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
Description: Watch this Scientific Journal Video about Thin Film Composite Silicon Elastomers for Cell Culture and Skin Applications: Manufacturing and Characterization at JoVE.com

Martin Danner er anerkjent for hans hjelp forberede prøver og etablering av celle kultur prosedyrer. Forfatterne vil gjerne takke Nederland Spezialchemie GmbH (Hamburg, Tyskland), spesielt Robert Radsziwill for kontinuerlig støtte og diskusjoner. Forskningen førte til disse resultatene har mottatt finansiering fra europeiske forskningsråd under EUs syvende rammeprogram (FP/2007-2013) ERC Grant avtalen n. 340929.

<ol>
	<li>Lloyd, A. W., Faragher, R. G. A., Denyer, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ocular+biomaterials+and+implants.">Ocular biomaterials and implants.</a> Biomaterials. 22, 769-785 (2001).</li><li>Zhang, M., Wu, J., Wang, L., Xiao, K., Wen, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+for+fabricating+multi-layer+PDMS+structures+for+3D+microfluidic+chips.">A simple method for fabricating multi-layer PDMS structures for 3D microfluidic chips.</a> Lab Chip. 10, 1199-1203 (2010).</li><li>Kwak, M. K., Jeong, H. E., Suh, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rational+design+and+enhanced+biocompatibility+of+a+dry+adhesive+medical+skin+patch.">Rational design and enhanced biocompatibility of a dry adhesive medical skin patch.</a> Adv. Mater. 23, 3949-3953 (2011).</li><li>Gun Park, D., Chul Shin, S., Won Kang, S., Tae Kim, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+flexible+self+adhesive+patch+for+professional+heat+stress+monitoring+service.">Development of flexible self adhesive patch for professional heat stress monitoring service.</a> Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 4, 3789-3792 (2005).</li><li>Thomas, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicone+Adhesives+in+Healthcare+Applications.">Silicone Adhesives in Healthcare Applications.</a> Dow corning Lit. , (2013).</li><li>Fuard, D., Tzvetkova-Chevolleau, T., Decossas, S., Tracqui, P., Schiavone, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+poly-di-methyl-siloxane+(PDMS)+substrates+for+studying+cellular+adhesion+and+motility.">Optimization of poly-di-methyl-siloxane (PDMS) substrates for studying cellular adhesion and motility.</a> Microelectron. Eng. 85, 1289-1293 (2008).</li><li>Wang, Z., Volinsky, A. A., Gallant, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crosslinking+effect+on+polydimethylsiloxane+elastic+modulus+measured+by+custom-built+compression+instrument.">Crosslinking effect on polydimethylsiloxane elastic modulus measured by custom-built compression instrument.</a> J. Appl. Polym. Sci. 131, 41050 (2014).</li><li>Fischer, S. C. L., Kruttwig, K., Bandmann, V., Hensel, R., Arzt, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adhesion+and+cellular+compatibility+of+silicone-based+skin+adhesives.">Adhesion and cellular compatibility of silicone-based skin adhesives.</a> Macromol. Mater. Eng. , 1-11 (2017).</li><li>Martina, D., Creton, C., Damman, P., Jeusette, M., Lindner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adhesion+of+soft+viscoelastic+adhesives+on+periodic+rough+surfaces.">Adhesion of soft viscoelastic adhesives on periodic rough surfaces.</a> Soft Matter. 8, 5350-5357 (2012).</li><li>Brown, X. Q., Ookawa, K., Wong, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+polydimethylsiloxane+scaffolds+with+physiologically-relevant+elastic+moduli:+Interplay+of+substrate+mechanics+and+surface+chemistry+effects+on+vascular+smooth+muscle+cell+response.">Evaluation of polydimethylsiloxane scaffolds with physiologically-relevant elastic moduli: Interplay of substrate mechanics and surface chemistry effects on vascular smooth muscle cell response.</a> Biomaterials. 26, 3123-3129 (2005).</li><li>Song, F., Ren, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stiffness+of+cross-linked+poly(dimethylsiloxane)+affects+bacterial+adhesion+and+antibiotic+susceptibility+of+attached+cells.">Stiffness of cross-linked poly(dimethylsiloxane) affects bacterial adhesion and antibiotic susceptibility of attached cells.</a> Langmuir. 30, 10354-10362 (2014).</li><li>Buxboim, A., Rajagopal, K., Brown, A. E. X., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+deeply+cells+feel:+methods+for+thin+gels.">How deeply cells feel: methods for thin gels.</a> J. Phys. Condens. Matter. 22, 194116 (2010).</li><li>Discher, D. E., Janmey, P., Wang, Y. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+cells+feel+and+respond+to+the+stiffness+of+their+substrate.">Tissue cells feel and respond to the stiffness of their substrate.