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La capacité des surfaces PEG greffées à afficher ligands biochimiques liés de manière covalente tout en maintenant les propriétés inhérentes non-fouling font un choix idéal pour les environnements à micro-ingénierie personnalisés sur des substrats de culture 1,2,3. Les interactions biospécifiques à médiation par un ligand conjugué PEG permet de brosses analyse réductrice des effets des signaux biochimiques qui se trouvent dans des micro-environnements complexes dans des tissus in vivo sur des phénotypes cellulaires individuelles. En outre, la chimie bio-orthogonal «clic» peut être utilisé pour faciliter l'immobilisation de ligands directionnel de sorte qu'ils sont présentés dans les conformations natives 6.4. Ainsi, la structuration spatiale microscopique de PEG brosses est un outil polyvalent pour créer concepteur dans des niches in vitro pour étudier la signalisation cellulaire induite par 6,7 signaux biochimiques immobilisés.
Une méthode courante pour générer des motifs spatiaux de cu biochimiquees entraîne l'impression par microcontact (uCP) substrats d'or revêtu avec des motifs de PEG alcanethiols conjugués. Ensuite, les monocouches microélectrodes auto-assemblées (SAM) d'alcane-thiols de PEG-ylated restreint adsorption physique des molécules biochimiques, par exemple, des protéines, uniquement à des régions non-motif du substrat 8,9. Cependant, les SAM générés par cette technique sont sensibles à l'oxydation à long terme des milieux de culture cellulaire. Ainsi, μCP'd alkanethiol SAM sont souvent plus greffé avec brosses de polymères de PEG par transfert d'atomes de surface initié polymérisation radicalaire (SI-ATRP) pour augmenter la stabilité non-fouling 10 de la région. Plus précisément, uCP de l'initiateur de polymérisation alcanethiol, ω-meraptoundecyl bromoisobutyrate, sur des surfaces revêtues d'or, suivie par SI-ATRP de poly (éthylène glycol) méthyl méthacrylate de l'éther (PEGMEMA) monomères génère des surfaces ayant une longue durée microélectrodes, stable et non encrassement PEG brosses. En outre, ceux-ci sont susceptibles d'être davantage modifiée pour présenter des fractions chimiques divers 11.
Profitant de cette propriété, et Sha. al. développé une méthode pour concevoir des substrats de culture avec des brosses de PEGMEMA plusieurs composants chimiques présentant orthogonales "clic". Dans ce procédé, on utilise une série d'étapes uCP / SI-ATRP intercalées avec de l'azoture de sodium séquentiel, l'éthanolamine, la propargylamine et substitutions nucléophiles pour créer des substrats de culture présentant des motifs micrométriques de plusieurs ligands immobilisés 6. Bien que la possibilité d'utiliser de telles compositions chimiques, en liaison avec uCP manuel pour concevoir de nouveaux substrats de culture est immense, elle est limitée par la précision et l'exactitude avec laquelle de multiples étapes de uCP peuvent être alignés sur un même substrat. Un niveau élevé de précision et d'exactitude serait nécessaire à la fabrication reproductible complexe dans des niches in vitro utilisant ces techniques polyvalents.
e_content "> Pour remédier à cette limitation, plusieurs systèmes de uCP automatiques et semi-automatiques ont été générés. Chakra
et. al. développé un système uCP dans laquelle timbres personnalisés sont placés sur un système de rail et mis en contact conforme avec lames d'or revêtue par un vérin pneumatique commandé par ordinateur. Cependant, cette méthode nécessite la fabrication précise des motifs de timbres personnalisés et signale une précision de 10 um sans rapport de la précision obtenue lors de l'exécution multiple uCP étapes
12. Plus récemment, une méthode utilisant un système intégré de couplage cinématique précision indiquée au-dessous de 1 um en utilisant un modèle unique, mais ont été incapables d'aligner avec précision plusieurs motifs en raison d'un manque de contrôle précis des caractéristiques de timbre de moule pour mouler
13. En outre, les deux procédés antérieurs exigent le substrat reste fixe entre les étapes de mise en forme , ce qui limite considérablement la diversité des compositions chimiques de modification de surface qui peuvent êtreutilisé. Ici, nous décrivons un système R-uCP automatisé capable d'alignement exacte et précise de plusieurs étapes de uCP tout en permettant une flexibilité maximale dans la conception et la fabrication timbre. En outre, les substrats peuvent être retirés à motifs à plusieurs reprises à partir de pièces estampées entre le système, ce qui permet l'utilisation de diverses compositions chimiques de modification du substrat, y compris les substitutions nucléophiles séquentielles. L'utilisation de tels substrats modifiés chimiques ont été utilisées pour la culture de cellules préalablement à la fois par nous et d'autres
6,14 7. Par conséquent, nous avons fusionné R-uCP et des réactions de substitution nucléophiles séquentielles de développer un procédé de fabrication évolutive de substrats de culture avec des indices biochimiques complexes et microélectrodes.