통합 된 마이크로 전극을 가진 바이오 영감 소프트 로봇

Summary

생체 영감 스캐폴드는 기계적으로 견고하고 전기 전도성 하이드로겔을 사용하여 부드러운 포토리소그래피 기술로 제작됩니다. 마이크로 패턴 하이드로겔은 방향성 심근세포 정렬을 제공하여 맞춤형 작동 방향을 제공합니다. 유연한 마이크로 전극은 또한 자체 작동 심장 조직에 대한 전기 제어 성을 가지고 스캐폴드에 통합되어 있습니다.

Abstract

엔지니어링 된 근육 조직 및 생체 재료를 사용하여 살아있는 생물을 모방하는 바이오 영감 연질 로봇 시스템은 특히 생물 의학 연구에서 현재의 생물 로봇 패러다임에 혁명을 일으키고 있습니다. 소프트 로봇 시스템에는 인공 생명체와 같은 작동 역학을 재현하는 것이 매우 중요합니다. 그러나 작동 동작의 정밀한 제어 및 튜닝은 여전히 현대 소프트 로봇 시스템의 주요 과제 중 하나입니다. 이 방법은 미세 패턴 스팅에서 심장 근육 조직의 수축에 의해 활성화되고 제어되는 실물 같은 움직임으로 전기적으로 제어 가능한 소프트 로봇을 제작하기 위해 저비용, 확장성 및 사용하기 쉬운 절차를 설명합니다. 광선 같은 하이드로 겔 비계. 소프트 포토리소그래피 방법을 사용하면 마이크로 패턴 하이드로겔 기반 스캐폴드와 탄소 나노튜브(CNT) 내장 젤라틴 메타크릴로일(CNT-GelMA)을 포함한 연질 로봇 시스템의 여러 구성 요소를 성공적으로 통합할 수 있습니다. 폴리 (에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트 (PEGDA), 유연한 금 (Au) 미세 전극, 심장 근육 조직. 특히, 하이드로겔 정렬 및 마이크로패턴은 가오리의 근육 및 연골 구조를 모방하도록 설계된다. 전기 전도성 CNT-GelMA 하이드로겔은 심근세포의 성숙과 수축 거동을 개선하는 세포 스캐폴드 역할을 하며, 기계적으로 견고한 PEGDA 하이드로겔은 전체 소프트 로봇에 구조적 연골과 같은 지원을 제공합니다. 금속 기반 미세 전극의 단단하고 부서지기 쉬운 특성을 극복하기 위해 유연성이 높고 심근 세포의 박동 역학을 방해하지 않도록 할 수있는 뱀 패턴을 설계했습니다. 통합된 유연한 Au 마이크로 전극은 소프트 로봇 전반에 걸쳐 전기 자극을 제공하여 심장 조직의 수축 거동을 보다 쉽게 제어할 수 있습니다.

Introduction

현대의 최첨단 소프트 로봇은 해파리^1,2,가오리^2,문어^3,박테리아^4,정자^5와같은 많은 생물의 계층 구조와 근육 역학을 모방 할 수 있습니다. 자연 시스템의 역학과 아키텍처를 모방하는 것은 에너지 및 구조 효율성 모두의 측면에서 더 높은 성능을 제공합니다^6. 이것은 본질적으로 자연 조직의 부드러운 특성과 관련이 있습니다 (예를 들어, 10 4-10⁹ Pa 사이의영의 계수를 가진 피부 또는 근육 조직) 표준 엔지니어링 액추에이터 (예 : 영의 계수는 보통 10⁹-10¹² Pa^6)와비교할 때 더 높은 자유도와 우수한 변형 및 적응성을 허용합니다. 심장 근육 기반 의 소프트 액추에이터, 특히, 기계적 기반 로봇 시스템^7에비해 자기 작동뿐만 아니라 자동 수리 및 재생에 대한 잠재력으로 인해 우수한 에너지 효율을 보여줍니다. 그러나 소프트 로봇의 제작은 서로 다른 물리적, 생물학적, 기계적 특성을 하나의 시스템에 통합해야 하기 때문에 까다롭습니다. 예를 들어, 엔지니어링 된 합성 시스템은 살아있는 생물학적 시스템과 통합되어야하며 구조적 지원을 제공 할뿐만 아니라 작동 동작에 영향을 미치고 변조해야합니다. 또한, 많은 미세 제조 방법은 살아있는 구성 요소의 생존력과 기능을 감소시키는 가혹한 / 세포 독성 공정 및 화학 물질을 필요로합니다. 따라서 소프트 로봇의 기능을 향상시키고 동작을 제어하고 조절하기 위해 새로운 접근 방식이 필요합니다.