</a> Science. 310, 1139-1143 (2005).</li><li>Engler, A. J., Sen, S., Sweeney, H. L., Discher, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix+Elasticity+Directs+Stem+Cell+Lineage+Specification.">Matrix Elasticity Directs Stem Cell Lineage Specification.</a> Cell. 126, 677-689 (2006).</li><li>Roth, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+functionalization+of+silicone+rubber+for+permanent+adhesion+improvement.">Surface functionalization of silicone rubber for permanent adhesion improvement.</a> Langmuir. 24, 12603-12611 (2008).</li><li>Thi&#233;baud, P., Lauer, L., Knoll, W., Offenh&#228;usser, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PDMS+device+for+patterned+application+of+microfluids+to+neuronal+cells+arranged+by+microcontact+printing.">PDMS device for patterned application of microfluids to neuronal cells arranged by microcontact printing.</a> Biosens. Bioelectron. 17, 87-93 (2002).</li><li>Tourovskaia, A., Figueroa-Masot, X., Folch, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation-on-a-chip:+a+microfluidic+platform+for+long-term+cell+culture+studies.">Differentiation-on-a-chip: a microfluidic platform for long-term cell culture studies.</a> Lab Chip. 5, 14-19 (2005).</li><li>Peterson, S. L., McDonald, A., Gourley, P. L., Sasaki, D. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(dimethylsiloxane)+thin+films+as+biocompatible+coatings+for+microfluidic+devices:+Cell+culture+and+flow+studies+with+glial+cells.">Poly(dimethylsiloxane) thin films as biocompatible coatings for microfluidic devices: Cell culture and flow studies with glial cells.</a> J. Biomed. Mater. Res. - Part A. 72, 10-18 (2005).</li><li>Wan, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotextured+substrates+with+immobilized+aptamers+for+cancer+cell+isolation+and+cytology.">Nanotextured substrates with immobilized aptamers for cancer cell isolation and cytology.</a> Cancer. 118, 1145-1154 (2012).</li><li>Ross, A. M., Jiang, Z., Bastmeyer, M., Lahann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+aspects+of+cell+culture+substrates:+Topography,+roughness,+and+elasticity.">Physical aspects of cell culture substrates: Topography, roughness, and elasticity.</a> Small. 8, 336-355 (2012).</li><li>Barreau, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibrillar+Elastomeric+Micropatterns+Create+Tunable+Adhesion+Even+to+Rough+Surfaces.">Fibrillar Elastomeric Micropatterns Create Tunable Adhesion Even to Rough Surfaces.</a> Adv. Funct. Mater. 26, 4687-4694 (2016).</li><li>Briggs, G. A. D., Briscoe, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+surface+topography+on+the+adhesion+of+elastic+solids.">The effect of surface topography on the adhesion of elastic solids.</a> J. Phys. D. Appl. Phys. 10, 2453-2466 (1977).</li><li>Dapp, W. B., L&#252;cke, A., Persson, B. N. J., M&#252;ser, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-affine+elastic+contacts:+Percolation+and+leakage.">Self-affine elastic contacts: Percolation and leakage.</a> Phys. Rev. Lett. 108, 1-4 (2012).</li><li>Putignano, C., Carbone, G., Dini, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics+of+rough+contacts+in+elastic+and+viscoelastic+thin+layers.">Mechanics of rough contacts in elastic and viscoelastic thin layers.</a> Int. J. Solids Struct. 69, 507-517 (2015).</li><li>Laulicht, B., Langer, R., Karp, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quick-release+medical+tape.">Quick-release medical tape.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 109, 18803-18808 (2012).</li><li>Kim, T., Park, J., Sohn, J., Cho, D., Jeon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioinspired,+Highly+Stretchable,+and+Conductive+Dry+Adhesives+Based+on+1D-2D+Hybrid+Carbon+Nanocomposites+for+All-in-One+ECG+Electrodes.">Bioinspired, Highly Stretchable, and Conductive Dry Adhesives Based on 1D-2D Hybrid Carbon Nanocomposites for All-in-One ECG Electrodes.</a> ACS Nano. 10, 4770-4778 (2016).</li><li>Adamietz, I. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+self-adhesive,+silicone-coated+polyamide+net+dressing+on+irradiated+human+skin.">Effect of self-adhesive, silicone-coated polyamide net dressing on irradiated human skin.</a> Radiat. Oncol. Investig. 2, 277-282 (1994).</li><li>White, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+atraumatic+soft+silicone+wound+dressing+use.">Evidence for atraumatic soft silicone wound dressing use.</a> Wounds UK. 1, 104-109 (2005).</li><li>Quan, M. B., Edwards, C., Marks, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+in+vivo+techniques+to+differentiate+photodamage+and+ageing+in+human+skin.">Non-invasive in vivo techniques to differentiate photodamage and ageing in human skin.