Name: microfabrication of chip-sized scaffolds for three-dimensional cell cultivation
Uploaded: 2008-05-12T19:12:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microfabrication of Chip-sized Scaffolds for Three-dimensional Cell cultivation at JoVE.com

Gli autori desiderano ringraziare Dirk Herrmann, Oliver Wendt, Siegfried Horn, Hartmut Gutzeit, e Joerg Bohn per il loro aiuto fondamentali riguardanti la saldatura vapori di solvente. Inoltre, vorremmo riconoscere Michael Hartmann, Alex Gerwald, e Daniel Leisen per la loro assistenza tecnica.

Processo Sequenza # 1: goffratura a caldo, lavorazione e saldatura di vapore solvente Il CellChip nel suo design cubico è replicato da caldo o goffratura micro stampaggio ad iniezione. Per questo, usiamo uno stampo micromachined ottone con la geometria inversa del chip. I contenitori - disposte in una serie regolare di fino a 1156 contenitori - hanno un design cubico, con una lunghezza dello spigolo di 300 micron. Per goffratura a caldo, il processo di replica viene eseguito su un tradizional...

<ol>
	<li>Knedlitschek, G., Schneider, F., Gottwald, E., Schaller, T., Eschbach, E., Weibezahn, K. 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+tissue-like+culture+system+using+microstructures:+influence+of+extracellular+matrix+material+on+cell+adhesion+and+aggregation.">A tissue-like culture system using microstructures: influence of extracellular matrix material on cell adhesion and aggregation.</a> J Biomech Eng. 121, 35-39 (1999).</li><li>Gottwald, E., Giselbrecht, S., Augspurger, C., Lahni, B., Dambrowsky, N., Truckenm&#252;ller, R., Piotter, V., Gietzelt, T., Wendt, O., Pfleging, W., Welle, A., Rolletschek, A., Wobus, A. M., Weibezahn, K. 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+chip-based+platform+for+the+in+vitro+generation+of+tissues+in+three-dimensional+organization.">A chip-based platform for the in vitro generation of tissues in three-dimensional organization.</a> Lab Chip. 7, 777-785 (2007).</li><li>Heckele, M., Schomburg, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+micro+molding+of+thermoplastic+polymers.">Review on micro molding of thermoplastic polymers.</a> Journal of Micromechanics And Microengineering. 14, (2004).</li><li>Giselbrecht, S., Gietzelt, T., Guber, A. E., Gottwald, E., Trautmann, C., Truckenm&#252;ller, R., Weibezahn, K. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microthermoforming+as+a+novel+technique+for+manufacturing+scaffolds+in+tissue+engineering+(CellChips.">Microthermoforming as a novel technique for manufacturing scaffolds in tissue engineering (CellChips.</a> IEE Proc.-Nanobiotechnol. 151, 151-157 (2004).</li><li>Giselbrecht, S., Gietzelt, T., Gottwald, E., Trautmann, C., Truckenm&#252;ller, R., Weibezahn, K. -. F., Welle, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+tissue+culture+substrates+produced+by+microthermoforming+of+pre-processed+polymer+films.">3D tissue culture substrates produced by microthermoforming of pre-processed polymer films.</a> Biomed Microdevices. 8, 191-199 .</li><li>Truckenm&#252;ller, R., Rummler, Z., Schaller, T., Schomburg, W. K. <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+thermoforming+of+micro+fluidic+analysis+chips.">Low-cost thermoforming of micro fluidic analysis chips.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 12, 375-379 (2002).</li><li>Truckenm&#252;ller, R., Giselbrecht, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microthermoforming+of+flexible,+not+buried+hollow+microstructures+for+chip-based+life+sciences+applications.">Microthermoforming of flexible, not buried hollow microstructures for chip-based life sciences applications.</a> IEE Proc.-Nanobiotechnol. 151, 163-166 (2004).</li><li>Fleischer, R. L., Price, P. B., Walker, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nuclear+tracks+in+solids.">Nuclear tracks in solids.</a> , .</li></ol>

