Name: thin film composite silicon elastomers for cell culture and skin applications: manufacturing and characterization
Uploaded: 2018-07-03T13:00:00
Duration: 8 min 2 s
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마틴 Danner 샘플 및 세포 문화 절차의 설립 준비에 그의 원조에 대 한 인정 이다. 저자는 베른하르트 Spezialchemie GmbH (함부르크, 독일), 지속적인 지원 및 토론에 대 한 특히 로버트 Radsziwill에 게 감사 하 고 싶습니다. 이러한 결과 연구는 유럽 연합의 7 차 프레임 워크 프로그램 (FP/2007-2013) ERC 부여 계약 n. 340929 아래 유럽 연구 위원회에서 자금을 받았다.

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저자는 공개 없다.

복합 구조의 디자인에는 물질의 성질, 탄성 계수 또는 샘플의 두께 등의 간단한 조정 수 있습니다. PDMS의 영의 계수는 두 구성 요소 간의 혼합 비율을 변경 하거나 다른 실리콘 탄성 중합체30,31를 사용 하 여 혼합 제조 하 여 넓은 범위에서 효과적으로 바뀔 수 있다. 설명된 방법에 국한 되지 않습니다 PDMS의 현재 조사에 사용 하지만 특히 접착 성능 강하게 사용 특정 유형에 따라 다릅니다. 이 프로토콜 내에서 중요 한 단계는 복합 필름 (그림 1)의 제조 과정입니다. 그것은 그 두께 영화의 동작에 영향을 크게 접착 피부 (그림 5 및 그림 6)를 포함 하 여 다른 기판에 영화의 표시 했다. 필름 두께 뿐만 아니라 시간과 치료 과정 동안 온도 물성32을 영향을 줍니다. 따라서, 고분자 층의 두께 매개 변수 신중 하 게 적응 하 고 확인 해야 합니다.
박막의 접착 속성의 분석 직력 접착 측정 다른 표면 거칠기 Ra 최대 두 개의 유리 기판 사용 하 여 수행한 = 0.338 µ m (그림 3). 일반적으로, 거칠기에 미치는 영향 크게 표면, 특히 탄성 재료33,34의 접착. 유리의 거칠기 다른 asperity 크기, 따라서 수 있도록 높은 거칠기 값21전시 기판의 제조의 샌드 페이퍼로 연마 하 여 쉽게 변화 될 수 있다. 또한, 기타 자료, 예를 들어 에폭시 수 지 사용할 수 있습니다 기판15,35의 생산을 위해. 이 제시 프로토콜의 중요 한 수정 전략을 수 있습니다. 예를 들어 서로 다른 표면 자유 에너지를 전시 하는 기판은 필요한 또는 특정 topographies 있다면 필요. 여기, 풀에서 스트레스와 PDMS와 특수 제조 된 박막의 분리의 작품 사용자 설정 (거시적인 접착 력 측정 장치 (매드, 그림 4))으로 분석 되었다. 36 기판의 indenter 광학 정렬 측정 결과의 분석을 위한 중요 한 단계입니다. 따라서, 기울기 각도의 조정 가능한 정확한 각도 사용 하 여 수행 해야 합니다. 이 여 수동으로 필름 표면 접촉 기판 수평 접촉 달성 될 때까지 충분 한 정밀도를 얻을 수 있습니다.
현재 프로토콜에서 지속 시간 1 초 (그림 5 및 그림 7)에서 일정 유지 되었다. 거친 기판 표면에 탄력 있는 영화의 접착 성능 조사를 위해 특히 보류 시간 확장 추가 정보를 제공합니다. 예를 들어 보류 시간 증가 함께 풀 오프 스트레스 증가 보고8되었습니다. 현재 프로토콜을 다른 방법에서 수행 하는 측정 이외에 예 필 테스트 수 수행할 수, 접착 성능37의 포괄적인 조사를 허용.
복합 필름 다른 필름 소프트 스킨 접착제의 두께 결정 되었다 전시 (그림 7)의 접착 속성. 우리의 결과 게시 된 데이터, 그는 감 금, 즉, 기판 직경 및 필름 두께, 증가38,39 사이의 비율 풀에서 스트레스의 증가를 필름 두께의 감소를 보여주는 라인 . 이러한 결과 그림 7에 표시 된 데이터를 바탕으로, 우리는 결론을 약 100 µ m (약 40 μ m의 두께 가진 PDMS 영화에 적용 약 60 µ m의 특수 층의 두께)의 총 두께 가진 복합 영화 유리한 접착 p 전시 거친 표면에 roperties입니다.
다음, 깨끗 한 복합 영화에 생물 학적 특성에 관련 된 실험 수행 되었습니다 그리고 플라즈마 치료 복합 필름 (그림 8). 실리콘 탄성 체의 플라즈마 처리 표면 및 세포 부착 및 휴대40,41확산의 친수성 특성을 증가 하는 자주 적용, 다양 한 기법입니다. 실리콘 그들의 낮은 독성과 높은 biostability에 대 한 유명 하지만 잔여 단위체 또는 세포 독성42,43에 또한 지도 하는 생리 적 프로세스에 영향을 줄 수 있는 촉매를 포함 될 수 있습니다. 에 우리가 관찰 실시 실험 보다 5% 세포 독성 LDH 릴리스 표시기 및 Trypan 블루 제외 분석 결과 사용 하 여. 제시 프로토콜, 전체 세포 인구 세포 집계를 포함 한 표면 확산 분석 (그림 9B) 위해 분석 된 형태로 분리. 프로토콜의 보다 차별화 된 결과 생산할 수 있는. 각 샘플에 대 한 상쾌한 분리 된 세포 집계를 포함 하는 별도 반응 관에 전송 고 효소 폴리머 표면에서 제거 하는 세포와 결합 되지 않이 될 수 있습니다. 이 세포 표면에 부착 된의 정확한 평가 허용 하 고 결국 세포 접착 과정에는 폴리머의 영향의 더 상세한 결정을 공개 것입니다. 여기에 제시 된 immunocytochemical 방법, 이외에 셀 immunoblot 방법, 단백질 식의 구체적인된 양적 평가 수 있도록 조사에 대 한 수확 수 있습니다.
요약, 우리는 탄성 복합 박막 고급 셀 문화 연구에 응용 프로그램에 대 한 생산 제조 조건 확립. 또한, 이러한 박막 거칠음, 피부 접착제의 정교한 디자인을 사용 하면 피부에 높은 적응성을 소유한 다.

