ביוהשראת רובוט רך עם מיקרואלקטרודות משולבות

Summary

הגרדום הביו-השראה מפוברק על ידי טכניקת פוטוליגרפיה רכה תוך שימוש בהידרוג'לים חזקים ומוליכי חשמל מכנית. ההידרוטים מיקרותבנית מספקים יישור תאים כווני באמצעות הקרדיוציט, והתוצאה היא כיוון הגשמה. מיקרואלקטרודות גמיש משולבים גם לתוך הפיגום כדי להביא ישור חשמליים לרקמת לב מתוך הגשמה עצמית.

Abstract

ביוהשראת מערכות רובוטיות רכות המחחקות אורגניזמים חיים באמצעות רקמת שרירים מהונדסים ו-bioaterials הם מהפכה את הפרדיגמה ביורירובוטיקה הנוכחית, במיוחד במחקר ביו-רפואי. משחזר דינמיקה מלאכותית של חיים כמו המציאות היא חיונית למערכת רובוטית. עם זאת, השליטה המדויקת והכיוונון של התנהגות האקטואציה עדיין מייצגת את אחד האתגרים העיקריים של מערכות רובוטיות רכות מודרניות. שיטה זו מתארת בעלות נמוכה, מדרגי מאוד, קל לשימוש הליך להמציא רובוט רך בשליטה חשמלית עם תנועות כמו חיים מופעל ונשלט על ידי התכווצות של רקמת שריר הלב על עוקץ מיקרותבנית . בדומה לפיגום הידרוג'ל השימוש בשיטות פוטוליגרפיה רכות מאפשר לשלב בהצלחה מספר רב של רכיבים במערכת הרובוטית הרכה, כולל הידרו-בדוגמת הידרוג'ל המבוסס על פיגומים עם צינוריות פחמן (CNTs) (CNT-GelMA), פולי (אתילן גליקול) דיאקרילי (PEGDA), מיקרואלקטרודות (Au) גמישות, ורקמת שריר הלב. בפרט, יישור הידרוג'ל ומיקרותבניות נועדו לחקות את מבנה השריר והסחוס של קרן העוקץ. מוליך חשמלית CNT-GelMA הידרוג'ל משמש כפיגום תא המשפר את ההבשלה והתכווצות התנהגות של קרדיומיקוציטים, בעוד ההידרוג'ל חזק מכנית מספק תמיכה כמו סחוס מבניים של הרובוט הרך כולו. כדי להתגבר על האופי הקשה והפריך של המיקרואלקטרודות המבוססות על מתכת, עיצבנו דפוס סרפנטיין בעל גמישות גבוהה והוא יכול להימנע מלעקוף את הדינמיקה המנצחת של הקרדיוציטים. המיקרואלקטרודות הגמישות המשולבת של Au מספקות גירוי חשמלי באמצעות הרובוט הרך, ובכך קל יותר לשלוט בהתנהגות הכיווץ של רקמת הלב.

Introduction

המדינה המודרנית של רובוטים רכים יכולים לחקות את המבנים ההירארכיים והדינמיקה של שרירים של אורגניזמים חיים רבים, כגון מדוזה^1,2, עוקץ ריי², תמנון³, חיידקים⁴, זרע⁵. חיקוי הדינמיקה והארכיטקטורה של מערכות טבעיות מציעה הופעות גבוהות יותר במונחים של יעילות אנרגטית ומבנית⁶. זה קשור ביסודה לטבע הרך של רקמת הטבע (למשל, רקמת העור או השריר עם מודולוס של צעירים בין 10⁴על 10^הרשות) אשר מאפשר דרגות גבוהות יותר של החופש דפורמציה מעולה והסתגלות כאשר לעומת התקני הנדסה סטנדרטית (למשל, מודולוס של צעירים בדרך כלל בין 10^9-עד10^הרשות שריר הלב מבוסס מפעילים רכים, במיוחד, להראות יעילות אנרגיה מעולה בשל הגשמה עצמית שלהם, כמו גם הפוטנציאל שלהם עבור שינוי אוטומטי והתחדשות כאשר לעומת מערכת רובוטית מבוססת מכנית⁷. עם זאת, הייצור של רובוטים רכים הוא מאתגר בשל הצורך לשלב רכיבים שונים עם תכונות פיזיות, ביולוגיות ומכניות שונות לתוך מערכת אחת. לדוגמה, מערכות סינטתיים מהונדסים צריך להיות משולבים עם מערכות ביולוגיות חיים, לא רק לספק להם תמיכה מבנית אלא גם השפעה ומודולציה התנהגות הגשמה שלהם. בנוסף, שיטות מיקרו בייצור רבות דורשות תהליכים קשים/ציטוטוקסיים וכימיקלים המפחיתים את הכדאיות והתפקוד של כל מרכיב חי. לכן, גישות חדשות נחוצות כדי לשפר את הפונקציונליות של הרובוטים הרכים ולשלוט ולווסת את התנהגותם.

