الزخرفة على خلايا شفافة بصريا أقطاب إنديوم أكسيد القصدير

مرحباً، أنا إيشا. أنا طالبة دراسات عليا في السنة الثانية في مختبر الدكتور زين. نحن هنا في قسم الهندسة الطبية الحيوية بجامعة كاليفورنيا ديفيس.

سأعرض لكم اليوم كيفية التحكم في الأيونات على أقطاب أكسيد الإنديوم 10 الشفافة بصرياً والمصنعة دقيقاً. في جهود هندسة الأنسجة وتجديدها، بذلت محاولات لمحاكاة البيئة الدقيقة للعضو. ومن أجل إنشاء هذه البيئة الدقيقة في المختبر، من الضروري عزل الخلايا مكانياً وزمانياً على ركيزة ما. نحن مهتمون بتصميم أسطح تمكننا من التحكم في موقع أنواع مختلفة من خلايا الكبد.

في تجربة اليوم، سنستخدم تعديل السطح، والتصنيع الدقيق، والكيمياء الكهربائية لتكوين سطح يمكن تحويله من سطح غير لاصق للخلايا إلى سطح لاصق للخلايا. الخطوة الأولى هي الطباعة الحجرية الضوئية. إليكم مخطط تدفقي يوضح كيفية سير هذه العملية.

يمثل اللون الأزرق الزجاج الضوئي، واللون الأخضر هو أكسيد الإنديوم 10 الذي تمت طلاؤه فوق الزجاج الضوئي. أولاً، سنقوم بطلاء مقاوم الضوء red الموضح هنا بطريقة الطلاء الدوراني فوق الزجاج الضوئي المطلي بأكسيد الإنديوم 10. ثم سنعرض ذلك عبر قناع ضوئي للأشعة فوق البنفسجية، وسيتم تحميض المناطق المعرضة في محلول تحميض.

سيتم إزالة مناطق ITO غير المحمية بالمقاوم الضوئي أثناء عملية النقش. وفي النهاية، سيتم إزالة جميع بقايا المقاوم الضوئي باستخدام الأسيتون لتشكيل أقطاب ITO الخاصة بنا. إليكم المخطط الانسيابي للخطوات الثلاث المتبقية.

أولاً، سنقوم بتعديل السطح بأكمله باستخدام peg cylin. سيؤدي ذلك إلى جعل السطح مقاومًا للالتصاق، بحيث لا ترتبط به أي خلايا أو بروتينات. بعد ذلك، سنستخدم الكيمياء الكهربائية لامتصاص peg cylin بشكل محدد من القطبين الكهربائيين اللذين صنعناهما سابقاً.

وأخيراً، سنقوم بتحضين الخلايا الليفية (fibroblasts) فوق السطح، حيث ستلتصق انتقائياً فقط بمناطق الشرائط. وبذلك نكون مستعدين الآن لبدء تجربتنا. تتضمن الخطوة الأولى عملية الطباعة الضوئية (photolithography)، والتي سيتم تنفيذها داخل غرفة نظيفة.

دعونا ننتقل الآن إلى الغرفة النظيفة. نحن الآن في الغرفة النظيفة. قبل أن نبدأ تجربتنا، سنقوم بمعالجة العينات المطلية بأكسيد القصدير المطعّم بالإنديوم أو ITO بالتسخين عند 200 °C في الفرن.

بهذه الطريقة يمكننا تجفيف جميع أسطحنا. وبعد خبزها عند 200 C، سنقوم بوضعها على جهاز الطلاء الدوراني وتطبيق المقاوم الضوئي فعلياً. لذا، بعد تجفيف ركيزة ITO، سنأخذها ونضعها على قطعة التثبيت الخاصة بجهاز الطلاء الدوراني.

هذا القاب (chuck) كبير بما يكفي للإمساك بربع شريحة زجاجية. بعد ذلك، سنقوم بتطبيق تفريغ هوائي (vacuum). ثم نضع مادة مقاومة للضوء ذات نغمة إيجابية (positive tone photo resist) على الركيزة.

بعد تطبيق المقاوم الضوئي، نبدأ في التنفيذ مباشرة. يتضمن ذلك خطوتين: الأولى هي عملية الفرد، والثانية هي الطلاء الدوراني في خطوة الفرد.

