Eine gekoppelte Wulst und Magnet-Array zum Formen von Mikroschälchen mit variabler konkave Geometrie

Das übergeordnete Ziel dieser Methode ist die Herstellung von konkaven sphärischen Mikrowells unter Verwendung von magnetkraftunterstützten, selbstsichernden Metallkügelchen. Hallo, mein Name ist Gi Hun Lee und ich bin Lehrassistent an der Chung-Ang Universität. Was wir in unserem Labor interessiert, ist die Herstellung verschiedener Geräte und Plattformen im Mikromaßstab, um unsere Studien zur Entwicklung eines Bioinstruments, ihrer Kultur und neuartiger Mikrostrukturen zu verbessern.

Eines unserer Forschungsinteressen ist die Entwicklung neuartiger Mikrobauelemente und Methoden, um dies in einer dreidimensionalen Umgebung zu ermöglichen. Wir nennen das Kultur. Die Kultur ist sehr nützlich, um die dreidimensionale Reaktion zu verstehen, da sie dem tatsächlichen Gewebe ähnlicher ist als die herkömmliche zweidimensionale planare Kultur.

Es wurden verschiedene Verfahren zur Herstellung von Aufstrichen versucht, z. B. in einem Kolben oder Röhrchen, in einem Trommelnetz und in der Mikrowelle. Unter diesen Methoden ist die konkave Mikromethode ein sehr leistungsfähiges Werkzeug, um drei D-Produkte herzustellen. Jede Tonhöhe der Mikroware ist jede Überwachung und die Möglichkeit, sphärische Größen und Verteilung zu steuern.

Hier schlagen wir unsere Methode zur Herstellung von konkaven Mikrowaren mit einer Perle und einer Anordnung kleiner Magnete vor. Mit dieser Technik können 100 konkave Mikrowaren durch einen Mechanismus der Magnetkraft hergestellt werden, der stille Perlen unterstützt. Die Augmentationen sind in jeder Konkave in unterschiedlichem Prozess und es gibt keine wiederkehrenden Proposition-Skalen.

Zu Beginn wurden 230 x 30 Aluminiumplatten mit Durchgangslochanordnung mit einem CNC-Rotationsgravierer hergestellt. An den Stellen befindet sich eine Führungsrolle für die Perlen, wie in den folgenden Abschnitten gezeigt wird. Der mit Bohrern unterschiedlicher Durchmesser gebohrte Platzhalter und die Platte mit dem kleineren Loch wurden unten platziert.

Die äußeren Ecken sind ebenfalls gebohrt, um die Platten auszurichten. Die beiden Platten werden dann ausgerichtet, gestapelt und miteinander verriegelt, indem N drei Schrauben in die Kalklöcher gesteckt und mit Muttern befestigt werden. Wie bereits erwähnt, ist es für den Hersteller wichtig, die Platte mit einem kleineren Loch an der Unterseite zu platzieren, damit die Perlen in den Führungsmulden befestigt werden können.

Der nächste Schritt ist die Vorbereitung eines 30 x 30 großen Arrays von Neodym-Magneten. Wir beginnen damit, die Magnete manuell zu isolieren und sie in einem zwei mal zwei Array anzuordnen. Dann richten wir sie mit einer Pinzette zu einem größeren Array aus.

Um ein richtiges Magnetarray herzustellen, muss jeder Magnet die entgegengesetzte Polarität zu seinem Nachbarn haben. Um ein Brechen oder Streuen des Arrays zu verhindern, wird außerdem eine Aluminiumplatte mit doppelseitigem Klebeband an der Unterseite des Magnetarrays befestigt. Jetzt sind wir bereit, jedes Stück, das wir hergestellt haben, in eine Mikrowell-Form zusammenzubauen.

Das Magnetarray wird vorsichtig mit gewöhnlichem Klebeband an der Bodenplatte befestigt. Es ist wichtig, dass das Magnetarray mit den Magneten nach unten befestigt wird. Nachdem die Aluminiumplatte und das Magnetarray ordnungsgemäß geordnet wurden, werden Stahlperlen auf die Plattenbaugruppe gelegt.

Die in unserem Papier verwendeten Perlen sind SUJ zwei Stahlperlen mit einem Durchmesser von 600 Mikrometern. Unser Ausrichtungsprozess ist sehr einfach. Wir gießen eine ausreichende Anzahl von Perlen auf die Montage und kratzen sie mit einer Acrylplatte ab.

Der Magnet an der Unterseite fängt die Perlen ein, die in die Löcher der Aluminiumplatte gelangen, und die überschüssigen Perlen, die sich nicht in den Löchern festgesetzt haben, werden während des Schabevorgangs entfernt. Die überschüssigen Kügelchen werden mit einem weiteren Magneten entfernt. Wenn die Perlen richtig in den Führungsschächten stecken sind, fahren wir mit dem Entfernen der oberen Platte fort.

