Name: Piattaforme microfabbricazione per coltura cellulare meccanicamente dinamica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-26T17:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 21 s
Description: Impara a microfabbricare array di microattuatori per stimolare meccanicamente le cellule in colture bidimensionali e tridimensionali. Questo metodo consente di applicare sollecitazioni controllate per studiare la meccanica cellulare.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Noi riconosciamo il sostegno finanziario della scienze naturali e ingegneria Research Council del Canada e del Canadian Institutes of Health Research (CHRPJ 323533-06), la borsa di studio Ontario Graduate programma a CM, ei presidenti canadese Research in Micro e Nano Sistemi Ingegneria di YS, e in Mechanobiology al CAS.

<ol><li>Unger, M. A., Chou, H. P., Thorsen, T., Scherer, A., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monolithic+microfabricated+valves+and+pumps+by+multilayer+soft+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Monolithic microfabricated valves and pumps by multilayer soft lithography.</a> Science. 288, 113-116 (2000).</li>
<li>Schaffer, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Device+for+the+application+of+a+dynamic+biaxially+uniform+and+isotropic+strain+to+a+flexible+cell+culture+membrane%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">Device for the application of a dynamic biaxially uniform and isotropic strain to a flexible cell culture membrane.</a> J Orthop Res. 12, 709-719 (1994).</li>
<li>Jo, B., Lerberghe, L. V. an, Motsegood, K., Beebe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+micro-channel+fabrication+in+polydimethylsiloxane+%28PDMS%29+elastomer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Microelectromechanical+Systems%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional micro-channel fabrication in polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 9, 76-81 (2000).</li>
<li>Moraes, C., Sun, Y., Simmons, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solving+the+shrinkage-induced+PDMS+alignment+registration+issue+in+multilayer+soft+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Micromech.+Microeng%22%5BJournal%5D)">Solving the shrinkage-induced PDMS alignment registration issue in multilayer soft lithography.</a> J. Micromech. Microeng. 19, 065015-065015 (2009).</li>
<li>Haubert, K., Drier, T., Beebe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PDMS+bonding+by+means+of+a+portable%2C+low-cost+corona+system%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system.</a> Lab on a chip. 6, 1548-1549 (2006).</li>
<li>Bongaerts, J., Fourtouni, K., Stokes, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft-tribology%3A+Lubrication+in+compliant+PDMS-PDMS+contact%5BTitle%5D)+AND+%22Tribology+International%22%5BJournal%5D)">Soft-tribology: Lubrication in compliant PDMS-PDMS contact.</a> Tribology International. 40, 1531-1542 (2007).</li>
<li>Moraes, C., Chen, J. H., Sun, Y., Simmons, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfabricated+arrays+for+high-throughput+screening+of+cellular+response+to+cyclic+substrate+deformation%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Microfabricated arrays for high-throughput screening of cellular response to cyclic substrate deformation.</a> Lab on a chip. 10, 227-234 (2010).</li>
<li>Liu, V. A., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+photopatterning+of+hydrogels+containing+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Microdevices%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional photopatterning of hydrogels containing living cells.</a> Biomedical Microdevices. 4, 257-266 (2002).</li>
<li>Hahn, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photolithographic+patterning+of+polyethylene+glycol+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Photolithographic patterning of polyethylene glycol hydrogels.</a> Biomaterials. 27, 2519-2524 (2006).</li>
<li>Moraes, C., Wang, G., Sun, Y., Simmons, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+microfabricated+platform+for+high-throughput+unconfined+compression+of+micropatterned+biomaterial+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">A microfabricated platform for high-throughput unconfined compression of micropatterned biomaterial arrays.</a> Biomaterials. 31, 577-584 (2010).</li>
<li>Wipff, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+covalent+attachment+of+adhesion+molecules+to+silicone+membranes+for+cell+stretching+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The covalent attachment of adhesion molecules to silicone membranes for cell stretching applications.</a> Biomaterials. 30, 1781-1789 (2009).</li>
<li>Moraes, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrating+polyurethane+culture+substrates+into+poly%28dimethylsiloxane%29+microdevices%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Integrating polyurethane culture substrates into poly(dimethylsiloxane) microdevices.</a> Biomaterials. 30, 5241-5250 (2009).</li>
<li>Ifkovits, J. L., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review%3A+photopolymerizable+and+degradable+biomaterials+for+tissue+engineering+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+engineering%22%5BJournal%5D)">Review: photopolymerizable and degradable biomaterials for tissue engineering applications.</a> Tissue engineering. 13, 2369-2385 (2007).</li>
</ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Anche se concettualmente semplice, fabbricazione del dispositivo ci vuole una certa abilità sperimentale e pratica. In particolare nel caso di colture cellulari in 2D, l&#39;allineamento degli strati multipli nel dispositivo può essere impegnativo, soprattutto in una grande area array. In pratica, possiamo ottenere un affidabile al 100% tasso di successo allineamento utilizzando dispositivi con 50 micron di tolleranza nella spaziatura tra le funzioni adiacenti in strati multipli. Abbiamo anche dimostrato con successo l&...