Anche se i metodi stabiliti di microreplicazione polimero, come micro-stampaggio ad iniezione o goffratura a caldo, sono adatte per la produzione di microstrutture, non sono realmente efficaci nella produzione di microstrutture con un sistema integrato ed altamente porosità controllata, in quanto è necessario per la CellChip. Strutture ingombranti per esempio richiedono lavorazioni costose per ridurre lo spessore della parete per una perforazione laser successivo o pareti devono essere completamente sostituita da track-incise membrane. SM...

microfabrication of chip-sized scaffolds for three-dimensional cell cultivation

Utilizzando le tecnologie di microfabbricazione è un prerequisito per creare impalcature della geometria riproducibile e qualità costante per tridimensionali coltivazione delle cellule. Queste tecnologie offrono un ampio spettro di vantaggi non solo per la produzione ma anche per applicazioni diverse. Le dimensioni e la forma dei cluster di cellule formate può essere influenzato da quello relativo all&#39;architettura e riproducibile della microfabbricazione patibolo e, di conseguenza, la lunghezza del percorso di diffusione di nutrienti e dei gas può essere controlled.1 Questo è senza dubbio uno strumento utile per prevenire l&#39;apoptosi e necrosi del cellule a causa di una sostanza nutritiva insufficiente e la fornitura di gas o la rimozione di metaboliti cellulari. Il nostro chip polimero, chiamato CellChip, ha le dimensioni esterne di 2 x 2 cm con una zona centrale microstrutturata. Questa zona è suddivisa in una serie di microcontainers fino al 1156 con una dimensione tipica di 300 m di lunghezza bordo per la progettazione cubi (cp-o cf-chip) o di 300 m di diametro e profondità per la progettazione round (r-chip). 2 Fino ad ora, a caldo o goffratura micro stampaggio ad iniezione (in combinazione con la conseguente lavorazione laboriosa delle parti) è stato utilizzato per la fabbricazione dei chip microstrutturate. In pratica, i micro stampaggio ad iniezione è una delle solo tecniche replica a base polimerica che, fino ad ora, è in grado per la produzione di massa di polimeri microstructures.3 Tuttavia, entrambe le tecniche sono alcune limitazioni indesiderati dovuti al trattamento di un polimero viscoso si fondono con la generazione di pareti molto sottili o integrati attraverso i fori. In caso di CellChip, sottili strati di fondo sono necessari per perforare il polimero e di fornire piccoli pori di dimensioni definite per la fornitura di cellule, ad esempio con terreno di coltura per perfusione microfluidica dei contenitori. Per superare queste limitazioni e per ridurre i costi di produzione, abbiamo sviluppato un nuovo approccio microtecnica sulla base di una down-scalati processo di termoformatura. Per la produzione di chip a parete altamente porosa e sottili di polimeri, si usa una combinazione di irradiazione di ioni pesanti, microthermoforming e incisione pista. In questo cosiddetto processo &quot;SMART&quot; (Modifica substrato e la replicazione di termoformatura) sottili pellicole polimeriche sono irradiati con energica proiettili pesanti di diverse centinaia di MeV introducendo le cosiddette &quot;tracce latenti&quot; Successivamente, il film in uno stato di gomma elastica è formata in tre parti dimensionale senza modificare o ricottura le tracce. Dopo il processo di formatura, attacchi chimici selettivi converte definitivamente le tracce in pori cilindrici di diametro regolabile.

Watch this Scientific Journal Video about Microfabrication of Chip-sized Scaffolds for Three-dimensional Cell cultivation at JoVE.com

Microfabrication of Chip-sized Scaffolds for Three-dimensional Cell cultivation

Vi presentiamo due processi per la microfabbricazione di chip polimerici porosi tridimensionali coltivazione delle cellule. Il primo è goffratura a caldo combinato con un solvente processo di saldatura vapore. La seconda utilizza un processo recentemente sviluppato microthermoforming combinata con la tecnologia agli ioni di pista che porta ad una significativa semplificazione di fabbricazione.

