Microfabricación de chip del tamaño de andamios para el cultivo de células en tres dimensiones

Hola, mi nombre es Stefan Re.Estoy trabajando en el Instituto de Interfaces Biológicas y en el siguiente artículo verás el proceso de fabricación de un andamio micro estructurado llamado barco, y estamos utilizando dos métodos diferentes para producir estos chips. Actualmente un proceso de estampado de corazón combinado con ciertos procesos posteriores y un proceso de formación microtérmica, que se desarrolló recientemente aquí en el centro de investigación llamado Squi, Y ahora estamos en una carpa de sala limpia y lo que pueden ver aquí en el lado derecho es una típica máquina de boxeo calentada al vacío, y estamos utilizando este equipo para la fabricación del chip de celda microestructurado. En primer lugar, vamos a introducir un modo microestructurado.

Esto está montado aquí en una placa de este tipo, y puedes ver aquí dos moldes. Este molde se fabrica mediante micro mecanizado y está hecho de aliento. Ahora estoy montando el molde de microestructura en la máquina.

Para el proceso de hotboxing, estamos usando placas de polímero como esta aquí, y por lo general estamos usando policarbonato o PMA para la producción del chip de celda. Ahora estamos insertando la placa de polímero en la máquina en el centro de la placa, cerrando la herramienta. Después de cerrar la máquina, se evacua la cámara, luego se coloca el molde de poste, o toda la herramienta se calienta hasta la temperatura de formación, y luego el polímero caliente se presiona en el molde con la microestructura.

Luego, después de este procedimiento de moldeo, todo el molde se enfría y tenemos un proceso de demostración automático dentro de esta máquina. Lo que se puede ver aquí es un chip de celda moldeado con las piezas moldeadas, dos chips de celda y una capa residual típica, que resulta del proceso de caliente y busing. Después de los pasos en caliente y en autobús, la capa residual de las piezas debe diluirse y finalmente eliminarse por completo.

Entonces, para esto, las piezas se recortan, las piezas del molde y luego se congelan en esta placa de montaje. Después del montaje, fresamos la capa residual hasta un cierto grosor de la pieza para que la rejilla de la microestructura se abra en la parte posterior. Durante el proceso de molienda, las paredes de los microcontenedores se estabilizan con agua congelada.

Finalmente, obtenemos dos chips de celda moldeados con rejillas independientes de contenedores MicroCon que están abiertos en ambos lados en la parte superior y en la parte inferior estamos uniendo. Luego, después del proceso de molienda, se coloca una membrana porosa en la parte posterior de estas matrices de contenedores MicroCon abiertas. Estamos uniendo una membrana de policarbonato perforada disponible comercialmente a la parte trasera del barco de celda abierta para obtener matrices de contenedores microporosos.

Para ello, estamos insertando membranas finas de polímero en esta cámara. Las membranas están en un rango de grosor de aproximadamente 10 micras, y luego colocamos el chip celular encima de estas membranas. Cerramos entonces esta cavidad, y en el primer paso se evacua la cámara.

Luego inyectamos solvente vaporizado para resolver la superficie del polímero y, al aplicar fuerza a esta pila, la membrana se une a la nave celular. En el paso final, se califica la cámara y sacamos la nave celular finalizada. Recientemente hemos desarrollado una nueva técnica de fabricación para el sechi basada en un proceso de termoformado, y está adaptada a la microescala y por eso la llamamos micro termoformado.

Para la fabricación de un sechi poroso, estamos utilizando polifilos que fueron irradiados con iones pesados acelerados. Esto se hace en una corporación con el estuche en el Unilog, y estos iones pesados están produciendo pistas latinas en el poli de la película al penetrar completamente a través de la película de polímero. Y durante el proceso de termoformado, estas pistas latinas se conservan y producen estos poros.

Luego, después del proceso de formación, se graban estas pistas latinas a los poros con un tamaño definido. Aquí puedes ver en el lado derecho La máquina adaptada. Una máquina de estampado en caliente adaptada para este proceso de estampado microtérmico.

La herramienta consta principalmente de tres partes, una placa superior y una placa inferior. Se mantienen con conectores para la presión del gas y la evacuación, y aquí está una tercera parte como el techo. En el primer paso, colocamos una forma delgada de película en el rango de aproximadamente 50 a cien micras y grosor.

Luego cerramos la herramienta y un segundo paso. La cámara construida por estas dos placas y el techo es evacuada. Después de la evacuación, la película de polímero se presiona entre esas dos placas y luego la calentamos hasta la temperatura de formación. Formando.

La temperatura aquí está en el rango de la temperatura de transición vítrea, lo que significa que el polímero no se funde, pero tenemos un polímero en un estado elástico de whi o en un estado elástico de caucho. En un paso posterior, luego aplicamos una presión de gas. Aquí estamos utilizando nitrógeno como gas, y por este gas, la película de polímero elástico de caucho se estira en los micromoldes previamente evacuados.

Después de este paso de formación, toda la herramienta se enfría y se abre. Finalmente, la espuma polimérica de la microestructura se desmolda manualmente. La ventaja de este nuevo proceso es que el número de pasos del proceso se puede reducir drásticamente en comparación con el proceso estándar de moldeo por microinyección o el proceso de estampado en caliente.

Después del termoformado de las películas de polímero planchado pesado, estamos grabando estas pistas latinas selectivamente en poros con un tamaño definido. Para esto, estamos usando una simple configuración de altavoces de vidrio, y con las pistas latinas están grabadas con hidróxido de sodio, se dirigen suavemente y se calientan a una temperatura de aproximadamente 60 grados. El procedimiento de techado de paja dura aproximadamente de una a varias horas y para obtener poros con un tamaño de poro diferente.

Aquí tenemos ahora los dos productos terminados, el chip de célula caliente y busado con la membrana de microporos en la parte posterior del chip de célula moldeado. Y aquí, en mi mano izquierda, el chip de celda flexible termoformado de pared delgada. Y antes de usarlos en cultivo celular, se limpian y esterilizan mediante irradiación de gomas.