살아있는 부품을 우수한 생존 가능성과 성공적으로 통합하기 위해 하이드로겔 기반 스캐폴드는 부드러운 로봇의 몸을 만드는 훌륭한 재료입니다. 하이드로겔의 물리적 및 기계적 특성은 쉽게 근육 조직^8,9와같은 살아있는 구성 요소에 대한 미세 환경을 만들기 위해 조정할 수 있습니다. 또한 다양한 미세 제작 기술을 쉽게 채택 할 수 있어 고충실도^1,2,10으로계층 구조가 생성됩니다. 유연한 전자 장치를 소프트 로봇에 통합하여 전기 자극으로 동작을 제어할 수 있습니다. 예를 들어, 광의존적 전기생리적 활성화를 나타내는 전기발생세포(예를 들어, 심근세포)를 설계하는 광유전학 기술은, 생체외^2에서물고기의 비굴란 운동을 재현할 수 있었던 빛에 의해 유도된 다각형 실실록산(PDMS) 기반의 연질 로봇 찌르기 광선을 개발하는데 사용되어 왔다. 광유전학 적 기술은 우수한 제어성을 보여 주었지만, 제시 된 작업은 전기 자극, 기존의 전통적인 시뮬레이션 방법을 사용합니다. 이는 유연한 미세전극을 통한 전기 자극이 광유전학적 기술에 비해 쉽고 간단하기 때문에, 이는 광범위한 개발 과정이^11이다. 유연한 전자 장치의 사용은 장기 자극 및 표준 / 간단한 제조 공정뿐만 아니라 조정 가능한 생체 적합성 및 물리적 및 기계적 특성^12,13을허용 할 수 있습니다.

여기에서는 엔지니어링된 심장 근육 조직의 박동에 의해 작동되고 임베디드 유연한 Au 마이크로 전극을 통해 전기 자극에 의해 제어되는 생체 영감 연질 로봇을 제작하는 혁신적인 방법을 제시합니다. 소프트 로봇은 가오리의 근육과 연골 구조를 모방하도록 설계되었습니다. 가오리는 다른 수영 종에 비해 구조와 움직임을 모방하기가 비교적 쉬운 유기체입니다. 근육은 전기 전도성 하이드로겔 마이크로 패턴에 심근 구균을 시드하여 시험관 내에서 재현됩니다. 이전에 보고된 바와 같이, GelMA 하이드로겔에 CNT와 같은 전기전도성 나노입자를 통합하면 심장 조직의 전기적 결합을 향상시킬 뿐만 아니라 시험관내 조직 구조 및 배열도 우수한^유도8,9. 연골 관절은 전체 시스템의 기계적으로 견고한 기판 역할을 기계적으로 강력한 PEGDA 하이드로 겔 패턴을 사용하여 모방된다. 서펜타인 패턴을 가진 유연한 Au 마이크로 전극은 PEGDA 패턴에 내장되어 심장 조직을 국소적으로 및 전기적으로 자극한다.

Protocol

이 연구는 건강의 국가 학회의 실험실 동물의 관리 및 사용에 대 한 가이드의 권고에 따라 엄격 하 게 실시 되었다. 이 프로토콜은 브리검 및 여성 병원의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 승인되었습니다.

1. 겔마 합성

1. 50°C에서 자기 교반기로 덜베코의 인산완충식염수(DPBS)의 100 mL에 젤라틴 10g을 용해합니다.
2. 50°C에서 젤라틴 프리폴리머 용액을 50°C에서 2시간 동안 교반하면서 8 mL의 메타크릴 무수화물을 천천히 첨가합니다.
3. 희석된 용액을 투석 막(분자량 차단 = 12-14 kDa)으로 옮기고 탈이온화된(DI) 물에 넣습니다. 약 1 주 동안 40 °C에서 투석을 수행합니다.
4. 멸균 필터(공극 크기 = 0.22 μm)를 사용하여 투석된 GelMA 프리폴리머 용액을 걸러내고 용액의 25 또는 30 mL을 50 mL 튜브로 옮기고 -80°C에서 2일 동안 보관합니다.
5. 동결 건조기를 사용하여 냉동 GelMA 프리폴리머 용액을 5일 동안 동결 건조시.

