Anonim Mikroelektrotlu Bioinspired Yumuşak Robot

Özet

Biyoilham iskelesi, mekanik olarak sağlam ve elektriksel iletken hidrojeller kullanılarak yumuşak bir fotolitografi tekniği ile imal edilir. Mikro desenli hidrojeller yönlü kardiyomiyosit hücre hizalama sağlar, aktüasyon özel bir yönde sonuçlanan. Esnek mikroelektrotlar da kendi kendini harekete geçiren bir kardiyak doku için elektrik kontrol edilebilirlik getirmek için iskele entegre edilmiştir.

Özet

Mühendislik kas dokusu ve biyomalzemeler kullanarak canlı organizmaları taklit biyoilham yumuşak robotik sistemleri, özellikle biyomedikal araştırmalarda, mevcut biyorobotik paradigma devrim vardır. Yapay yaşam benzeri aktüasyon dinamiklerini yeniden yaratmak yumuşak robotik bir sistem için çok önemlidir. Ancak, aktüasyon davranışının hassas kontrolü ve atoması hala modern yumuşak robot sistemlerinin en önemli sorunlarından birini temsil etmektedir. Bu yöntem, mikro desenli bir iğne üzerinde kardiyak kas dokusunun kasılması ile aktive ve kontrol yaşam benzeri hareketleri ile elektrikle kontrol edilebilir yumuşak bir robot imal etmek için düşük maliyetli, yüksek ölçeklenebilir ve kullanımı kolay bir prosedür açıklar Ray benzeri hidrojel iskele. Yumuşak fotolitografi yöntemlerinin kullanılması, karbon nanotüpler (CNTs) gömülü jelatin metakril (CNT-GelMA) ile mikro desenli hidrojel bazlı iskeleler de dahil olmak üzere, yumuşak robotik sisteme birden fazla bileşenin başarılı bir şekilde entegre edilmesimümkün kılmaktadır. poli (etilen glikol) diacrylate (PEGDA), esnek altın (Au) mikroelektrotlar ve kardiyak kas dokusu. Özellikle, hydrogels hizalama ve mikro desen sting Ray kas ve kıkırdak yapısını taklit etmek için tasarlanmıştır. Elektriksel iletken CNT-GelMA hidrojel, kardiyomiyositlerin olgunlaşma ve daralma davranışını iyileştiren bir hücre iskelesi görevi görürken, mekanik olarak sağlam PEGDA hidrojeli tüm yumuşak robota yapısal kıkırdak benzeri destek sağlar. Metal bazlı mikroelektrotların sert ve kırılgan doğasını aşmak için, yüksek esnekliğe sahip ve kardiyomiyositlerin dayak dinamiklerini engellemeyi önleyebilen serpantin bir desen tasarladık. Dahil esnek Au mikroelektrotlar yumuşak robot genelinde elektriksel stimülasyon sağlamak, daha kolay kardiyak doku daralma davranışını kontrol etmek için yapım.

Giriş

Modern state-of-the-art yumuşak robotlar denizanası¹gibi birçok canlı organizmaların hiyerarşik yapıları ve kas dinamikleri taklit^{edebilirsiniz,2}, sting Ray², ahtapot³, bakteri⁴, ve sperm⁵. Doğal sistemlerin dinamiklerini ve mimarisini taklit etmek hem enerjik hem de yapısal verimlilik açısından daha yüksek performans lar sunar^6. Bu doğal dokunun yumuşak doğası ile doğal doğa ile ilgili (örneğin, 10⁴-10⁹ Pa arasında bir Young modülü ile deri veya kas dokusu) hangi özgürlük ve üstün deformasyon ve adaptasyon daha yüksek derecelerde sağlar standart mühendislik aktüatörler ile karşılaştırıldığında (örneğin, bir Genç modülü genellikle arasında 10⁹−10¹² Pa)⁶. Kardiyak kas tabanlı yumuşak aktüatörler, özellikle, mekanik tabanlı robotik sistem 7 ile karşılaştırıldığında kendi kendini harekete geçirerek yanı sıra otoonarım ve rejenerasyon için potansiyelleri nedeniyle üstün enerji verimliliği göstermek⁷. Ancak, yumuşak robotların imalatı, farklı fiziksel, biyolojik ve mekanik özelliklerle farklı bileşenlerin tek bir sisteme entegre edilmesi gereği nedeniyle zordur. Örneğin, tasarlanmış sentetik sistemlerin sadece yapısal destek sağlamakla kalmaması, aynı zamanda aktüasyon davranışlarını etkilemesi ve modüle etmesi yle birlikte, yaşayan biyolojik sistemlerle entegre edilmelidir. Buna ek olarak, birçok mikroüretim yöntemi, herhangi bir canlı bileşenin canlılığını ve işlevini azaltan sert/sitotoksik prosesler ve kimyasallar gerektirir. Bu nedenle, yumuşak robotların işlevselliğini geliştirmek ve davranışlarını kontrol etmek ve modüle etmek için yeni yaklaşımlar gereklidir.

