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La capacidad de las superficies injertados con PEG para mostrar ligandos bioquímicos covalentemente unidos, manteniendo al mismo tiempo inherentes propiedades no-fouling ellos una opción ideal para entornos de ingeniería de microescala personalizados sobre sustratos de cultivo 1,2,3 hacer. Las interacciones bioespecíficas mediados por ligando conjugado de PEG cepillos permite el análisis reduccionista de los efectos de señales bioquímicas que se encuentran dentro del complejo en microambientes de tejido in vivo en fenotipos de células individuales. Además, las químicas "clic" bio-ortogonales se pueden utilizar para facilitar la inmovilización de ligandos direccional de modo que se presentan en conformaciones nativas 4-6. Por lo tanto, el patrón espacial microescala de PEG cepillos es una herramienta versátil para crear diseñador en nichos vitro para investigar la señalización celular inducida por señales bioquímicas inmovilizados 6,7.
Un método común para la generación de patrones espaciales de cu bioquímicaES conlleva sustratos recubiertas de oro (μCP) de impresión por microcontacto con patrones de PEG alcanotioles conjugados. Entonces, las monocapas auto-ensambladas (SAMs) micropatterned de alcanotioles ylated-PEG restringe la adsorción física de las moléculas bioquímicas, por ejemplo, proteínas, sólo para regiones no modelada del sustrato 8,9. Sin embargo, las SAMs generados por esta técnica son sensibles a la oxidación en medios de cultivo celular a largo plazo. Por lo tanto, μCP'd alcanotiol SAMs son a menudo más injerta con cepillos de polímero de PEG mediante transferencia atómica iniciada por superficie polimerización radical (SI-ATRP) para aumentar la estabilidad 10 no ensuciamiento de la región. Específicamente, μCP del iniciador de polimerización alcanotiol, bromoisobutirato ω-meraptoundecyl, sobre superficies recubiertas de oro seguido por SI-ATRP de poli (etilenglicol) metacrilato de metilo éter (PEGMEMA) monómeros genera superficies con microestructurada a largo plazo, estable, y no ensuciamiento PEG cepillos. Además, estos son capaces de ser modificados aún más para presentar restos diversa químicos 11.
Aprovechando esta propiedad, Sha et. al. desarrollado un método para diseñar sustratos de cultivo con cepillos PEGMEMA multicomponentes que presentan ortogonales químicas "clic". En este método, que utilizan una serie de pasos μCP / SI-ATRP intercalados con azida de sodio secuencial, etanolamina, y propargilamina sustituciones nucleófilas para crear sustratos de cultivo a microescala que presentan patrones de múltiples ligandos inmovilizados 6. Mientras que el potencial del uso de tales químicos en conjunción con μCP manual para diseñar nuevos sustratos de cultivo es inmenso, que está limitado por la precisión y la exactitud con la que múltiples pasos μCP se pueden alinear en un único sustrato. Un alto nivel de precisión y exactitud estaría obligado a fabricar de forma reproducible complejo en nichos in vitro utilizando estas técnicas versátiles.
e_content "> Para hacer frente a esta limitación, se han generado varios sistemas automatizados μCP y semi-automatizado. Chakra
et. al. desarrollado un sistema en el que μCP sellos personalizados se colocan en un sistema ferroviario y ponen en contacto conforme con diapositivas recubiertas de oro que utilizan un accionador neumático controlado por ordenador. Sin embargo, este método requiere la fabricación precisa de sello diseños personalizados e informa de una precisión de 10 micras con ningún informe de la precisión alcanzada cuando se realizan múltiples pasos μCP
12. Más recientemente, un método que utiliza un sistema de acoplamiento cinemático integrada precisión reportada por debajo de 1 m utilizando un único patrón, pero no fueron capaces de alinear con precisión múltiples patrones debido a la falta de un control preciso de las características sello de molde para moldear
13. Además, ambos de los métodos anteriores requieren el sustrato para permanecer fijo entre los pasos de modelado , lo que limita significativamente la diversidad de químicas de modificación de la superficie que pueden serutilizado. A continuación, describimos un sistema R-μCP automatizado capaz de alineamiento exacto y preciso de múltiples pasos μCP al tiempo que permite la máxima flexibilidad en el diseño del sello y de la fabricación. Además, los sustratos estructurados pueden eliminarse repetidamente desde el sistema entre estampados, permitiendo así el uso de diversas composiciones químicas de modificación de sustrato, incluyendo las sustituciones nucleófilas secuenciales. Sustratos de ingeniería uso de tales químicos han sido utilizados para el cultivo celular previamente por tanto nos
6,14 7 y otros. Por lo tanto, hemos fusionado R-μCP y reacciones de sustitución nucleófila secuenciales para desarrollar un método para la fabricación escalable de sustratos de cultivo con señales bioquímicas complejas y micropatterned.