Name: Microfluidics를 사용하여 새로운 치료 응용 프로그램 개발 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-10-01T15:33:39.000+00:00
Duration: 8 min 56 s
Description: 학습하세요 혈액 세포 생리학과 선천성 면역 반응을 연구하는 마이크로유체 칩 기술을 통해. 이 방법은 질병 상태에서 염증 조절 메커니즘을 이해하고 세포 생리를 보존하며 진단 및 치료 응용을 위한 새로운 통찰을 제공합니다.

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microfluidics를 사용하여 새로운 치료 응용 프로그램 개발

Development of New Therapeutic Applications Using Microfluidics

Microfluidics를 사용하여 새로운 치료 응용 프로그램 개발

제 이름은 Mamed Toner입니다. 저는 기계 공학을 전공했으며, 이후 생의학 공학 및 과학을 공부했습니다. 현재 매사추세츠 종합병원, 하버드 의과대학, 그리고 하버드-MIT 보건과학기술학부의 교수진으로서 의학 분야에서 생의학 공학의 다양한 응용 방안을 탐구하고 있습니다. 혈액 내에서 특정 세포를 매우 신속하게 찾아내어 해당 세포의 생리적 상태를 결정하고, 염증이나 화상 또는 부상을 입은 환자와 같은 질병 상태에서 이러한 세포의 생리학적 특성을 이해하는 연구 등을 수행하고 있습니다.또한 선천성 면역 체계의 반응을 이해하고, 이러한 사례에서 혈구 세포가 어떻게 염증 반응을 조절하는지 파악하며, 이들의 게노믹스와 프로테오믹스를 분석하고자 합니다. 이러한 예시에서 중요한 점은 세포의 생리적 특성과 발현 수준 등을 변화시키지 않고 해당 세포들을 분리해내는 것입니다. 즉, 세포를 다루는 과정에서 발생하는 인위적인 결과물이 아니라, 근본적인 문제에 대한 자연스러운 생리적 상태를 조사하는 것입니다.다른 응용 분야로는 CD4 양성 림프구 수치와 같이 치료 시작 여부를 결정하는 표적 세포를 측정할 수 있는 글로벌 헬스 칩과 같은 현장 진단(point of care) 유형의 장치들이 있습니다. 따라서 저희는 미세유체 칩 기술을 통해 CD4 양성 세포를 찾아내고 계수할 수 있는 칩을 개발하고 있으며, 더 복잡한 응용 분야는 소위 희귀 세포 검출(rare cell detection) 분야가 될 것입니다. 임상 의학에서는 보통 일반적인 세포들을 다루며, 이러한 세포들을 기반으로 환자의 생리적 상태를 이해하려고 노력합니다.하지만 실제로 많은 생리학적 또는 병리학적 과정은 수지상 세포, 줄기 세포, 조절 세포, 또는 암의 경우 순환 종양 세포와 같이 훨씬 더 드문 세포들에 의해 제어됩니다. 따라서 우리는 다양한 치료에 대한 반응을 실제로 결정하며 진단 도구로 활용될 수 있는 희귀 세포를 찾는 것에 관심이 있습니다. 즉, 미세유체 기술을 사용하여 칩 위에 세포를 배치함으로써 얻을 수 있는 진단 및 치료 응용 분야의 범위가 매우 넓다는 것입니다.초기 미세유체역학 연구는 주로 제작에 집중되었으며, 집적 회로형 응용 분야를 위해 개발된 마이크로시스템 기술 도구들을 활용하고, 미세 유세포 분석, 미세 전기영동 시스템, 미세 크로마토그래피 시스템 등을 개발하는 랩온칩(lab-on-a-chip) 개념의 소형화 시스템을 적용하는 데 주력했습니다.

development-of-new-therapeutic-applications-using-microfluidics

Research

연구

JoVE Journal

Biology

생물학

우리는 탄성 polydimethylsiloxane (PDMS) 기반 photolithographically 정의 정확한 볼륨을 닫고 기능을 더 추가 에너지를 필요가 없다 microvalve 배열을 제조 및 자동화 프로토콜을 보여줍니다. 병렬 subnanoliter 볼륨 믹서와 통합 microfluidic 재관류 시스템을 소개하는 부분이있다.