</a> Acta Derm. Venereol. 77, 416-419 (1997).</li><li>Brown, X. Q., Ookawa, K., Wong, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+polydimethylsiloxane+scaffolds+with+physiologically-relevant+elastic+moduli:+Interplay+of+substrate+mechanics+and+surface+chemistry+effects+on+vascular+smooth+muscle+cell+response.">Evaluation of polydimethylsiloxane scaffolds with physiologically-relevant elastic moduli: Interplay of substrate mechanics and surface chemistry effects on vascular smooth muscle cell response.</a> Biomaterials. 26, 3123-3129 (2005).</li><li>Palchesko, R. N., Zhang, L., Sun, Y., Feinberg, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Polydimethylsiloxane+Substrates+with+Tunable+Elastic+Modulus+to+Study+Cell+Mechanobiology+in+Muscle+and+Nerve.">Development of Polydimethylsiloxane Substrates with Tunable Elastic Modulus to Study Cell Mechanobiology in Muscle and Nerve.</a> PLoS One. 7, e51499 (2012).</li><li>Johnston, I. D., McCluskey, D. K., Tan, C. K. L., Tracey, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+characterization+of+bulk+Sylgard+184+for+microfluidics+and+microengineering.">Mechanical characterization of bulk Sylgard 184 for microfluidics and microengineering.</a> J. Micromechanics Microengineering. 24, 35017 (2014).</li><li>Persson, B. N. J., Gorb, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+surface+roughness+on+the+adhesion+of+elastic+plates+with+application+to+biological+systems.">The effect of surface roughness on the adhesion of elastic plates with application to biological systems.</a> J. Chem. Phys. 119, 11437 (2003).</li><li>Peressadko, A. G., Hosoda, N., Persson, B. N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+surface+roughness+on+adhesion+between+elastic+bodies.">Influence of surface roughness on adhesion between elastic bodies.</a> Phys. Rev. Lett. 95, 1-4 (2005).</li><li>Purtov, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+of+the+hardly+measurable:+adhesion+properties+of+anti-adhesive+surfaces.">Measuring of the hardly measurable: adhesion properties of anti-adhesive surfaces.</a> Appl Phys A. 111, 183-189 (2013).</li><li>Kroner, E., Blau, J., Arzt, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Note:+An+adhesion+measurement+setup+for+bioinspired+fibrillar+surfaces+using+flat+probes.">Note: An adhesion measurement setup for bioinspired fibrillar surfaces using flat probes.</a> Rev. Sci. Instrum. 83, 16101 (2012).</li><li>Sun, S., Li, M., Liu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+mechanical+properties+of+pressure+sensitive+adhesives.">A review on mechanical properties of pressure sensitive adhesives.</a> Int. J. Adhes. Adhes. 41, 98-106 (2013).</li><li>Webber, R. E., Shull, K. R., Roos, A., Creton, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+geometric+confinement+on+the+adhesive+debonding+of+soft+elastic+solids.">Effects of geometric confinement on the adhesive debonding of soft elastic solids.</a> Phys. Rev. E. 68, 21805 (2003).</li><li>Creton, C., Lakrout, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micromechanics+of+flat-probe+adhesion+tests+of+soft+viscoelastic+polymer+films.">Micromechanics of flat-probe adhesion tests of soft viscoelastic polymer films.</a> J. Polym. Sci. Part B Polym. Phys. 38, 965-979 (2000).</li><li>Tan, S. H., Nguyen, N. -. T., Chua, Y. C., Kang, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+plasma+treatment+for+reducing+hydrophobicity+of+a+sealed+polydimethylsiloxane+microchannel.">Oxygen plasma treatment for reducing hydrophobicity of a sealed polydimethylsiloxane microchannel.</a> Biomicrofluidics. 4, 32204 (2010).</li><li>Kim, B., Peterson, E. T. K., Papautsky, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+stability+of+plasma+oxidized+PDMS+surfaces.">Long-term stability of plasma oxidized PDMS surfaces.</a> Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 7, 5013-5016 (2004).</li><li>Briganti, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silicone+based+polyurethane+materials:+A+promising+biocompatible+elastomeric+formulation+for+cardiovascular+applications.">Silicone based polyurethane materials: A promising biocompatible elastomeric formulation for cardiovascular applications.</a> J. Mater. Sci. Mater. Med. 17, 259-266 (2006).</li><li>Regehr, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+implications+of+polydimethylsiloxane-based+microfluidic+cell+culture.">Biological implications of polydimethylsiloxane-based microfluidic cell culture.</a> Lab Chip. 9, 2132 (2009).</li></ol>

