Una perlina accoppiato e matrice di magnete per lo stampaggio di micropozzetti con geometrie variabili concavi

L'obiettivo generale di questo metodo è quello di fabbricare micro pozzetti sferici concavi utilizzando perline metalliche autobloccanti assistite da forza magnetica. Ciao, mi chiamo Gi Hun Lee e sono un assistente all'insegnamento presso l'Università di Chung-Ang. Ciò che ci interessa nel nostro laboratorio è la fabbricazione di vari dispositivi e piattaforme su microscala per migliorare i nostri studi riguardanti lo sviluppo di un biostrumento, la loro coltura e nuove microstrutture.

Uno dei nostri interessi di ricerca è lo sviluppo di nuovi micro dispositivi e metodologie per contrattare questo in un ambiente tridimensionale. Noi la chiamiamo cultura. La coltura è molto utile per comprendere la risposta tridimensionale, perché è più simile al tessuto reale, rispetto alla convenzionale coltura planare bidimensionale.

Sono stati tentati diversi metodi per la produzione di spandibili, ad esempio in un pallone o in tubi, in una rete a tamburo e nel microonde. Tra questi metodi, il metodo micro concavo è uno strumento molto potente per produrre tre D. Qualsiasi passo del micro ware è il monitoraggio e la capacità di controllare le dimensioni sferiche e la distribuzione.

Qui proponiamo il nostro metodo per fabbricare micro oggetti concavi con una perlina e una serie di piccoli magneti. Utilizzando questa tecnica, 100 micro articoli concavi possono essere fabbricati mediante un meccanismo di forza magnetica che assiste le perle ferme. Gli aumenti sono in processi disparati in ogni concavo e nessuna scala di proposizione ricorrente.

Per iniziare, sono state realizzate piastre di alluminio a foro passante 230 per 30 utilizzando un incisore rotativo CNC. Il posto fornisce un rullo guida per le perline, come verrà mostrato nelle sezioni seguenti. Il placer è stato forato con punte di diverso diametro e la piastra con il foro più piccolo è stata posizionata nella parte inferiore.

Anche gli angoli esterni sono forati per allineare le piastre. Le due piastre vengono quindi allineate, impilate e bloccate insieme inserendo N tre bulloni nei fori del limen e vengono fissate con dadi. Come accennato in precedenza, è importante che il produttore posizioni la piastra con un foro più piccolo sul fondo, in modo che le perline possano essere fissate all'interno dei pozzetti di guida.

Il passo successivo è la preparazione di una serie di magneti al neodimio 30 per 30. Iniziamo isolando manualmente i magneti e disponendoli in una matrice due a due. Quindi li allineiamo in un array più grande usando una pinzetta.

Per creare una serie di magneti adeguata, ogni magnete deve essere della polarità opposta al suo vicino. Inoltre, per evitare la rottura o la dispersione dell'array, una piastra di alluminio è fissata alla parte inferiore dell'array di magneti utilizzando del nastro biadesivo. Ora, siamo pronti per assemblare ogni pezzo che abbiamo realizzato in uno stampo per micro pozzi.

L'array di magneti è fissato con cura alla piastra inferiore utilizzando un normale nastro adesivo. È importante che l'array di magneti sia fissato con i magneti rivolti verso il basso. Dopo che la piastra di alluminio e l'array di magneti sono stati ordinati correttamente, le perline di acciaio vengono posizionate sul gruppo della piastra.

le perle utilizzate nella nostra carta sono SUJ, due perline di acciaio con diametro di 600 micron. Il nostro processo di allineamento è molto semplice. Versiamo un numero sufficiente di perline sull'assemblaggio e le raschiamo via usando una lastra acrilica.

Il magnete nella parte inferiore intrappola le perline, che entrano nei fori della piastra di alluminio e le perline in eccesso, che non si sono depositate nei fori, vengono rimosse durante il processo di raschiatura. Le perline in eccesso vengono rimosse utilizzando un altro magnete. Quando le perle sono correttamente alloggiate all'interno dei pozzetti di guida, si procede alla rimozione della piastra superiore.

Durante questo processo, ci sono alcuni casi in cui le perline cadono e si spostano. In questo caso, reinserire manualmente la perlina nel foro utilizzando una pinzetta. Ora lo stampo concavo per micro pozzetti è pronto.