Microfluidic 칩은 탄성 Microvalve의 배열을 제어

이 인터뷰에서 박사 Klapperich는 열가 소성 microfluidic 장치와 새로운 진단 개발을위한 그들의 응용 프로그램의 제조에 대해 설명합니다.

일회용 진단을위한 Microfluidic 응용

Millifluidic 장치는 나노 물질, 반응 메커니즘과 지속적인 흐름 촉매의 시간 분해 분석의 제어 합성에 이용된다.

화학 합성 및 시간 - 해결 기계론의 연구 Millifluidics

마이크로 - 온 - 칩 플랫폼은 포토 리소그래피 리플 로우 레지스트 기술, 소프트 리소그래피, 그리고 미세 유체의 조합에 의해 개발되었다. endothelialized 마이크로 플랫폼은 생체 내 미세 혈관에서의 3 차원 (3D) 구조를 모방 제어 지속적인 혈류의 흐름에서 실행하고, 고품질의 실시간 영상을 허용하고 미세 혈관 연구에 적용 할 수 있습니다.

멀티 깊이 원형 단면 Endothelialized 마이크로 채널 - 온 - 칩의 개발을위한 절차

여기에서 우리는 최소한의 재정적 및 시간 적 투자로 맞춤형 미세 유체 장치를 설계하고 제작하는 프로토콜을 제시합니다. 목표는 생물 의학 연구 실험실 및 교육 환경에서 미세 유체 기술의 채택을 용이하게하는 것입니다.

연구 및 교육 응용 프로그램을 위한 맞춤형 미세 유체 장치의 신속한 제조

우리는 1500 배양 장치, 향상된 연동 펌프의 배열및 현장 믹싱 계수로 구성된 복잡한 생명 기계에 대한 높은 처리량 연구를위한 미세 유체 시스템을 제시합니다. 미세 유체 칩은 생체 내 매우 복잡하고 역동적인 미세 환경 조건을 분석할 수 있게 해줍니다.

고처리량 미세 유체 장치를 사용하여 동적 환경 조건의 생성

미세유동 칩 상에서 마우스 배아 조직의 배양 및 조작을 위한 프로토콜이 제공된다. 경로 조절제의 펄스를 적용함으로써, 이 시스템은 마우스 소미토제네시스의 기능적 조사를 위해 신호전달 진동을 외부적으로 제어하는데 사용될 수 있다.

Somitogenesis를 지배하는 신호 진동의 기능적 조사를위한 미세 유체 학적 접근법

이 프로토콜의 목표는 심장 조직 공학, 약물 스크리닝 및 질병 모델링을 위해 심장 섬유아세포(CFs)와 공동 배양된 줄기 세포 유래 심근세포(CFs)로 구성된 고도로 정렬된 인간 심장 조직의 3차원(3D) 미세유체 모델의 개발을 설명하고 시연하는 것이다.

미세 유체 플랫폼 내에서 3D 조직 된 인간 심장 조직 개발

여기에서는 수중수(water-in-oil) 에멀젼(플러그)의 조합 라이브러리를 생산하기 위한 폴리디메틸실록산(PDMS) 기반 이중층 장치의 제조를 소개합니다. 플러그 생산을 자동화하는 데 필요한 하드웨어 및 소프트웨어는 프로토콜에 자세히 설명되어 있으며 형광 플러그의 정량적 라이브러리 생산도 시연됩니다.

조합 플러그 생산을 위한 이중층 미세유체 장치

이 프로토콜은 미세소관 고분자 역학을 조사하는 데 적합한 미세유체 장치의 설계 및 제작에 대해 자세히 설명합니다. 미세 가공, 자동화된 흐름 제어 및 컴퓨터 모델링 기술의 합성은 세포 세포골격을 in vitro 프로빙하는 데 이상적으로 적합한 유연한 시스템을 가능하게 합니다.

미세소관 고분자 역학 조사를 위한 미세유체역학 기반 접근법 개발

학습하세요 혈액 세포 생리학과 선천성 면역 반응을 연구하는 마이크로유체 칩 기술을 통해. 이 방법은 질병 상태에서 염증 조절 메커니즘을 이해하고 세포 생리를 보존하며 진단 및 치료 응용을 위한 새로운 통찰을 제공합니다.

Microfluidics를 사용하여 새로운 치료 응용 프로그램 개발

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