İyi bir canlılık la yaşayan bileşenleri başarılı bir şekilde entegre etmek için, hidrojel bazlı iskele yumuşak bir robot un gövdesini oluşturmak için mükemmel bir malzemedir. Bir hidrojel fiziksel ve mekanik özellikleri kolayca kas dokuları gibi yaşayan bileşenler için mikroortamlar oluşturmak için ayarlanabilir^8,9. Ayrıca, kolayca yüksek sadakat 1,^2,10ile hiyerarşik yapılarınoluşturulması ile sonuçlanan, çeşitli mikroüretim teknikleri benimseyebilir. Esnek elektronik cihazlar, elektrikli stimülasyon ile davranışını kontrol etmek için yumuşak robot içine dahil edilebilir. Örneğin, Elektrojenik hücreleri (örneğin, kardiyomiyositler) oluşturmak için optogenetik teknikler, ışığa bağlı elektrofizyolojik aktivasyon gösteren, bir polidimethylsiloxane geliştirmek için kullanılmıştır (PDMS)-tabanlı yumuşak robotik sting ışını in^vitrobalık undulatory hareketini yeniden başardı 2 . Optogenetik teknikler mükemmel kontrol edilebilirlik göstermiş olsa da, sunulan çalışma geleneksel ve geleneksel bir simülasyon yöntemi olan elektriksel stimülasyon uyguluyor. Bunun nedeni, esnek mikroelektrotlar ile elektriksel stimülasyonun optogenetik tekniklere göre kolay ve basit olmasıdır, bu da kapsamlı gelişim süreçleri gerektiren^11. Esnek elektronik cihazların kullanımı uzun vadeli stimülasyon ve standart / basit üretim süreçlerinin yanı sıra tasnif biyouyumluluk ve fiziksel ve mekanik özellikleri^12,13için izin verebilir.

Burada, tasarlanmış kardiyak kas dokusunun dövülmesiyle harekete geçen ve gömülü esnek Au mikroelektrotlar aracılığıyla elektriksel uyarılma ile kontrol edilen, biyoilham lı yumuşak bir robot imal etmek için yenilikçi bir yöntem salıyoruz. Yumuşak robot, batma ışınının kas ve kıkırdak yapısını taklit etmek üzere tasarlanmıştır. Sting ışını, diğer yüzme türlerine göre yapısı ve hareketini taklit etmesi nispeten kolay olan bir organizmadır. Kaslar in vitro bir elektrikiletken hidrojel mikrodesen kardiyomiyosit tohumlama tarafından yeniden oluşturulur. Daha önce bildirildiği gibi, GelMA hidrojel CNT gibi elektriksel iletken nano tanecikleri birleştiren sadece kardiyak doku elektriksel kaplin geliştirir, ama aynı zamanda mükemmel bir in vitro doku mimarisi ve^düzenlemeneden 8^,9. Kıkırdak eklemleri daha sonra tüm sistemin mekanik olarak sağlam substratı gibi davranan mekanik olarak sağlam PEGDA hidrojel deseni kullanılarak taklit edilir. Serpantin desenli esnek Au mikroelektrotlar, kardiyak dokuyu lokal ve elektriksel olarak uyarmak için PEGDA desenine gömülür.

Protokol

Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'ndaki tavsiyelere uygun olarak yürütülmüştür. Protokol, Brigham ve Kadın Hastanesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylandı.

