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 forskningen ble delvis støttet av National Science Foundation (NSF 1.227.359), WVU EPSCoR program finansiert av National Science Foundation (EPS-1003907), WVU ADVANCE kontor sponset av National Science Foundation (1.007.978), og WVU PSCoR, henholdsvis. Den microfabrication arbeidet ble gjort i WVU Delte Forskning Fasiliteter (renrom anlegg) og Microfluidic Integrative Cellular Forskning på Chip Laboratory (Microchip Lab) ved West Virginia University. Den confocal bildebehandling ble gjort på WVU mikroskop Imaging Facility.

En. Photolithography Fabrikasjon av fotoresist Master Mold Følgende protokoll viser prosedyren å fremstille de mikrokanaler med diametre mellom 30-60 mikrometer. For å få en microchannel med en mindre diameter (mindre enn 30 um), et spinn-belegg av fotoresist er nødvendig. <ol><li> Overfør den flyt fotoresisten fra kjøleskap ved 4 ° C til renrommet 24 timer før bruk, og tillate den å oppvarmes til romtemperatur. </li><li> Rengjør en silisium wafer og bake den i en time ved 150 ?...

<html> En. Master mold fabrikasjon En av de designe og førende for vaskulær morfometri er kjent som Murray lov 16, som sier at fordelingen av fartøy diameter i hele nettverket er styrt av minimum energi betraktning. Det sier også at tredje potens av diameteren i et overordnet fartøy ved en todeling er lik summen av de terninger av diametrene av datteren fartøy ( <img alt="Ligning 1" fo:content-width="0.9in" fo:src="/files/ftp_upload/50771/50771eq1.jpg" src="/files/ftp_upload/507...

Microvessels, som en del av sirkulasjonssystemet, megle samspillet mellom blod og vev, støtte metabolske aktiviteter, definere vev microenvironment, og spiller en avgjørende rolle i mange helse-og patologiske tilstander. Gjentagelse av funksjonelle microvessels in vitro kunne gi en plattform for studiet av komplekse vaskulære fenomener. Imidlertid konvensjonelle in vitro microvessel assays, for eksempel endotelcellemigrasjon assays, endotelceller rør-formasjons-tester og rotte og mus aorta-ring analyser, ikke er i stand til å gjenskape in vivo mikrovaskulatur med hensyn til tre-dimensjonale (3D) geometri og kontinuerlig flytkontroll 1-8. Studier av microvessels med dyremodeller og in vivo, for eksempel hornhinnen angiogenese analysen, chick chorioallantoic membran angiogenese analysen, og Matrigel plug-analysen, er mer tidkrevende, høyt i pris, utfordrende med hensyn til observasjon og kvantifisering, ogta opp etiske problemstillinger 1, 9-13. Fremskritt i micromanufacturing og microfluidic chip-teknologi har muliggjort en rekke innsikt i biomedisinsk vitenskap mens begrense de høye eksperimentelle kostnadene og kompleksiteten forbundet med dyr og in vivo studier 14, som enkelt og strengt kontrollert biologiske forhold og dynamiske fluidic miljøer, som ikke ville ha vært mulig med konvensjonelle mesoklimatisk teknikker. Her presenterer vi en tilnærming for å konstruere en endothelialized microchannels-on-a-chip som etterligner 3D geometri av in vivo microvessels og kjører under kontrollerte kontinuerlig perfusjon flyten ved å bruke en kombinasjon av fotolitografisk reflowable fotoresist teknikk, myk litografi, og MicroFluidics.

<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

Det har blitt fokusert på å utvikle in vitro-analyser for studiet av microvessels fordi in vivo dyrestudier er mer tidkrevende, dyrt og observasjon og kvantifisering svært utfordrende. Imidlertid konvensjonelle in vitro assayer microvessel har begrensninger når den representerer in vivo mikrovaskulatur med hensyn til tre-dimensjonale (3D) og geometri som gir kontinuerlig strømning. Ved hjelp av en kombinasjon av fotolitografisk reflowable fotoresist teknikk, myk litografi, og MicroFluidics, har vi utviklet en multi-dybde sirkulære tverrsnitt endothelialized microchannels-on-a-chip, som etterligner 3D geometri av in vivo microvessels og kjører under kontrollerte kontinuerlig perfusjon strømning. En positiv reflowable fotoresist ble brukt til å fremstille en master-formen med et halvsirkelformet tverrsnitt microchannel nettverk. Ved justering og bonding av de to polydimethylsiloxane (PDMS) microchannels Replicated fra master mold, ble en sylindrisk microchannel nettverk opprettet. Diameteren på microchannels kan være godt kontrollert. I tillegg viste primære humane umbilical vene endotel-celler (HUVECs) sådd på innsiden av brikken at cellene foret den indre overflaten av mikrokanaler med kontrollert perfusjon som varer i et tidsrom mellom 4 dager til 2 uker.

Vår tilnærming for å fabrikkere den multi-dybde microchannel nettverk etterligner komplekse 3D Geometriene til in vivo mikrovaskulatur, der mikrokanaler har avrundet tverrsnitt 15.. I tillegg viser diameter på overordnede kanaler og forgreninger datterproduktene kanaler omtrent adlyde Murray lov for å opprettholde fluidstrømmen ved et ønsket nivå, slik at den samlede motstand kanalen er lav og strømningshastigheter er mer ensartet gjennom hele nettverket 16-18. Prosesser og result...

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 mikrokanaler-on-en-brikke plattformen ble utviklet ved kombinasjonen av fotolitografisk teknikk reflowable fotoresist, myk litografi, og MicroFluidics. Den endothelialized microchannels plattformen etterligner den tredimensjonale (3D) geometrien in vivo microvessels, kjører under kontrollerte kontinuerlig perfusjon flyt, gir høy kvalitet og real-time imaging og kan brukes for mikrovaskulær forskning.

Prosedyre for utvikling av Multi-dybde Circular Cross-sectional 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 for å karakterisere Co-utvikling av Biofilm og Habitat Heterogenitet

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 Lipid Nanopartikler (SLNs) for Intracellulær målretting 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 av den vandige fraksjon fra Hydrothermal kondensering av Alger Bruke 2D gasskromatografi 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

Utvikling av en Flercellede Tredimensjonal organotypiske Model of Human tarmslimhinnen 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

Montering og sporing av mikrobiel samfunnsutvikling innenfor en Microwell Array-plattform

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

Utforske potensialet av Mesenchymal stamceller ark på utvikling av leverkreft i 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 for sammenhengende styrkeutvikling av trelim

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 ...