Name: rapid fabrication of custom microfluidic devices for research and educational applications
Uploaded: 2019-11-20T13:00:00
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O trabalho neste manuscrito foi apoiado em parte pela National Science Foundation (NSF) (Grant No. CBET-1553826) (e suplemento de ROA associado) e os Institutos Nacionais de Saúde (NIH) (Grant No. R35GM124935) para J.Z., e o fundo notre dame melchor visitando o corpo docente para f.o. Gostaríamos de agradecer a Jenna Sjoerdsma e Basar Bilgiçer por fornecerem células e protocolos culturais de mamíferos e Fabio Sacco para assistência com figuras complementares.

1. Design
<ol><li>Identifique um aplicativo para os dispositivos e liste os componentes do canal/câmara que serão necessários. NOTA: Todos os dispositivos exigirão canais de entrada e saída. Dispositivos usados para microscopia exigirão uma câmara de imagem. Dispositivos mais complexos exigirão canais e câmaras situados em várias camadas.</li>
	<li>Comece por desenhar à mão cada camada, considerando como a funcionalidade do dispositivo é afetada pela superposição das camadas.</li>
	<li>Desenhe os proj...

<ol>
	<li>Xia, Y., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SOFT+LITHOGRAPHY.">SOFT LITHOGRAPHY.</a> Annual Review of Materials Science. 28 (1), 153-184 (1998).</li><li>Beebe, D. J., Mensing, G. A., Walker, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physics+and+Applications+of+Microfluidics+in+Biology.">Physics and Applications of Microfluidics in Biology.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 4 (1), 261-286 (2002).</li><li>Whitesides, G. M., Ostuni, E., Takayama, S., Jiang, X., Ingber, 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=Soft+Lithography+in+Biology+and+Biochemistry.">Soft Lithography in Biology and Biochemistry.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 3 (1), 335-373 (2001).</li><li>Sackmann, E. K., Fulton, A. L., Beebe, D. 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+present+and+future+role+of+microfluidics+in+biomedical+research.">The present and future role of microfluidics in biomedical research.</a> Nature. 507 (7491), 181-189 (2014).</li><li>Berthier, E., Young, E. W. K., Beebe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineers+are+from+PDMS-land,+Biologists+are+from+Polystyrenia.">Engineers are from PDMS-land, Biologists are from Polystyrenia.</a> Lab on a Chip. 12 (7), 1224 (2012).</li><li>Zhang, B., Korolj, A., Lai, B. F. L., Radisic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+organ-on-a-chip+engineering.">Advances in organ-on-a-chip engineering.</a> Nature Reviews Materials. 3 (8), 257-278 (2018).</li><li>Bartholomeusz, D. A., Boutte, R. W., Andrade, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xurography:+rapid+prototyping+of+microstructures+using+a+cutting+plotter.">Xurography: rapid prototyping of microstructures using a cutting plotter.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 14 (6), 1364-1374 (2005).</li><li>Mart&#237;nez-Hern&#225;ndez, K. J., Rovira-Figueroa, N. D., Ontiveros, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Implementation and Assessment of Student-Made Microfluidic Devices in the General Chemistry Laboratory. , (2016).