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

Författarna vill tacka Dirk Herrmann, Oliver Wendt, Siegfried Horn, Hartmut Gutzeit och Joerg Bohn för deras stora hjälp om lösningsmedelsångor svetsning. Dessutom vill vi tacka för Michael Hartmann, Alex Gerwald, och Daniel Leisen för tekniskt bistånd.

Process Sekvens # 1: varmpressning, maskinbearbetning och lösningsmedel Ångor Svetsning Den CellChip i kubik design är replikeras av varmpressning eller mikro formsprutning. För detta använder vi en micromachined mässing form med inversen geometri chip. Behållarna - ordnade i ett regelbundet utbud av upp till 1156 containers - har en kubisk design med en kant längd av 300 ìm. För varmpressning är replikering process som utförs på en konventionell WUM02 (Jenoptik Mikrotechnik, Tysk...

<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>

Även etablerade metoder av polymera microreplication, såsom mikro formsprutning eller varmpressning, lämpar sig för framställning mikrostrukturer är de inte riktigt effektiva i att producera mikrostrukturer med en integrerad och mycket kontrollerad porositet, som behövs för CellChip. Skrymmande strukturer kräver t.ex. kostsamma bearbetning för att minska väggtjockleken för en efterföljande laserperforering eller väggar måste vara helt ersättas av spår-etsade membran. SMART är ett nytt och lovande teknik som kan lösa dessa...

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

Använda mikrofabrikation teknik är en förutsättning för att skapa byggnadsställningar av reproducerbar geometri och jämn kvalitet för tredimensionell cellodling. Dessa teknologier erbjuder ett brett spektrum av fördelar inte bara för tillverkning, utan också för olika tillämpningar. Storleken och formen på bildade cell kluster kan påverkas av den exakta och reproducerbara arkitektur mikrofabricerade schavotten och därför kan spridningen väglängd av näringsämnen och gaser vara controlled.1 Detta är utan tvekan ett användbart verktyg för att förhindra apoptos och nekros av celler på grund av en otillräcklig näring och gasförsörjning eller borttagning av cellulära metaboliter. Vår polymer-chip, så kallade CellChip har det yttre dimensionerna 2 x 2 cm med en central mikrostrukturerad område. Detta område är indelat i en rad upp till 1156 microcontainers med en typisk dimension av 300 m kant längd för kubiska design (CP-eller CF-chip) eller 300 m diameter och djup för de runda design (r-chip). 2 Hittills har varmpressning eller mikro formsprutning (i kombination med efterföljande mödosamma bearbetning av de delar) som används för tillverkning av mikrostrukturerad chips. I grunden är mikro formsprutning en av de enda polymerbaserade replikering tekniker som, hittills, har kapacitet för massproduktion av polymerer microstructures.3 Men båda teknikerna har vissa oönskade begränsningar på grund av behandlingen av en trögflytande polymer smälter med den generation av mycket tunna väggar eller integrerade genom hål. I händelse av CellChip, tunn botten skikt är nödvändiga för att perforera polymer och ge små porer definierade storlek att förse cellerna med odlingsmedium t.ex. genom mikroflödessystem perfusion av behållarna. För att övervinna dessa begränsningar och att minska tillverkningskostnaderna har vi utvecklat en ny microtechnical tillvägagångssätt på grundval av en ned-skalas varmformning process. För tillverkning av mycket poröst och tunnväggiga polymer marker använder vi en kombination av tunga joner bestrålning microthermoforming och spår etsning. I denna så kallade &quot;SMART&quot;-processen (substrat Ändring och replikering av Varmformning) tunn polymerfilm bestrålas med energiska tunga projektiler av flera hundra MeV att införa så kallade &quot;latenta spår&quot; Därefter är filmen i ett gummi elastiskt tillstånd formats till tre dimensionella delar utan att ändra eller glödgning spåren. Efter formningsprocessen, omvandlar selektivt kemisk etsning slutligen spår i cylindriska porer justerbar diameter.

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 presenterar två processer för mikrofabrikationslaboratorier av porösa polymera marker för tredimensionell cellodling. Den första är varmpressning kombineras med en lösningsmedelsångor svetsning. Den andra använder en nyligen utvecklad microthermoforming processen kombinerat med ion spåret teknik som leder till en betydande förenkling av tillverkningen.

Mikrofabrikation av Chip-storlek Byggnadsställningar för tredimensionell cellodling

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-baserade tredimensionella Cell Kultur i perfusion Micro-bioreaktorer

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

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

Intervju: Bioreactors och ytbehandlade-Ändrad 3D-Ställningar för stamcellsforskning

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 Fibrer Polymer Byggnadsställningar för tissue engineering och cellodling

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

Isolering av bröstepitelialceller celler från tre-dimensionell Mixed-cell sfäroid Co-kultur

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

Ett analysverktyg som kvantifierar cellulär morfologi Ändringar från Tredimensionella fluorescensbilder

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

Två-och tredimensionell levande cell imaging av svar DNA-skador Proteiner

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

Mus Fetal Hela tarm Kultur System för<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Manipulering av signaleringsvägar och Tredimensionell Live avbildning av Villus Development

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 i Tredimensionella Hydrogeler

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

Tredimensionell rekonstruktion av vaskulär arkitekturen av passiv tydlighet-godkänt mus äggstocken

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: En vävnad Clearing metod för tredimensionell avbildning av fettvävnad

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