التصنيع الدقيق للرقاقة الحجم السقالات لزراعة الخلايا ثلاثي الأبعاد

مرحبا ، اسمي ستيفان ري ، أنا أعمل في معهد الواجهات البيولوجية وفي المقالة التالية سترى عملية تصنيع سقالة صغيرة البنية تسمى السفينة ، ونحن نستخدم طريقتين مختلفتين لإنتاج هذه الرقائق. حاليا عملية نقش القلب جنبا إلى جنب مع بعض العمليات اللاحقة وعملية التشكيل الحرارية الدقيقة ، والتي تم تطويرها مؤخرا هنا في مركز الأبحاث المسمى Squi ، والآن نحن في خيمة غرفة نظيفة وما يمكنك رؤيته هنا على الجانب الأيمن هو آلة ملاكمة نموذجية ساخنة بالفراغ ، ونحن نستخدم هذه المعدات لتصنيع شريحة الخلية ذات البنية الدقيقة. بادئ ذي بدء ، نقدم وضعا صغيرا منظما.

يتم تثبيت هذا هنا في مثل هذه اللوحة ، ويمكنك أن ترى هنا قالبين. يتم تصنيع هذا القالب بواسطة الآلات الدقيقة وهو مصنوع من التنفس. الآن أقوم بتركيب قالب البنية المجهرية في الماكينة.

بالنسبة لعملية الهوت بوكسينغ ، نستخدم ألواح بوليمر مثل هذه هنا ، وعادة ما نستخدم البولي كربونات أو PMA لإنتاج شريحة الخلية. الآن نقوم بإدخال لوحة البوليمر في الماكينة في وسط اللوحة ، ونغلق الأداة. بعد إغلاق الماكينة ، يتم إخلاء الغرفة ، ثم يتم إخلاء قالب القطب ، أو يتم تسخين الأداة بأكملها لتشكيل درجة الحرارة ، ثم يتم ضغط البوليمر الدافئ في القالب باستخدام البنية المجهرية.

ثم بعد إجراء التشكيل هذا ، يتم تبريد القالب بالكامل ولدينا عملية عرض تلقائية داخل هذا الجهاز. ما يمكنك رؤيته هنا هو شريحة خلية مصبوبة مع الأجزاء المصبوبة ، ورقيحتين خلويتين وطبقة متبقية نموذجية ، والتي تنتج عن عملية التسخين والنقل. بعد الخطوات الساخنة والحافلات ، يجب أن تكون الطبقة المتبقية من الأجزاء رقيقة وإزالتها تماما في النهاية.

لذلك ، يتم قطع الأجزاء ، وأجزاء القالب ، ثم تجميدها على لوحة التثبيت هذه. بعد التركيب ، نقوم بطحن الطبقة المتبقية إلى سمك معين للجزء بحيث يتم فتح شبكة البنية المجهرية من الخلف. أثناء عملية الطحن ، يتم تثبيت جدران الحاوية الصغيرة بالماء المجمد.

أخيرا ، نحصل على شريحتين خلويتين مصبوبين مع شبكات قائمة بذاتها من حاويات MicroCon المفتوحة على كلا الجانبين في الأعلى ، وفي الأسفل نحن نربط. ثم بعد عملية الطحن ، يتم وضع غشاء مسامي في الجزء الخلفي من مصفوفات حاويات MicroCon المفتوحة هذه. نحن نربط غشاء بولي كربونات مثقوب متاح تجاريا بالجزء الخلفي من سفينة الخلية المفتوحة للحصول على مصفوفات حاويات صغيرة يسهل اختراقها.

لهذا الغرض، نقوم بإدخال أغشية رقيقة من حواف الجنزير البوليمرية في هذه الغرفة. يبلغ سمك الأغشية حوالي 10 ميكرون، ثم نضع شريحة الخلية فوق هذه الأغشية. ثم نغلق هذا التجويف ، وفي الخطوة الأولى يتم إخلاء الغرفة.