يدور الظرف بسرعة 800 RPM وهذا يؤدي ببساطة إلى توزيع مادة مقاوم الضوء بشكل متسق على كامل السطح. ومع ذلك، فإن الخطوة التالية هي خطوة الدوران السريع، والتي تكون بسرعة 4,000 RPM، وعند هذه السرعة تتكون طبقة رقيقة جداً. وأقصد بالرقيقة هنا حوالي one microns.

إذا قمنا بتحليل كلمة photoresist، فإنها تنقسم إلى photo (ضوئي) وresist (مقاوم). وهي مادة يتم تنشيطها بواسطة الضوء. لذا، فإننا نعمل في الغرفة النظيفة ونستخدم ضوءاً مفلتراً حتى لا يتم تنشيط مادة الـ photoresist بواسطة الضوء، كما أنها مقاومة للأحماض، وهي الخاصية التي سنستخدمها لاحقاً عند إجراء عملية النقش (etching).

لقد انتهينا الآن من عملية الطلاء الدوراني، وأصبح المقيّم الضوئي على السطح، وسنقوم بإخراجه والانتقال إلى الخطوة التالية. لذا، بعد خبز العينة لمدة دقيقة واحدة و45 ثانية، سنقوم بنقلها من السخان الكهربائي إلى محاذي الأقنعة. هنا نأخذ القناع المطلوب ثم نضعه فوق الركيزة لتحقيق طباعة تلامسية بين الركيزة المطلية بالمقيّم الضوئي والقناع، ونقوم بوضع رقاقة زجاجية مقاس 4 بوصات فوقهما لإضافة وزن يضمن التلامس.

وبمجرد الانتهاء من ذلك، نعيد وضع الغالق ثم نعرض العينة للأشعة فوق البنفسجية UV. وعند اكتمال التعريض، نقوم بإزالة الغطاء بترتيب عكسي؛ حيث نخرج الرقاقة الزجاجية، ثم نخرج القناع، وبعد ذلك نزيل الركيزة وننقلها لبدء عملية التحميض.

بعد تعريض العينة، نضعها في محلول مُظهِر. عندما تَعرضت العينة للأشعة فوق البنفسجية (UV)، تشكلت أيونات الهيدروجين، والتي تعادلت مع القاعدة ومحلول المُظهِر وتمت إزالتها فعلياً من السطح. لذا، يجب التأكد عند معالجة العينة من تحريك الركيزة باستمرار.

وعند القيام بذلك، يمكنك أن تلاحظ في الدقيقة الأولى أو الدقيقة والنصف الأولى تقريبًا، أن المناطق المكشوفة قد تم تحميضها وإزالتها بالفعل من السطح. ولكن لضمان حدوث عملية التحميض الكاملة، نترك العينة في محلول التحميض لمدة خمس دقائق تقريبًا. وبعد اكتمال عملية التحميض، سنقوم بإخراجها وغسلها بـ di water ثم تجفيفها باستخدام مسدس النيتروجين.

بمجرد تجفيف العينة، سنقوم بنقلها وفحصها تحت المجهر. نحن الآن ننظر إلى العينة تحت المجهر، وقد أخرجناها للتو بعد تحميضها لمدة خمس دقائق.

يوجد هنا منطقتان يمكن رؤيتهما، منطقة داكنة مغطاة بالمقاوم الضوئي ومنطقة فاتحة حيث تمت إزالة المقاوم الضوئي. وبالإشارة إلى القناع الذي استخدمناه سابقاً، فإن المناطق الداكنة في القناع هي نفسها المناطق الداكنة التي نراها الآن تحت المجهر، بينما كانت المناطق الشفافة التي نراها هنا شفافة في القناع. أحد التصاميم الموضحة هنا عبارة عن مصفوفات بأحجام مختلفة تتراوح من 500 وصولاً إلى 50 microns، بينما التصميم الآخر عبارة عن دوائر بحجم 1000 micron مترابطة فيما بينها.

لدينا هنا تصميم مختلف تم إعداده باستخدام نفس الإجراء. لدينا هنا أقطاب كهربائية يمكن مخاطبتها بشكل فردي. وأقصد بذلك أن مناطق مختلفة من ITO مترابطة ويمكن تنشيطها بشكل مختلف.

على سبيل المثال هنا، ترتبط المناطق الدائرية المركزية بقطب كهربائي هنا، بينما ترتبط المناطق المستطيلة الخارجية بقطب كهربائي مختلف. وبهذه الطريقة، يمكننا تحفيز هذين السطحين المختلفين في نقاط زمنية مختلفة. وبعد فحص عيناتنا، ننتقل إلى الخطوة التالية وهي نقش العينة.