2. 폴리 (에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트 (PEGDA) 프리 폴리머 용액의 준비

1. 2-하이드록시-4-(2-하이드록스yethoxy)-2-메틸프로피오페논(광-이니시에이터, PI)의 5 mg(총 용액의 0.5%)으로 PEGDA(총 용액의 20%)를 DPBS 의 1 mL에 용해시고(총 용액의 20%)를 용해합니다.
2. 프리폴리머 용액을 80°C에서 5분 동안 배양합니다.

3. GelMA 코팅 CNT 분산 재고 용액의 제조

1. 80 mg의 GelMA (생체 계화제로 사용)를 DPBS 4 mL에 용해한 다음 GelMA 프리 폴리머 용액에 COOH 기능화 된 다중 벽 탄소 나노 튜브 (MWCNTs)20 mg을 추가하십시오.
2. 1시간(0.66Hz, 100와트)에 대한 MWCNT-라덴 GelMA 프리폴리머 용액을 초음파 처리합니다.
   참고 : 초음파 처리 중에 용액은 온도 상승으로 인한 용매의 증발을 방지하기 위해 ~ 15 °C의 수조에 침지해야합니다.

4. 5 % GelMA 프리 폴리머 용액을 함유 한 1 mg / mL CNT의 준비

1. 50 mg의 GelMA와 5 mg의 MG (총 용액의 0.5%)을 DPBS 0.8 mL에서 80 °C에서 10 분 동안 용해하십시오.
2. 준비된 CNT 스톡 솔루션의 0.2 mL를 추가합니다(3단계). 소용돌이 및 용액을 80°C에서 10분 동안 배양한다.

5. 3-(트리메톡시실릴) 프로필 메타크릴레이트(TMSPMA) 코팅 유리 슬라이드의 제조

1. 순수한 에탄올로 유리 슬라이드 (두께 = 1mm, 크기 = 5.08cm x 7.62 cm)를 씻으십시오.
2. 청소된 슬라이드를 250mL 비커에 수직으로 쌓고 주사기를 사용하여 TMSPMA 3mL를 펼입니다. TMSPMA의 증발을 방지하기 위해 알루미늄 호일로 비커를 덮습니다.
3. 슬라이드를 80°C 오븐에서 1일 동안 배양합니다.
4. 코팅 된 유리 슬라이드를 순수한 에탄올에 담근 다음 건조시십시오.
5. 코팅 된 유리 슬라이드를 실온 (RT)에서 알루미늄 호일로 감싸십시오.
   참고: TMSPMA 코팅 유리 슬라이드의 표면에 닿지 않는 것을 최소화하십시오.

6. 유연한 Au 마이크로 전극의 제조

1. 컴퓨터 지원설계(보조 파일 3)를사용하여 섀도우 마스크를 디자인합니다.
2. 섀도우 마스크를 제작하고 구매하세요.
3. 유리 슬라이드 (두께 = 1mm, 크기 = 3cm x 4cm)를 아세톤으로 씻고 압축 공기 총으로 건조시십시오.
4. 양면 테이프를 사용하여 유리 기판에 그림자 마스크를 부착한 다음 E-빔 증발기에 넣고 챔버 압력이 적어도 10^-6 Torr에 도달 할 때까지 기다립니다.
   참고: 두 개의 테이프는 유리를 수용할 수 있을 만큼 짧은 거리에서 지지대 위에 수동으로 배치되었으며 전체 패턴에 맞을 만큼 충분히 큽니다. 이 단계는 약 45-60 분 걸립니다.
5. E-빔 증발기로 200 nm 두께의 Au 층을 증착 (예를 들어, 덴튼 EE-4, 진공 = 10^-6 토르, 전력 = 2.6 %, 속도 = 2 Å / s)를 다이싱 톱 기계 (전극 크기 = 7.38 mm x 8.9 mm x 200 nm)를 사용하여 제조 된 마이크로 전극을 절단하십시오.