</li><li>Levis, M., 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=Microfluidics+on+the+fly:+Inexpensive+rapid+fabrication+of+thermally+laminated+microfluidic+devices+for+live+imaging+and+multimodal+perturbations+of+multicellular+systems.">Microfluidics on the fly: Inexpensive rapid fabrication of thermally laminated microfluidic devices for live imaging and multimodal perturbations of multicellular systems.</a> Biomicrofluidics. 13 (2), 024111 (2019).</li><li>Subramaniam, A., Sethuraman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+18+-+Biomedical+Applications+of+Nondegradable+Polymers.">Chapter 18 - Biomedical Applications of Nondegradable Polymers.</a> Natural and Synthetic Biomedical Polymers. , 301-308 (2014).</li><li>Yuen, P. K., Goral, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-cost+rapid+prototyping+of+flexible+microfluidic+devices+using+a+desktop+digital+craft+cutter.">Low-cost rapid prototyping of flexible microfluidic devices using a desktop digital craft cutter.</a> Lab Chip. 10 (3), 384-387 (2010).</li><li>Oya, K., 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+Characteristics+of+Polyethylene+Terephthalate+(PET)+Film+Exposed+to+Active+Oxygen+Species+Generated+via+Ultraviolet+(UV)+Lights+Irradiation+in+High+and+Low+Humidity+Conditions.">Surface Characteristics of Polyethylene Terephthalate (PET) Film Exposed to Active Oxygen Species Generated via Ultraviolet (UV) Lights Irradiation in High and Low Humidity Conditions.</a> Journal of Photopolymer Science and Technology. 27 (3), 409-414 (2014).</li><li>Narciso, C. E., Contento, N. M., Storey, T. J., Hoelzle, D. J., Zartman, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Release+of+Applied+Mechanical+Loading+Stimulates+Intercellular+Calcium+Waves+in+Drosophila+Wing+Discs.">Release of Applied Mechanical Loading Stimulates Intercellular Calcium Waves in Drosophila Wing Discs.</a> Biophysical Journal. 113 (2), 491-501 (2017).</li><li>Suh, Y. K., Kang, S. <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+Mixing+in+Microfluidics.">A Review on Mixing in Microfluidics.</a> Micromachines. 1 (3), 82-111 (2010).</li><li>Jahn, A., Vreeland, W. N., Gaitan, M., Locascio, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Vesicle+Self-Assembly+in+Microfluidic+Channels+with+Hydrodynamic+Focusing.">Controlled Vesicle Self-Assembly in Microfluidic Channels with Hydrodynamic Focusing.</a> Journal of the American Chemical Society. 126 (9), 2674-2675 (2004).</li><li>Weibel, D., Whitesides, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+microfluidics+in+chemical+biology.">Applications of microfluidics in chemical biology.</a> Current Opinion in Chemical Biology. 10 (6), 584-591 (2006).</li><li>Chen, X., Li, T., Shen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2+Laser+Ablation+of+Microchannel+on+PMMA+Substrate+for+Effective+Fabrication+of+Microfluidic+Chips.">CO2 Laser Ablation of Microchannel on PMMA Substrate for Effective Fabrication of Microfluidic Chips.</a> International Polymer Processing. 31 (2), 233-238 (2016).</li><li>Chen, X., Shen, J., Zhou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+fabrication+of+a+four-layer+PMMA-based+microfluidic+chip+using+CO2-laser+micromachining+and+thermal+bonding.">Rapid fabrication of a four-layer PMMA-based microfluidic chip using CO2-laser micromachining and thermal bonding.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 26 (10), 107001 (2016).</li></ol>