이 프로토콜에서 얇은 탄성 중합체 필름 생산을 위한 상세한 방법 제공 됩니다. 널리 의사 블레이드 기술은 복합 박막의 생산에 사용 되었습니다. 제조 방법 polyethylenterephtalate (애완 동물) 포 일, 대규모에서이 영화의 후속 생산 사용에 수행 되었습니다. 이 프로토콜의 중점은 재현성, 정확한 합성 영화의 다른 레이어와 최종 합성 패치의 생물 및 접착 속성의 결정의 제조의 평가 이다. 실리콘 엘라 스토 머 poly-(dimethylsiloxane) (PDMS)은 피부 접착제, 마이크로 응용 프로그램 및 추가 연구 분야1,2,3의 생산을 포함 하 여, 생물 의학 기술에 광범위 하 게 사용 ,4. 최근, PDMS, 부드러운 피부 접착제 (SSAs) 소위의 다른 서브 클래스 도입, 부드러운 피부 결합 및 결합 해제에 대 한 특정 있다.
실리콘 SSAs 실리 카5강화의 부재에 의해 유사한 중합체에서 서로 다른 기능성된 비닐 탄성 체입니다. 비슷한 다른 PDMS, SSA의 탄성 계수 수 적응 시킬 다양 한 변조 cross-linker 농도 또는 경화 시간6,,78. 이 실리콘 탄성 체의 탄성 계수에 크게 재료의 접착 특성에 영향을 미치는 변화와 간결한 및 진 핵 세포 표면9,10 에 교양에 깊은 결과가 또한 있다 , 11. 세포 생물학 수준에서 그것은 표시 했다, 진 핵 세포 신호 변환 수준에 매트릭스 탄성의 변조 또는 표면9,10,12의 두께에 대응 ,,1314. 따라서, 셀 문화 가변 기계적 특성을 가진 고분자의 애플 리 케이 션에 광범위 한 관심을 존재 한다. 중요 한 것은, 본질적으로 낮은 표면 에너지 기반 실리콘 탄성 체의 진 핵 세포의 세포 배양을 위한 최적의 조건을 제공 하지 않습니다. 산소 플라즈마 처리는 증가 PDMS 낮은 표면 에너지 일시적으로, 풀-오프 강도 향상을 선도 하는 널리 사용 되 기술 감소 첨부, 확산을 추진 하는 동시에 분자의 표면 흡착 하 고 진 핵 세포15,16,,1718의 확산.
재료 속성 뿐만 아니라 표면 지형을 크게 세포 접착 및 두 재료19,20,,2122사이 접착 상호 작용 영향을 줍니다. 표면 거칠기는 연락처 형성 두 표면 사이 여러 가지 효과: 접촉 지역, 높은의 감소 뿐만 아니라 균열 전파에 영향 접착 력23, 변경할 수 있는 asperities를 둘러싼 탄성 에너지 저장 24. 인간의 피부에 접착 필름의 접착은 한 신흥 응용 분야, 예를 들어, 상처 드레싱, ECG 전극의 고정 또는 다른 전자 장치를 착용 할 수 있는25,,2627, 28. 표면 지형에 관하여 자기-접착제의 접착 성능을 측정 하기 위해 거칠기의 학위를 변화와 함께 유리 기판 일반 접착 측정8,21에서 사용할 수 있습니다. 여기, 두 개의 유리 기판 고분자 필름의 접착 속성을 조사 선정 됐다. 10 1 중량 부품 PDMS 다른 혼합 비율 적용의 혼합 비율에 PDMS 백업 층으로 첫째, 복합 필름 특징 이었다. 두 번째 단계에서 접착제 특수 계층 동등한 무게 양의 두 구성 요소와 지원 PDMS 필름 위에 두께 변화를 준비 했다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>2-Propanol, 97%</td>
			<td>Stockmeier Chemie</td>
			<td>1000452610000</td>
			<td>Isopropanol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Abrasive diamnod hand pad</td>
			<td>Bohle</td>
			<td>MO 5007522</td>
			<td>Grit: 220</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Accutase</td>
			<td>Capricorn Scientific</td>
			<td>ACC-1B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Albumin Fraktion V</td>
			<td>Roth</td>
			<td>0163.2</td>
			<td>BSA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488 Phalloidin</td>
			<td>ThermoFischer Scientific</td>
			<td>A12379</td>
			<td>highly toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aquamount</td>
			<td>Polysciences</td>
			<td>18606-20</td>
			<td>water soluble mounting medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CytoTox-ONE Homogeneous Membrane Integrity Assay</td>
			<td>Promega</td>
			<td>G7890</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS, without Ca2+, Mg2+</td>
			<td>ThermoFischer Scientific</td>
			<td>14190094</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum gold</td>
			<td>GE Health Care Life Science</td>
			<td>A15-151</td>
			<td>FBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goniometer OCA35</td>