7. Au 마이크로 전극 통합 마이크로 패턴 다층 하이드로 겔 스캐폴드 제조

참고 : 이 절차의 결과는 마이크로 패턴 PEGDA 하이드로 겔이 하단 층에있는 멤브레인이며, 마이크로 패턴 CNT-GelMA 하이드로 겔이 상단에 있고 Au 마이크로 전극이 두 층 사이에 있습니다. 이 구성은 전극에 더 나은 유연성을 보장하고 파손의 위험을 제한합니다.

1. 두 개의 포토마스크를 디자인하고 제작하여 마이크로 패턴 PEGDA(1st 포토마스크)와 CNT-GelMA 하이드로겔(2nd 포토마스크) 레이어를 만듭니다. 추가 파일 2-3을참조하십시오. 디자인은 CAD 소프트웨어를 사용하여 수행 할 수 있습니다.
   참고: 그림 2B, E.
2. TMSPMA 코팅 유리에 상업용 보이지 않는 테이프(두께: 50 μm)의 한 층을 적층하여 만든 50 μm 스페이서를 놓습니다. TMSPMA 코팅 유리 위에 20% PEGDA 프리폴리머 용액 15 μL을 붓고 금 미세 전극으로 덮습니다. 금 마이크로 전극 위에 유리 슬라이드 (마이크로 패턴 PEGDA)에 대한 첫 번째 포토 마스크를 배치하고 UV 빛 (320-390 nm 필터 200W 수은 증기 짧은 아크 램프)에 전체 구성을 노출 800mW의 강도와 110 초에 대한 8cm 거리.
   참고: 그림 1A.
3. DPBS를 추가하여 유리 슬라이드를 둘러싸고 5-10분 후에 코팅되지 않은 유리 기판에서 Au 마이크로 전극과 함께 마이크로 패턴 PEGDA 하이드로겔을 분리하여 Au와 함께 마이크로 패턴 PEGDA 하이드로겔을 가하는 유리 슬라이드를 얻을 수 있습니다. 마이크로 전극.
   참고: 그림 1B를참조하십시오. TMSPMA 코팅으로 인해, 시공은 코팅되지 않은 유리 기판으로부터 TMSPMA 코팅된 기판으로 이송된다. 이 단계에서 Au 마이크로 전극이 쉽게 파손될 수 있으므로 조심스럽게 분리합니다(그림3).
4. 페트리 접시 바닥에 상업용 투명 테이프(두께 = 50 μm)를 두 겹 쌓어 만든 100 μm 스페이서를 놓습니다. 스페이서 사이에 20 μL CNT-GelMA 프리폴리머 용액 을 한 방울 떨어 뜨린 다음 7.3에서 얻은 유리 슬라이드를 뒤집어 접착 테이프로 접시에 고정시십시오.
5. 장치를 거꾸로 회전시키고 유리 슬라이드 위에^2nd 포토마스크를 놓습니다. 800mW의 강도와 200s의 거리에서 UV 광 아래에 노출하십시오.
   참고: 그림 1C를참조하십시오. 2번째 마스크의 정렬이 중요합니다.
6. 얻어진 스캐폴드를 DPBS및 10% 태아 소 혈청(FBS)을 포함하는 세포 배양 배지로 세척한다.
7. 세포를 파종하기 전에 37°C 인큐베이터에 밤새 방치한다.

