Name: 사용자 지정 레이저 에칭 마스터스에서 조직 문화 금형 설계 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 56 s
Description: 배우세요 조직 공학 연구를 위한 맞춤형 레이저 에칭 마스터에서 PDMS 금형 제작 방법입니다. 이 저비용 기술은 수소겔 기반 조직의 기하학적 제어를 가능하게 하여 세포 정렬 및 기계적 분석 연구에 활용됩니다.

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저자는 NIH R00 HL115123 및 브라운 대학 공학에서 자금을 인정 합니다. 그들은 또한 교육에 대 한 크리스 황소와 브라운 디자인 워크샵에 게 감사는 고 레이저 커터와 지원.

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</ol>

저자는 공개 없다.

조직 문화와 호환 되는 사용자 지정 된 PDMS 몰드 형상 조정 셀 정렬, 확산 속도, 효과적인 강성 같은 중요 한 설계 조직 속성에 훌륭한 유틸리티가 있다. 또한, 이러한 금형은 티슈를 준비 하 고 있는 기하학은 기계적 테스트16,17같은 중요 한 분석 응용 프로그램에 대 한 매우 유용 합니다. 전통적인 소와 관련 된 비용과 시간에 비해 할 때 특히 이러한 도구를 활용 하 여, 손쉬운, 빠르고 저렴 한 비용 방법 부정적인 마스터 금형 제공 잘라 레이저에서 이러한 장치를 준비. 레이저 절단은 또한 더 큰 최대 형 크기, 커터의 침대 크기에 의해서만 제한 허용합니다. 우리는 성공적으로 사용 이러한 다양 한 금형 설계 심장 조직, 활동 전위 전파의 광학 매핑, 힘과 생산 및 기계적 특성, 및 주입의 평가 포함 하 여 연구의 광범위 한 실행 심근 경색13,<sup cl...

지난 2 년간 소프트 리소 그래피 사용 되었습니다 제조 기법으로 광범위 하 게 마이크로, 재료 연구, 및 조직 공학1,2의 분야에서 특히 과학 연구를 지원 하기 위해 3. 네거티브 마스터 몰드에서 만든은 원하는 모양으로 개체가 복제 성형 편리 하 고 저렴 한 비용의 방법 생산 긍정적인 PDMS는 복제 캐스팅 hydrogels 모양에 사용할 수 있습니다 제공 합니다. 그러나, 필요한 부정적인 마스터 금형은 일반적으로 비싼, 시간이 걸리는, 크기, 제한 된 제작 기술을 사용 하 여 생산과 클린 룸 공간 및 정교한 장비를 필요. 잠재적인 대안을 제공 하는 3D 인쇄, 자사의 유틸리티 저렴 프린터 및 일반적인 3D 프린터 고분자 및 치료 하는 것을 억제할 수 있는 PDMS 사이의 화학 상호 작용의 해상도 제한으로 인해 다소 제한 됩니다.
레이저 절단기 시스템 모두 절단 하 고 플라스틱, 나무, 유리, 그리고 금속 등 재료를 에칭 최근 획기적으로 저렴 하 고 따라서 더 연구 도구를 날조를 위한 접근 되고있다. 상업 학년 레이저 절단기 센티미터 규모 최소 기능 25 µ m 보다 작은 개체를 날조 할 수 있다 고 추가 필요 최소한의 교육, 전문 지식, 그리고 사용 하는 시간. PDMS의 레이저 절제 이전 마이크로 소자의 제조에 사용 되었습니다, 하는 동안 우리의 지식 없이 원고 프로세스는 밀리미터와 센티미터 규모 금형 레이저 부정적인 마스터 금형4 컷에서 날조 될 수 있다 설명 했다 .
영양 보급, 셀룰러 맞춤 및 기계적 성질5,,67을 개량 하기 위하여 설계 조직 형태를 조작 하는 주로이 방법을 사용 했습니다. 그러나,이 기술은 성형된 hydrogels 약물 전달 및 재료 과학 연구8등 관심 있는 모든 분야에서 활용에 대 한 수 있습니다. 레이저 커터에 대 한 액세스, PDMS 몰드 복제는 (그 것이이 논문의 범위를 벗어납니다 다중 파트 형 없이 제거 억제) 돌출부 없이 거의 모든 형상에 대 한 만들 수 있습니다 그리고 그 레이저 침대의 크기에 맞는.