Enquanto os microfluídicos estão cada vez mais presentes na caixa de ferramentas de laboratórios ao redor do mundo, o ritmo de adoção tem sido decepcionante, dado o potencial para seu impacto positivo16. Baixo custo e alta eficiência da fabricação de dispositivos microfluídicos são essenciais para acelerar a adoção dessa tecnologia no laboratório de pesquisa média. O método descrito aqui usa várias camadas de filme para criar dispositivos bie tridimensionais em uma fração do temp...

A microfluídica permite o controle de fluidos em pequenas escalas, com volumes que variam de microlitros (1 x 10-6 L) a picolitros (1 x 10-12 L). Este controle foi possível em parte devido à aplicação de técnicas de microfabricação emprestadas da indústria de microprocessadores1. O uso de redes microdimensionadas de canais e câmaras permite ao usuário aproveitar os fenômenos físicos distintos característicos das pequenas dimensões. Por exemplo, na escala do micrômetro, os fluidos podem ser manipulados usando o fluxo laminar, onde as forças viscosas dominam as forças inerciais. Como resultado, o transporte difusivo torna-se a característica proeminente da microfluídica, e pode ser estudado quantitativa e experimentalmente. Estes sistemas podem ser devidamente compreendidos usando as leis de Fick, teoria do movimento browniano, a equação de calor, e / ou as equações De Navier-Stokes, que são derivações importantes nos campos da mecânica de fluidos e fenômenos de transporte2.
Como muitos grupos nas ciências biológicas estudam sistemas complexos no nível microscópico, pensou-se originalmente que os dispositivos microfluídicos teriam um impacto imediato e significativo nas aplicações de pesquisa na biologia2,3. Isto é devido à difusão que é dominante no transporte de moléculas pequenas através das membranas ou dentro de uma pilha, e as dimensões das pilhas e dos micro-organismos são um fósforo ideal para sistemas e dispositivos do sub-milímetro. Portanto, havia um potencial significativo para melhorar a forma como a experimentação celular e molecular é conduzida. No entanto, a ampla adoção de tecnologias microfluídicas por biólogos ficou para trás as expectativas4. Uma razão simples para a falta de transferência de tecnologia pode ser os limites disciplinares que separam engenheiros e biólogos. O projeto e a fabricação personalizados do dispositivo permaneceram apenas fora das capacidades da maioria de grupos de pesquisa biológicos, fazendo os dependentes da perícia e das facilidades externas. A falta de familiaridade com potenciais aplicações, custos e o tempo necessário para a iteração de design também são barreiras significativas para os novos adotantes. É provável que estas barreiras tenham tido o efeito de perturbar a inovação e prevenir a aplicação generalizada de microfluídicos para enfrentar os desafios nas ciências biológicas.
Um caso em questão: Desde o final da década de 1990, a fotolitografia suave tem sido o método de escolha para a fabricação de dispositivos microfluídicos. PDMS (polidimetilsiloxano, um polímero orgânico à base de silicone) é um material amplamente utilizado por causa de suas propriedades físicas, como transparência, deformabilidade e biocompatibilidade5. A técnica tem tido grande sucesso, com dispositivos lab-on-a-chip e organ-on-a-chip continuamente sendo desenvolvidos nesta plataforma6. A maioria dos grupos que trabalham nestas tecnologias, entretanto, é encontrada em departamentos da engenharia ou tem laços fortes a eles4. A litografia geralmente requer salas limpas para a fabricação de moldes e equipamentos de ligação especializados. Para muitos grupos, isso torna os dispositivos PDMS padrão menos do que o ideal devido aos seus custos de capital e tempo de espera, especialmente quando há uma necessidade de fazer modificações de design repetidas. Além disso, a tecnologia é, em sua maioria, inacessível ao biólogo médio e aos alunos sem acesso a laboratórios especializados de engenharia. Tem sido proposto que para que os dispositivos microfluídicos sejam amplamente adotados, eles devem imitar algumas das qualidades dos materiais comumente usados pelos biólogos. Por exemplo, o poliestireno usado para cultura celular e bioensaios é barato, descartável e passível de produção em massa. Em contraste, a fabricação industrial de microfluídicos à base de PDMS nunca foi realizada por causa de sua maciez mecânica, instabilidade no tratamento da superfície e permeabilidade de gás5. Por causa dessas limitações, e com o objetivo de resolver desafios técnicos usando dispositivos personalizados construídos "internamente", descrevemos um método alternativo que utiliza xurografia7,8,9 protocolos e laminação térmica. Este método pode ser adotado com pouco capital e investimento em tempo.
