쌍된 구슬 및 Microwells 가변 오목한 형상의 성형에 대 한 자석 배열

요약

이 원고는 복잡 한 높은 비용 시설에 대 한 필요 없이 오목 microwells 조작 하는 강력한 방법을 소개 합니다. 자기 힘, 강철 구슬, 및 구멍을 통해 배열을 사용 하 여, 몇 백 microwells 3 c m x 3 c m입니다 (PDMS) 기판에 형성 되었다.

초록

회전 타원 체 문화는 vivo에서제공 한다는 세포 행동을 이해 하기 위한 유용한 도구입니다-3 차원 환경 처럼. 다양 한 회전 타원 체 생산 방법 비 접착 표면, 스피너 플라스 크, 매달린 방울 및 microwells 셀 상호 작용, 면역 활성화, 심사, 마약의 연구에 사용 된 줄기 세포 분화 및 organoid 세대. 이러한 방법 중에서 3 차원 오목 형상 가진 microwells 과학자와 엔지니어, 균일 크기의 회전 타원 체 생성 및 개별 spheroids의 응답 될 수 있는 용이성의 그들의 이점을 주어진의 관심을 얻고 있다 모니터링. 유연한 막 및 얼음 리소 그래피의 사용과 같은 비용 효율적인 방법을 제안 되었습니다, 비록 이러한 기술을 높은 종횡비의 공적 및 생산의 패턴 크기 조절에 어려움 등 심각한 단점이 발생 microwells의 더 큰 지역입니다. 이러한 문제를 해결 하려면 복잡 한 높은 비용 시설에 대 한 필요 없이 오목 microwells 조작 하는 강력한 방법을 제안 한다. 이 방법을 활용 하 여 30 x 30를 통해 구멍 배열, 몇 백 마이크로미터-주문 강철 구슬, 및 3 c m x 3 c m입니다 (PDMS) 기판에 900 microwells 조작 하 자기 힘. 세포 생물학 응용 프로그램을 우리의 방법의 적용을 보여 우리는 3 일에 대 한 지방 줄기 세포를 배양 하 고 성공적으로 우리의 microwell 플랫폼을 사용 하 여 spheroids를 생산. 또한, 우리는 그것에 의하여 자기 힘을 통해-구멍에 강철 구슬 트랩 사용 메커니즘을 조사 하는 magnetostatic 시뮬레이션 수행. 우리는 제안 된 microwell 제조 방법 약물 검사, 조직 재생, 줄기 세포 분화, 암 전이 등 많은 회전 타원 체 기반 세포 연구에 적용할 수 있습니다 믿습니다.

서론

회전 타원 체 모양으로 성장 하는 세포는 2 차원 평면 문화¹보다 본문에 실제 조직에 더 비슷합니다. 이 이점을 감안할 때, spheroids 사용 하 여 셀에 셀 상호 작용^2,3, 면역 활성화⁴,⁵및 차별화⁶심사 약 연구를 개선 하기 위해 채택 되었습니다. 또한, 여러 셀 유형을 통합 하는 spheroids는 최근 organoids (근처 생리 3 차원 (3D) 조직), 인간 개발 및 질병⁷공부에 대 한 매우 유용한에 적용 되었습니다. 여러 가지 방법 spheroids을 생산 하기 위해 사용 되었습니다. 간단한 방법은 서로와 양식 spheroids 셀 집계 되도록 비 접착 표면에의 활용을 포함 한다. 페 트리 접시 소 혈 청 알 부 민, pluronic F-127, 또는 그것의 표면 비 접착제^89을소수 성 고분자 (예: 폴 리 2 hydroxyethl 메타 크리 레이트) 치료 될 수 있습니다....