1. GelMA sentezi

1. 50 °C'de manyetik karıştırıcı kullanarak Dulbecco'nun fosfat tamponlu salininin (DPBS) 100 mL'sinde 10 g jelatini çözün.
2. Jelatin prepolimer çözeltisini 50 °C'de 2 saat boyunca karıştırırken 8 mL metakrilik anhidrit ekleyin.
3. Seyreltilmiş çözeltiyi diyaliz membranlarına aktarın (molekül ağırlığı kesme = 12-14 kDa) ve deiyonize (DI) suya yerleştirin. Yaklaşık 1 hafta boyunca 40 °C'de diyaliz yapın.
4. Ara diyalizli GelMA prepolimer çözeltisini steril bir filtre (gözenek boyutu = 0,22 m) kullanarak filtreleyin ve çözeltinin 25 veya 30 mL'sini 50 mL tüplere aktarın ve -80 °C'de 2 gün saklayın.
5. Dondurulmuş GelMA prepolimer çözeltisini 5 gün boyunca bir dondurucu kurutma makinesi kullanarak kurutun.

2. Poli (etilen glikol) diacrylate (PEGDA) prepolimer çözeltisinin hazırlanması

1. PEGDA'nın 200 mg 'ı (toplam çözeltinin %20'si) (MW = 1,000) 5 mg (toplam çözeltinin %0,5'i) 2-hidroksi-4-(2-hidroksitoksi)-2-mpropetiliophenone (foto-initiator, PI) 1 mL DPBS'de çözün.
2. Prepolimer çözeltiyi 80 °C'de 5 dk kuluçkaya yatırın.

3. GelMA kaplamalı CNT dağınık stok çözeltisinin hazırlanması

1. DPBS 4 mL'de 80 mg GelMA (biyosürfaj olarak kullanılan) çözünve sonra GelMA prepolimer çözeltisine 20 mg COOH fonksiyonel multiduvarlı karbon nanotüpleri (MWCNTs) ekleyin.
2. 1 saat (0.66Hz, 100 Watt) için MWCNT yüklü GelMA prepolimer çözeltisi sonicate.
   NOT: Sonication işlemi sırasında çözelti sıcaklık artışı nedeniyle çözücü buharlaşmasını önlemek için ~ 15 °C bir su banyosunda batırılmalıdır.

4. %5 GelMA prepolimer solüsyonu içeren 1 mg/mL CNT hazırlanması

1. 50 mg GelMA ve 5 mg (toplam çözeltinin %0,5'i) PI'yi 0,8 mL DPBS'de 80 °C'de 10 dakika çözün.
2. Hazırlanan CNT stok çözeltisinin 0,2 mL'sini ekleyin (adım 3). Girdap ve 10 dakika boyunca 80 °C'de çözelti kuluçka.

5. 3-(trimethoxysilyl)propil metakrilat (TMSPMA) kaplı cam slayt hazırlanması

1. Cam slaytları (kalınlık = 1 mm, boyut = 5,08 cm x 7,62 cm) saf etanolle yıkayın.
2. Temizlenmiş slaytları dikey olarak 250 mL'lik bir kabın üzerine yıkayın ve 3 mL TMSPMA'yı şırınga kullanarak üzerlerine yayın. TMSPMA buharlaşmasını önlemek için alüminyum folyo ile kaplayın.
3. Slaytları 80 °C'lik fırında 1 gün kuluçkaya yatırın.
4. Saf etanol içine daldırma tarafından kaplanmış cam slaytlar yıkayın, sonra kuru.
5. Alüminyum folyoya sarılmış kaplamalı cam slaytları oda sıcaklığında (RT) saklayın.
   NOT: TMSPMA kaplamalı cam kaydırakların yüzeylerine dokunmayı en aza indirmeye çalışın.