כדי לשלב בהצלחה את המרכיבים החיים עם הכדאיות הטובה, הגרדום המבוסס על הידרוג'ל הוא חומר מצוין ליצירת גוף של רובוט רך. מאפיינים פיזיים ומכניים של הידרוג'ל ניתן בקלות לכוונן כדי ליצור מיקרו סביבות עבור מרכיבים חיים כגון רקמות שריר^8,9. כמו כן, היא יכולה לאמץ בקלות טכניקות מיקרו-בייצור שונות, והתוצאה היא יצירת מבנים הירארכיים עם אמינות גבוהה^1,2,10. מכשירים אלקטרוניים גמישים ניתן לשלב לתוך הרובוט הרך כדי לשלוט על התנהגותו עם גירוי חשמלי. לדוגמה, שיטות אלקטרואופטיקה כדי להנדס תאים אלקטרוגניים (למשל, קרדיוציטים), אשר מראים הפעלה אלקטרולוגית התלויה באור, נעשה שימוש לפיתוח polydiמתיל siloxane (PDMS) מבוסס רנטגן רובוטית רך מונחה על ידי אור כי היה מסוגל לשחזר את התנועה undulatory של הדג מבחנה². למרות טכניקות אלקטרואופטיקה הראו ישור מעולה, העבודה המוצגת משתמשת גירוי חשמלי, שיטת סימולציה קונבנציונאלי ומסורתי. הסיבה לכך היא גירוי חשמלי באמצעות מיקרואלקטרודות גמיש הוא קל ופשוט לעומת טכניקות אלקטרואופטיקה, אשר דורשים תהליכי פיתוח נרחבים¹¹. השימוש במכשירים אלקטרוניים גמישים יכול לאפשר גירוי לטווח ארוך ותהליכי ייצור סטנדרטיים/פשוטים וכן תאימות ביולוגית ותכונות פיזיות ומכניות^12,13.

כאן, אנו מציגים שיטה חדשנית כדי להמציא רובוט רך בהשראת השראה, מואבקים על ידי הכאתו של רקמת שריר הלב הנדסה ונשלט על ידי גירוי חשמלי באמצעות מיקרואלקטרודות גמיש מוטבע או. הרובוט הרך נועד לחקות את מבנה השריר ואת הסחוס של קרן העוקץ. קרן העוקץ היא אורגניזם עם קל יחסית לחקות מבנה ותנועה בהשוואה למינים אחרים בשחייה. השרירים מחדש בתוך מבחנה על ידי זריעת הקרדיוציטים על גבי מיקרופי הידרוג'ל מוליך חשמלית. כפי שדווח בעבר, שילוב חלקיקי חלקיקים מוליכי חשמל כגון cnt ב-gelma הידרוג'ל לא רק משפר את הצימוד החשמלי של רקמת הלב, אלא גם משרה מעולה באדריכלות רקמות מבחנה וסידור^8,9. מפרקי הסחוס הם לאחר מכן מחקה באמצעות דפוס חזק מכני PEGDA הידרוג'ל שפועל כמו מצע חזק מכנית של המערכת כולה. מיקרואלקטרודות גמישות של Au עם דפוס הסרפנטיין מוטבעות בתבנית PEGDA כדי לגרות את רקמת הלב באופן מקומי וחשמלית.

Protocol

מחקר זה נעשה בהתאמה קפדנית עם ההמלצות במדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה של המכון הלאומי לבריאות. הפרוטוקול אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים (IACUC) של בריגהם וביה לנשים.

