伸縮性、デュアル チャネル、オルガン マイクロ流体チップのスケーラブルな作製

このプロトコルの全体的な目標は、インビトロで臓器レベルの機能性を再現するための臓器欠けた微小流体デバイスの製造を記述することです。このプロトコルは、インビトロで臓器レベル機能を再現する臓器欠けたデバイスを製造する方法を説明する。func、このようなデバイスは、実際には柔らかいシリコンゴムから3Dプリント金型を使用して製造されています。

このゴムは、実際にあなたが入るように組織を伸ばすことを可能にする機械的な手がかりをこれらのデバイスに吹き込むのを可能にします。また、血流や臓器系内の他の体液の流れを模倣する拡散を追加します。今、これらのデバイスを組み合わせることで、私たちは実際に再作成し、生体内で起こる複雑な生理学を理解しようとすることができます。

しかし、これをインビトロで行います。だから本質的に私たちは人間を実験していますが、人には実験していません。そして、それは動物研究間の分断を橋渡しする非常に効果的な方法であり、それは常に治療の前臨床開発で行われ、その後、人間の研究の前に、人間にはるかに大きなリスクがある臨床試験と呼ばれ、人間の安全に。

そして、これらのデバイスは、分裂を橋渡しするのに役立ち、実際に新しい治療法を開発し、人間のような複雑なシステムで実際に起こる基本的な生物学を理解することができます。トップチャネルの準備。各ポリウレタンピースの光沢のある側面をエタノールとクリーンルームワイプで拭き取ります。

ポリウレタンの光沢のある側面をモールドの開いた側に配置します。金型とポリウレタンアセンブリを治具に入れ、ジグの端に対してテクスチャーを付けた側に置きます。すべての金型が治具の中に入れられるまで、これを続けます。

ハンドルをレンチで回して、治り間隔が25ミリメートルになるまで締めます。モールドを囲むアルミ箔のボートを所定の位置にジグで作ります。各金型の井戸にPDMSをいっぱいになるまで注ぎます。

治具全体を充填したら、真空デシケータにジグを入れる。1時間後、デシケータから取り出します。そして、少なくとも4時間60度の摂氏のオーブンに入れます。

レンチを使用して治具を分解します。各金型からポリウレタンのストリップを取り除きます。そして破棄する。

慎重に彼らの金型からPDMS部品をデモルドし、それらを横に配置します。タイルスクレーパーのブレードを最後のタブノッチで並べます。そして、上部のコンポーネントをcingulateに各端を切り取ります。

仕上がったパーツを正方形のペトリ料理で保管してください。部品を常温で正圧キャビネットに保管します。ボトムチャネルの準備。

10.5グラムのPDMSを金型に注ぎます。エアガンは、PDMSをスペース上に移動させるために非常に穏やかに使用することができます。真空デシケータに金型を入れます。

1時間後、金型をレベル60°Cのオーブンに移動します。ラミナーフローフードのテーブルの上にカビを置きます。金型の端から PDMS を緩めます。

1 つのコーナーを握り、金型の表面から PDMS を軽く剥がします。完全に除去すると、チャンネルフィーチャが上向きになるように、作業面に反転して配置します。タイルカッターで外側のエッジに沿ってカットします。

平らなパドル鉗子で、部品は破片を取除くためにテープの上に側面を特色にする。梱包テープから部品を取り外します。パーツの端をスライド上でドラッグします。

緩い端はガラスと積層する。スコッチテープでカバー機能。部品を常温で正圧キャビネットに保管します。

PDMS膜製剤。ウエハーに背面のPDMSが含まれているか確認してください。各膜ウエハを指定されたスロットに配置します。

1 mLシリンジを使用して、各膜ウエハポストアレイの中央に09 mLのPDMSを配置します。PDMSを最低5分間座らせます。PDMSが膜ウエハのポスト全体に広がるようにします。

ポスト配列の少なくとも75%がPDMSでカバーされるまで、次のステップに進まないでください。プラズマは、プロトコルに記載の条件を使用してポリカーボネートストリップを処理します。プラズママシンからポリカーボネートシートを取り除き、はさみを使用してポリカーボネートシートを45ミリメートル×45ミリメートルの正方形にカットします。

ポリカーボネートの四角形のプラズマ処理側をPDMS上に、膜ウエハを中心に置きます。PDMSスペーサーをポリカーボネートの正方形の中央に置きます。次に、プリカットテクスチャポリカーボネートを配置します。

トレイ 3 が背面に、トレイ 2 が中央に、トレイ 1 が前面になるようにトレイを挿入します。トレイ1は、整列のためのノッチを持っています。出力圧力バルブを開き、入力圧力バルブを非常にゆっくりと開きます。