6. Esnek Au mikroelektrotların imalatı

1. Bilgisayar destekli tasarımı kullanarak bir gölge maskesi tasarla(Ek Dosya 3).
2. Uydurmak ve bir gölge maskesi satın.
3. Cam kaydırağı (kalınlık = 1 mm, boyut = 3 cm x 4 cm) aseton ve basınçlı hava tabancası ile kurulayın.
4. Gölge maskesini çift taraflı bant kullanarak cam yüzeylere takın, ardından e-ışın buharlaştırıcıya koyun ve oda basıncı en az 10^-6 Torr'a ulaşana kadar bekleyin.
   NOT: İki bant parçası, camı barındıracak kadar kısa ve tüm deseni sığdıracak kadar büyük bir mesafede destek üzerine elle yerleştirildi. Bu adım yaklaşık 45-60 dakika sürer.
5. E-ışın evaporatör (örneğin, Denton EE-4, vakum = 10^-6 Torr, güç = 2.6%, oran = 2 Å/ s) tarafından 200 nm kalınlığında Au tabakası deteve bir dikit testere makinesi (elektrot boyutu = 7,38 mm x 8,9 mm x 200 nm) kullanarak imal mikroelektrotları kesin.

7. Au mikroelektrot entegre mikro desenli çok katmanlı hidrojel iskele imalatı

NOT: Bu işlemin sonucu, mikro desenli PEGDA hidrojelinin alt tabakada olduğu, mikro desenli CNT-GelMA hidrojelinin üstte olduğu ve Au mikroelektrotların iki tabaka arasında olduğu bir membrandır. Bu konfigürasyon elektrot için daha iyi bir esneklik sağlar ve kırılma riskini sınırlar.

1. Mikro desenli PEGDA (1^st photomask) ve CNT-GelMA hidrojel^(2. fotomaske) katmanları oluşturmak için iki fotokopi tasarlar ve üretin. Bkz. Ek Dosya 2-3. Tasarım CAD yazılımı kullanılarak yapılabilir.
   NOT: Bkz. Şekil 2B, E.
2. TMSPMA kaplamalı bir cama bir kat ticari görünmez bant (Kalınlık: 50 μm) istifleyerek yapılan 50 μm boşluk yerleştirin. TMSPMA kaplı camın üzerine %20 PEGDA prepolimer çözeltisinin 15 μL'sini dökün ve altın mikroelektrotile kaplayın. 1. fotoğraf maskesini altın mikroelektrotun üzerine cam kaydırak (mikro desenli PEGDA) yerleştirin ve tüm yapıyı UV ışığına (320-390 nm filtreli 200 W cıva buharı kısa ark lambası) 800 mW yoğunlukta ve 8 cm mesafede 110 s'ye maruz bırakın.
   NOT: Bkz. Şekil 1A.
3. Cam kaydırağı çevreleyen DPBS ekleyin ve au ile mikro desenli PEGDA hidrojeli olan cam kaydırağı elde etmek için 5-10 dakika sonra kaplamasız cam yüzeyden Au mikroelektrotlarla birlikte mikro desenli PEGDA hidrojelini ayırmak mikroelektrotlar.
   NOT: Bkz. Şekil 1B. TMSPMA kaplama sıcamı sayesinde yapı kaplamasız cam alt tabakadan TMSPMA kaplamalı kaplamaya aktarılır. Au mikroelektrotlar bu adımda kolayca kırılabilir çünkü dikkatle ayırın(Şekil 3).
4. Petri kabının altına iki kat ticari saydam bant (kalınlık = 50 μm) istifleyerek yapılan 100 μm'lik boşluklar yerleştirin. Boşluk lar arasında 20 μL CNT-GelMA prepolimer çözeltisi yatırın ve 7.3'te elde edilen cam kaydırağı çevirin ve yapışkan bantla çanağa sabitleyin.
5. Cihazı ters çevirin ve^2. UV ışığı altında 800 mW yoğunlukta ve 200 s için 8 cm mesafede teşvin.
   NOT: Bkz. Şekil 1C. 2. maskenin hizalanması önemlidir.
6. Elde edilen iskeleyi DPBS ve %10 fetal büyükbaş hayvan serumu (FBS) içeren hücre kültürü ortamı ile yıkayın.
7. Hücreleri tohumlamadan önce 37 °C'lik kuluçka makinesinde bekletin.