1. הסינתזה של גלמה

1. התמוססות 10 גרם של ג'לטין ב 100 mL של מלוחים פוספט באגירה של Dulbecco (DPBS) באמצעות מערבב מגנטי ב 50 ° c.
2. הוסף 8 מ ל של מתיונין אנהידריד לאט בזמן ערבוב פתרון prepolymer ג'לטין ב 50 ° c עבור 2 h. לדלל את התמיסה הגיב הג עם DPBS מחומם ב 50 ° c.
3. להעביר את הפתרון מדולל לתוך ממברנות דיאליזה (משקל מולקולרי הפסקת = 12 – 14 kDa) ולמקם אותם לתוך המים מוכי (DI). לבצע דיאליזה ב 40 ° c עבור כשבוע 1.
4. לסנן את הפתרון GelMA הprepolymer באמצעות מסנן סטרילי (גודל הנקבוביות = 0.22 μm) ולהעביר 25 או 30 מ ל של הפתרון לתוך 50 mL צינורות וחנות ב-80 ° c עבור 2 ימים.
5. להקפיא להתייבש הפתרון הקפוא GelMA הקפואים באמצעות מייבש ההקפאה 5 ימים.

2. הכנת תמיסת פולי (אתילן גליקול) דיאטתיים (PEGDA)

1. התמוססות 200 mg (20% מהפתרון הכולל) של PEGDA (MW = 1,000) עם 5 מ"ג (0.5% של הפתרון הכולל) של 2-הידרוxy-4-(2-הידרוקסיטורוקסי) -2-methylpropiophenone (צילום-יוזם, PI) ב 1 מ ל של DPBS.
2. מודטה את הפתרון prepolymer ב 80 ° צ' עבור 5 דקות.

3. הכנת תמיסת מניות CNT מגולוון

1. התמוססות 80 מ"ג של GelMA (משמש בתור biosurfactant) ב 4 מ ל של DPBS ולאחר מכן להוסיף 20 מ"ג של COOH פונקציונליזציה פחמן מרובה קירות (MWCNTs) לתוך הפתרון הפרפולימר GelMA.
2. Sonicate הפתרון של MWCNT-לאדן GelMA עבור 1 h (0.66 Hz, 100 ואט).
   הערה: במהלך התהליך הsonication, יש לטבול את הפתרון באמבט מים ב-~ 15 ° c כדי למנוע התאיידות של הממס בשל עליית הטמפרטורה.

4. הכנת 1 מ"ג/mL CNT המכיל 5% הפתרון GelMA prepolymer

1. לפזר 50 מ"ג של GelMA ו 5 מ"ג (0.5% של הפתרון הכולל) של PI ב 0.8 mL של DPBS ב 80 ° צ' עבור 10 דקות.
2. הוסף 0.2 mL של פתרון מניות CNT מוכן (שלב 3). מערבולת הפתרון ב 80 ° c עבור 10 דקות.

5. הכנה של 3-(טריתמאוקסיסילקסיל) פרופיאל מתיאקריל (TMSPMA) שקופית זכוכית מצופה

1. לשטוף את שקופיות זכוכית (עובי = 1 מ"מ, גודל = 5.08 ס"מ x 7.62 ס"מ) עם אתנול טהור.
2. מחסנית את השקופיות נקי אנכית בגביע 250 mL ולהפיץ 3 מ ל של TMSPMA על גבי אותם באמצעות מזרק. לכסות את הגביע עם רדיד אלומיניום כדי למנוע אידוי של TMSPMA.
3. מודג את השקופיות בתנור של 80 ° c ליום אחד.
4. לרחוץ את שקופיות זכוכית מצופה ידי לטבול אותם לתוך אתנול טהור, ואז יבש.
5. אחסן את שקופיות הזכוכית המצופות העטופות ברדיד אלומיניום בטמפרטורת החדר (RT).
   הערה: נסה למזער את הנגיעה במשטחי הזכוכית המצופים TMSPMA.