<table><tbody><tr><td>Item</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bovine fibrinogen</td><td>Sigma</td><td>F8630-5G</td><td>Constructs</td></tr><tr><td>Bovine thrombin</td><td>Sigma</td><td>T6634-250UN</td><td>Constructs</td></tr><tr><td>Bovine aprotinin</td><td>Sigma</td><td>10820-25MG</td><td>Constructs</td></tr><tr><td>Rat tail collagen I, 4 mg/mL</td><td>Advanced Biomatrix</td><td>5153-100MG</td><td>constructs</td></tr><tr><td>염화소딤</td><td>Fisher</td><td>BP358-10</td><td>구성</td></tr><tr><td>PBS</td><td>Life Technologies</td><td>14190-250</td><td>구성</td></tr><tr><td>미세 집게</td><td>Fine Science Tools</td><td>11252-20</td><td>구성</td></tr><tr><td>Sylgard 184 실리콘 엘라스토머</td><td>Corning 4019862</td><td></td><td>PDMS 금형</td></tr><tr><td>실험실 테이프</td><td>Fisher</td><td>15-901-5R</td><td>PDMS 금형</td></tr><tr><td>아크릴, 1/4" 두꺼운</td><td>McMaster-Carr</td><td>8560K356</td><td>PDMS 금형</td></tr><tr><td>HEPES 버퍼, 1 M</td><td>Sigma</td><td>H3537-100ML</td><td></td></tr><tr><td>구성 RPMI 1640 매체, 분말</td><td>Fisher</td><td>31800-089</td><td></td></tr> 구성 염화<tr><td>칼슘 이수화물</td> 구성 <td>Fisher</td><td>AC423520250</td><td></td></tr> 구성 염화 <tr><td>마그네슘 육수화물</td><td>Fisher</td><td>M33 500</td><td>구성</td></tr><tr><td>염화칼</td>륨 <td>Sigma</td><td>P9541-500G</td><td>인</td></tr><tr><td>산나트륨 이염기성 헵타하이드레이트</td> 구성 <td>Sigma</td><td>S9390-500G</td><td>포도당 구성</td></tr><tr><td></td><td>Sigma</td><td>G5767-25G</td><td>구성</td></tr><tr><td>OCT</td><td>VWR</td><td>25608-930</td><td>조직학</td></tr><tr><td>냉동 블록 금형</td><td>VWR</td><td>25608-916</td><td>조직학</td></tr><tr><td>Hematoxylin</td><td>Fisher</td><td>3530 1</td><td>조직학</td></tr><tr><td>Eosin Y</td><td>Fisher</td><td>AC152880250</td><td>조직학</td></tr><tr><td>빠른 녹색 FCF</td><td>피셔</td><td>AC410530250</td><td>조직학</td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Illustrator</td><td>Adobe Systems</td><td></td><td>Vector Graphics</td></tr><tr><td>Inkscape</td><td>(오픈 소스)</td><td></td><td>Vector Graphics</td></tr><tr><td>UCP (Universal Control Panel)</td><td>범용 레이저 시스템</td><td></td><td>레이저 절단기 인터페이스</td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PLS6.75 레이저 절단기</td><td>범용 레이저 시스템</td><td></td><td>레이저 절단기</td></tr><tr><td>마이크로 기계 분석기</td><td>Aurora Scientific</td><td>1530A (5 mN 로드셀</td><td>포함) 기계 분석</td></tr></tbody></table>

사용자 지정 레이저 에칭 마스터스에서 조직 문화 금형 설계

Custom Engineered Tissue Culture Molds from Laser-etched Masters

조직 공학의 분야는 계속 함 성숙에, 다양 한 조직 형태를 포함 한 조직 매개 변수에에서 대 한 관심 증가 되었습니다. 센티미터 규모 마이크로미터에 조직 형태를 조작 수 있습니다 직접 셀 정렬, 효과적인 기계적 특성을 변경 고 주소 영양 보급에 관련 된 제한 사항. 또한, 조직 준비는 선박 수 기계적 제약 조건을 셀 및 매트릭스 구조에 더 영향을 미칠 수 있는 스트레스 필드 결과로 조직에가 르 친다. 높은 재현성 크기와 모양의 조직 또한 생체 외에서 분석 실험을 샘플 크기는 전체 조직 기계적 분석 등 중요 한 유틸리티가 있다.
이 원고 레이저 에칭 아크릴에서 준비 하는 부정적인 마스터 금형을 이용 하는 다른 제조 방법에 설명 합니다: 이러한 금형입니다 (PDMS)와 함께 잘 수행, 센티미터 규모와 기능에 크기와 디자인을 허용 25 µ m 보다 작은 크기와 수 있습니다 빠르게 설계 및 조작 하는 최소한의 전문성과 저렴 한 비용. 최소한의 시간 및 비용 요구 사항을 빠르게 최적의 디자인을 결정 때까지 따라 반복 될을 넘어 조직 공학의 분야 들을 포함 한 관심의 모든 분석 결과 맞게 쉽게 적용할 레이저 에칭 금형에 대 한 허용.