8. 신생아 쥐 심근세포 고립과 문화

1. 동물 관리 연구소의 위원회에 의해 승인 된 프로토콜에 따라 2 일 된 스프라그 - Dawley 쥐에서 마음을 분리⁸.
2. 차가운 방에서 HBSS에서 EDTA없이 0.05 % 트립신에서 하룻밤 (약 16 시간)에 쉐이커에 심장 조각을 넣습니다.
3. 파이펫 총으로 심장 조각을 수집하고 트립신의 양을 최소화 한 다음 따뜻한 심장 미디어 (10 % FBS, 1 % P / S, 1 % L-글루타민)의 10 mL로 50 mL 튜브에 넣습니다.
4. 37°C 수조에서 7분 동안 천천히(~60rpm) 소용돌이치며, 10 mL 파이펫으로 튜브에서 조심스럽게 매체를 제거하고 심장 조각을 튜브에 남깁니다.
5. HBSS에 0.1% 콜라게나아제 타입 2의 7 mL를 넣고 37°C 수조에서 10분 동안 소용돌이치세요.
6. 10mL 파이펫10x와 부드럽게 섞어 심장 조각을 방해하세요. 1mL 파이펫으로 튜브에서 용지를 제거합니다.
7. HBSS에 0.1% 콜라게나아제 타입 2의 10 mL를 넣고 37°C 수조에서 빠르게(~120-180rpm) 소용돌이치면 심장 조각이 녹는지 확인합니다.
8. 10 mL 파이펫과 섞은 다음 1 mL 파이펫으로 반복하여 마지막 심장 조각을 부수습니다.
9. 용액이 균일해 보이면, 새로운 50 mL 튜브에 70 μm 세포 스트레이너를 놓고 스트레이너에 한 번에 용액 1 mL을 파이펫합니다.
10. 37°C에서 5분 동안 180 x g에서 심장 세포 용액을 원심분리기.
    참고: 아직 녹지 않은 심장 조각이나 점액이 있다면 8.7-8.9단계를 다시 반복하십시오.
11. 조심스럽게 세포 펠릿 위의 모든 액체를 제거하고 심장 매체의 2 mL에서 세포를 다시 중단.
12. 튜브 벽에서 심장 매체 2 mL을 조심스럽게 추가하여 세포를 다시 일시 중단하고 깨지지 않도록하십시오.
13. 따뜻한 심장 매체를 한 방울 씩 떨어뜨리고 T175 플라스크에 부유 세포를 추가합니다. 플라스크를 37°C 인큐베이터에 넣고 1시간 동안 심장 섬유아세포가 바닥에 부착되도록 하였다.
    참고 :이 준비 단계에서 심장 섬유 아세포는 플라스크에 부착되고 심근 세포는 현탁액 배지에 남아 있습니다.
14. 심근구가 들어있는 플라스크에서 매체를 수집하고 50 mL 튜브에 넣습니다.
15. 세포를 계산한 다음 260 x g에서 37°C에서 5분 동안 원심분리기를 합니다.
16. 7단계에서 제작된 소프트 로봇 위에 셀을 다시 일시 중단하고 시드합니다. 1.95 × 10⁶ 세포 / mL 의 농도로 심근 세포와 함께 심장 매체의 특정 볼륨을 장치의 전체 표면에 떨어 뜨립니다.
17. 시료를 37°C에서 배양하고 파종 후 첫 번째 및 제2일에 2% FBS 및 1% L-글루타민을 사용하여 5 mL 세포 배양 배지로 배지를 변경합니다. 미디어의 색상이 바뀔 때마다 미디어를 변경합니다.

9. 정렬 분석을 위한 세포 염색

1. 미디어를 제거하고 RT에서 DPBS로 5분 동안 세척합니다.
2. RT에서 20 분 동안 4 % 파라 포름 알데히드 (PFA)를 사용하여 세포를 고정시. 그런 다음 RT에서 DPBS로 5 분 동안 씻으하십시오.
3. RT에서 DPBS에서 0.1 % 트리톤으로 세포를 배양하여 RT에서 5 분 동안 PBS로 3 x 씻어.
4. 1 시간 동안 RT에서 DPBS에서 10 % 염소 혈청으로 세포를 배양하십시오.
5. 1차 항체(육종α-액티닌 및 코넥신-43)로 세포를 4°C에서 DPBS에서 10% 염소 혈청에서 ~14-16h에 배양한다.
6. RT에서 5 분 동안 DPBS로 3x를 씻습니다.
7. RT에서 DPBS로 3x를 5분 간 씻은 다음, RT에서 DPBS로 3x를 5분 동안 RT에서 10분 동안 DI 물(1:1,000)에서 4',6-디아미디노-2-페닐린들(DAPI)으로 세포를 역태로 처리합니다.
8. 거꾸로 된 레이저 스캐닝 공초점 현미경을 사용하여 형광 이미지를 찍습니다.