Während dieses Prozesses gibt es einige Fälle, in denen die Kügelchen herausfallen und sich verschieben. Führen Sie in diesem Fall die Perle mit einer Pinzette manuell wieder in das Loch ein. Jetzt ist die konkave Micro-Well-Form fertig.

Bewege die Plattform zu einer anderen Petrischale und bereite dich auf den nächsten Schritt vor. Wir bereiten PDMS nach den Anweisungen des Herstellers vor, indem wir PDMS-Monomer und das Härter im Verhältnis 10 zu eins mischen. Um die in der PDMS-Mischung eingeschlossenen Luftblasen zu entfernen, entgasen wir die Mischung, indem wir sie etwa eine Stunde lang in einen Exsikkator legen.

Wenn dies erledigt ist, nehmen wir das entgaste PDMS-Gemisch und gießen es auf die konkave Mikrotopfform und entgasen es wieder. Dann backen wir die PDMS-Mischung auf einer heißen Platte bei 80 Grad Celsius zwei Stunden lang, um eine durchtränkte eingebettete PDMS-Unterschale zu bilden. Der nächste Prozess muss mit großer Sorgfalt durchgeführt werden.

Um den Entnahmeprozess zu erleichtern, wird Methanol auf die Unterschale gegossen und die periphere PDMS-Unterschale nacheinander entfernt. Es ist zu beachten, dass der Hersteller darauf achten sollte, dass das Methanol gut in die Zwischenräume eindringt, um eine saubere Entnahme zu gewährleisten. Die PDMS-Unterschale wird dann von der Aluminiumplatte gelöst, es ist einfacher, die Kanten zu schneiden, bevor die Unterschale abgezogen wird.

Zum Schluss entfernen wir die Perlen aus der PDMS-Unterschale. Vor der Entnahme dehnten und flogen wir die Unterschale für einige Zeit, um die Bindungen zwischen den Perlen und der PDMS-Unterschale zu lösen. Das eigentliche Entfernen der Kügelchen ist sehr einfach und kann mit Hilfe eines großen Magneten erfolgen.

Die Herstellung der konkaven Mikrovertiefungen ist abgeschlossen und die Mikrovertiefungen sind bereit für die Zellkultur. Um zu testen, ob unsere PDMS-Plattform für die Kultivierung von Zellen geeignet ist, haben wir die folgenden Verfahren durchgeführt. Zuerst verwendeten wir einen Biopsiestanzer mit einem Durchmesser von 14 Millimetern, um das konkave PDMS-Subtray mit Mikrowell-Muster zu schneiden.

Nach dem Sterilisieren des PDMS-Subtrays legen wir es in eine 24-Well-Platte. Anschließend beschichten wir das gesamte PDMS-Subtray über Nacht mit einer vierprozentigen pluronischen F-127-Lösung, um zu verhindern, dass Zellen an der Mikrowell-Oberfläche haften. Während des Beschichtungsprozesses sollten alle in den Mikrowells eingeschlossenen Luftblasen entweder durch Pipettieren oder mit einem Ultraschallreiniger entfernt werden.

Nachdem wir sichergestellt haben, dass keine Luftblasen mehr vorhanden sind, säen wir einen Milliliter Zellmediumlösung, die etwa zwei Millionen Zellen enthält, auf das PDMS-Subtray. Als nächstes aspirieren Sie das Medium mit einer 1000-Mikroliter-Pipette, um alle überschüssigen Zellen zu entfernen, die nicht in den Mikrovertiefungen eingeschlossen waren, und alles ist bereit, damit die Zellen in den Inkubator gelangen. Eine konvexe Form im Mikrotopf-Muster wurde erfolgreich hergestellt, kommerzielle Stahlperlen wurden in der 30 x 30 Durchgangslochanordnung gefangen

Die Perlen wurden ohne Gas zwischen den Perlen und den entsprechenden Durchgangslöchern fest gehalten. Die Form der hergestellten konkaven Mikrovertiefung ist konkav halbkugelförmig mit einem Durchmesser von 600 Mikrometern, was der der Stahlraupe entspricht. Ein Querschnitt durch eine konkave Mikrovertiefung zeigt, dass der Abstand zur benachbarten Mikrovertiefung einen Millimeter betrug, was dem der Durchgangslöcher entsprach.

Aus Fett gewonnene Stammzellen wurden in den konkaven Mikrovertiefungen kultiviert. Wir haben zwei Millionen Zellen auf das konkave Micro-Well-Array mit einem Durchmesser von 14 Millimetern ausgesät. Nach 24 Stunden hatten sich die Zellen zu Sphäroiden zusammengeschlossen.

Der durchschnittliche Durchmesser der in einem Mikro-Well-Array gebildeten Sphäroide betrug 185,68 Mikrometer. Am dritten Tag waren die Zellen stärker aggregiert, aber der durchschnittliche Durchmesser der Sphäroide fiel auf 147 Mikrometer. Nach diesem Verfahren können 100 konkave sphärische Mikrovertiefungen in unserer kostengünstigen und relativ einfachen Methode hergestellt werden.