Petls são fabricados usando polietileno tereftalato (PET) filme, revestido com o acetato termoadhesivo etileno-vinil (EVA). Ambos os materiais são amplamente utilizados em produtos de consumo, são biocompatíveis e estão prontamente disponíveis a um custo mínimo10. Pet / EVA filme pode ser obtido a forma de laminação de bolsas ou rolos. Usando um cortador de artesanato controlado por computador comumente encontrado em lojas amadores ou artesanais, os canais são cortados de uma única folha de filme para definir a arquitetura do dispositivo11. Os canais são então selados através da aplicação de camadas de filmes (ou vidro) adicionais que são ligados através de um laminador térmico (office) (Figura 1A). Os amortecedores perforated, auto-adesivos do vinil são adicionados para facilitar o acesso às canaletas. Os tempos de fabricação variam de 5 a 15 min, o que permite a iteração rápida do projeto. Todos os equipamentos e materiais usados para fazer PETLs são comercialmente acessíveis e acessíveis (<350 USD custo inicial, em comparação com milhares de USDs para litografia). Portanto, os PETLs fornecem uma nova solução para dois problemas principais colocados pela microfluídica convencional: acessibilidade e eficácia do tempo (Ver Comparação PDMS/PETL nas Tabelas Suplementares 1, 2).
Além de proporcionar aos pesquisadores a oportunidade de projetar e fabricar seus próprios dispositivos, os PETLs podem ser facilmente adotados em sala de aula porque são simples e intuitivos de usar. Petls podem ser incluídos no ensino médio e currículos universitários8, onde eles são usados para ajudar os alunos a entender melhor os conceitos físicos, químicos e biológicos, como difusão, fluxo laminar, micromixing, síntese de nanopartículas, formação gradiente e quimiotáxis.
Neste trabalho, ilustramos o fluxo de trabalho global para a fabricação de chips PETLs modelo com diferentes níveis de complexidade. O primeiro dispositivo é usado para facilitar a imagem latente das pilhas e dos micro-órgãos em uma câmara pequena. O segundo dispositivo, mais complexo consiste em diversas camadas e materiais, e é usado para a pesquisa no mechanobiology9. Por fim, construímos um dispositivo que exibe vários conceitos de dinâmica de fluidos (foco hidrodinâmico, fluxo laminar, transporte difusivo e micromixagem) para fins educacionais. O fluxo de trabalho e os projetos de dispositivos apresentados aqui podem ser facilmente adaptados para uma grande variedade de fins em ambas as configurações de pesquisa e sala de aula.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Biopsy punch (1mm)</td>
			<td>Miltex</td>
			<td>33-31AA</td>
			<td>Optional, replaces rotary tool set up</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt needles</td>
			<td>Janel, Inc.</td>
			<td>JEN JG18-0.5X-90</td>
			<td>Remove plastic and attach to Tygon tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coverslips</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td>24 x 60 mm are preferred</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cutting Mat and blades</td>
			<td>Silhouette America or Nicapa</td>
			<td>www.silhouetteamerica.com/shop/blades-and-mats</td>
			<td>Re-use/Disposables</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-sided tape</td>
			<td>Scotch/3M</td>
			<td>667</td>
			<td>Small amounts, any width or brand</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PEEK tubing</td>
			<td>IDEX/any</td>
			<td>1581L</td>
			<td>Different configurations available. Consider using Tygon tubing intead, if not already using PEEK</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PET/EVA thermal laminate film</td>
			<td>Scotch/3M &#38; Transcendia</td>
			<td>TP3854-200,TP5854-100 &#38; transcendia.com/products/trans-kote-pet</td>
			<td>3 - 6 mil (mil = 1/1000 inch) laminating pouches or rolls.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVC film - Cling Wrap</td>
			<td>Glad / Any</td>
			<td></td>
			<td>Food wrapping</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary tool-drill</td>
			<td>Dremel/Any</td>
			<td>200-121 or other</td>
			<td>1/32 and 3/64&#34; drill bits from Dremel recommended</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber Roller</td>
			<td>Speedball</td>
			<td>4126</td>
			<td>To facilitate adhesion, any brand will work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors &#38; tweezers</td>
			<td>Any</td>
			<td>Fiskars-Inch-Titanium-Softgrip-Scissors |Cole-Parmer&#160;&#8211;# UX-07387-12</td>
			<td>Quality brands are recommended</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silhouette CAMEO Craft cutter</td>
			<td>Silhouette America</td>
			<td>www.silhouetteamerica.com/shop/cameo/SILHOUETTE-CAMEO-3-4T</td>
			<td>Preferred craft cutter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silhouette Studio software</td>
			<td>Silhouette America</td>
			<td>www.silhouetteamerica.com/software</td>
			<td>Controls the craft cutter and provides drawing tools (free download MAC and PC)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Pump</td>
			<td>Harvard Apparatus or New Era</td>
			<td>70-4504 or NE-300</td>
			<td>Pumps are ideal, pipettes or burettes can be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td>1-3mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal laminator</td>
			<td>Scotch/3M</td>
			<td>TL906</td>
			<td>Standard home/office model</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tygon tubing (E-3603)</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>EW-06407-70</td>
			<td>Use with blunt needle tips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vinyl furniture bumpers</td>
			<td>DerBlue/3M/ Everbilt</td>
			<td>Clear, self-adhesive (6 x 2 mm and 8 x 3 mm)</td>
			<td>Round bumpers are recommended</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rapid fabrication of custom microfluidic devices for research and educational applications