سيتم إزالة كافة المناطق التي لم يتم حمايتها بواسطة الصور من خلال عملية نقش ITO. وقبل القيام بذلك، يجب التأكد من ارتداء الملابس الواقية المناسبة نظراً لأن محلول نقش ITO يحتوي على أحماض. والآن، بعد ارتداء رداء الحماية من الأحماض ووضع واقي الوجه، سأقوم بصب كمية من محلول نقش ITO في دورق زجاجي.

يتكون محلول نقش أكسيد القصدير المطعّم بالإنديوم (ITO) من 20% حمض الهيدروكلوريك، و5% حمض النيتريك، والباقي ماء منزوع الأيونات (DI water). بعد ذلك، أحضر العينة وضعها في محلول النقش. لقد لاحظنا سابقاً تحت المجهر وجود بعض المناطق التي لم تكن محمية بطبقة المادة المقاومة للضوء (photoresists).

هاجمت الأحماض المستخدمة في نقش أكسيد القصدير المطعّم بالإنديوم (ITO) تلك المناطق وتسببت في تآكل الـ ITO منها. ومع تدهور الـ ITO ببطء من السطح، يتغير لونه. يمكنك هنا ملاحظة أنه تغير من اللون المائل للزرقة الذي كان عليه في الأصل إلى هذا اللون المائل للأرجواني، وهو الآن ينتقل إلى اللون الأصفر.

يشير التغير في اللون إلى أن أكسيد القصدير المطعّم بالإنديوم (ITO) يتم نقشه. وها نحن الآن عند الدقيقة 15، حيث تم نقش جميع الـ ITO بالكامل.

وما تراه الآن في الصور هو مناطق ITO المحمية. فبعد اكتمال عملية النقش، تظل هناك بعض الأحماض متبقية على السطح. ولإزالة هذه الأحماض، سنقوم بوضعها في محلول كربونات الصوديوم، والذي سيعمل على تحييد جميع الأحماض.

بعد تحييد الأحماض، سنقوم بإخراج العينة وتنظيفها باستخدام DI water ثم تجفيفها باستخدام النيتروجين. وبذلك نكون قد انتهينا من عملية النقش الحمضي. لم يعد هناك وجود للحمض، لذا يمكنني الآن خلع معطفي الواقي.

سنقوم بإخراجه ونقله ثم فحصه تحت المجهر. نحن الآن نعاين العينة تحت المجهر، وذلك بعد إجراء عملية نقش أكسيد القصدير المطعّم بالإنديوم (ITO etching).

في هذه الحالة، تمثل المناطق الداكنة مناطق زجاجية حيث تمت إزالة الـ ITO عن طريق النقش. أما المناطق الفاتحة فهي الـ ITO المحمية بالمقاوم الضوئي في هذه الحالة. ومرة أخرى، هذه هي المصفوفات التي تتراوح من 500 إلى 50 ميكرون، وفي الحالة الأخرى لدينا الدوائر المترابطة التي يبلغ قطر كل منها ألف ميكرون.

لقد نظرنا للتو تحت المجهر ورأينا وجود مناطق زجاجية ومناطق ITO، ولكن مناطق ITO كانت محمية بطبقة من المادة المقاومة للضوء (photoresist). الآن نحتاج إلى إزالة هذه المادة المقاومة للضوء. لذا، كل ما سنفعله هو أخذ الركيزة ووضعها في الأسيتون، ثم وضعها في جهاز التنظيف بالموجات فوق الصوتية (sonicate) ومعالجتها بالموجات فوق الصوتية لمدة 10 دقائق.

يضمن ذلك إزالة جميع مادة المقاوم الضوئي؛ حيث يمكن استخدام التون بمفرده، ولكن من خلال التنظيف بالموجات فوق الصوتية، التي تستخدم الموجات الصوتية للصدم، مما يضمن إزالة المقاوم الضوئي بشكل صحيح. بعد إخراجه من جهاز التنظيف بالموجات فوق الصوتية، يتم غسله بماء DI، وتجفيفه مرة أخرى باستخدام النيتروجين، والآن يمكنك رؤية الأنماط بوضوح على الركيزة الزجاجية. هذه هي الأنماط التي كانت محمية في البداية بواسطة المقاوم الضوئي.