레이저 절단기의 광학에 아주 약간 깊이 증가, 에칭으로 크기 감소 에칭된 영역 원인과 결과에 금형 레이저 광선의 가늘게 하 매우 미묘한 경사 벽으로 인해. 이 캐스트 PDMS 금형의 제거를 촉진 하는 데 도움이 됩니다 하지만 매우 깊이 부정적인 마스터 금형 에칭 경우 주의깊게 고려 되어야 한다 (&gt; 6 m m)는 필수 (그림 1).
시간이 지나면서 문화에, cellularized 구조 매트릭스 개장, 비록 속도 범위는이 비 계 구성, 셀 부하에 따라 달라 집니다 발생 및 경작 조건 때문 압축 것입니다.
개장 하는 매트릭스 개편와의 주변 매트릭스 (새로운 매트릭스의 증 착), 저하를 통해 발생할 수 ...

여기 우리는 복잡 한 형상의 설계 조직 히드로-기반 생산에 사용할 수 있는 사용자 지정입니다 금형 날조를 위한 신속 하 고, 손쉬운, 고 저가 방법 제시. 우리는 또한이 기술을 사용 하 여 생산 조작된 심장 조직에서 실시 하는 기계 및 조직학 평가 결과 설명 합니다.

As the field of tissue engineering has continued to mature, there has been increased interest in a wide range of tissue parameters, including tissue ...

이 방법은 조직 발달, 세포 정렬, 고분자 및 엔지니어링 조직의 기계적 분석과 관련된 조직 공학 분야의 연구를 촉진할 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 저렴하고 사용하기 쉽고 빠르다는 것입니다. 우리는 이 분야에서 밀리미터 대 센티미터 규모로 조작된 조직의 기하학적 제어가 이루어지지 않았기 때문에 제 연구실에서 이 기술을 개발했으며, 조작된 조직의 크기를 확장하는 것에 대해 번역적으로 생각해야 할 필요성을 느꼈습니다.이 기술을 사용하면 포스트와 다양한 모양을 사용하는 제작 기술을 통해 세포 생리학 및 엔지니어링 조직에 대한 기하학적 대기열의 이점을 활용할 수 있습니다. 이 방법은 크기, 모양 및 정렬이 제어된 엔지니어링 조직의 생산에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 또한 다양한 질병 모델, 맞춤형 재생 의학 및 전임상 연구에 엔지니어링 조직을 변환하는 데 적용할 수 있습니다.컴퓨터에서 벡터 그래픽 프로그램을 열어 시작합니다. 원하는 금형 형상 및 벡터 형식을 준비하려면 RGB 색상 형식으로 적절한 치수의 새 캔버스를 엽니다. 그런 다음 왼쪽 패널에서 모양 도구를 선택하고 창 상단에 치수를 입력하여 원하는 형상을 만들어 모양 크기를 정확하게 정의합니다.가장 바깥쪽 피쳐의 가장자리에서 최소 6mm 경계가 허용되도록 금형 형상을 설계하고 금형 주조 후 PDMS 메니스커스를 트리밍할 수 있도록 절단선을 설계합니다. 이렇게 하면 완성된 주형이 배양 접시의 바닥과 같은 높이로 놓일 수 있습니다. 그런 다음 창의 왼쪽 상단 모서리에 있는 색상 선택기를 열고 레이저 절단기 소프트웨어와 호환되는 새 색상 견본을 정의합니다.각 패스를 선택하고 잘라낸 견본에서 적절한 색상을 지정합니다. 완료되면 채우기 색상에 대해 없음을 지정합니다. 마찬가지로, 개체를 선택한 다음 채우기 색상에 대한 에칭 경로를 선택하고 색상 피커에서 경로 색상에 대해 없음을 선택하여 에칭 경로에 견본 색상을 할당합니다.벡터 그래픽 프로그램 및 레이저 절단기에 적합한 형식에 따라 디자인을 ai or. pdf 파일 형식으로 저장합니다. 제조업체의 사양에 따라 절단을 위해 레이저 절단기를 준비하고 충분한 환기가 이루어지도록 하십시오.그런 다음 1/4인치 아크릴 시트를 레이저 베드에 놓습니다. 아크릴에 맞게 적절하게 보정되도록 침대 높이를 조정하십시오. 그런 다음 레이저 절단기에 연결된 컴퓨터에서 디자인 파일을 열고 인쇄 메뉴를 엽니다.레이저 절단기가 프린터로

