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

Os autores agradecem a Dirk Herrmann, Oliver Wendt, Siegfried Horn, Hartmut Gutzeit, e Joerg Bohn por sua ajuda substancial sobre a soldagem de vapores de solvente. Além disso, gostaríamos de agradecer Michael Hartmann, Alex Gerwald, e Daniel Leisen por sua assistência técnica.

Seqüência de processo # 1: Embossing Hot, Usinagem e Soldagem de vapor de solventes O CellChip em seu design cúbico é replicado por estampagem a quente ou micro moldagem por injeção. Para isso, usamos um molde de latão microusinados com a geometria inverso do chip. Os recipientes - dispostos em uma matriz regular de até 1.156 contêineres - têm um design cúbico com um comprimento da aresta de 300 mm. Para estampagem a quente, o processo de replicação é executada em um WUM02 conven...

<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>

Embora os métodos estabelecidos de polímero microrreplicação, como micro moldagem por injeção ou estampagem a quente, são adequados para a produção de microestruturas, eles não são realmente eficazes na produção de microestruturas com uma porosidade integrada e altamente controlada, como é necessário para o CellChip. Estruturas volumosas por exemplo, requerem usinagem caros para reduzir a espessura da parede de uma perfuração a laser subseqüente ou paredes têm de ser completamente substituídos por faixas gravadas membran...

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

Uso de tecnologias de microfabricação é um pré-requisito para criar andaimes da geometria reprodutíveis e de qualidade constante para tridimensional de cultivo celular. Essas tecnologias oferecem um amplo espectro de vantagens não só para a fabricação, mas também para diferentes aplicações. O tamanho ea forma dos ninhos de células formado pode ser influenciado pela arquitetura exata e reprodutível do andaime microfabricated e, portanto, o comprimento do caminho de difusão de nutrientes e gases podem ser controlled.1 Este é sem dúvida uma ferramenta útil para prevenir a apoptose e necrose de células devido a uma insuficiente de nutrientes e fornecimento de gás ou remoção de metabólitos celulares. Nosso chip de polímero, chamado CellChip, tem as dimensões exteriores de 2 x 2 cm, com uma área central microestruturada. Esta área é subdividida em uma matriz de até 1156 microcontainers com uma dimensão típica de 300 m comprimento da aresta para o projeto cúbicos (cp ou cf-chip) ou de 300 m de diâmetro e profundidade para o projeto round (r-chip). 2 Até agora, estampagem a quente ou micro moldagem por injeção (em combinação com usinagem trabalhoso subseqüentes das partes) foi usado para a fabricação dos chips microestruturada. Basicamente, micro moldagem por injeção é uma das únicas técnicas de replicação de polímero baseado em que, até agora, é capaz de produção em massa de polímero microstructures.3 No entanto, ambas as técnicas têm certas limitações indesejadas devido ao processamento de um polímero viscoso derreter com a geração de paredes muito finas ou integrados através de furos. No caso do CellChip, camadas inferiores finos são necessários para perfurar o polímero e fornecem pequenos poros de tamanho definido para abastecer as células com meio de cultura por exemplo, por perfusão microfluídicos dos recipientes. Para superar essas limitações e reduzir os custos de fabricação, desenvolvemos uma nova abordagem microtécnicos com base em um processo de baixo escala termoformagem. Para a fabricação de altamente porosa e fina fichas murada polímero, usamos uma combinação de irradiação de íons pesados, microthermoforming e gravura pista. Neste processo chamado &quot;SMART&quot; (Modificação substrato e replicação por Termoformagem) filmes finos de polímeros são irradiados com energia projéteis pesados ​​de várias centenas de MeV introdução dos chamados &quot;faixas latente&quot; Posteriormente, o filme em um estado elástico de borracha é formado em três partes dimensional sem modificar ou recozimento as faixas. Após o processo de formação, ataque químico seletivo, finalmente, converte as faixas nos poros cilíndricos de diâmetro ajustável.

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

Nós apresentamos dois processos para a microfabricação dos chips porosa de polímero para tridimensional cultivo celular. O primeiro é de estampagem a quente combinado com um processo de soldagem solvente vapor. A segunda usa um processo desenvolvido recentemente microthermoforming combinado com tecnologia de iões pista levando a uma significativa simplificação de fabricação.

Microfabricação de Chip porte Andaimes para tridimensional de cultivo celular

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

Chip baseado em Cultura de Células tridimensional em perfundidos Micro-biorreatores

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

Biologia

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

Entrevista: biorreatores e apareceu-Modified 3D-andaimes para Investigação em Células Estaminais

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

Eletrofiação Andaimes Polymer fibrosos para Engenharia de Tecidos e Cultura de Células

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 de células epiteliais mamárias de tridimensional Mixed-célula esferoidal 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

Uma ferramenta analítica que quantifica Alterações morfologia celular de imagens tridimensionais de fluorescência

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

Duas e três dimensões imagens de células vivas de Proteínas de DNA resposta a danos

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

Rato Fetal Whole Intestino Sistema de Cultura para<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Manipulação de vias de sinalização e tridimensional Imagens ao vivo de Desenvolvimento Villus

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 no hidrogéis tridimensionais

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

Reconstrução tridimensional da arquitetura Vascular do ovário passiva Mouse clareza-limpo

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: Um método de compensação por imagem tridimensional do tecido adiposo tecido

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