ثم نقوم بحقن مذيب مبخر لحل سطح البوليمر، ومن خلال تطبيق القوة على هذا المكدس، يتم ربط الغشاء بسفينة الخلية. في الخطوة الأخيرة ، يتم تصنيف الغرفة ونخرج سفينة الخلية النهائية. لقد طورنا مؤخرا تقنية تصنيع جديدة للسيتشي بناء على عملية التشكيل الحراري ، وهي تتكيف مع المقياس الدقيق ، وبالتالي أطلقنا عليها اسم التشكيل الحراري الدقيق.

لتصنيع سيتشي مسامي ، نستخدم polyfils التي تم تشعيعها بأيونات ثقيلة متسارعة. يتم ذلك في شركة مع الحالة في Unilog في ، وتنتج هذه الأيونات الثقيلة مسارات لاتينية في بولي الفيلم عن طريق اختراق فيلم البوليمر بالكامل. وأثناء عملية التشكيل الحراري ، يتم الحفاظ على هذه المسارات اللاتينية وإنتاج هذه المسام.

ثم بعد عملية التشكيل حيث حفر هذه المسارات اللاتينية إلى المسام بحجم محدد. هنا يمكنك أن ترى على الجانب الأيمن الجهاز المعدل. آلة نقش ساخنة تتكيف مع عملية الحفر الحرارية الدقيقة.

تتكون الأداة بشكل أساسي من ثلاثة أجزاء ، لوحة علوية ولوحة منخفضة. يحتفظون بموصلات لضغط الغاز والإخلاء ، ويوجد جزء ثالث هنا مثل السقف. في الخطوة الأولى، نضع شكل رقيق من الأغشية يتراوح بين 50 إلى مائة ميكرون وسمك.

ثم نغلق الأداة والخطوة الثانية. تم إخلاء الغرفة التي بنيت بهاتين اللوحتين والسقف. بعد الإخلاء، يتم ضغط طبقة البوليمر بين هاتين الصفيحتين، ثم نقوم بتسخينها لتكوين درجة الحرارة. تشكيل.

درجة الحرارة هنا في نطاق درجة حرارة التزجج ، مما يعني أن البوليمر لا يذوب ، ولكن لدينا بوليمر في حالة مرنة whi أو في حالة مطاطية مطاطية. في خطوة لاحقة ، ثم نطبق ضغط الغاز. نحن هنا نستخدم النيتروجين كغاز ، وبواسطة هذا الغاز ، يتم بعد ذلك شد فيلم البوليمر المرن المطاطي إلى القوالب الدقيقة التي تم إخلاؤها مسبقا.

بعد خطوة التشكيل هذه ، يتم تبريد الأداة بأكملها وفتح الأداة. أخيرا ، يتم بعد ذلك إزالة رغوة البوليمر المجهرية يدويا. تتمثل ميزة هذه العملية الجديدة في أنه يمكن تقليل عدد خطوات العملية بشكل كبير مقارنة بعملية التشكيل بالحقن الدقيقة القياسية أو عملية النقش الساخن.

بعد التشكيل الحراري لأغشية البوليمر المكوية الثقيلة ، نقوم بحفر هذه المسارات اللاتينية بشكل انتقائي على المسام ذات الحجم المحدد. لهذا ، نستخدم مكبر صوت زجاجي بسيط ، ومع المسارات اللاتينية محفورة بهيدروكسيد الصوديوم ، ويتم توجيهها برفق وتسخينها حتى درجة حرارة 60 درجة تقريبا. تستغرق عملية القش حوالي ساعة إلى عدة ساعات وللحصول على مسام بحجم مسام مختلف.

هنا لدينا الآن المنتجان النهائيان ، رقاقة الخلية الساخنة والمسورة مع غشاء المسام الدقيقة على الجزء الخلفي من شريحة الخلية المصبوبة. وهنا في يدي اليسرى شريحة الخلية المرنة ذات الجدران الرقيقة المشكلة بالحرارة. وقبل أن نستخدمها في زراعة الخلايا ، يتم تنظيفها وتعقيمها عن طريق تشعيع الصمغ.