
    2. Nanoimprint القالب PDMS مخيط في لوحة PS
      1. وضع لوحة PS في من الالومنيومتعيين على 3 بوصة سي رقاقة.
        ملاحظة: الأبعاد الداخلية للهل هي نفس تلك من لوحة PS حتى لوحة PS يناسب الحق في الفاصل.
      2. تسخين لوحة PS على موقد في 250 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.
      3. وضع القالب PDMS مخيط مع nanopatterns وجها لأسفل على لوحة PS المنصهرة.
        ملاحظة: جانب واحد من العفن PDMS يتم وضع في اتصال مع سطح لوحة PS أولا ويتم إنزال جانب آخر تدريجيا في اتصال مع سطح PS لتجنب تشكيل فقاعات الهواء في الواجهة.
        تحذير: سطح موقد ساخن. ارتداء thermogloves خلال عملية nanoimprinting.
      4. وضع لوحة الألومنيوم على شريحة زجاجية من العفن PDMS مخيط.
      5. تطبيق الضغط الضغط (12.5 كيلو باسكال) باستخدام كتل معدنية على لوحة الألومنيوم والانتظار لمدة 3 دقائق.
        ملاحظة: تأكد من أن لوحة الألومنيوم لا يميل.
      6. رفع واستبدال كتلة معدنية من لوحة الألومنيوم، وأناncrease الضغط الضغط إلى 25 كيلو باسكال.
      7. ارتفعت كرر الخطوة 3.1.2.6 مع الضغط إلى 50 كيلو باسكال.
        ملاحظة: هذه الخطوة هي لإزالة الهواء المحبوس بين القالب PDMS ولوحة PS.
      8. الحفاظ على درجة حرارة موقد بين 240 و 250 درجة مئوية تحت ضغط ثابت من 50 كيلو باسكال لمدة 15 دقيقة.
      9. إيقاف تشغيل موقد وتهدئة الإعداد كله.
        ملاحظة: مروحة يمكن استخدامها لتسريع عملية التبريد.
      10. إزالة كتل معدنية بعد درجة حرارة أقل من 50 درجة مئوية، وبعناية تقشر العفن PDMS مخيط من لوحة PS.
        ملاحظة: الركيزة PS لديه nanopatterns العكسي، ويمكن استخدامها بمثابة القالب الرئيسي لإنتاج PDMS العمل ركائز.
  2. توليد القالب الرئيسي في فيلم PS رقيقة
    1. إعداد فيلم PS رقيقة
      1. حل 1 غرام PS في 10 مل التولوين في غطاء الدخان.
        تحذير: التولوين يمكن أن يسبب irritatio الجلدن والأضرار التي تصيب العين خطيرة، ويمكن أن يسبب تلفا للأعضاء من خلال التعرض لفترات طويلة أو متكررة. ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة.
      2. تدور معطف 1 مل من محلول PS على 2 في الرقاقة عند 2500 دورة في الدقيقة لمدة 1 دقيقة لتشكيل ~ 1 ميكرون PS سميكة رقيقة.
      3. تتبخر التولوين من الفيلم عن طريق إعداد فيلم PS على سي رقاقة في غطاء الدخان لمدة 3 أيام.
      4. يصلب فيلم PS رقيقة في فرن فراغ في 80 درجة مئوية خلال الليل.
    2. Nanoimprint القالب PDMS على فيلم PS رقيقة
      1. وضع القالب PDMS مخيط مع nanotopography وجها لأسفل على طبقة رقيقة PS، التي تم تعيينها على موقد.
      2. تطبيق الضغط الضغط من 12 كيلو باسكال على القالب PDMS باستخدام كتل معدنية على الجانب الزجاج من العفن PDMS.
      3. زيادة درجة حرارة موقد إلى 180 درجة مئوية، والحفاظ عليه لمدة 15 دقيقة.
        تحذير: الفيلم PS الذائبة يمكن أن تكون بمثابة مواد التشحيم. إيلاء الاهتمام لمنع القطع المعدنية من انزلاق.
      4. إيقاف تشغيل موقدوتهدئة الإعداد كله.
        ملاحظة: مروحة يمكن استخدامها لتسريع عملية التبريد.
      5. إزالة كتل معدنية بعد تنخفض درجة الحرارة أقل من 50 درجة مئوية، وبعناية تقشر العفن PDMS مخيط من فيلم PS.
        ملاحظة: الفيلم nanopatterned PS بمثابة القالب الرئيسي لإنتاج ركائز PDMS العمل.