Forfatterne ikke avsløre.

Utformingen av kompositt-strukturer kan enkel justering av materielle egenskapene, for eksempel Youngs modul eller tykkelsen på prøvene. Den unge modulus av PDMS kan endres i en rekke effektivt endre blande forholdet mellom de to komponentene eller produksjon av blander med en annen silikon elastomer30,31. Metodene beskrevet er ikke begrenset til PDMS brukes i gjeldende etterforskningen, men spesielt selvklebende ytelsen avhenger sterkt bestemt brukes. Et viktig skritt i denne protokollen er produksjonen av sammensatte filmene (figur 1). Det ble vist at tykkelsen på filmene påvirker betydelig vedheft virkemåten til filmene på ulike underlag, inkludert hud (figur 5 og figur 6). I tillegg til filmen tykkelsen påvirker tid og temperatur under herding prosessen materialegenskaper32. Derfor må parametere som tykkelsen av polymere lagene være nøye tilpasset og bekreftet.
Analyse av selvklebende egenskapene til de tynne filmene ble utført med normal force vedheft mål med to glass underlag med forskjellige overflateruhet til Ra = 0.338 µm (Figur 3). Generelt, påvirker grovheten betydelig vedheft av overflater, spesielt av elastisk materiale33,34. Råhet av glass kan enkelt endres ved sliping med sandpapir forskjellige asperity størrelser, derfor tillater fabrikasjon av underlag viser høyere grovheten verdier21. I tillegg andre materialer, kan for eksempel epoxy harpiks brukes for produksjon av underlag15,35. Dette kan være en viktig endring strategi presentert protokollen. For eksempel hvis underlag viser ulike overflaten gratis energier er nødvendig eller spesifikke er topografi nødvendig. Her, ble pull-off stress og verk av separasjon av tynne filmer produsert av PDMS og SSA analysert med en spesialbygd oppsett (makroskopisk vedheft mål enhet (MAD, Figur 4)). 36 optisk justeringen av underlaget og indenter er et kritisk punkt for analyse av måleresultatene. Justering av vinkelen må derfor utføres med goniometer, så nøyaktig som mulig. Dette kan oppnås med tilstrekkelig presisjon ved manuelt å bringe underlaget i kontakt med filmen overflaten til en vannrett kontakt er oppnådd.
I gjeldende protokollen ble hold tid holdt konstant på ett sekund (figur 5 og figur 7). Spesielt for etterforskningen av selvklebende ytelsen til en elastisk film til en grov substrat overflate gir en forlengelse av hold tid ytterligere informasjon. For eksempel blitt en økning i pull-off stress med økende hold tid rapportert8. I tillegg til målene i det gjeldende protokollen, andre metoder, kan for eksempel skallet tester utføres, slik at en mer omfattende undersøkelse av vedheft ytelse37.
Selvklebende egenskapene sammensatt filmer viser annen film tykkelser av myk hud limet var bestemt (figur 7). Resultatene er i tråd med publiserte data, viser at en reduksjon av filmen tykkelsen føre til en økning på pull-off stress som confinement, dvs, forholdet mellom substrat diameter og filmen tykkelse øker38,39 . Basert på disse resultatene og dataene avbildet i figur 7, vi konkludere med at sammensatt filmer med en total tykkelse på ca. 100 µm (tykkelse på SSA laget av ca. 60 µm brukt en PDMS film med en tykkelse på ca. 40 µm) ha gunstige vedheft p egenskaper i røff flater.
Deretter eksperimenter relatert til biologiske karakterisering gjennomført på uberørte sammensatt filmer og plasma behandlet sammensatt filmer (Figur 8). Plasma behandling av silisium elastomerer er en ofte brukt, allsidige teknikk for å øke hydrofile egenskapene til overflater og fremme mobilnettet vedlegg og cellular spre40,41. Silikoner er kjent for deres lav giftighet og høy biostability, men kan inneholde rester monomerer eller katalysatorer som kan påvirke fysiologiske prosesser, fører også til cytotoksisitet42,43. I utført eksperimenter vi har observert mindre enn 5% cytotoksisitet bruker LDH utgivelsen som en indikator og en Trypan blå utelukkelse analysen. I presentert protokollen, hele mobilnettet befolkningen, inkludert mobilnettet aggregater frittliggende skjemaet overflaten er analysert for spredning analyse (figur 9B). En endring av protokollen kunne produsere flere forskjellige resultater. For hver prøve, kunne nedbryting inneholder frittstående mobilnettet aggregater overføres til en egen reaksjon rør og ikke sammen med celler enzymatisk fjernet fra polymer overflaten. Dette ville tillate nøyaktig vurdering av celler som er festet til overflaten og til slutt avslører en mer detaljert fastsettelse av påvirkning av polymerer på mobilnettet vedheft prosessen. I tillegg til metodene immunocytochemical presenteres her, kan celler høstes gransking med immunoblot metoder, gir en detaljert kvantitativ vurdering av protein uttrykk.
I sammendraget, har vi etablert produksjonsforhold for produksjon av tynne cellegummi sammensatt filmer for programmer i avansert kultur forskning. I tillegg har disse tynne filmer høyt tilpasning for å huden ruhet, aktivere sofistikert design av huden lim.

