El comportamiento de las células adherentes que se mueven hacia un ánodo o cátodo bajo una corriente de campo eléctrico directo (dcEF) se conoce como electrotaxis. El comportamiento electrotactic de las células juega un papel importante en la embriogénesis, la regeneración del nervio, y la curación de la herida. 1 Las células tumorales tales como células de cáncer de próstata de rata, células de cáncer de mama 2, 3 y pulmonares células de adenocarcinoma 4-8 han demostrado movimiento electrotactic bajo una dcEF aplicado . El EF fisiológica se ha medido en tejidos de la glándula. 9,10 electrotaxis También se ha informado en las células tumor de la glándula asociada a 2,3. Tomados en conjunto, los electrotaxis de células de cáncer se considera que es un factor de metástasis. 11 El control de la orientación eléctrica de las células cancerosas en virtud de dcEF puede ser un enfoque potencial para el tratamiento futuro de cáncer. Sin embargo, hoy en día, el mecanismo molecular detallado de electrotaxis sigue siendo controvertido. Por lo tanto, una investigación de la influence de la estimulación eléctrica sobre la migración de células de cáncer puede facilitar el desarrollo de estrategias para el tratamiento del cáncer.
Recientemente, los dispositivos bio-microfluidos se han fabricado para el estudio de las respuestas celulares a fluir la fuerza de corte, 12 gradientes químicos, 13 y eléctrica estímulos 4 in vitro. La fabricación de dispositivos de microfluidos utilizando bio-polidimetilsiloxano (PDMS) o polimetilmetacrilato (PMMA, también conocido como acrílico) ha reducido con éxito la tasa de fracaso de tales experimentos. Por otra parte, el uso de dispositivos de microfluidos de base acrílica como un prototipo para la investigación de temas biológicos es más simple que el uso de chips de PDMS. Varias funciones en los dispositivos de base acrílica se han desarrollado para electrotaxis estudio. Sin embargo, ninguno de los diseños anteriores son capaces de probar simultáneamente los efectos de varias condiciones químicas y el campo eléctrico en las células para electrotaxis estudio. Por lo tanto, hemos desarrollado un dispositivo de microfluidos-multichannel doble de campo eléctrico (MDF) cuatro canales de cultivo independientes y ocho condiciones experimentales diferentes en un chip que contiene chips.
El chip de MDF de base acrílica, primero reportada por Hou et al., 8 integra la estimulación eléctrica y varios canales aislados químicamente. Estos canales aislados químicamente se pueden utilizar para la cultura diferentes tipos de células en un experimento. El dcEF en los canales es producida por una fuente de alimentación eléctrica. Dos campos eléctricos independientes, uno con la fuerza aplicada de campo eléctrico (EFS) y otro con 0 EFS, se llevan a cabo en cada canal aislado químicamente. De esta manera, el chip proporciona EF coexistente mejor controlado y la estimulación química. Además, los resultados de la simulación numérica de la difusión química dentro del chip MDF indican que no se produjo la contaminación cruzada entre los canales después de un periodo experimental de 24 hr. 8
En comparación con el Device reportado por Li et al., 14 el chip MDF proporciona un área de cultivo a mayor, lo que permite para su posterior análisis bioquímico de las células estimuladas eléctricamente. Además, con área de observación más grande del chip MDF, más células pueden ser observados en la prueba, por lo que el análisis de la velocidad de migración o direccionalidad de las células estimuladas eléctricamente es más preciso. Los diseños de chips de un solo canal de estudios previos reportados por Huang et al. 4 y Tsai et al. 15 sólo permiten un tipo de célula o químico a ensayar. Sin embargo, el chip MDF puede utilizarse para investigar los efectos de diversos productos químicos en electrotaxis, así como los efectos de la estimulación eléctrica en diferentes tipos de células. En otras palabras, el chip MDF permite el estudio de dosis eficaz de dependencias químicas.