6. ייצור המיקרואלקטרודות הגמישות של ה-Au

1. עיצוב מסיכת צל באמצעות תכנון בעזרת מחשב (קובץ משלים 3).
2. הרכיבו ורכשו מסכת צל.
3. שטוף את שקופית הזכוכית (עובי = 1 מ"מ, גודל = 3 ס מ x 4 ס מ) עם אצטון ויבש עם אקדח אוויר דחוס.
4. הצמד את מסיכת הצל אל מצעים הזכוכית באמצעות קלטת כפולה, לאחר מכן לשים אותם על המאייד של קרן E ולחכות עד הלחץ הקאמרי מגיע לפחות 10^-6 Torr.
   הערה: שתי פיסות הקלטת הונחו באופן ידני על התמיכה במרחק קצר מספיק כדי לארח את הזכוכית והגדולה מספיק כדי להתאים לתבנית כולה. שלב זה לוקח בערך 45 – 60 דקות.
5. הפקדה של 200 ננומטר שכבה או עבה על ידי E-קרן מאייד (g., עם דנטון EE-4, ואקום = 10^-6 Torr, כוח = 2.6%, rate = 2 Å/s) וחותכים את מיקרואלקטרודות מפוברק באמצעות מכונת מסור (אלקטרודות גודל = 7.38 mm x 8.9 mm x 200 nm).

7. הייצור של הידרו-בדוגמת מיקרואלקטרודה משולבת

הערה: התוצאה של הליך זה היא ממברנה שבה מיקרותבנית PEGDA הידרוג'ל נמצאת בשכבה התחתונה, מיקרוגלוס CNT-GelMA הידרוג'ל הוא למעלה, ו-Au מיקרואלקטרודות הן בין שתי השכבות. תצורה זו מבטיחה גמישות טובה יותר לאלקטרודה ומגבילה את הסיכון לשבירה.

1. עיצוב והפקוד של שני פוגלס כדי ליצור את המיקרותבנית PEGDA (1^st הפושאול) ו-cnt-gelma הידרוג'ל⁽² מפושאול) שכבות. ראה קובץ משלים 2 – 3. ניתן לבצע את העיצוב באמצעות תוכנת CAD.
   הערה: ראה איור 2ב', א.
2. מקום 50 יקרומטר מרווחים שנעשו על ידי הערמה שכבה אחת של קלטת בלתי נראה מסחרי (עובי: 50 יקרומטר) על זכוכית מצופה tmspma. יוצקים 15 μL של 20% הפתרון הקדם-פולימרי PEGDA על גבי זכוכית מצופה TMSPMA, ולאחר מכן לכסות עם מיקרואלקטרודה זהב. מניחים את 1st לבקש את שקופית הזכוכית (מיקרותבנית PEGDA) על גבי מיקרואלקטרודה זהב לחשוף את המבנה כולו כדי אור UV (200 W מרקורי אדים קצר מנורה קשת עם 320 – 390 מסנן nm) ב 800 mW של עוצמה ו 8 ס"מ מרחק עבור 110 s.
   הערה: ראה איור 1א.
3. הוסף DPBS להקיף את שקופית הזכוכית ולנתק את המיקרו בדוגמת PEGDA הידרוג'ל יחד עם Au מיקרואלקטרודות מתוך המצע זכוכית ללא ציפוי בזהירות לאחר 5 – 10 דקות כדי לקבל את שקופית הזכוכית כי יש מיקרותבנית PEGDA הידרוג'ל עם Au מיקרואלקטרודות.
   הערה: ראה איור 1ב. בשל ציפוי TMSPMA, המבנה מועבר המצע זכוכית לא מצופה ל TMSPMA מצופה אחד. נתק בזהירות מכיוון ש-Au מיקרואלקטרודות יכול להישבר בקלות במהלך שלב זה (איור 3).
4. מקום 100 יקרומטר מרווחים שנעשו על ידי הערמה שתי שכבות של סרט מסחרי שקוף (עובי = 50 יקרומטר) על החלק התחתון של צלחת פטרי. הפקדה טיפה של 20 μL CNT-GelMA הפתרון הקדם בין החללים ולאחר מכן להפוך את שקופית הזכוכית שהתקבלו 7.3 ולתקן אותו על הצלחת עם דבק.
5. סובב את המכשיר הפוך ומניחים^{את 2} הפושאל על החלק העליון של מגלשת הזכוכית. לחשוף תחת אור UV ב 800 mW של עוצמה ו 8 ס"מ מרחק עבור 200 s.
   הערה: ראה איור 1ג. היישור של המסיכה השניה חשוב.
6. שטוף את הפיגום המתקבל עם DPBS ועם מדיום תרבות התאים הכולל 10% סרום של שור עוברי (FBS).
7. השאירו אותם בלילה בחממה של 37 ° c לפני שזורעות את התאים.