8. Yenidoğan sıçan kardiyomiyosit izolasyonve kültür

1. Enstitü'nün Hayvan Bakımı Komitesi tarafından onaylanan protokolleri takip eden 2 günlük Sprague-Dawley farelerinin kalplerini izole edin⁸.
2. Soğuk bir odada HBSS EDTA olmadan% 0.05 tripsin içinde shaker bir gecede (yaklaşık 16 saat) kalp parçaları koyun.
3. Bir pipet tabancası ile kalp parçaları toplamak ve tripsin miktarını en aza indirmek, sonra sıcak kardiyak medya 10 mL ile 50 mL tüp koymak (10% FBS, 1% P / S, 1% L-glutamin).
4. Girdap yavaş yavaş (~ 60 rpm) 7 dk. 10 mL pipet ile tüp ten dikkatli bir şekilde medya çıkarın ve tüp içinde kalp parçaları bırakın 37 ° C su banyosunda.
5. HBSS'de %0,1 kollajenaz tip 2'nin 7 mL'sini ekleyin ve 10 dakika boyunca 37 °C'lik su banyosunda girdap layın.
6. Kalp parçalarını bozmak için 10 mL pipet le 10 x hafifçe karıştırın. 1 mL'lik pipetle ortamı tüpten çıkarın.
7. HBSS'de %0,1 kollajenaz tip 2'nin 10 mL'sini ekleyin ve 37 °C'lik su banyosunda 10 dakika boyunca hızlı bir şekilde (~120-180 rpm) girdap atın, ardından kalp parçalarının eriyip erimeip erimeyip erimeip çözülmeyip çözülmeyip çözülmeyip çözülmeyip çözülmeyip çözülmeyince kontrol edin.
8. 10 mL pipetle karıştırın, son kalp parçalarını kırmak için 1 mL pipetle tekrarlayın.
9. Çözelti homojen göründüğünde, yeni bir 50 mL boruya 70 m hücreli süzgeç yerleştirin ve pipet çözeltisini süzgeçe bir seferde 1 mL yerleştirin.
10. Kalp hücre çözeltisini 180 x g'de 37 °C'de 5 dk'ya santrifüj edin.
    NOT: Hala erimeyen bazı kalp parçaları veya mukus varsa, 8.7-8.9 adımlarını tekrarlayın.
11. Dikkatlice hücre pelet üzerinde tüm sıvı kaldırmak ve kardiyak ortamda 2 mL hücreleri yeniden askıya.
12. Hücreleri yeniden askıya almak ve kırılmasını önlemek için tüp duvardan dikkatlice 2 mL kardiyak ortam ekleyin.
13. Bir T175 şişesi içine sıcak kardiyak medya damla damla ile askıya hücreleri ekleyin. Şişeyi 37 °C'lik bir kuluçka makinesine 1 saat boyunca koyup kardiyak fibroblastların dibe takılmasını bekleyin.
    NOT: Bu preplating adımda, kardiyomiyositler süspansiyon ortamda kalırken, kardiyak fibroblastlar şişeye bağlanır.
14. Kardiyomiyositiçeren şişeden medya toplayın ve 50 mL tüp içine koyun.
15. Hücreleri sayın, sonra 37 °C'de 5 dk için 260 x g santrifüj.
16. 7. adımda fabrikasyon yumuşak robotun üzerine hücreleri yeniden askıya alın ve tohumlayın. 1,95 × 10⁶ hücre/mL konsantrasyonda kardiyomiyositlerle kardiyak ortam hacmini cihazın tüm yüzeyine damla damla damla dökün.
17. Numuneleri 37 °C'de kuluçkaya yatırın ve tohumlamadan sonraki ilk ve ikinci gün %2 FBS ve %1 L-glutamin ile 5 mL hücre kültürü ortamı ile ortamı değiştirin. Ortamın rengi her değiştiğinde ortamı değiştirin.

9. Hizalama analizi için hücre boyama

1. Ortamı çıkarın ve RT'de 5 dakika DPBS ile yıkayın.
2. HÜCRELERI RT'de 20 dk için %4 paraformaldehit (PFA) kullanarak düzeltin. Daha sonra RT'de 5 dakika DPBS ile yıkayın.
3. HÜCRELERI DPBS'de %0.1 triton ile 1 saat boyunca RT'de kuluçkaya yatırın.
4. HÜCRELERI DPBS'de %10 keçi serumu ile 1 saat boyunca RT'de kuluçkaya yatırın.
5. DPBS'de %10 keçi serumunda ~14-16 saat boyunca 4 °C'de primer antikor (sarkoerik α-aktinin ve connexin-43) ile hücreleri kuluçkaya yatırın.
6. RT'de 5 dakika dpbs ile 3x yıkayın.
7. RT 5 dakika DPBS ile 3x yıkayın, sonra 4',6-diamidino-2-fenilindole (DAPI) DI suda (1:1,000) 10 dakika IÇIN RT. WASH 3x DPBS ile 5 dk RT.
8. Ters lazer tarama confocal mikroskop kullanarak floresan görüntüleri alın.