4. Nanotopographical التحوير سلوك الخلية

ملاحظة: الخلايا الظهارية البشرية يتم تربيتها على nanotopographies ممثل لإظهار تعديل nanotopographical نشر الخلية.

  1. يلقي ركائز العمل PDMS من القالب الرئيسي ولدت من أي 3.1 الخطوة أو 3.2 اعتمادا على التطبيق.
  2. باستخدام جوفاء لكمة قوس الصلب، وقطع PDMS ركائز nanopatterned إلى أقراص لتتناسب مع تكوين لوحة متعددة جيدا محددة (على سبيل المثال، 24-جيدا لوحة).
  3. استخدام ملاقط لوضع أقراص PDMS في الآبار ساتحاد كرة القدم متعددة جيدا لوحة.
  4. تعقيم ركائز PDMS باستخدام الايثانول 70٪ ومن ثم التعرض للأشعة فوق البنفسجية، ولكل لمدة 30 دقيقة.
  5. غسل PDMS ركائز مع 1X الفوسفات العقيمة مخزنة المالحة (PBS) ثلاث مرات.
  6. معطف PDMS ركائز مع بروتين المصفوفة خارج الخلية (أي 20 ميكروغرام / مل فبرونيكتين) لمدة 30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.
  7. شطف PDMS ركائز ثلاث مرات مع برنامج تلفزيوني العقيمة، كل لمدة 5 دقائق.
  8. تعليق الإنسان خلية سرطان الرئة A549 في المتوسط ​​النسر تعديل Dulbecco ومع 10٪ مصل بقري جنيني وعدد الخلايا باستخدام عدادة الكريات.
  9. لوحة الخلايا في مناطق ذات كثافة البذر من 2000 خلية / سم 2 على ركائز والثقافة لهم PDMS عند 37 درجة مئوية في جو مرطب يحتوي على 5٪ CO 2 ليوم واحد.
  10. غسل الخلايا مع برنامج تلفزيوني ثلاث مرات.
  11. إصلاح الخلايا في خليط من 4٪ لامتصاص العرق، و 2٪ غلوتارالدهيد في برنامج تلفزيوني لمدة 4 ساعات ويذوى الخلايا باستخدام CO 2 ص حرجةمجفف كثافة لمسح الإلكترونية الملاحظة المجهرية 29.
    تحذير: لامتصاص العرق وغلوتارالدهيد قد يسبب حروقا جلدية شديدة والأضرار التي تصيب العين. العمل في غطاء الكيميائية وارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

تقنية غرزة يمكن أن يولد مساحة واسعة من ركائز nanopatterned مع الدقة العالية. الشكل 1A 1B وعرض مساحة كبيرة من nanopatterns نقلها من العفن PDMS مخيط لوحة PS و PS طبقة رقيقة على ركيزة سي، على التوالي. المقارنة بين الأصلي والعفن مكتوبة EBL (الشكل 1C)