8. בידוד והתרבות של העכנוציטים

1. לבודד את הלבבות מחולדות בן יומיים של מג-דאולי בעקבות פרוטוקולים שאושרו על ידי ועדת המכון על טיפול בעלי חיים⁸.
2. שים את חתיכות הלב על שייקר לילה (כ 16 h) ב 0.05% טריפסין ללא EDTA ב HBSS בחדר קר.
3. לאסוף את חתיכות הלב עם אקדח פיפטה ולמזער את כמות טריפסין, ואז לשים אותם בצינור 50 mL עם 10 מ ל של מדיה לב חם (10% FBS, 1% P/S, 1% L-גלוטמין).
4. מערבולת איטית (~ 60 rpm) באמבט מים בגודל 37 ° c במשך 7 דקות. הסר את המדיה בזהירות מהצינור עם מנקז 10 מ ל והשאר את חתיכות הלב בצינור.
5. הוסף 7 מ ל של 0.1% קולגן מסוג 2 ב HBSS ו מערבולת באמבט 37 מעלות צלזיוס למים עבור 10 דקות.
6. מערבבים עם מיכל הפיפטה 10 מ ג 10x בעדינות כדי לשבש את חתיכות הלב. הסירו את המדיה מהצינור באמצעות מנקז של 1 מ ל.
7. הוסף 10 מ ל של 0.1% הקולגן מסוג 2 ב HBSS ו מערבולת במהירות (~ 120 – 180 סל ד) ב 37 באמבט מים של ° c עבור 10 דקות, לאחר מכן לבדוק אם חתיכות הלב הם להתמוסס.
8. לערבב עם הצינורות 10 מ ל, ואז לחזור עם הצינורות 1 מ ל לשבור את חתיכות הלב האחרון.
9. לאחר הפתרון נראה הומוגנית, מקום מסננת תא 70 יקרומטר על שפופרת חדש 50 ml ו פיפטה הפתרון 1 mL בכל פעם על מסננת.
10. צנטריפוגה את הפתרון לתאי הלב ב 180 x g עבור 5 דקות ב 37 ° c.
    הערה: אם עדיין יש כמה פיסות לב או ריר שלא נמס, חזור על שלבים 8.7 – 8.9 שוב.
11. הסר בזהירות את כל הנוזל מעל הגלולה התא והשהה מחדש את התאים 2 מ ל של מדיה קרדיולוגית.
12. הוסף 2 מ ל של מדיה לב מהקיר הצינור בזהירות כדי להשעות את התאים ולהימנע שבירת אותם.
13. הוסף את התאים המושהים לתוך T175 תרמוס באמצעות מדיית לב חמה בירידה. שימו את הבקבוקון באינקובטור של 37 ° c בשביל 1 כדי לאפשר לפיברוהפיצוצים להצמיד לתחתית.
    הערה: בשלב הציפוי הקדם, הפיברויוציטים הקרדיולוגי מתחברים לבקבוקון בזמן שהקרדיותאי יישאר במדיום ההשעיה.
14. לאסוף את המדיה מתוך הבקבוקון המכיל את הקרדיוציטים ולשים אותו לתוך צינור 50 mL.
15. לספור את התאים, ואז צנטריפוגה ב 260 x g עבור 5 דקות ב 37 ° c.
16. השהה מחדש וזרע את התאים על גבי הרובוט הרך מפוברק בשלב 7. יוצקים נפח ספציפי של מדיה קרדיולוגית עם הקרדיוציטים בריכוז של 1.95 × 10⁶ תא/mL על ידי ירידה על פני השטח כולו של המכשיר.
17. מודיית את הדגימות ב 37 ° c ולשנות את המדיה עם 5 מדיה תרבותית של תאים mL עם 2% FBS ו 1% L-גלוטמין ביום הראשון והשני לאחר זריעה. שנה את המדיה בכל פעם שהצבע של המדיה משתנה.