10. Aktüatör testi ve davranış değerlendirmesi

1. Yumuşak robotta kardiyomiyositlerin kendiliğinden dövülmesi
   1. Biyoilham verici aktüatörleri 37 °C'de 5 gün kuluçkaya yatırın ve 1 ve 2. Günlük (5x ve/veya 10x) fotoğraf çekmek için ters optik mikroskop kullanın. Kontraktil aktivite başladığında (genellikle 3. gün civarında) saniyede 20 kare (5x ve/veya 10x) 30 s'lik bir süre boyunca mikroskobun canlı penceresinde video yakalama yazılımı kullanarak hücre hareketlerini kaydedin.
   2. 5. günde, bir kapak kaydırağı ile kenardan hafifçe kaldırarak membranları ayırın.
      NOT: Hücreler güçlü bir dayak davranışı gösterirse, kontratlar kasılmalar mekanik eylem nedeniyle kendi kendine ayırAcak.
2. Toplu elektrik sinyali stimülasyonu
   1. Tutucu olarak 3 cm aralıklı PDMS kullanarak, kardiyak ortamla dolu 6 cm Petri kabına platin (Pt) telli iki karbon çubuk elektrot yapıştırın. Sonra dikkatle Petri kabına yumuşak robot aktarın.
   2. 50 ms darbe genişliği, DC ofset değeri 0 V ve 0,5 ile 6 V arasında pik gerilim genliği ile kare dalga formu uygulayın. Frekans 0.5, 1.0 ve 2.0 Hz arasında değişir ve görev döngüsü sırasıyla %2.5, %5 ve %10 arasındadır. Ticari olarak kullanılabilen bir kamerayı kullanarak makro ölçekli kasılmaları kaydedin.
3. Au mikroelektrotlarla elektriksel stimülasyon
   1. Au mikroelektrot entegre çok katmanlı hidrojel iskele imalatı sonra, gümüş macun kullanarak harici bir kare bağlantı noktasına rağmen Au elektrotlar iki bakır teller takın.
   2. 5 dakika boyunca 80 °C'de ince bir PDMS tabakası ile gümüş macunu kapatın. Daha sonra 45 °C'de bir sıcak plaka üzerine 5 saat boyunca PDMS'yi tam olarak birbirine bağlayın.
   3. Kardiyomiyosit tohumladıktan sonra, DC ofset değeri 1 V, 1,5 ve 5 V arasında pik gerilim genliği ve sırasıyla 0,5, 1,0 ve 2,0 Hz frekansları ile bakır tellere kare dalga elektrik selantı uygulayın.

Sonuçlar

Au mikroelektrot bazlı biyoilham lı yumuşak robotun geliştirilmesi için atılan adımların akış diyagramı
Yumuşak robot tasarımının amacı, en az karmaşıklığa sahip bir yüzme hareketini harekete kurabilen bir membran inşa etmekti. Yapı zaman içinde tekrar tekrar güçlü fleksiyonları sürdürebilmeli (yaklaşık 1 Hz) ve güçlü bir dayak elde ederken şeklini koruyabilmeli. Fotomaskeler kullanarak polimeri seçici olarak çapraz layarak, mikro desenli PEGDA hidrojel tabakası,...

Tartışmalar

Bu yöntemi kullanarak, gömülü Au mikroelektrotlar tarafından kontrol edilen çok katmanlı yapılandırılmış bir iskele üzerinde entegre kendi kendini harekete geçiren kardiyak doku ile batoid balık benzeri biyoesinlenen yumuşak bir robotu başarıyla üretebildik. PEGDA ve CNT-GelMA hidrojellerinden yapılmış iki farklı mikro desenli hidrojel katmanı sayesinde, biyoilham iskelesi iyi mekanik stabilite ve ideal hücre hizalaması ve olgunlaşması gösterdi. Bir sting ışınında iskelet mimarisinin kık...

Malzemeler

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