<table><tbody><tr><td>Kit monomero e crosslinker PDMS Sylgard 184</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stampi SU-8</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Agente di silanizzazione: (tridecafluoro-1,1,2,2-tetraidroottile)-1-triclorosilano</td><td>United Chemical Technologies</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cuscinetti in schiuma</td><td></td><td></td><td>Negozi di articoli per hobbistica, spessore 1-2 mm</td></tr><tr><td>Trasparenze per stampanti a getto d'inchiostro ad uso superiore</td><td>Grand Toy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Piastre in plexiglass</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Morsetto a C</td><td></td><td></td><td>Negozio di ferramenta</td></tr><tr><td>Sistema di micromanipolazione</td><td>Siskiyou, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Piastra di vuoto su misura</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sistema di visione, zoom Navitar 12x</td><td>Navitar</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubi di collegamento</td><td>VWR international</td><td>Clay Adam Intramedic PE190</td><td></td></tr><tr><td>Aghi smussati 18G</td><td>Small Parts (www.smallparts.com)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Micropompa a diaframma eccentrica</td><td>Schwarzer Precision</td><td>SP 500 EC-LC4.5V DC</td><td></td></tr><tr><td>Valvole solenoidi</td><td>Pneumadyne</td><td>S10MM-30-12-3</td><td></td></tr><tr><td>Collettore per valvole solenoidi</td><td>Pneumadyne</td><td>MSV10-1</td><td></td></tr><tr><td>Generatore di funzioni</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>3-(trimetossilisilil) propil metacrilato</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Diacrilato di polietilene glicole 3,4 kDa</td><td>Laysan Bio Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polietilene glicole 8 kDa</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Irgacure 2959</td><td>Ciba Specialty Chemicals</td><td></td><td></td></tr><tr><td>1-vinil-2-pirrolidinone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Reagenti standard per colture cellulari</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

piattaforme microfabbricazione per coltura cellulare meccanicamente dinamica

Microfabricated Platforms for Mechanically Dynamic Cell Culture

La capacità di sondare sistematicamente in risposta cellulare in vitro a combinazioni di stimoli mechanobiological per l&#39;ingegneria tissutale, la scoperta di farmaci o fondamentali studi di biologia cellulare è limitata dalle tecnologie attuali bioreattore, che non può allo stesso tempo applicare una varietà di stimoli meccanici di cellule in coltura. Per affrontare questo problema, abbiamo sviluppato una serie di piattaforme di microfabbricazione progettato per schermo per gli effetti degli stimoli meccanici in un formato high-throughput. In questo protocollo, dimostriamo la realizzazione di una serie di messaggi microattuatore verticalmente sfollati su cui si basa la tecnologia, e illustra, inoltre, come questa tecnologia di base può essere modificata per condurre high-throughput di coltura cellulare dinamica meccanicamente in entrambe le due dimensioni e tre paradigmi cultura dimensionale.

In questo protocollo, dimostriamo la realizzazione di una serie di messaggi microattuatore verticalmente sfollati su cui si basa la tecnologia, e come questa tecnologia di base può essere modificato per condurre high-throughput di coltura cellulare meccanicamente dinamica sia la cultura bidimensionale e tridimensionale paradigmi.

Piattaforme microfabbricazione per coltura cellulare meccanicamente dinamica

La capacità di sondare sistematicamente in vitro la risposta cellulare a combinazioni di stimoli meccanobiologici per l'ingegneria tissutale, la ricerca di nuovi farmaci o...

L'obiettivo generale del seguente esperimento è la microfabbricazione di dispositivi utilizzati per stimolare meccanicamente le cellule in ambienti di coltura bidimensionali e tridimensionali. Questo risultato si ottiene mediante una tecnica di stampaggio e sovrapposizione a più strati, che consente di produrre un reticolo di micropilastri attivati verticalmente. Come secondo passaggio, il reticolo di micropilastri attivati verticalmente viene modificato per stirare un film di coltura, applicando così deformazioni ben controllate alle cellule coltivate sul film.In alternativa, l'array può essere modificato per comprimere costrutti di biomateriali microstrutturati al fine di applicare una stimolazione meccanica alle cellule. I risultati ottenuti coltivando cellule in un array di idrogeli tridimensionali mostrano l'applicazione simultanea di una gamma di deformazioni biaxiali ecografiche bidimensionali e di compressioni tridimensionali sull'intero array, basata sull'analisi delle immagini di marcatori fiduciali fluorescenti. Ciao, sono Chris Mariahs dai laboratori di Craig Simmons e U Sun del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale e dell'Istituto di Biomateriali e Ingegne

microfabricated-platforms-for-mechanically-dynamic-cell-culture

Research

Ricerca

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingegneria

Vi presentiamo due processi per la microfabbricazione di chip polimerici porosi tridimensionali coltivazione delle cellule. Il primo è goffratura a caldo combinato con un solvente processo di saldatura vapore. La seconda utilizza un processo recentemente sviluppato microthermoforming combinata con la tecnologia agli ioni di pista che porta ad una significativa semplificazione di fabbricazione.

