Name: microfabrication of chip-sized scaffolds for three-dimensional cell cultivation
Uploaded: 2008-05-12T19:12:00
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Los autores desean dar las gracias a Dirk Herrmann, Wendt Oliver, Horn Siegfried, Gutzeit Hartmut y Bohn Joerg por su ayuda sustancial sobre el disolvente de soldadura de vapor. Además, queremos agradecer a Michael Hartmann, Gerwald Alex, y Leisen Daniel por su asistencia técnica.

Proceso Secuencia N º 1: estampado en caliente, mecanizado y soldadura de vapor de disolventes El CellChip en su diseño cúbico es replicado por estampado en caliente o micro inyección. Para ello, se utiliza un molde de bronce micromecanizados con la geometría inversa del chip. Los contenedores - dispuestos en una matriz regular de hasta 1.156 contenedores - tienen un diseño cúbico, con una longitud lateral de 300 micras. De estampado en caliente, el proceso de replicación se realiza en...

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	<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>

Aunque los métodos establecidos de la micro replicación de polímero, tales como micro moldeo por inyección o estampado en caliente, son aptos para la producción de microestructuras, que no son realmente eficaces en la producción de micro con un sistema integrado y altamente controlado porosidad, lo que se necesita para la CellChip. Estructuras voluminosas por ejemplo, requieren el mecanizado costoso para reducir el espesor de la pared de una perforación láser posterior o las paredes tienen que ser totalmente sustituida por la pista ...

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

El uso de tecnologías de microfabricación es un requisito previo para crear los andamios de la geometría reproducible y constante de la calidad para el cultivo de células en tres dimensiones. Estas tecnologías ofrecen una amplia gama de ventajas no sólo para la fabricación, sino también para diferentes aplicaciones. El tamaño y la forma de grupos de células formado puede estar influenciado por la arquitectura exacta y reproducible de la microfabricated andamio y, por tanto, la longitud del camino de difusión de nutrientes y gases pueden ser controlled.1 Este es sin duda una herramienta útil para prevenir la apoptosis y la necrosis de células debido a una insuficiencia de nutrientes y suministro de gas o la eliminación de metabolitos celulares. Nuestro chip de polímero, llamado CellChip, tiene las dimensiones exteriores de 2 x 2 cm con una superficie microestructurados central. Esta área se subdivide en una serie de hasta 1.156 microcontenedores con una dimensión típica de 300 m longitud de la arista para el diseño cúbico (cp-o CF-chip) o de 300 m de diámetro y profundidad para el diseño redondo (r-chip). 2 Hasta ahora, estampado en caliente o micro inyección (en combinación con el subsiguiente mecanizado laborioso de las partes) se utiliza para la fabricación de los chips de microestructura. Básicamente, micro moldeo por inyección es una de las pocas técnicas de replicación basada en polímeros que, hasta ahora, es capaz de la producción en masa de polímero microstructures.3 Sin embargo, ambas técnicas tienen algunas limitaciones no deseados debido a la transformación de un polímero viscoso se funden con la generación de paredes muy delgadas o integrado a través de los agujeros. En el caso de la CellChip, finas capas inferiores son necesarios para perforar el polímero y dar pequeños poros de tamaño definido para proporcionar células con medio de cultivo, por ejemplo mediante la perfusión de microfluidos de los contenedores. Con el fin de superar estas limitaciones y reducir los costes de fabricación se ha desarrollado un enfoque microtécnicos nuevo sobre la base de un proceso de abajo-a escala de termoformado. Para la fabricación de chips de paredes muy porosas y delgadas de polímero, se utiliza una combinación de irradiación con iones pesados, microthermoforming y el grabado de pistas. En esta llamada &quot;SMART&quot; del proceso (Modificación del sustrato y la reproducción por termoformado) películas delgadas de polímero son irradiados con energía proyectiles pesados ​​de varios cientos de MeV la introducción de las llamadas &quot;huellas latentes&quot; Posteriormente, la película en un estado de goma elástica se forma en tres piezas tridimensionales sin necesidad de modificar o hibridación de las vías. Después de que el proceso de formación, ataque químico selectivo finalmente convierte las pistas en los poros cilíndricos de diámetro ajustable.

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

Se presentan dos procesos de microfabricación de chips de polímero poroso para el cultivo de células en tres dimensiones. El primero es el estampado en caliente combinado con un proceso de soldadura vapores de disolventes. El segundo utiliza un proceso desarrollado recientemente microthermoforming combinada con la tecnología de iones de la pista que conduce a una simplificación significativa de la fabricación.

Microfabricación de chip del tamaño de andamios para el cultivo de células en tres dimensiones

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

Basada en el chip tridimensional de cultivo celular en perfundido Micro-biorreactores

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

Investigación

Biología

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

Entrevista: biorreactores y en superficie modificada andamios 3D para la Investigación de Células Madre

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 andamios fibroso polímero para ingeniería de tejidos y cultivos celulares

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

Aislamiento de células epiteliales mamarias de tridimensional mixto de células Esferoide 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

Una herramienta de análisis que cuantifica los cambios celulares Morfología de imágenes tridimensionales de fluorescencia

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

De dos y tres dimensiones imágenes de células vivas de las proteínas de respuesta al daño del ADN

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

Sistema de Cultura ratón fetal Whole Intestino para<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Manipulación de vías de señalización y tridimensional de imágenes en vivo del desarrollo de vellosidades

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 en hidrogeles tridimensionales

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

Reconstrucción tridimensional de la arquitectura Vascular del ovario de ratón pasivo claridad-despejado

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-claro: Un tejido claro método de proyección de imagen tridimensional del tejido adiposo

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