9. צביעת תאים לניתוח יישור

1. הסר את המדיה ושטוף עם DPBS עבור 5 דקות ב-RT.
2. תקן את התאים באמצעות 4% פאראמפורמלדהיד (בכיוון הבית) עבור 20 דקות at RT. לאחר מכן לשטוף עם DPBS עבור 5 דקות ב RT.
3. דגירה את התאים עם 0.1% טריטון ב DPBS ב RT עבור 1 h. שטוף 3x עם PBS עבור 5 דקות ב RT.
4. דגירה את התאים עם 10% סרום עז ב DPBS ב RT עבור 1 h.
5. מודדת את התאים עם הנוגדן העיקרי (sarcomeric α-אקסין ו קונשין-43) ב 10% סרום עז ב DPBS ב 4 ° צ' עבור ~ 14 – 16 h.
6. לשטוף 3x עם DPBS עבור 5 דקות ב RT. מודדת התאים עם הנוגדן המשני ב 10% סרום עז ב DPBS ב RT עבור 1 h.
7. לשטוף את 3x עם DPBS עבור 5 דקות בשעה RT, ולאחר מכן כתמי תאים עם 4 ', 6-diamidino-2-פנילילינדול (DPBS) ב די מים (1:1000) עבור 10 דקות ב RT. לשטוף 3x עם DPBS עבור 5 דקות ב RT.
8. לקחת תמונות הזריחה באמצעות סריקת לייזר הפוכה מיקרוסקופ קונפוקלית וקד.

10. בדיקות למפעיל והערכת התנהגות

1. הכאה ספונטנית של הקרדיוציטים על הרובוט הרך
   1. דגירה מפעילים ביולוגיים בהשראת 37 ° c עבור 5 ימים ולרענן את המדיה ביום 1 ו 2 ובמידת הצורך (כלומר, כאשר התקשורת פונה צהוב). השתמש במיקרוסקופ אופטי הפוך כדי לצלם תמונות מדי יום (5x ו/או 10x). הקלטת תנועות תא באמצעות תוכנת לכידת וידאו על חלון חי של המיקרוסקופ עבור 30 s ב 20 מסגרות לשנייה (5x ו/או 10x) כאשר פעילות הקונאקטולה מתחיל (בדרך כלל סביב יום 3).
   2. ביום 5, לנתק את הקרומים על ידי הרמת בעדינות מהקצה עם שקופית כיסוי.
      הערה: אם התאים מראים התנהגות מנצחת חזקה, הקרום יהיה להתנתק בעצמם בשל הפעולה המכנית של הצירים.
2. גירוי אותות חשמליים בצובר
   1. שימוש ב-PDMS ברוחב 3 ס מ כמחזיק, מוספית שני אלקטרודות פחמן עם כרטיס פלטינה (Pt) תיל בצלחת פטרי 6 ס מ מלא מדיה לב. לאחר מכן העבר בזהירות את הרובוט הרך לצלחת פטרי.
   2. להחיל צורת גל בריבוע עם 50 ms רוחב הדופק, היסט DC ערך 0 V, ומשרעת מתח שיא בין 0.5 ו 6 V. התדירות משתנה בין 0.5, 1.0 ו-2.0 Hz עם מחזור עבודה בין 2.5%, 5% ו-10%, בהתאמה. הקלט התכווצויות המקרו-שינוי באמצעות מצלמה זמינה מסחרית.
3. גירוי חשמלי בעזרת המיקרואלקטרודות
   1. לאחר הייצור של או מיקרואלקטרודה משולבים פיגום הידרוג'ל רב שכבתי, לצרף שני חוטי נחושת ל-Au אלקטרודות למרות יציאה מרובעת חיצונית באמצעות הדבק כסף.
   2. לכסות את העיסה הכסוף עם שכבה דקה של PDMS precured ב 80 ° c עבור 5 דקות. ואז לשים את הדגימות על צלחת חמה ב 45 ° c עבור 5 h כדי להצליב באופן מלא את PDMS.
   3. לאחר זריעת הקרדיוציט, להחיל משבצת גל חשמלי מרובע על חוטי נחושת עם ערך היסט DC 1 V, משרעת מתח השיא בין 1.5 ו 5 V, ותדרים של 0.5, 1.0, 2.0 Hz בהתאמה.