			<td>Dataphysics</td>
			<td></td>
			<td>for the determination of the static water contact angle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoechst Dye 33342</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B1155-100MG</td>
			<td>bisBenzimide H 33342 trihydrochloride, highly toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Axiovert 25</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td></td>
			<td>Microscope used for cell culture documentation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Eclipse LV100ND</td>
			<td>Nikon</td>
			<td></td>
			<td>Microscope used for film thickness determination</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde, aqueous solution 16%</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>RT 15710</td>
			<td>electron microscopy grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>penicillin und streptomycin solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P4333-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenom XL Scanning Electron Microscope (SEM)</td>
			<td>Phenom</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-(vinyl alcohol) 4-88, MW 31000</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>81381-1KG</td>
			<td>Mowiol 4-88</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly-dimethyl siloxanes, Sylgard 184</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>(400)000108351397</td>
			<td>PDMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RPMI 1640 basal medium</td>
			<td>ThermoFischer Scientific</td>
			<td>21875034</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>soft skin adhesive (SSA)</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>(400)000108251792</td>
			<td>MG 7-9800 Soft Skin Adhesive (SSA)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>speed mixer DAC 600.2 VAC-P</td>
			<td>Hauschild</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>stylus profilomter</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td></td>
			<td>Model: SURFCOM 1500SD3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tecan Infinite M200 pro</td>
			<td>Tecan</td>
			<td></td>
			<td>fluorescence plate reader</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X 100</td>
			<td>Calbiochem</td>
			<td>648466</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypan Blue solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T8154-100ML</td>
			<td>highly toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin/EDTA solution</td>
			<td>PAN-Biotech</td>
			<td>P10-023500</td>
			<td>0.05% Trypsin, 0.02% EDTA in PBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV glue</td>
			<td>Bohle</td>
			<td>BO MV76002</td>
			<td>medium viscosity</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