Microfabbricazione di chip di dimensioni Ponteggi per tridimensionale coltura cellulare

Abbiamo sviluppato una coltura cellulare automatizzata e piattaforma di interrogatorio per esperimenti di stimolazione cellulare micro-scala. La piattaforma offre un controllo semplice, versatile e preciso nel coltivare e stimolare le piccole popolazioni di cellule, e recuperando lisati per le analisi molecolari. La piattaforma è adatto a studi che impiegano cellule preziosi e / o reagenti.

Una piattaforma automatizzata versatile per micro-scala Cellulari esperimenti di stimolazione

Qui, presentiamo un protocollo per la co-coltura di cellule primarie, modelli di tessuto e biopsie a punzone in un chip multiorgano microfluidico per un massimo di 28 giorni. Le cellule endoteliali microvascolari dermiche umane, gli aggregati epatici e le biopsie cutanee sono stati combinati con successo in una comune circolazione dei media.

Il Chip Multi-organo - Una piattaforma Microfluidic per lungo termine co-coltura Multi-tessuto

Qui, presentiamo un protocollo per l'isolamento e la coltura di singole cellule con una piattaforma microfluidica, che utilizza un nuovo concetto di progettazione di micropozzetti per consentire l'isolamento di singole cellule ad alta efficienza e la coltura clonale a lungo termine.

Una piattaforma Microfluidic per l&#39;isolamento Single-cell high-throughput e cultura

Questo articolo descrive la metodologia dettagliata per preparare una matrice Multiplexed artificiale microambiente cellulare (MACME) per manipolazione di alto-rendimento di fisica e chimica di stecche che imita in vivo cellulare microambienti e a identificare l'ambiente cellulare ottima per le cellule staminali pluripotenti umane (hPSCs) con l'analisi di singole cellule.

Fabbricazione di una matrice di multiplex artificiale microambiente cellulare

Descriviamo un metodo per costruire dispositivi per la cultura 3D e la sperimentazione con cellule e organoidi multicellulari. Questo dispositivo consente l'analisi delle risposte cellulari ai segnali solubili in microambienti 3D con gradienti chemioattrattante definiti. Gli organoidi sono meglio di cellule singole al rilevamento di ingressi rumorosi deboli.

Analisi 3D delle risposte multi-cellulari ai gradienti chemoattractant

Questo articolo fornisce metodi dettagliati per la fabbricazione e la caratterizzazione di un dispositivo microfluidico azionato retice per la compressione condrocitica.

Una piattaforma microfluidica per stimolare i condrociti con la compressione dinamica

Vi presentiamo un dispositivo microfluidico centricomotore a motore in grado di coltivare sferoidi cellulari. Utilizzando questo dispositivo, sferoidi di tipo cellulare singolo o multiplo potrebbe essere facilmente costati in condizioni di alta gravità.

Piattaforma lab-on-a-CD per la generazione di spheroid tridimensionali multicellulari

Questo protocollo descrive una piattaforma di coltura cellulare riconfigurabile basata su membrana che integra il formato a pozzetto aperto con capacità di flusso del fluido. Questa piattaforma è compatibile con i protocolli standard e consente transizioni reversibili tra le modalità di coltura a pozzetto aperto e microfluidica, soddisfacendo le esigenze dei laboratori di ingegneria e bioscienze.

Trasformazione di modelli di tessuto barriera statico in sistemi microfisiologici dinamici

Semplici tecniche sono descritte per la produzione rapida di microfabbricazione sistemi di coltura neurali utilizzando un dispositivo digitale micromirror per litografia dinamica proiezione maschera su substrati regolari colture cellulari. Questi sistemi di coltura possono essere più rappresentativo dell'architettura naturale biologico, e le tecniche descritte potrebbe essere adattato per numerose applicazioni.

Fabbricazione di idrogel Micropatterned per i sistemi Cultura neurali utilizzando Dynamic Fotolitografia proiezione Mask

Impara a microfabbricare array di microattuatori per stimolare meccanicamente le cellule in colture bidimensionali e tridimensionali. Questo metodo consente di applicare sollecitazioni controllate per studiare la meccanica cellulare.

Piattaforme microfabbricazione per coltura cellulare meccanicamente dinamica

Esplora altri video