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

نقدم طريقة بسيطة، وبأسعار معقولة، ولكن تنوعا لتوليد مساحة كبيرة من الركيزة nanopatterned. لتوسيع بأمانة nanopatterns محددة للغاية، وينبغي إيلاء اهتمام كبير لعدة خطوات حاسمة. أول واحد هو تقليم قوالب PDMS متعددة. يجب إزالة المناطق Unpatterned من القوالب PDMS. بالإضافة إلى ذلك، الجدران الجا...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This work was partly supported by NSF CBET 1227766, NSF CBET 1511759, and Byars-Tarnay Endowment. We gratefully acknowledge use of the West Virginia University Shared Research Facilities which are supported, in part, by NSF EPS-1003907.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
JEOL field emission SEMJEOLJSM-7600FEBL
E-beam evaporatorKurt J. LeskerModel: LAB 18 e-beam evaporatornickel deposition
Trion Minilock III ICP/RIETrion technologyModel: Minilock-phantom III
Press machinePHI Hydraulic PressMolde: SQ-230H
Spin coaterLaurell TechnologiesModle: WS-400A-6NPP-LITE
CO2 critical dryerTousimisModle: Autosamdri-815
Silicon waferUniversity Wafer1080
Aluminum platesMcMaster-carr9057K123
Teflon sheetsMcMaster-carr8711K92
100 mm Petri dishFALCON353003
60 mm Petri dishFALCON353004
Glass coverslipFisher Scientific12-542-B
Glass slideFisher Scientific12-550-34
Disposable weighing boatsFisher Scientific13-735-743
Glass desiccatorFisher Scientific02-913-360
Plastic desiccatorBel-Art ProductsF42025-000
HotplateFisher Scientific1110049SH
TweezerTed Pella, inc.5726
BladeFisher ScientificS17302
Metal blocksMcMaster-carr
PunchBrettuns Village Leather Craft SuppliesArch punch
Poly(methyl methacrylate)MicroChem495 PMMA A4
PDMSDow CorningSylgard 184 kit
PolystyreneDow ChemicalStyron 685D
1H,1H,2H,2H-perfluorooctylmethyldichlorosilaneOakwood Chemical7142
DeveloperMicroChemMIBK/IPA at 1: 3 ratio
RemoverMicroChemRemover PG
EthanolFisher ScientificBP2818500
TolueneFisher ScientificT324-500
Phosphate buffered salineSigma AldrichD8537
Dulbecco’s modified eagle mediumSigma AldrichD5796
Fetal bovine serumAtlanta BiologicalsS11550
ParaformaldehydeElectron Microsopy Science15712-S
Glutaraldehyde Fisher ChemicalG151-1
FibronectinCorning356008
A549 cellsATCCATCC CCL-185