10. 액추에이터 테스트 및 행동 평가

1. 소프트 로봇에 심근 세포의 자발적인 구타
   1. 바이오영감 액추에이터를 37°C에서 5일 동안 인큐베이팅하고 1일째와 2일째및 필요에 따라 매립한다(즉, 미디어가 노랗게 변할 때). 거꾸로 된 광학 현미경을 사용하여 매일 (5배 및/또는 10x) 이미지를 찍습니다. 수축 활동이 시작될 때 현미경의 라이브 창에서 비디오 캡처 소프트웨어를 사용하여 초당 20 프레임(5배 및/또는 10배)으로 30초 동안 셀 움직임을 기록합니다(일반적으로 3일 경).
   2. 5일째에는 커버 슬라이드로 가장자리에서 부드럽게 들어 올려 멤브레인을 분리합니다.
      참고 : 세포가 강한 박동 행동을 보이면 막은 수축의 기계적 작용으로 인해 스스로 분리됩니다.
2. 벌크 전기 신호 자극
   1. 3cm 간격의 PDMS를 홀더로 사용하여, 심장 매체로 채워진 6cm 페트리 접시에 백금(Pt) 와이어가 있는 2개의 탄소 막대 전극을 부착합니다. 그런 다음 조심스럽게 부드러운 로봇을 페트리 접시에 옮김을 옮김을 넣습니다.
   2. 50ms 펄스 폭, DC 오프셋 값 0V 및 피크 전압 진폭이 0.5~6V인 사각형 파형을 적용합니다. 주파수는 각각 2.5%, 5%, 10%의 듀티 사이클로 0.5, 1.0 및 2.0Hz 사이에서 다릅니다. 상용 카메라를 사용하여 대용량 수축을 기록합니다.
3. Au 마이크로 전극을 가진 전기 자극
   1. Au 마이크로 전극 통합 다층 하이드로겔 스캐폴드를 제조한 후, 은색 페이스트를 사용하는 외부 정사각형 포트를 통해 Au 전극에 두 개의 구리 와이어를 부착합니다.
   2. 80°C에서 5분 동안 구치면 얇은 PDMS 층으로 은페이스트를 덮습니다. 그런 다음 샘플을 45°C에서 5시간 동안 핫 플레이트에 놓고 PDMS를 완전히 가교합니다.
   3. 심근구를 시드한 후, DC 오프셋 값 1V, 피크 전압 진폭 1.5 V, 0.5, 1.0 및 2.0Hz의 주파수를 가진 구리 와이어에 사각파 전기 자극을 적용합니다.

Results

Au 마이크로 전극 통합 바이오 영감 소프트 로봇 을 개발하기위한 단계의 흐름 다이어그램
소프트 로봇 설계의 목적은 최소한의 복잡성으로 수영 운동을 작동 시킬 수있는 멤브레인을 구축하는 것이었습니다. 구조는 시간이 지남에 따라 반복적으로 강한 굴곡을 유지할 수 있어야하며 (약 1 Hz) 강한 박동을 달성하면서 모양을 유지할 수 있어야합니다. 포토마스크를 사용하여 폴리머를 선택적으로 가교하여 마이크로 패턴 PEGDA 하이드로겔 층, 유연한 Au 마이크로 전극 층 및 마이크로 패턴 CNT-GelMA 하이드로겔 층으로 구성된 계층구조의 스캐폴드를 제작했습니다. 프로토콜에 설명된 대로 소프트 로봇의 제작 절차의 개략도 및 실제 이미지는 도 1에나와 있습니다. 간단히, 내장 된 Au 마이크로 전극과 바이오 영감 소프트 로봇에 대한 세 가지 주요 제조 단계가 있었다 : 먼저, 통합 Au 마이크로 전극과 마이크로 패턴 PEGDA 하이드로 겔은 제 1 포...