I denne protokollen presenteres detaljert metoder for produksjon av tynne elastomer filmer. Allment tilgjengelig legen blad teknikken er brukt for produksjon av tynne sammensatt filmer. Produksjon teknikk er utført på polyethylenterephtalate (PET)-folier, slik at etterfølgende produksjon av disse filmene i stor skala. Hovedvekten av denne protokollen er vurdering av reproduserbarhet, presis produksjon av ulike lag sammensatt filmer og fastsettelse av egenskapene biologiske og vedheft av siste sammensatt oppdateringen. Silikon-elastomer poly-(dimethylsiloxane) (PDMS) er mye brukt i biomedisinsk teknologi, inkludert produksjon av huden lim, microfluidics programmer og ytterligere forskning felt1,2,3 ,4. En underklasse av PDMS, såkalt myke huden lim (SSAs) har nylig vært innført, spesielt for mild hud bonding og de liming.
Silikon dirigeres til stedet er vinyl functionalized elastomerer, skiller seg fra tilsvarende polymerer ved fravær av forsterkende silica5. Ligner på andre PDMS, SSAS Youngs modul kan tilpasses i et bredt spekter av modulerende kryss-linker konsentrasjon eller herding tid6,7,8. Denne endringen i Youngs modul av silikon elastomerer påvirker selvklebende egenskapene til materialet betydelig og har dyptgripende konsekvenser på prokaryotic og eukaryotic celler kultivert på overflaten9,10 , 11. på biologiske cellenivå, ble det vist, at eukaryote celler svare på signaltransduksjon nivået på en modulering av matrix elastisitet eller tykkelse på overflaten9,10,12 ,13,14. Derfor bred interesse i celle kultur programmer av polymerer med tunable mekaniske egenskaper finnes. Viktigere, gir egentlig lav overflate energi av silikon basert elastomerer ikke optimale forhold for cellekultur av eukaryote celler. Oksygen plasma behandling er en mye brukt teknikk for å øke PDMS overflaten lavenergi midlertidig, fører til en forbedring av pull-off styrken, redusert overflaten adsorpsjon av molekyler, mens i parallell fremme vedlegg, sprer seg og spredning av eukaryote celler15,16,17,18.
I tillegg til egenskapene materialer påvirker i form betydelig mobilnettet vedheft og lim samspillet mellom to materialer19,20,21,22. Overflateruhet har flere effekter på kontakt dannelsen mellom to flater: reduksjon av kontakt området, høy lagret elastisk energi rundt asperities samt innflytelse på sprekk overføring kan endre limet styrke23, 24. Vedheft av selvklebende filmer til menneskelig hud er en nye programmet feltet, f.eks såret dressinger, fiksering av ECG elektrodene eller andre bærbare elektroniske enheter25,26,27, 28. For å måle ytelse selvklebende selvklebende i forhold til form, kan glass underlag med varierende grad av ruhet brukes i vanlig vedheft målinger8,21. Her er to glass underlag valgt å undersøke egenskapene lim polymer filmer. Første, sammensatt filmer med et PDMS backing lag en blanding mellom 10 til 1 vekt deler dekkes av PDMS med ulike blande forholdet var preget. Under det andre trinnet var et lim SSA lag forberedt med lik vekt mengder begge komponentene og med varierende filmen tykkelsen på en støttende PDMS film.