thin film composite silicon elastomers for cell culture and skin applications: manufacturing and characterization

이 프로토콜에서 선물이 얇은 탄성 복합 필름 고급 셀 문화 응용 프로그램 및 피부 접착제의 개발에 대 한 조작 하는 방법. 두 개의 다른 폴 리-(dimethyl siloxanes) (PDMS와 소프트 스킨 접착제 (SSA)), 생물학적 효과 및 접착 특성의 깊이 조사에 대 한 사용 되었습니다. 유연한 백업 층 및 접착 최고 코팅 복합 필름에 의하여 이루어져 있다. 두 레이어 의사 블레이드 응용 프로그램 기술에 의해 제조 되어 있다. 현재 조사에 복합 필름의 접착 동작 레이어 두께의 함수 또는 상위 계층의 영의 모듈러스의 변형으로 조사 되었습니다. PDMS의 영의 계수는 crosslinker 혼합 비율에 기초를 변화 하 여 변경 되었습니다. 또한, 특수 필름의 두께 약 16 µ m에서 약 320 µ m. 스캐닝 전자 현미경 (SEM)으로 변화 되 고 광학 현미경 두께 측정을 위해 사용 되었습니다. 탄성 중합체 필름의 접착 속성 강하게 필름 두께, 중합체 및 표면 특성의 영의 계수에 따라 달라 집니다. 따라서, 부드럽고 거친 표면 전시 유리 기판에이 영화의 일반 접착 조사 되었습니다. 스트레스 풀 오프와 분리의 실리콘 탄성 체의 혼합 비율에 따라 달라 집니다.
또한, 지원 배경 레이어 위에 부드러운 피부 접착제의 두께 피부 응용 프로그램에 대 한 패치를 생성 하기 위하여 변화 되었다. 세포 독성, 확산 및 PDMS 영화 (혼합 비율 10:1)와 특수 필름 (비율 50: 50 혼합)에 L929 murine 섬유 아 세포의 세포 접착 실시 되었습니다. 우리는 여기에 표시 된, 처음으로, 두 고분자의 제조 복합 박막의 측면에서 비교 하 고 그들의 생물 학적 및 접착 속성의 조사를 제시.

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Thin Film Composite Silicon Elastomers for Cell Culture and Skin Applications: Manufacturing and Characterization

다른 영의 계수 또는 두께 가진 고분자 박막 복합 구조의 제조 프로세스에 대 한 프로토콜 제공 됩니다. 영화는 고급 셀 문화 연구에 대 한 또는 피부 접착제로 생산 됩니다.

세포 배양 및 피부 응용 프로그램에 대 한 영화 복합 실리콘 탄성 체를 얇은: 제조 및 특성

In this protocol, we present methods to fabricate thin elastomer composite films for advanced cell culture applications and for the development of skin ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Culture and Co-Culture of Mouse Ovaries and Ovarian Follicles

문화 공동 문화 마우스의 난소와 난소

The mammalian ovary is composed of ovarian follicles, each follicle consisting of a single oocyte surrounded by somatic granulosa cells, enclosed together ...

연구

발생학

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수질 흉선 상피 세포의 증식, 분화 및 무차별 유전자 발현을 지원하는 3D의 Organotypic 공동 문화 모델

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