Discussion

이 방법을 사용하여, 우리는 성공적으로 내장 Au 마이크로 전극에 의해 제어되는 다층 구조의 스캐폴드에 통합 자기 작동 심장 조직과 바티드 물고기 와 같은 바이오 영감 소프트 로봇을 제조 할 수 있었다. PEGDA와 CNT-GelMA 하이드로겔로 만들어진 두 개의 뚜렷한 마이크로 패턴 하이드로겔 층으로 인해, 바이오영감 스캐폴드는 좋은 기계적 안정성과 이상적인 세포 정렬 및 성숙을 보였다. PEGDA 패턴 층은 가오리에서 골격 구조의 연골 조인트 역할을하며 로봇 몸 전체에 기계적 지원을 제공합니다. 특히, 그것은 심장 조직 수축 및 이완 동안 기계적 안정성을 유지, 수축 다음 막 장력을 방출 하는 능력으로 인해 효율적인 구타에 대 한 허용 하면서. 더욱이, 마이크로전극(200 nm)의 나노미터두께는 이들의 뱀 패턴뿐만 아니라, 심장 조직의 수축을 방해하거나 영향을 미치지 않을 정도로 유연하게 할 수 있게하였다(도 2). 하이드로겔 표면에 미세 전극을 파손 없이 쉽게 전달하기 ...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
250 mL 비커	PYREX	1000-250CNEa
2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone	, Sigma-Aldrich	410896
3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate	Milipore	M6514
37° 수조	VWR	W6M
4',6-디아미디노-2-페닐린돌 (DAPI)	Sigma-Aldrich	D9542
50mL 원추형 원심분리기 튜브	Falcon	14-959-49A
70 &마이크로; m 세포 여과기	Falcon	352350
80° 인큐베이터	VWR	1370GM
Alexa Fluor 488 염소 안티 마우스 IgG (H + L)	Invitrogen	A11029
Alexa Fluor 594 염소 안티 토끼 IgG (H + L)	Invitrogen	A11037
Alexa Fluor 488 Phalloidin	Invitrogen	A12379
항생제 / 항진균제 해결책	: ThermoFisher Scientific	15240062
Anti-Connexin 43 / GJAI 항체	Abcam	ab11370	토끼 다클론
Anti-Sarcomeric α -actinin	Abcam	ab9465	마우스 단클론
벤치 탑 동결 건조기	Labconco	77500-00 K
Biosafety cabinet	Sterilgard	A / B3
탄소 막대 전극	SGL Carbon Group	6971105
Centrifuge	Eppendorf	5804
CO2 incubator	Forma Scientific	3110
Collagenase, Type II, Powder	Gibco	17-101-015
컨포칼 현미경	Zeiss	LSM 880
COOH 기능성 탄소 나노튜브	NanoLab	PD30L5-20-COOH
다이싱 톱 기계	Giorgio Technology	DAD-321
DMEM, 칼슘	Gibco	11-965-118
DPBS	Gibco	14-190-144
E-beam 증발기	CHA	57367
태아 소 혈청	Gibco	10-437-028
젤라틴	시그마-알드리치	G9391	B형, 돼지 껍질에서 300 블룸
유리 슬라이드	VWR	48382-180
HBSS 칼슘, 마그네슘 또는 페놀 없음 Red	Gibco	14-175-079
도립 광학 현미경	Olympus	CK40
자기 핫플레이트	Corning	PC-420
메타크릴 무수물	Sigma-Aldrich	276695	억제제로 2,000ppm 토판올 A 함유
Nunc EasYFlask 175cm2	ThermoFisher Scientific	159910
Olicscope	Siglent	SDS1052DL+
Paraformaldehyde 수용액 -16%	전자 현미경 과학	15710
PDMS SYLGARD 184	시그마-알드리치	761036
포토마스크	미니 마이크로 스텐실 inc
플래티넘 와이어	Alfa Aesar	AA43014BU
폴리에틸렌 글리콜 dimethcrylate	Polysciences Inc.	15178-100
재생 셀룰로오스 투석 튜브	Fisherbrand	21-152-14
실버 에폭시 접착제	MG 화학 물질	8330S
Stericup 퀵 릴리스 -GP 멸균 진공 여과 시스템	Millipore	S2GPU02RE
초음파 발생기	Qsonica	Q500
UV 경화 시스템	OmniCure	S2000
와류 믹서	과학 산업	SI-0246A
파형 발생기	애질런트	33500B
랩 알루미늄 호일	레이놀즈	N / A