بعد أن قمنا بفحص عيناتنا وتحديد أو إنشاء أنماط ITO الخاصة بنا، سنبدأ المرحلة الثانية من التجربة. تتضمن هذه المرحلة تعديل السطح باستخدام طبقة أحادية ذاتية التجمع من PEG cycline. ولكن قبل القيام بذلك، يجب التأكد من أن السطح نشط كيميائياً.

وللقيام بذلك، نضعه في جهاز تنظيف بالبلازما؛ حيث يؤدي ذلك إلى إدخال مجموعات الهيدروكسيل على السطح مما يجعله تفاعلياً. ولتحقيق ذلك، نضع العينة في جهاز التنظيف بالبلازما ثم نقوم بتشغيل مضخة التفريغ.

نقوم بتشغيل الأكسجين، ثم نقوم بتشغيل الطاقة الرئيسية. تُستخدم هذه الطاقة لتحويل غاز الأكسجين إلى بلازما، والتي يتم إدخالها بعد ذلك لتكوين أخاديد الهيدروكسيل. وبمجرد تشغيل الطاقة، نبدأ العملية بالضغط على زر البدء.

بعد اكتمال العملية، نقوم بإخراج الركيزة وتخزينها في طبق، ثم نخرج من الغرفة النظيفة ونخلع الملابس الواقية لننتقل إلى الخطوة التالية. والآن، بعد خروجنا من الغرفة النظيفة وانتهاء عملية التنميط المثالية، سنقوم بتعديل السطح الذي تم تنميطه للتو باستخدام البولي إيثيلين جلايكول سيلاين، أو PEG Cylin. ومن الضروري معرفة أن PEG Cylin يتفاعل مع الرطوبة.

وبناءً على ذلك، يجب أن تكون جميع الأدوات الخشبية التي نستخدمها خالية من الرطوبة. أما الأدوات الزجاجية التي استخدمناها هنا، وأطباق بتري، فقد تم تجفيفها في الفرن عند درجة حرارة 100 °C طوال الليل. كما أن التولوين الذي سنستخدمه كمذيب هو أيضاً لامائي.

إنه لا يحتوي على رطوبة. لذا سأقوم الآن بسكب التولو اللامائي في كلا هذين البيكر الزجاجيين، وأحدهما يحتوي على عينتنا. الآن يتعين علينا استخدام طبقين من أطباق بتري لأن أحدهما هو المكان الذي سنجري فيه التعديل.

أما الوعاء الآخر، فسنستخدمه لاحقاً بعد انتهاء عملية التعديل لغسل الركيزة. لذا، بعد وضعها في أطباق البيتزا الزجاجية، سأقوم بنقلها إلى غرفة القفل الهوائي هنا في الصندوق القفازي. وبعد إغلاق غرفة القفل الهوائي، سنقوم بإدخال النيتروجين إلى الغرفة.

لقد تم ملء الغرفة الرئيسية هنا بالنيتروجين بالفعل. لذا، لا نرغب في فتح هذه الغرفة ما لم تكن مملوءة بالنيتروجين. وبمجرد أن تمتلئ كلتا الغرفتين بالنيتروجين، سنقوم بنقل جميع عيناتنا باستخدام ماصة.

سنقوم بتجهيز الملقط والوتد اللذين سنستخدمهما لاحقاً لنقل العينات. لذا، سنرتدي القفازات، ونفتح الغرفة هنا، ثم نخرج ببطء وحذر كل ما لدينا في غرفة معادلة الضغط ونضعه في الغرفة الرئيسية. هذا هو طبق بتري الذي يحتوي على الركيزة، وطبق بتري يحتوي على التولوين فقط والذي سنستخدمه لعملية الغسل.

تم تعبئة الـ pxi الموجود تحت غاز النيتروجين، لذا يجب ألا تفتح هذه الزجاجة إلا إذا كنت في بيئة غنية بالنيتروجين. وبناءً على ذلك، عند رغبتك في إخراج العينة، يجب إعادتها إلى الكيس. قم بإخراج السيلين، والتركيز الذي سنستخدمه هو 2% في التولوين.

لذلك، قم بإخراجه ووضعه في أنبوب اختبار طويل، ثم نقوم بمزجه. نقوم أيضاً باستخدام الغرفة لضمان مزجه جيداً، ثم نترك العينة تتحضن في Toin لمدة ساعتين. والآن، بعد مرور ساعتين وبقاء عينتنا في Pxi، سنقوم بإخراج العينة ونقلها إلى محلول toin جديد حيث سنقوم بغسلها سريعاً عن طريق تحريكها، ثم نقلها إلى غرفة قفل الهواء.