תוצאות

תרשים זרימה של השלבים לפיתוח הרובוט הביובהשראה Au מיקרואלקטרודה משולבת
המטרה של העיצוב הרובוט הרך היה לבנות קרום מסוגל ליישם תנועת שחייה עם מורכבות מינימלית. המבנה חייב להיות מסוגל להחזיק גמישות חזקה שוב ושוב לאורך זמן (על 1 הרץ) ולהיות מסוגל לשמור על צורתו תוך כדי להשיג מכות חזק...

Discussion

באמצעות שיטה זו, הצלחנו להמציא בהצלחה באמצעות הרובוט הביואיד דמוי הדג בהשראת רקמת לב משולבת הגשמה עצמית על פיגומים מובנים רובת שכבות הנשלט על ידי Au מיקרואלקטרודות מוטבע. בשל שני שכבות שונות של הידרוג'ל מיקרותבנית מתוצרת PEGDA ו-CNT-GelMA, הגרדום הביוהשראה הראה יציבות מכנית טובה ויישור תאים אידי?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
250 mL Beaker	PYREX	1000-250CNEa
2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone	Sigma-Aldrich	410896
3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate	Milipore	M6514
37° Water bath	VWR	W6M
4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)	Sigma-Aldrich	D9542
50mL Conical Centrifuge Tubes	Falcon	14-959-49A
70 µm Cell Strainer	Falcon	352350
80° incubator	VWR	1370GM
Alexa Fluor 488 goat anti-mouse IgG (H+L)	Invitrogen	A11029
Alexa Fluor 594 goat anti-rabbit IgG (H+L)	Invitrogen	A11037
Alexa Fluor 488 Phalloidin	Invitrogen	A12379
Antibiotic/Antimycotic solution	ThermoFisher Scientific	15240062
Anti-Connexin 43/GJAI antibody	Abcam	ab11370	Rabbit polyclonal
Anti-Sarcomeric α-actinin	Abcam	ab9465	Mouse monoclonal
Benchtop Freeze Dryers	Labconco	77500-00 K
Biosafety cabinet	Sterilgard	A/B3
Carbon rod electrodes	SGL Carbon Group	6971105
Centrifuge	Eppendorf	5804
CO2 incubator	Forma Scientific	3110
Collagenase, Type II, Powder	Gibco	17-101-015
Confocal Microscope	Zeiss	LSM 880
COOH Functionalized Carbon Nanotubes	NanoLab	PD30L5-20-COOH
Dicing saw machine	Giorgio Technology	DAD-321
DMEM, High Glucose	Gibco	11-965-118
DPBS without Calcium and Magnesium	Gibco	14-190-144
E-beam evaporator	CHA	57367
Fetal Bovine Serum	Gibco	10-437-028
Gelatin	Sigma-Aldrich	G9391	Type B, 300 bloom from porcine skin
Glass slide	VWR	48382-180
HBSS without Calcium, Magnesium or Phenol Red	Gibco	14-175-079
Inverted optical microscope	Olympus	CK40
Magnetic hotplate	Corning	PC-420
methacrylic anhydride	Sigma-Aldrich	276695	Contains 2,000ppm topanol A as inhibitor
Nunc EasYFlask 175cm2	ThermoFisher Scientific	159910
Olicscope	Siglent	SDS1052DL+
Paraformaldehyde Aqueous Solution -16%	Electron Microscopy Sciences	15710
PDMS SYLGARD 184	Sigma-Aldrich	761036
Photomask	Mini micro stencil inc
Platinum wire	Alfa Aesar	AA43014BU
Polyethylene glycol dimethcrylate	Polysciences Inc.	15178-100
Regenerated Cellulose Dialysis Tubing	Fisherbrand	21-152-14
Silver Epoxy Adhesive	MG Chemicals	8330S
Stericup Quick Release-GP Sterile Vacuum Filtration System	Millipore	S2GPU02RE
Ultra sonicator	Qsonica	Q500
UV Curing System	OmniCure	S2000
Vortex mixer	Scientific Industry	SI-0246A
Waveform generator	Agilent	33500B
Wrap Aluminium foil	Reynolds	N/A