Os dispositivos microfluídicos permitem a manipulação de fluidos, partículas, células, órgãos ou organismos de tamanho micro em canais que vão desde as escalas de nano a submilimetro. Um rápido aumento no uso dessa tecnologia nas ciências biológicas levou à necessidade de métodos acessíveis a uma ampla gama de grupos de pesquisa. Os padrões atuais de fabricação, como a ligação PDMS, exigem técnicas litográficas e demoradas de litografia e deligação caras e demoradas. Uma alternativa viável é o uso de equipamentos e materiais que são facilmente acessíveis, exigem experiência mínima e permitem a rápida iteração de projetos. Neste trabalho descrevemos um protocolo para projetar e produzir PET-laminados (PETLs), dispositivos microfluídicos que são baratos, fáceis de fabricar e consomem significativamente menos tempo para gerar do que outras abordagens para a tecnologia microfluídica. Consistem em folhas térmicas da película, em que as canaletas e outras características são definidas usando um cortador do ofício. Os PETLs resolvem desafios técnicos específicos de campo e, ao mesmo tempo, reduzem drasticamente os obstáculos à adoção. Essa abordagem facilita a acessibilidade de dispositivos microfluídicos em ambientes educacionais e de pesquisa, fornecendo uma plataforma confiável para novos métodos de investigação.