これは、4キログラムの力が各膜ウエハに徐々に加えられるように、瞬時にウエハーを壊す可能性があるのと対照的である。AMF スイッチを オンにして、硬化サイクルを開始します。次に入力圧力バルブを閉じ、出力圧力バルブを開いて空気ボンベから圧力を解放します。

トレイを取り外し、層流フードに持ち込みます。テクスチャ化されたポリカーボネートを慎重に剥がします。PDMS スペーサーを慎重に取り外します。

穴を通してPDMS膜を点検して、領域を検査します。マーカーを使用して、穴の外枠をトレースします。また、膜上の穴や欠陥をマークします。

これは、マークされていない印の膜の例です。ウエハーハンドリングピンセットを使用して、トレイからウエハーを緩めます。ウエハーから各膜を取り出し、ペトリ皿の上に置きます。

PDMS膜はウエハーからデボルドされ、ポリカーボネートバッキングに結合されます。部品を常温で正圧キャビネットに保管します。トップアセンブリと準備。

マット仕上げのスコッチテープを使用して、PDMS膜だけでなく、破片を除去するためにペトリ皿の内部をきれいにします。各高いチャンネルトップの機能側を徹底的にテープで貼り付け、破片を取り除きます。PDMS膜とペトリ皿にトップスを置きます。

一部の膜は、1つまたは2つのトップパーツを取ることができることに注意してください。各上部の主要なチャネルは、膜内のマークされた領域内に収まる必要があります。ペトリ皿をプラズマに積み込みます。

プラズマは、書かれたプロトコルに従って膜とトップを処理します。ボンディングサイクルが終了したら、食器を取り除き、活性化した上部を膜の上に置きます。60度の摂氏オーブンに少なくとも2時間置きます。

メスを使用して、ポリカーボネートキャリアからそれを分離するために結合された上の周囲をトレースします。部品をトレースしたら、ポリカーボネートから上部を剥がします。上部に結合したPDMS膜もキャリアから剥がれるはずです。

ピンセットを使用すると、下のチャネルにアクセスするポートから膜を取り除きます。アクセスポートを覆う膜の一部を残さないで下さい。さらに、ピンセットで破片やほこりを取り除く。

チップアセンブリ。特徴の側面は、プラズマは底とトップアセンブリを扱う。反転した顕微鏡の下で、上のアセンブリを下半分に合わせます。

60度の摂氏オーブンに少なくとも2時間置きます。結果。ここで示すプロトコルは、PDMSオルガンチップのスケーラブルな製造について説明しています。これらの装置は弾性多孔質膜の2つの異なった多量のティッシュタイプの培養を可能にする。

PDMSチャンネルは3Dプリント金型を使用して鋳造され、新しいデザインの試作を加速します。上部チャネルは、成形ポートを持つコンポーネントを製造するために、準拠ポリウレタンガスケットに対して圧縮された金型で鋳造されます。ボトムチャネルコンポーネントは、トレイにキャストされ、顕微鏡スライドバッキングで処理されます。

この製造アプローチは、部品のマルチスケールパターンを1ステップに組み合わせることで、時間を節約し、再現性とトレーサビリティを向上させ、ポートパンチングと複数の切断ステップで発生する破片を削減します。多孔質膜はオルガンチップの機能に不可欠であり、パターン化されたシリコンウェーハに対する鋳造に基づく作製アプローチは、一貫した厚さと表面仕上げの膜をもたらします。ポリカーボネートキャリアによる取り扱いは、より大きなバッチ生産と貯蔵を可能にします。

組み立てられたオルガンチップは、光学的に透明なパッケージ内の2つの拡散チャネルで構成されています。重なり合う領域では、多孔質PDMS膜は、代謝産物、タンパク質、治療薬、病原体、および細胞の組織組織相互作用を可能にし、両側の2つの平行チャネルを使用して周期的な真空作動を使用して機械的緊張を提供する。PDMS膜の多孔性は、生体医学的に代謝産物の束、成長因子、さらには血管系と臓器のパレンチマの間の細胞のフラックスをサポートする。

膜の見かけの透過性は、Caco-2腸細胞の有無にかかわらず出口チャネルの二濃度を用いて決定した。腸のチップ細胞層は、透過性に対する有意に増加した障壁を提供する。オルガンチップは、平行真空チャネルを使用して、膜に対する周期的な歪み荷重を定量的に、そして再現的に適用し、したがって培養組織に作動させることができる。

この環状株と培地拡散を組み合わせることで、腸内チップ内の絨毛の形成など、生体内臓器生理学をよりよく模倣する細胞分化をサポートする。ここで説明するプロトコルを使用して、ストレッチ可能なPDMSオルガンチップを製造できるようになりました。