Microfabbricazione di chip di dimensioni Ponteggi per tridimensionale coltura cellulare

Using microfabrication technologies is a prerequisite to create scaffolds of reproducible geometry and constant quality for three-dimensional cell ...

Research

JoVE Journal

Biology

Chip-based Three-dimensional Cell Culture in Perfused Micro-bioreactors

Basato su chip tridimensionale coltura cellulare in perfuso Micro-bioreattori

We have developed a chip-based cell culture system for the three-dimensional cultivation of cells. The chip is typically manufactured from ...

Ricerca

Biologia

Interview: Bioreactors and Surfaced-Modified 3D-Scaffolds for Stem Cell Research

Intervista: Bioreattori e nobilitati-Modified 3D-Ponteggi per la ricerca sulle cellule staminali

A Nature Editorial in 2003 asked the question  "Good-bye, flat biology?"  What does this question imply? In the past, many in vitro culture systems,  ...

Electrospinning Fibrous Polymer Scaffolds for Tissue Engineering and Cell Culture

Electrospinning Ponteggi polimeri fibrosi per l&#39;ingegneria tissutale e colture cellulari

As the field of tissue engineering evolves, there is a tremendous demand to produce more suitable materials and processing techniques in order to address ...

Isolation of Mammary Epithelial Cells from Three-dimensional Mixed-cell Spheroid Co-culture

Isolamento di cellule epiteliali mammarie da tridimensionale Mixed-cell Spheroid Co-cultura

While enormous efforts have gone into identifying signaling pathways and molecules involved in normal and malignant cell behaviors1-2, much of this work ...

An Analytical Tool that Quantifies Cellular Morphology Changes from Three-dimensional Fluorescence Images

Uno strumento di analisi che quantifica Modifiche morfologia cellulare dalle immagini a fluorescenza tridimensionali

The most common software analysis tools available for measuring fluorescence images are for two-dimensional (2D) data that rely on manual settings for ...

Two- and Three-Dimensional Live Cell Imaging of DNA Damage Response Proteins

Due-e tridimensionale Live Cell Imaging di proteine ​​danno al DNA di risposta

Double-strand breaks (DSBs) are the most deleterious DNA lesions a cell can encounter. If left unrepaired, DSBs harbor great potential to generate ...

Mouse Fetal Whole Intestine Culture System for Ex Vivo Manipulation of Signaling Pathways and Three-dimensional Live Imaging of Villus Development

Mouse Fetal Whole Intestine Culture System for Ex Vivo Manipulation of Signaling Pathways and Three-dimensional Live Imaging of Villus Development

Mouse fetale Whole Intestino Sistema Cultura per<em&gt; Ex Vivo</em&gt; La manipolazione delle vie di segnalazione e tridimensionale Imaging in diretta di Sviluppo del villo

Most morphogenetic processes in the fetal intestine have been inferred from thin sections of fixed tissues, providing snapshots of changes over ...

FRET Imaging in Three-dimensional Hydrogels

FRET Imaging in idrogel tridimensionali

Imaging of F&#246;rster resonance energy transfer (FRET)&#160;is a powerful tool for examining cell biology in real-time. Studies utilizing FRET commonly ...

Three-dimensional Reconstruction of the Vascular Architecture of the Passive CLARITY-cleared Mouse Ovary

Ricostruzione tridimensionale dell'architettura vascolare dell'ovaia passiva sdoganate per la chiarezza del Mouse

The ovary is the main organ of the female reproductive system and is essential for the production of female gametes and for controlling the endocrine ...

Adipo-Clear: A Tissue Clearing Method for Three-Dimensional Imaging of Adipose Tissue

Adipo-Clear: Un tessuto metodo di compensazione per l'Imaging tridimensionale del tessuto adiposo

Adipose tissue plays a central role in energy homeostasis and thermoregulation. It is composed of different types of adipocytes, as well as adipocyte ...