$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
הבנת מנגנונים המכתיבים את הידבקות תא ודפוסים על חומרים סינטטיים היא חשובה עבור יישומים כגון הנדסת רקמות, גילוי תרופות, וייצור של biosensors 1-3. טכניקות רבות זמינות ומתפתח, כל ניצול של הגורמים ביולוגיים, כימיים ופיזיים עצום המשפיעים על הידבקות תא.
כאן אנו מתארים טכניקת תא דפוסים אשר מנצלת תהליכים פותחו בתחילה למטרות ייצור המיקרואלקטרוניקה. ככזה, הפלטפורמה היא ממוקם היטב על מנת לאפשר אינטגרציה במורד הזרם של טכנולוגיות מיקרואלקטרוניקה, כגון MEAs, לתוך פלטפורמת הדפוסים.
הממשק בין קרום תא וחומרים סמוכים הוא דו כיווני ומורכב. בvivo, חלבונים תאיים מטריקס יספק מבנה וכוח והשפעה על התנהגות תא באמצעות אינטראקציות עם רצפטורים הידבקות תא. בדומה לכך, תאים בvitro אינטראקציה עם מצעים סינטטיים באמצעות שכבות נספגו של חלבונים 4 תוך השפעות פיסיקלי כימיות גם לווסת את ההידבקות. לדוגמא, משטח פולימרים יכול להיות מוצג יותר "רטיבים" (הידרופילי) על ידי יונים או הקרנת אור אולטרה סגול, או תחריט על ידי טיפול עם 5 חומצה או הידרוקסיד. שיטות שהוקמו לדפוסי תא לנצל את אלה ומתווכי הידבקות תא אחרים. דוגמאות כוללות הזרקת דיו מדפיסה 6, microcontact ביול 7, חוסר תנועה פיזית 8, מיקרופלואידיקה 9, בזמן אמת מניפולציה 10, ודפוסים סלקטיבית מולקולריים הרכבה (SMAP) 11. לכל אחד יש יתרונות ומגבלות מסוימים. נהג מפתח בעבודה שלנו, לעומת זאת, הוא לשלב את הדפוסים תא עם מערכות מיקרו (MEMS).
MEMS מתייחס למכשירים מכאניים קטנים מאוד מונעים על ידי חשמל. זה חופף לשווה הערך בקנה מידה ננומטרי, nanoelectromechמערכות anical. מושג זה הפך למעשי רק כאשר אסטרטגיות של מוליכים למחצה אפשרו ייצור להתקיים במידה הזעירה. טכניקות microfabrication פותחו במקור עבור מוליכים למחצה ואלקטרוניקה בטעות נמצאו מועילות לשימושים אחרים כגון אלקטרופיזיולוגיה הסלולרית, למשל. מטרה במורד הזרם מרכזית היא לשלב טכנולוגיות מיקרואלקטרוניקה כזה עם תהליך באיכות גבוהה דפוסים תא (להרכיב מכשיר BIOMEMS). כמה טכניקות תא דפוסים קיימות ואחרת אמינות ומעשיות אינן מתיישבות עם הרעיון הזה. לדוגמא, יישור מדויק של כל המיקרואלקטרוניקה או biosensors מוטבעים הוא יסוד ליעילות שלהם, אבל קשה מאוד להשיג באמצעות טכניקה כמו רקיעת microcontact.
כדי לעקוף בעיה זו, אנו עובדים על פלטפורמת דפוסים מבוססת 2 SiO המשתמשת מודפס photolithographically parylene-C. Photolithography כרוך העברה של תכונות גיאומטריים שלמסכה למצע באמצעות תאורת UV. מסכה מיועדת באמצעות תכנית תכנון בעזרת מחשב מתאים. על צלחת זכוכית, שכבה דקה של כרום לא שקוף מייצגת את הדגם הגיאומטרי הרצוי (ברזולוציה תכונה של 1-2 מ"מ אפשרית). המצע להיות בדוגמת מצופה בשכבה דקה של photoresist (פולימר UV רגיש). מצופה הפולימר אז מיושר והביא במגע קרוב עם המסכה. מקור UV מיושם כך שאזורים לא מוגנים הם מוקרנים ולכן הופכים מסיסים ונשלפים בשלב ההתפתחות הבא, ומשאיר ייצוג parylene-C של דפוס המסכה שמאחורי. תהליך זה מקורו בפיתוח של התקני מוליכים למחצה. ככזה, פרוסות סיליקון משמשות לעתים קרובות כמצע. בתצהיר photolithographic של parylene-C ב SiO 2 הוא ומכאן תהליך פשוט ואמין כי באופן שיגרתי מתקיים במתקני חדר נקי המיקרואלקטרוניקה.
בעוד parylene ישכמה מאפייני bioengineering רצויים (אינרטי מבחינה כימית, שאינו פריק ביולוגי), גורם המגביל את שימושה הישיר בדפוסי תא הוא הדביקות שלה עני מולד התא, המיוחסת בחלקו להידרופוביות הקיצונית שלה. עם זאת, parylene-C כבר בעבר בשימוש באופן עקיף לדפוסי תא, למשל כתבנית סלולרית קליפה משם 12,13. גישה זו היא מוגבלת על ידי רזולוציה נמוכה ודורשת שלבים מרובים. התהליך שתואר כאן במקום מנצל צעד לחרוט חומצה, ואחריו דגירה בסרום, על מנת להבטיח שאזורי parylene-C הופכים לתא מודבק, באמצעות שילוב של ירידה בחלבון הידרופוביות וסרום מחייב.
התוצאה הסופית היא מבנה מורכב משני מצעים שונים אשר, לאחר הפעלה ביולוגית, להפגין מאפייני ציטומגלווירוס דבק או ציטומגלווירוס הדוחה בהתאמה וכך מייצג פלטפורמת תיפוף תא יעילה. חשוב לציין, שאין צורך להציג את AG הביולוגיתמציג לתוך מתקן החדר הנקי כניתן לאחסן מצעים בדוגמת הגבלת זמן לפני השימוש (ואז הם מופעלים באמצעות סרום שור העובר או פתרון הפעלה אחר).
פלטפורמת הדפוסים parylene-C/SiO 2 זהו אפוא מועמד טוב לקואליציה עם רכיבי MEMS, כמו תהליכי הייצור כל כך במראה באופן הדוק אלה המשמשים לייצור המיקרואלקטרוניקה.