<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

I denne protokollen presenterer vi metoder for å dikte tynn elastomer sammensatt filmer for avansert celle kultur programmer og utvikling av huden lim. To forskjellige poly-(dimethyl siloxanes) (PDMS og myk hud lim (SSA)), har blitt brukt i dybden undersøkelse av biologiske effekter og lim egenskaper. Sammensatt filmene består av en fleksibel backing lag og en selvklebende topp belegg. Begge lag har blitt produsert av legen blad programmet teknikken. I stede etterforskningen, har selvklebende virkemåten til sammensatte filmer blitt undersøkt som en funksjon av lagtykkelse eller en variant av den unge modulus av det øverste laget. Den unge modulus av PDMS er blitt endret av varierende basen crosslinker blanding forhold. I tillegg tykkelsen på SSA filmer har vært varierte fra ca 16 µm til ca. 320 µm. skanning elektronmikroskop (SEM) og optiske mikroskopi er brukt for tykkelsen. Selvklebende egenskapene av elastomer filmer avhenger sterkt filmen tykkelsen, den unge modulus polymerer og overflate egenskaper. Derfor har vanlig vedheft av disse filmene på glass underlag viser glatt og røff flater blitt undersøkt. Trekk av stress og verk av separasjon er avhengig av miksing forholdet mellom silikon elastomerer.
I tillegg har tykkelsen av myk hud limet plasseres over en støttende backing lag vært variert for å produsere oppdateringer for huden programmer. Cytotoksisitet, spredning og mobilnettet vedheft av L929 murint fibroblaster PDMS filmer (blanding forhold 10:1) og SSA filmer (blanding forhold 50/50) er utført. Vi har vist her, for første gang, side ved side sammenligning av tynne sammensatt filmer produsert av både polymerer og presentere etterforskningen av deres biologiske- og selvklebende egenskaper.