References

  1. Silva, G. A., et al. Selective differentiation of neural progenitor cells by high-epitope density nanofibers. Science. 303 (5662), 1352-1355 (2004).
  2. Yim, E. K. F., Pang, S. W., Leong, K. W. Synthetic Nanostructures Inducing Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells into Neuronal Lineage. Exp. Cell Res. 313 (9), 1820-1829 (2007).
  3. Dalby, M. J., et al. The Control of Human Mesenchymal Cell Differentiation Using Nanoscale Symmetry and Disorder. Nat. Mater. 6 (12), 997-1003 (2007).
  4. Oh, S., et al. Stem Cell Fate Dictated Solely by Altered Nanotube Dimension. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106 (7), 2130-2135 (2009).
  5. Brunetti, V., et al. Neurons Sense Nanoscale Roughness with Nanometer Sensitivity. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107 (14), 6264-6269 (2010).
  6. McMurray, R., et al. Nanoscale Surfaces for the Long-term Maintenance of Mesenchymal Stem Cell Phenotype and Multipotency. Nat. Mater. 10 (8), 637-644 (2011).
  7. Yim, E. K. F., et al. Nanopattern-induced changes in morphology and motility of smooth muscle cells. Biomaterials. 26 (26), 5405-5413 (2005).
  8. Gerecht, S., et al. The Effect of Actin Disrupting Agents on Contact Guidance of Human Embryonic Stem Cells. Biomaterials. 28 (28), 4068-4077 (2007).
  9. Bettinger, C. J., Zhang, Z., Gerecht, S., Borenstein, J. T., Langer, R. Enhancement of in vitro Capillary Tube Formation by Substrate Nanotopography. Adv. Mater. 20 (1), 99-103 (2008).
  10. Thakar, R. G., Ho, F., Huang, N. F., Liepmann, D., Li, S. Regulation of vascular smooth muscle cells by micropatterning. Biochem. Biophys. Res. Commun. 307 (4), 883-890 (2003).
  11. Lee, M. R., et al. Direct differentiation of human embryonic stem cells into selective neurons on nanoscale ridge/groove pattern arrays. Biomaterials. 31 (15), 4360-4366 (2010).
  12. Moe, A. A. K., et al. Microarray with micro- and nano-topographies enables identification of the optimal topography for directing the differentiation of primary murine neural progenitor cells. Small. 8 (19), 3050-3061 (2012).
  13. Dang, J. M., Leong, K. W. Myogenic induction of aligned mesenchymal stem cell sheets by culture on thermally responsive electrospun nanofibers. Adv. Mater. 19 (19), 2775-2779 (2007).
  14. Dasgupta, N., et al. Thermal co-reduction approach to vary size of silver nanoparticle: its microbial and cellular toxicology. Environ. Sci. Pollut. Res. 23 (5), 4149-4163 (2016).
  15. Ranjan, S., et al. Microwave-irradiation-assisted hybrid chemical approach for titanium dioxide nanoparticle synthesis: microbial and cytotoxicological evaluation. Environ. Sci. Pollut. Res. 23 (12), 12287-12302 (2016).
  16. Deckman, H. W., Dunsmuir, J. H. Natural lithography. Appl. Phys. Lett. 41 (4), 377-379 (1982).
  17. Dalby, M. J., Riehle, M. O., Johnstone, H., Affrossman, S., Curtis, A. S. G. In vitro Reaction of Endothelial Cells to Polymer Demixed Nanotopography. Biomaterials. 23 (14), 2945-2954 (2002).
  18. Gates, B. D., et al. New approaches to nanofabrication: molding, printing, and other techniques. Chem. Rev. 105 (4), 1171-1196 (2005).
  19. Yin, Y., Lu, Y., Gates, B., Xia, Y. Template-Assisted Self-Assembly: A Practical Route to Complex Aggregates of Monodispersed Colloids with Well-Defined Sizes, Shapes, and Structures. J. Am. Chem. Soc. 123 (36), 8718-8729 (2001).
  20. Tada, Y., et al. Directed Self-Assembly of Diblock Copolymer Thin Films on Chemically-Patterned Substrates for Defect-Free Nano-Patterning. Macromolecules. 41 (23), 9267-9276 (2008).
  21. Cheng, J. Y., Rettner, C. T., Sanders, D. P., Kim, H. C., Hinsberg, W. D. Dense self-assembly on sparse chemical patterns: rectifying and multiplying lithographic patterns using block copolymers. Adv. Mater. 20 (16), 3155-3158 (2008).
  22. Colburn, M., et al. Step and flash imprint lithography: a new approach to high-resolution patterning. Proc. SPIE. 3676 ((Pt. 1, Emerging Lithographic Technologies III)), 379-389 (1999).
  23. Ahn, S. H., Guo, L. J. High-speed roll-to-roll nanoimprint lithography on flexible plastic substrates. Adv. Mater. 20 (11), 2044-2049 (2008).
  24. Vieu, C., et al. Electron beam lithography: resolution limits and applications. Appl. Surf. Sci. 164, 111-117 (2000).
  25. Nagase, T., Gamo, K., Kubota, T., Mashiko, S. Direct fabrication of nano-gap electrodes by focused ion beam etching. Thin Solid Films. 499 (1-2), 279-284 (2006).
  26. Juodkazis, S., et al. Two-photon lithography of nanorods in SU-8 photoresist. Nanotechnology. 16 (6), 846(2005).
  27. Yang, Y., Leong, K. W. Nanoscale surfacing for regenerative medicine. Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 2 (5), 478-495 (2010).
  28. Yang, Y., Kulangara, K., Sia, J., Wang, L., Leong, K. W. Engineering of a Microfluidic Cell Culture Platform Embedded with Nanoscale Features. Lab Chip. 11 (9), 1638-1646 (2011).
  29. Wang, K., et al. Nanotopographical modulation of cell function through nuclear deformation. Acs Appl. Mater. Inter. 8 (8), 5082-5092 (2016).
  30. Lee, J. N., Park, C., Whitesides, G. M. Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices. Anal. Chem. 75 (23), 6544-6554 (2003).
  31. Yang, Y., Kulangara, K., Lam, R. T. S., Dharmawan, R., Leong, K. W. Effects of Topographical and Mechanical Property Alterations Induced by Oxygen Plasma Modification on Stem Cell Behavior. ACS Nano. 6 (10), 8591-8598 (2012).
  32. Hua, F., et al. Polymer Imprint Lithography with Molecular-Scale Resolution. Nano Lett. 4 (12), 2467-2471 (2004).
  33. Delamarche, E., Schmid, H., Michel, B., Biebuyck, H. Stability of molded polydimethylsiloxane microstructures. Adv. Mater. 9 (9), 741-746 (1997).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

118 Nanopattern nanoimprinting

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved