Name: procedure for the development of multi-depth circular cross-sectional endothelialized microchannels-on-a-chip
Uploaded: 2013-10-21T19:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Procedure for the Development of Multi-depth Circular Cross-sectional Endothelialized Microchannels-on-a-chip at JoVE.com

Denne forskning blev delvist støttet af National Science Foundation (NSF 1.227.359), WVU EPSCoR program finansieret af National Science Foundation (EPS-1.003.907), WVU ADVANCE kontor sponsoreret af National Science Foundation (1.007.978) og WVU PSCoR hhv. Den microfabrication arbejde blev udført i WVU fælles forskning Faciliteter (renrumsfaciliteter) samt Mikrofluid Integrativ Cellular Forskning i Chip Laboratory (mikrochip Lab) ved West Virginia University. Den konfokal imaging blev udført på WVU Microscope Imaging faciliteten.

1.. Fotolitografi Fabrikation af Fotoresist Master Mold Følgende protokol viser processen for at fremstille de mikrokanaler med diametre på mellem 30-60 um. At få en mikrokanalplade med en mindre diameter (mindre end 30 um), en enkelt spin-coating af fotoresist er nødvendig. <ol><li> Overfør reflow fotoresist fra køleskabet ved 4 ° C til renrummet 24 hr før brug og lad den varme op til stuetemperatur. </li><li> Rens en siliciumskive og bage det i en time ved 150 ° C for at tillade...

<html> 1.. Master skimmel fabrikation En af de designe og vejledende principper for vaskulær morfometri er kendt som Murray lov 16, hvor det hedder, at fordelingen af fartøjets diametre hele nettet reguleres af minimum energi overvejelse. Det fastslås også, at terningen af ​​diametre på en forælder fartøj på en tvedeling er lig summen af ​​de terninger af diametre datter fartøjer ( <img alt="Ligning 1" fo:content-width="0.9in" fo:src="/files/ftp_upload/50771/50771eq1....

Mikrokar, som en del af cirkulationssystemet, medierer samspillet mellem blod og væv støtte metaboliske aktiviteter, definere væv mikromiljø, og spiller en afgørende rolle i mange sundheds-og patologiske tilstande. Sammenfatning af funktionelle mikrokar in vitro kunne give en platform for studiet af komplekse vaskulære fænomener. Imidlertid konventionel in vitro mikrokar assays, såsom endotelcellemigration assays, endotelceller rørdannelse assays og rotter og mus aortaringen assays, er i stand til at genskabe in vivo mikrokar med hensyn til tredimensionale (3D) geometri og kontinuerlig strøm kontrol 1-8. Undersøgelser af mikrokar anvendelse af dyremodeller og in vivo assays, såsom hornhinde angiogenese assay, kyllingechorioallantoinmembranen membran angiogenese assay, og Matrigel plug assay, er mere tidskrævende, høj i pris, udfordrende med hensyn til observation og kvantificeringer ogrejser etiske spørgsmål 1, 9-13. Fremskridt i micromanufacturing og mikrofluid chip teknologier har muliggjort en bred vifte af indsigt i biomedicinske videnskaber, mens begrænse de høje eksperimentelle omkostninger og kompleksiteter i forbindelse med dyr og in vivo studier 14, såsom let og stramt kontrollerede biologiske forhold og dynamiske fluidisk miljøer, hvilket ikke ville have været muligt med konventionelle Makroskalaplacering teknikker. Her præsenterer vi en tilgang til at konstruere en endothelialized microchannels-on-a-chip, som efterligner den 3D-geometri in vivo mikrokar og kører under kontrollerede kontinuerlig perfusion flow ved hjælp af en kombination af fotolitografisk reflowable photoresist teknik, blød litografi og mikrofluidik.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Reagent/Material</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reflow Photoresist</td>
			<td>AZ Electronic Materials</td>
			<td>AZP4620</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>AZ Electronic Materials</td>
			<td>AZ 400K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDMS</td>
			<td>Dow Corning Corporation</td>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MCDB 131 Culture Medium</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>10372-019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NacBlue Nuclei Staining</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>H1399</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PKH Red Stain</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>MINI26 and PKH26GL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibronectin</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>PHE0023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Glutamine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G7513</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>14040-133</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES Buffered Saline Solution</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>CC-5024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin/EDTA</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>25300-062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin Neutralizing Solution</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>CC-5002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDMS Curing Agent</td>
			<td>Dow Corning Corporation</td>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primary Human Umbilical Vein Endothelial Cells</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>CC-2517</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>14-501F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diluent C</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>CGLDIL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoechst33342</td>
			<td>Invitrogen, Molecular Probes</td>
			<td>R37605</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextran</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>95771</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3.5% Paraformaldehyde</td>
			<td>Electron Microscopy Science</td>
			<td>15710-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spinner</td>
			<td>Laurell Technologies Corporation</td>
			<td>WS-400BZ-6NPP/LITE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desiccator</td>
			<td>BelArt Products</td>
			<td>999320237</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inverted Microscope</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>Eclipse Ti</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Pump System</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>PHD Ultra</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laminar Biosafety Hood</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>1300 Series A2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Planetary Centrifugal Mixer</td>
			<td>Thinky</td>
			<td>ARE-310</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isotemp Oven</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-246-516GAQ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical Microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>Invertoskop 40C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasma Cleaner</td>
			<td>Harrick Plasma</td>
			<td>PDC-32G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hotplate</td>
			<td>Barnstead/Thermolyne Cimarec</td>
			<td>SP131635</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Scanning Confocal Microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>LSM 510</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

procedure for the development of multi-depth circular cross-sectional endothelialized microchannels-on-a-chip

Indsatsen har været fokuseret på at udvikle in vitro assays til studiet af mikrokar fordi in vivo dyreforsøg er mere tidskrævende, dyrt og observation og kvantificering er meget udfordrende. Imidlertid konventionel in vitro mikrokar assays har begrænsninger, når det repræsenterer in vivo mikrokar med hensyn til tredimensionale (3D) geometri og tilvejebringe kontinuerlig fluidstrømning. Ved hjælp af en kombination af fotolitografisk reflowable photoresist teknik, blød litografi og MicroFluidics, har vi udviklet en multi-dybde cirkulære tværsnit endothelialized microchannels-on-a-chip, som efterligner den 3D-geometri in vivo mikrokar og kører under kontrollerede kontinuerlig perfusion flow. En positiv reflowable fotoresist blev anvendt til at fremstille en master støbeform med et halvcirkelformet tværsnit mikrokanalplade netværk. Ved tilpasning og limning af de to polydimetylsiloxan (PDMS) microchannels REPLlemstore fra master formen blev en cylindrisk mikrokanalplade netværk oprettet. De diametre microchannels kan være velkontrolleret. Desuden viste primære humane navlevene endotelceller (HUVEC&#39;er) podet inde i chippen, at cellerne foret den indvendige overflade af mikrokanaler under kontrollerede perfusion varig i et tidsrum mellem 4 dage til 2 uger.

Vores tilgang til at fremstille multi-dybde mikrokanalplade netværk efterligner komplekse 3D geometrier af in vivo mikrokar, hvor mikrokanalerne har afrundede tværsnit 15.. Derudover diametrene af moder forgrenende kanaler og datter kanaler omtrent adlyde Murray lov til opretholdelse af fluidumstrømmen på et krævede niveau, så den samlede kanal modstanden er lav og strømningshastigheder er mere ensartet i hele netværket 16-18. De processer og resultater for fremstilling af en halvc...

Watch this Scientific Journal Video about Procedure for the Development of Multi-depth Circular Cross-sectional Endothelialized Microchannels-on-a-chip at JoVE.com

Procedure for the Development of Multi-depth Circular Cross-sectional Endothelialized Microchannels-on-a-chip

En microchannels-on-a-chip platform blev udviklet af en kombination af fotolitografisk reflowable photoresist teknik, blød litografi og mikrofluidik. Den endothelialized microchannels platform efterligner den tredimensionelle (3D) geometri in vivo mikrokar kører under kontrollerede kontinuerlig perfusion flow, giver mulighed for høj kvalitet og real-time scanning, og kan anvendes til microvascular forskning.

Procedure for udvikling af multi-dybde cirkulære Tværsnit Endothelialized Microchannels-on-a-chip

Efforts have been focused on developing in vitro assays for the study of microvessels because in vivo animal studies are more time-consuming, expensive, ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Methods Development for Blood Borne Macrophage Carriage of Nanoformulated Antiretroviral Drugs

Nanoformulated drugs can improve pharmacodynamics and bioavailability while serving also to reduce drug toxicities for antiretroviral (ART) medicines. To ...

Procedure for Lung Engineering

Lung tissue, including lung cancer and chronic lung diseases such as chronic obstructive pulmonary disease, cumulatively account for some 280,000 deaths ...

Endothelialized Microfluidics for Studying Microvascular Interactions in Hematologic Diseases

Advances in  microfabrication techniques have enabled the production of inexpensive and  reproducible microfluidic systems for conducting biological and ...

Methods for Characterizing the Co-development of Biofilm and Habitat Heterogeneity

Metoder til karakterisering af fælles udvikling af Biofilm og nye levesteder

Biofilms are surface-attached microbial communities that have complex structures and produce significant spatial heterogeneities. Biofilm development is ...

Solid Lipid Nanoparticles (SLNs) for Intracellular Targeting Applications

Solid Lipid Nanoparticles SLNs for Intracellular Targeting Applications

Solid lipidnanopartikler (SLNs) til intracellulær målretning Applications

Nanoparticle-based delivery vehicles have shown great promise for intracellular targeting applications, providing a mechanism to specifically alter ...

Qualitative Characterization of the Aqueous Fraction from Hydrothermal Liquefaction of Algae Using 2D Gas Chromatography with Time-of-flight Mass Spectrometry

Kvalitativ Karakterisering af den vandige fraktion fra Hydrotermisk fortætning af alger ved hjælp af 2D gaskromatografi med Time-of-flight massespektrometri

Two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry is a powerful tool for identifying and quantifying chemical components in ...

Development of a Multicellular Three-dimensional Organotypic Model of the Human Intestinal Mucosa Grown Under Microgravity

Udvikling af en flercellet Tre-dimensionel organotypisk Model af menneskelige tarmslimhinden Grown Under Microgravity

Because cells growing in a three-dimensional (3-D) environment have the potential to bridge many gaps of cell cultivation in 2-D environments (e.g., ...

Assembly and Tracking of Microbial Community Development within a Microwell Array Platform

Samling og sporing af mikrobiell fællesskabsudvikling inden for en Microwell Array Platform

The development of microbial communities depends on a combination of complex deterministic and stochastic factors that can dramatically alter the spatial ...

Exploring the Potential of Mesenchymal Stem Cell Sheet on The Development of Hepatocellular Carcinoma In Vivo

Exploring the Potential of Mesenchymal Stem Cell Sheet on The Development of Hepatocellular Carcinoma In Vivo

Udforskning af muligheden for mesenkymale stamceller ark på udvikling af hepatocellulært karcinom In Vivo

An in vivo animal model that mimics human cancer could have various applications that deliver significant clinical information. The currently used ...

Standard Test Method ASTM D 7998-19 for the Cohesive Strength Development of Wood Adhesives

Standard testmetode ASTM D 7998-19 til udvikling af sammenhængende styrke af træklæbemidler

The properties of cured wood adhesives are difficult to study because of the loss of water and other components to the wood, the influence of wood on the ...