Sposta la piattaforma su un'altra capsula di Petri e preparati per il passaggio successivo. Prepariamo il PDMS seguendo le istruzioni del produttore mescolando il monomero PDMS e l'agente indurente con un rapporto di 10 a uno. Per rimuovere le bolle d'aria intrappolate nella miscela PDMS, degassiamo la miscela mettendola in un essiccatore per circa un'ora.

Al termine, prendiamo la miscela PDMS degassata e la versiamo sullo stampo concavo per micropozzetti e la degassiamo di nuovo. Quindi cuociamo la miscela PDMS su una piastra calda a 80 gradi Celsius per due ore per formare un vassoio secondario PDMS incorporato imbevuto. Il processo successivo deve essere eseguito con grande cura.

Per facilitare il processo di rimozione, il metanolo viene versato sul vassoio secondario e il vassoio secondario PDMS periferico viene rimosso in sequenza. Va notato che il produttore dovrebbe assicurarsi che il metanolo sia ben permeato nelle fessure per garantire una rimozione pulita. Il vassoio secondario PDMS viene quindi staccato dalla piastra di alluminio, è più facile tagliare i bordi prima di staccare il vassoio secondario.

Infine, rimuoviamo le perline dal vassoio secondario PDMS. Prima della rimozione, abbiamo allungato e fatto volare il vassoio secondario per un po' di tempo per allentare i legami tra le perline e il vassoio secondario PDMS. La rimozione effettiva delle perline è molto semplice e può essere effettuata utilizzando un grande magnete.

La fabbricazione dei micro pozzetti concavi è terminata e i micro pozzetti sono pronti per la coltura cellulare. Per verificare se la nostra piattaforma PDMS è adatta alla coltura di cellule, abbiamo condotto le seguenti procedure. Innanzitutto, abbiamo utilizzato un punzone per biopsia di 14 millimetri di diametro per tagliare il sottovassoio PDMS con modello a micro pozzetti concavi.

Dopo aver sterilizzato il vassoio secondario PDMS, lo posizioniamo in una piastra a 24 pozzetti. Quindi rivestiamo l'intero vassoio secondario PDMS con una soluzione pluronica di F-127 al quattro percento durante la notte per evitare che le cellule aderiscano alla superficie del micro pozzetto. Durante il processo di rivestimento, eventuali bolle d'aria intrappolate nei micro pozzetti devono essere rimosse, mediante pipettaggio o utilizzando un detergente a ultrasuoni.

Dopo esserci assicurati che non rimangano bolle d'aria, seminiamo un millilitro di soluzione di terreno cellulare, che conterrà circa due milioni di cellule sul vassoio secondario PDMS. Successivamente, aspirare il terreno utilizzando una pipetta da 1000 microlitri per rimuovere eventuali cellule in eccesso, che non sono rimaste intrappolate nei micro pozzetti e tutto è pronto per l'ingresso delle cellule nell'incubatore. È stato fabbricato con successo uno stampo convesso in un modello a micro pozzetti, le perle di acciaio commerciali sono state intrappolate nell'array di fori passanti 30 per 30.

Le perle erano tenute saldamente senza alcun gas tra le perle e i corrispondenti fori passanti. La forma del micro pozzetto concavo fabbricato è concava emisferica con un diametro di 600 micron, che è lo stesso di quello del tallone d'acciaio. Una sezione trasversale di un micro pozzo concavo mostra che la distanza dal micro pozzo vicino era di un millimetro, che era la stessa di quella dei fori passanti.

Le cellule staminali derivate dal tessuto adiposo sono state coltivate nei micro pozzetti concavi. Abbiamo seminato due milioni di cellule sull'array di micro pozzetti concavi di 14 millimetri di diametro. Dopo 24 ore, le cellule si erano aggregate in sferoidi.

Il diametro medio degli sferoidi formati in un array di micro pozzetti era di 185,68 micron. Al terzo giorno, le cellule erano diventate più aggregate, ma il diametro medio degli sferoidi era sceso a 147 micron. Seguendo questa procedura, è possibile fabbricare 100 micro pozzetti sferici concavi con il nostro metodo economico e relativamente semplice.