بمجرد وصولها إلى غرفة القفل الهوائي، سنقوم ببساطة بفتح الغرفة وإخراج السطح المعدّل، ثم تجفيفه باستخدام مسدس النيتروجين. نضعه مرة أخرى في أطباق بتري نظيفة وجافة، ثم نقوم بوضعه في فرن عند درجة حرارة 100 °C لمدة ساعتين إضافيتين. والآن، بعد أن خضعت العينات للتجفيف في الفرن عند 100 °C لمدة ساعتين، سنقوم بتوصيل الأسلاك بالأقطاب الكهربائية التي قمنا بتجهيزها.

نقوم بذلك عن طريق تحضير خليط بنسبة واحد إلى واحد من إيبوكسي الفضة وعامل المعالجة. هذا هو إيبوكسي الفضة، والآن نضيف إليه نفس الكمية من عامل المعالجة. نريد خلطه جيداً، ثم سنأخذ هذا الخليط ونستخدمه لتثبيت الأسلاك.

لذا نضع السلك على الأقطاب الكهربائية التي نريد استخدامها ثم نقوم بتثبيته. لا يجدي اللحام نفعاً مع ITO، لذا يجب علينا استخدام إيبوكسي الفضة وعامل المعالجة. بعد ذلك نقوم بعملية الخبز لضمان إزالة كل عامل المعالجة الذي استخدمناه سابقاً وليتصلب السلك بحيث يمكننا استخدامه كقطب كهربائي.

بما أننا انتهينا من مرحلتين، سنبدأ الآن المرحلة الثالثة من التجربة، وهي تنفيذ الجزء الخاص بالكيمياء الكهربائية. وللقيام بذلك، سنأخذ عينة ونضعها في الخلية الكهركيميائية، وبعد وضعها في الخلية الكهركيميائية، سنقوم ببساطة بوضع حلقة دائرية (O-ring) فوقها.

سيؤدي ذلك إلى عزل المنطقة التي ستحدث فيها التفاعلات الكهروكيميائية، ومن ثم سنقوم بإغلاق الخلية بإحكام. لقد وضعت عينتي مع السلك المتصل بها في الخلية الكهروكيميائية، وأنا الآن مستعدة لاستخدام جهاز البوتنشيوستات لتطبيق الجهد الكهربائي.

لذا، سأقوم بتوصيل السلك الأبيض هنا بقطب المرجع، والسلك الأحمر بقطب المساعد، وأخيراً السلك الأخضر الذي سأقوم بتوصيله بقطب العمل الخاص بنا. وبمجرد توصيل جميع هذه الأقطاب، سأضيف محلول 1x من محلول منظم الفوسفات الملحي أو PBS إلى الخلية الكهروكيميائية نفسها. والآن، ولتوضيح ذلك، فإن الطريقة التي سيعمل بها النظام هي أن السطح بالكامل في الوقت الحالي معدل بواسطة pxi.

وبذلك، يتم تعديل جميع الأقطاب الكهربائية، بما في ذلك المناطق الزجاجية المحيطة، باستخدام pxi. وبمجرد تطبيق الجهد الكهربائي في كل مكان، حيث يوجد ITO، وهي تصاميم الأقطاب الكهربائية التي صنعناها، فإن جزيرة peg ستنفصل فقط من تلك الأسطح، ولن يتأثر أي شيء في المناطق المحيطة. وبالتالي، نقوم بإزالة جزيرة peg بشكل انتقائي من الركيزة لدينا.

سأقوم الآن بالضغط على زر التشغيل، والذي سيبدأ بتطبيق جهد كهربائي قدره -1.4 volts على القطب العامل. عند تطبيق الجهد، يحدث تغير في اللون يمكنك رؤيته على الأقطاب؛ حيث يتغير من اللون الأزرق المخضر الشفاف الذي كان موجوداً إلى اللون البني.

نشك في احتمال حدوث تفاعل أكسدة عند الأقطاب الكهربائية يتسبب في تحول لونها إلى البني. ويعد هذا أيضاً أحد المؤشرات على أنه قد تم بالفعل نزع pxi من السطح. ومرة أخرى، فإن أي منطقة تظهر باللون البني هي المنطقة التي تمت فيها إزالة peg island.