Watch this Scientific Journal Video about Thin Film Composite Silicon Elastomers for Cell Culture and Skin Applications: Manufacturing and Characterization at JoVE.com

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

En protokoll for produksjonen av polymere tynnfilm kompositt-strukturer har forskjellige Youngs moduli eller tykkelser presenteres. Filmer er produsert for avansert celle kulturstudier eller som huden lim.

Tynn Film sammensatt Silicon elastomerer for cellekultur og huden programmer: produksjon og karakterisering

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

Kultur og Co-Culture of Mouse Eggstokkene og ovariefollikler

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

3D Organotypic Co-culture Model Supporting Medullary Thymic Epithelial Cell Proliferation, Differentiation and Promiscuous Gene Expression

3D organotypiske Co-kultur Modell Støtte Medullary Thymus- epitelcelleproliferasjon, Differensiering og Promiscuous Gene Expression

Intra-thymic T cell development requires an intricate three-dimensional meshwork composed of various stromal cells, i.e., non-T cells. Thymocytes traverse ...

Ex Vivo Culture of Pharyngeal Arches to Study Heart and Muscle Progenitors and Their Niche

Ex Vivo Culture of Pharyngeal Arches to Study Heart and Muscle Progenitors and Their Niche

Ex vivo Culture of Faryngeal Arches å studere Hjerte og Muscle stamfedre og deres nisje

The pharyngeal mesoderm of developing embryos contributes to broad regions of head and heart musculature. We have developed a novel method to study head ...

Generation of Genetically Modified Organotypic Skin Cultures Using Devitalized Human Dermis

Generering av genmodifiserte organotypiske Skin kulturer Bruke devitalized Menneskelig Dermis

Organotypic cultures allow the reconstitution of a 3D environment critical for cell-cell contact and cell-matrix interactions which mimics the function ...

Epigenetic Conversion as a Safe and Simple Method to Obtain Insulin-secreting Cells from Adult Skin Fibroblasts

Epigenetisk konvertering som en trygg og enkel metode for å skaffe insulin-sekresjon celler fra voksne hudfibroblaster

Regenerative medicine requires new, fully functional cells that are delivered to patients in order to repair degenerated or damaged tissues. When such ...

Large-Scale Production of Cardiomyocytes from Human Pluripotent Stem Cells Using a Highly Reproducible Small Molecule-Based Differentiation Protocol

Storskala produksjon av cardiomyocytes fra Menneskelig Pluripotent stamceller ved hjelp av en meget reproduserbar lite molekyl-Based Differensiering Protocol

Maximizing the benefit of human pluripotent stem cells (hPSCs) for research, disease modeling, pharmaceutical and clinical applications requires robust ...

Isolation and Characterization of Mesenchymal Stromal Cells from Human Umbilical Cord and Fetal Placenta

Isolering og karakterisering av Mesenchymale stromale celler fra human navlestreng og Fetal Placenta

The human umbilical cord (UC) and placenta are non-invasive, primitive and abundant sources of mesenchymal stromal cells (MSCs) that have increasingly ...

Dissection, Culture and Analysis of Primary Cranial Neural Crest Cells from Mouse for the Study of Neural Crest Cell Delamination and Migration

Disseksjon, kultur og analyse av primær skallen neural Crest celler fra mus for studiet av Neural Crest Cell delaminering og migrasjon

Over the past several decades there has been an increased availability of genetically modified mouse models used to mimic human pathologies. However, the ...

Applications of Immobilization of Drosophila Tissues with Fibrin Clots for Live Imaging

Applications of Immobilization of Drosophila Tissues with Fibrin Clots for Live Imaging

Anvendelser av Immobilisering av Drosophila Tissues med Fibrin Clots for Live Imaging

Drosophila is an important model system to study a vast range of biological questions. Various organs and tissues from different developmental stages of ...

FACS-Isolation and Culture of Fibro-Adipogenic Progenitors and Muscle Stem Cells from Unperturbed and Injured Mouse Skeletal Muscle

FACS-isolasjon og kultur av fibro-adipogene forfedre og muskelstamceller fra uforstyrret og skadet museskjelettmuskulatur

Fibro-adipogenic progenitor cells (FAPs) are a population of skeletal muscle-resident mesenchymal stromal cells (MSCs) capable of differentiating along ...