프로토콜

1. 구멍을 통해 배열 알루미늄 판과 자석 배열 준비

1. 준비 하는 2 개의 50 m m x 50 m m (또는 더 큰) 알루미늄 플레이트. 각 플레이트의 두께 구슬 직경의 절반은 300 µ m 이었다.입니다.
2. Φ550 µ m 마이크로 드릴 조금 30 m m/s 하락 속도와 스핀 들 속도 8000RPM CNC 로타리 조각 사를 사용 하 여 알루미늄 접시 중 하나에서 30 x 30을 통해 구멍 배열을 형성 한다. 각 구멍 (센터에 센터) 사이의 거리는 1 m m (그림 1a 및 그림 2a, 나) 이었다.
3. 다른 알루미늄 접시에, 1.2 (그림 1a 및 그림 2a, ii)에 설명 된 것과 동일한 절차를 사용 하 여 구멍을 통해 Φ750 µ m의 30 x 30 배열을 형성 합니다.
4. 스티커 테이프를 사용 하 여 서로 두 접시를 연결 하 고 Φ3 mm 맞춤 구멍 두 알루미늄 판의 네 모서리의 각을 형성.
5. 12 h 그들의 표면 청소를 위해 15% 황....

결과

볼록 형 및 microwell 패턴 성공적으로 다음 단계 2.1 3.7에 의해 조작 했다. (그림 4)입니다. 상업 강철 구슬 30 x 30을 통해 구멍 배열에 갇혀 있었다. 구슬 구슬 및 해당 통해-구멍 (그림 4a) 사이 간격 없이 밀접 하 게 개최 했다. 조작된 오목 microwell의 모양 강철 구슬 (그림 4b)의 동일은 600 µ m의 직경을 가진 반구형 오목한입니다. 오목 microwell (그림 4c)의 횡단면 이웃 microwell에서 거리 1 mm (센터에 센터)를 통해 구멍의 그것과 동일 했다 이었다 보여준다. 24 잘 접시에 배치 되었다, Φ14 mm 오목 microwell 기판 포함 120 microwells (

토론

이 제조 방법은 직면 주요 도전 알루미늄 플레이트의 구멍을 통해 배열에 구슬의 보안 수정 했다. 이 문제를 해결 하기 위해 30 x 30 자석 배열 형식에서 자력 구슬을 안전 하 게, 그림 6 과 7에서 같이 해결 하기 위해 사용 되었다. 자 속 밀도 반대 극성, 자석 배열의 각 자석 표면의 중심에 강한입니다. 자기 힘의 강도 자 속 밀도에 따라 달라 집니다, 때문에 그들은 위치에 열렸다 각 자석의 위쪽 표면에의 중심에 구슬 유도 했다. 하나의 대형 자석 (5 ㎝ × 5 cm × 1 cm)를 사용 하는 경우는 구슬, 구멍, 외부 극단에 있는 것 들 특히 높은 강도 자기장 자석 가장자리에 만든에 매료 될 경향이 있다. 큰 자석 사용 하 여 또 다른 문제는 구슬 뭉쳐 저절로 작은 구슬 체인 (그림 8a)를 만들려고.

상단 플레이트 (750 µ m 구멍)의 역할 구슬 함정 구 덩이 형상 봉사 했.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
CNC 로터리 조각사	Roland DGA	EGX-350
마이크로 드릴 비트	HAM Prä zision	30-1301 TA	Φ 0.55 및 0.75 mm
황산 98 %	Daejung	7683-4100	알루미늄 판 청소를 위해. 15 % 용액
네오디뮴 자석	초자석 W-01-N		1 x 1 x 1 mm
베어링 볼	Agami 모델링	SUJ2	Φ 600 μ m 스틸 비드
폴리디메틸실록산(PDMS)	Dowcorning	Sylgard 184
Pluronic F-127	Sigma Aldrich	p2443	인산염 완충 식염수를 4%(w/v) 용액으로 희석
Dulbecco's modified eagle's medium(DMEM)	ATCC	30-2002
Dulbecco's phosphate buffered saline(D-PBS)	ATCC	30-2200
소 태아 혈청	ATCC	30-2020
지방 유래 중간엽 줄기세포	ATCC	ATCC PCS-500-011

으로 증류수로 희석 , ,