Além de baixo custo e iteração rápida, a tecnologia PETL pode ser facilmente personalizada para resolver desafios específicos. Primeiro, descrevemos um dispositivo simples que consiste em um coverslip de vidro, uma camada de câmara, uma camada de canal e uma camada de enseada/tomada(Figura 2). Este dispositivo foi projetado facilitar a imagem latente das pilhas e dos micro-órgãos o fluxo constante. O meio de cultura é reabastecido a baixas taxas de fluxo para incentivar a troca de n...

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Rapid Fabrication of Custom Microfluidic Devices for Research and Educational Applications

Aqui apresentamos um protocolo para projetar e fabricar dispositivos microfluídicos personalizados com o mínimo de investimento financeiro e de tempo. O objetivo é facilitar a adoção de tecnologias microfluídicas em laboratórios de pesquisa biomédica e ambientes educacionais.

Fabricação rápida de dispositivos microfluídicos personalizados para pesquisa e aplicações educacionais

Microfluidic devices allow for the manipulation of fluids, particles, cells, micro-sized organs or organisms in channels ranging from the nano to ...

Este método para fazer chips microfluidos é ao mesmo tempo barato e simples de implementar. Qualquer laboratório de pesquisa pode produzir esses microfluidos internamente. E os desenhos do dispositivo podem ser iterados em poucos minutos.A principal vantagem dessa técnica é sua eficiência. Ou seja, qualquer laboratório pode fazer seus próprios dispositivos microfluidos personalizados internamente de forma rápida e fácil. Depois de colocar à mão cada camada do dispositivo, desenhe os desenhos finais para as camadas de um computador, usando qualquer programa de software que permita desenhar linhas e formas.Obtenha uma captura de tela do design desenhado e importe cada camada em um Programa de Software de Cortador de Embarcações. Crie um novo documento e solte o arquivo de imagem no tapete exibido. Para rastrear o design, selecione o ícone de rastreamento e selecione completamente os designs importados.Selecione a opção de contorno de visualização de traços e ajuste as configurações de limiar e escala conforme necessário, até que o traço amarelo corresponda ao design. Selecione o rastreamento no menu de rastreamento. Os canais serão mostrados como um contorno vermelho.Para dimensionar o dispositivo, selecione o design traçado e use a grade fornecida pelo software para alterar a largura e o comprimento dos canais e câmaras. Pequenas linhas podem ser desenhadas temporariamente para medir as dimensões dentro do dispositivo. Depois que o dispositivo for devidamente dimensionado, use a ferramenta de desenho para desenhar um quadrado da mesma forma e tamanho sobre cada camada do dispositivo.Em seguida, desenhe um círculo sobre as portas de entrada e saída do design. Em seguida, copiar e colar, tanto o original quanto os círculos. E apagar os canais do dispositivo subjacente.Organizando todas as camadas a serem cortadas no tapete exibido. Para cortar as camadas, usando luvas, coloque uma única película PET-EVA de uma espessura preferida no tapete de corte adesivo. Com o lado adesivo opaco voltado para cima, e o lado brilhante de plástico voltado para baixo.Achate o filme contra o tapete, removendo todo o ar que pode ter sido preso. E clique em carregar tapete no cortador. Abra a guia enviar e selecione uma configuração de corte.Em seguida, clique em enviar. Para alinhar o material para corte, coloque o tapete de corte ao lado de uma superfície limpa e use um par de pinças ou espátulas para transferir cada camada do dispositivo microfluido do tapete de corte para a superfície limpa, de acordo com sua posição superior a inferior no dispositivo. Em seguida, corte três por 10 milímetros de pedaços de uma fita de dupla face, e sobreponha as camadas um a um, começando com a camada inferior.Em seguida, adicionando um pequeno pedaço de fita em cada canto entre as camadas. Quando todas as camadas tiverem sido colocadas, inspecione o dispositivo. Deve haver pelo menos um lado EVA do tapete entre cada uma das camadas.E nenhum EVA deve ser exposto. Para laminar o dispositivo, depois de ligar o laminador, ajuste o instrumento para a configuração de espessura desejada. E executar o dispositivo através de rolos laminadores.Então recupere o dispositivo laminado. Para criar as portas de entrada e saída, use uma ferramenta rotativa e uma broca de 1/37 polegadas para fazer um pequeno buraco no centro de um para-choque de móveis. Em seguida, use pinças pequenas para limpar o orifício de quaisquer detritos.E alinhe cuidadosamente os para-choques com as portas de saída de entrada no dispositivo. Para testar o dispositivo totalmente montado, use tubos de laboratório para anexar o dispositivo a um conector plástico. E lave o dispositivo com uma solução apropriada.Usando este dispositivo, o meio de cultura celular pode ser trocado durante a imagem, permitindo a manutenção das condições ideais de crescimento e a introdução controlada de estímulos químicos em tempo real. Isso também é verdade para a imagem dos micro órgãos ex vibo. O dispositivo de pedal também foi usado com sucesso para completar testes de compressão de micro órgãos de Drosophila.Devido à sua facilidade de fabricação, os dispositivos de pedal também podem ser usados em ambientes educacionais. Por exemplo, para foco hidrodinâmico visual e difusão. Pedais podem ser usados para demonstrações em sala de aula ou para experimentos que requerem o controle ambiental preciso da amostra.Como testar uma droga ou introduzir um tratamento enquanto limita. Usando como dispositivo de pedal para sondar as propriedades mecânicas de um disco imaginário de asa em desenvolvimento em moscas frutíferas, descobrimos que a rigidez tecidual diminui ao longo dos períodos de desenvolvimento estudados.

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