该协议的总体目标是描述器官切屑微流体装置的制造,用于在体外重述器官水平的功能。该协议描述了一种在体外重新捕获器官水平功能的器官切屑装置的方法。func,这些设备,如这些,实际上是使用软硅橡胶的3D打印模具制造的。
这种橡胶使我们能够实际为这些设备充满机械提示,使我们能够伸展组织,因为你会得到让我们说肺或肠道。我们还添加大量,模仿血液流动和器官系统内其他体液的流动。现在综合起来,这些设备使我们能够实际重新创建,并尝试了解在体内发生的复杂的生理学。
但是在体外做。因此,基本上,我们是在人类身上做实验,而不是对人进行实验。因此,这是一种非常有效的方法,可以弥合动物研究之间的鸿沟,这种研究总是在治疗的临床前开发中进行,然后在人类研究之前进行,即所谓的临床试验,在那里,人类和人的安全面临更大的风险。
因此,这些设备有助于弥合分歧,并实际使我们能够开发新的治疗方法,并了解在复杂的系统,如人类实际发生的基本生物学。顶级通道准备。用乙醇和洁净室湿巾擦拭每个聚氨酯片的光泽面。
将聚氨酯的光泽面放在模具的开放侧上,以放置模具。将模具和聚氨酯组件放入夹具中,将纹理面放在夹具的端。继续这样做,直到所有模具都放在夹具中。
使用扳手转动夹具手柄来拧紧夹具,直到夹具间距宽度为 25 毫米。使铝箔船周围的模具到位夹具。将 PDMS 倒入每个模具的井中,直到满。
填充整个夹具后,将夹具放入真空干燥器中。一小时后,从干燥器上拆下。放入60度摄氏度烤箱至少4小时。
使用扳手拆卸夹具。从每个模具中取出聚氨酯条。并丢弃。
小心地从模具中脱模 PDMS 零件,并侧部布置。将切片刮刀的刀片在端选项卡槽口上排队。切开每一端,将顶部组件切开。
将成品存放在方形培养皿中。在室温下将零件存放在正压柜中。底部通道准备。
将 10.5 克 PDMS 倒入模具中。气枪可以非常轻柔地用于将 PDMS 移过空间。将模具放入真空干燥器中。
一小时后,将模具移动到 60 度摄氏度烤箱。将模具放在层流罩的桌子上。将 PDMS 从模具边缘松开。
抓住一个角,轻轻剥回模具表面的 PDMS。完全移除后,反转并躺在工作表面上,使通道特征朝上。使用瓷砖切割机沿外部边缘切割。
使用扁平桨钳,将零件侧面放在胶带上,以清除任何碎屑。从包装胶带上拆下零件。将零件的松动部分拖过幻灯片。
松动的末端会用玻璃层压。用苏格兰胶带盖住功能。在室温下将零件存放在正压柜中。
PDMS 膜制备。检查背面的晶圆是否没有 PDMS。将每个膜晶圆放在指定的插槽中。
使用一个 mL 注射器将 09 mL 的 PDMS 放在每个膜晶圆柱阵列的中心。让 PDMS 至少坐五分钟。允许 PDMS 在整个膜晶圆柱上传播。
在 PDMS 中覆盖至少 75% 的后阵列之前,不要继续执行下一步。等离子体使用协议中描述的条件处理聚碳酸酯条。从等离子机中去除聚碳酸酯板,用剪刀将聚碳酸酯板切割成 45 毫米,45 毫米方。
将聚碳酸酯方块的等离子处理侧放在 PDMS 上,以膜晶圆为中心。将 PDMS 分空间放在聚碳酸酯广场的中心。然后放置预切割纹理聚碳酸酯。
插入纸盒,使纸盒三在后面,托盘二在中间,纸盒一在前面。托盘 1 具有用于对齐的凹口。打开输出压力阀,并非常缓慢地打开输入压力阀。
这样,四公斤力逐渐施加到每个膜晶圆上,而不是立即破坏晶圆。翻转 AMF 开关以开始固化循环。然后关闭输入压力阀并打开输出压力阀以释放气缸的压力。
拆下托盘并将其带到层流罩。小心地剥去有质感的聚碳酸酯。小心地拆下 PDMS 分空间。
检查 PDMS 膜中有通孔区域。使用标记跟踪通孔区域的轮廓。还要标记膜上的任何孔或缺陷。
这是一个未标记和标记的膜的示例。使用晶圆处理钳子,从托盘上松开晶圆。从晶圆上取下每个膜,放在培养皿上。
PDMS 膜将从晶圆上脱薄,并粘合到聚碳酸酯衬垫上。在室温下将零件存放在正压柜中。顶部装配和准备。
使用哑光完成的苏格兰胶带,清洁 PDMS 膜以及 Petri 盘内侧以清除碎屑。彻底将每个高通道顶部的功能侧胶带固定,以清除碎屑。将顶部放在带 PDMS 膜的培养皿中。
请注意,某些膜可能需要一个或两个顶部部分。每个顶部部分的主通道应位于膜内的标记区域内。将培养皿加载到等离子体中。
等离子体治疗膜和顶部根据书面协议。粘合循环完成后,取出盘子,将激活的顶部部件放在膜上。放入60度摄氏度烤箱至少两小时。
使用手术刀,在粘合顶部的周长周围进行跟踪,以将它与聚碳酸酯载体分离。追踪零件后,从聚碳酸酯上剥落顶部。粘合到顶部的 PDMS 膜也应该从载体上剥离。
使用钳子从进入底部通道的端口上去除膜。请勿将膜的任何部分留在访问口上。此外,用钳子清除任何碎屑或灰尘。
芯片组件。特征侧向上,等离子处理顶部组件与底部。在倒置显微镜下,将顶部组件与下半部分对齐。
放入60度摄氏度烤箱至少两小时。结果。此处介绍的协议描述了 PDMS 器官芯片的可扩展制造。这些器件在弹性多孔膜上培养两种截然不同的富余组织类型。
PDMS 通道采用 3D 打印模具铸造,可加快新设计的原型设计。顶部通道在压缩的模具中铸造,与符合要求的聚氨酯垫片对,以生产带模制端口的组件。底部通道组件在托盘中施用,并在显微镜幻灯片衬垫上处理。
这种制造方法将零件的多比例图案组合成一个步骤,从而节省时间,提高可重复性和可追溯性,并减少端口冲孔和多个切割步骤产生的碎屑。多孔膜对器官芯片的功能至关重要,基于对图案硅晶片进行铸造的制造方法可产生厚度和表面光洁的膜。通过聚碳酸酯载体进行处理,可进行更大的批量生产和储存。
组装的器官芯片由光学透明封装中的两个多样通道组成。在重叠区域,多孔PDMS膜使代谢物、蛋白质、治疗剂、病原体和细胞的组织-组织相互作用能够重述器官芯片功能,而两侧的两个平行通道则使用循环真空驱动提供机械应变。PDMS膜的孔隙性在生物医学上支持代谢物、生长因子,甚至血管和器官膜瘤之间的细胞通量。
膜的明显渗透性是使用有和没有Caco-2肠道细胞的出口通道中的二浓度确定的。肠道芯片细胞层为渗透性提供了显著增加的障碍。器官芯片可以使用平行真空通道驱动,以定量和可重复地将循环应变加载到膜上,从而将培养组织。
这种循环菌株与介质丰富相结合,支持细胞分化,以更好地模仿体内器官生理学,如肠道芯片中维利的形成。使用此处描述的协议,您现在应该能够制造可拉伸的 PDMS 器官芯片。