ولا تزال المناطق الزجاجية المحيطة تحتوي على PXI متجمع عليها. لذا، نطبق جهداً كهربائياً مقداره -1.4 فولت لمدة 60 ثانية. وهذا يمنح وقتاً كافياً لإزالة كل الـ pxi التي كانت موجودة على الأقطاب الكهربائية.

يمكننا أيضاً استخدام هذه الطريقة لإزالة الطبقة من الأقطاب الكهربائية التي يتم توجيهها بشكل فردي. في هذه الحالة، كانت هناك ثلاثة صفوف من الدوائر التي سيتم إزالة طبقتها. ويمكننا تحديد أي منها نريد إزالته باستخدام الأقطاب الكهربائية الثلاثة المختلفة.

لقد انتهينا الآن بنجاح من الجزء الثالث من الكيمياء الكهربائية حيث قمنا بإزالة PG siling بشكل انتقائي من أقطاب ITO. قمت بغسلها لفترة وجيزة باستخدام PBS والماء المقطر (DI water)، ثم أزلت السلك ووضعت العينات في أطباق عادية مكونة من ستة آبار. والآن سننتقل إلى مرحلة زراعة الخلايا على هذه الأقطاب.

نحن الآن في غرفة زراعة الأنسجة. وفي المرحلة النهائية من التجربة، سنستخدم اليوم الخلايا الليفية، وتحديداً خلايا 3T3. يتراوح التركيز الذي نستخدمه لاستزراع الخلايا ما بين 0.5 إلى 1.5 مليون خلية لكل mL.

بعد استزراع الخلايا، نترك الخلايا على العينة لمدة 20 دقيقة تقريباً؛ وذلك لإعطائها وقتاً كافياً للالتصاق بالمناطق المجردة. لذا، سنضعها في الحاضنة.

لقد مرت الآن 20 دقيقة، ونحن مستعدون لفحص الخلايا التي تشكلت وفق نمط معين على المناطق المجردة من ITO، وهي المناطق البنية التي رأيناها سابقاً، حيث سترتبط هذه الخلايا تحديداً بتلك المناطق فقط ولن تلتصق في أي مكان خارجها. يمكنك هنا رؤية المناطق البنية التي كانت مناطق ITO مجردة من pxi. وباستخدام الكيمياء الكهربائية، التصقت الخلايا بهذه المناطق البنية فقط وليس بمناطق الزجاج المحيطة.

في هذا الإطار الآخر، نرى مرة أخرى التصاق الخلايا بالمناطق المجردة. هذه هي المناطق البنية، ولكن فوق تلك المناطق البنية يمكنك بالكاد رؤية أن PEG المصمم لـ ITO لم يتم تجريده من هذا التصميم لـ ITO، وبالتالي لم تلتصق به أي خلايا. حسناً، هذا كل شيء.

لقد انتهينا من البروتوكول وأصبحت الخلايا موزعة بنمط معين على أقطاب ITO الكهربائية، وهذا هو بالضبط ما كنا نريده. لقد عرضتُ لكم للتو كيفية التحكم في التصاق الخلايا على أقطاب أكسيد الإنديوم والقصدير الشفافة بصرياً والمصنعة مجهرياً. لقد أوضحتُ لكم اليوم كيفية توزيع ثلاثة من الخلايا الليفية (fibroblasts) بنمط محدد على هذه الأقطاب.

لقد استخدمنا أيضاً الإجراء نفسه لتشكيل خلايا Hep G two، والخلايا الساتلة، والخلايا الأولية للفئران. وتسمح تقنيات تشكيل الخلايا الحالية فقط بتجميع نوعين من الخلايا على السطح. وستتيح مرونة هذه التقنية في المستقبل تجميع أنواع متعددة من الخلايا على السطح بحيث تكون معزولة مكانياً.

نخطط لاستخدام هذه التقنية لعزل ثلاثة أنواع مختلفة من خلايا الكبد مكانيًا على ركيزة ITO بهدف محاكاة البيئة الدقيقة داخل الجسم الحي. ومن خلال القيام بذلك، يمكننا عزل الخلايا غير الناضجة أو الخلايا الجذعية مكانيًا جنبًا إلى جنب مع الخلايا الناضجة والخلايا الداعمة. وهذا من شأنه أن يخلق بيئة توجيهية تسمح للخلايا غير الناضجة بالنمو والتمايز.