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

우리는 시험 관내 CNS 축삭 - glia의 상호 작용 연구를위한 새로운 다중 구획 신경 공동 문화 microsystem 플랫폼을 개발했습니다. 플랫폼은 병렬 여섯 독립적인 실험까지 실시 수 있으며, 새로 개발된 마이크로 / 매크로 하이브리드 제조 방법을 사용하여 가공했습니다.

다중 구획 CNS 뉴런 - glia 공동 문화 Microfluidic 플랫폼

이 프로토콜에서는, 우리는 기술의 기반이되는 수직 전이 게시물의 마이크로 액추에이터 어레이의 제조 방법 및이 기본 기술이 모두 2 차원 입체 문화에 높은 처리량 기계 역동적인 세포 배양을 실시하도록 수정할 수 있습니다을 증명 패러다임.

기계 다이나믹 셀 문화 Microfabricated 플랫폼

암 줄기 세포 이주를 조사하기위한 compartmentalizing 마이크로 유체 장치가 설명되어 있습니다. 이 소설 플랫폼은 가능한 세포 microenvironment를 생성 및 라이브 세포 운동의 미세 시각화 할 수 있습니다. 높은 운동성 암 세포는 잠재적으로보다 효과적인 미래의 치료로 이어지는 공격적인 침투 분자 메커니즘을 공부 절연되어 있습니다.

Compartmentalizing 마이크로 유체 장치와 라이브 세포 이미징을 사용하여 암 줄기 세포 마이그레이션 평가

이 문서는 휴대 자기 조립에 의해 세포 - 파생 조직 반지를 만드는 다양한 방법을 설명합니다. 평활근 세포는 링 모양의 아가로 오스 웰스의 집계 7 일 이내에 강력한 입체 (3D) 조직을 형성하기 위해 계약을 씨뿌린. 밀리 대규모 조직 반지는 기계 테스트에 도움이되는이며 조직 조립 블록을 건물로 제공하고 있습니다.

자기 조립 셀룰러이 Biomechanical 분석 및 조직 공학을위한 셀 유래 조직 반지를 조작하는 감독

여기 조직 공학을위한 개 층 사이의 끊임없는 인터페이스와 biocompatible, 다층 매트릭스를 만들기위한 독특한 전략을 설명합니다. 이러한 비계는 다양한 생물학적, 화학적 또는 기계적 신호에 의해 세포 행동을 조절하기 위해 이상적인 사용자 정의 환경을 제공 할...

밀도 그라데이션 Multilayered 중합 (DGMP) : 멀티 칸 만들기위한 소설 기법, 조직 공학을위한 사용자 정의 공사장 공중 발판

이 원고는 3 차원 (3D)의 균일 한 배열 세포 외 기질에 둘러싸여 정의 형상의 상피 조직을 설계 할 수있는 소프트 리소그래피 기반 기술을 설명합니다. 이 방법은 세포 형태 및 실험 문맥 다양한 의무가 있고 동일한 복제의 높은 처리량의 선별을 허용한다.

세포 외 매트릭스 내에서 임베디드 공학 3 차원 상피 조직

이 프로토콜 사용자 정의 3D 인쇄 하는 플라스틱 금형을 사용 하 여 변수 크기의 자기 조립된 조직 반지 날조를 위한 플랫폼을 설명 합니다. PDMS 원판 3D 인쇄 형;에 치료 된다 다음 agarose 치료 PDMS 원판에 캐스팅 됩니다. 세포는 그들은 조직의 반지로 집계 결과 agarose 우물에 시드.

셀 시드를 위한 사용자 지정 Agarose 우물 및 자기 조립 금형 3D 인쇄를 사용 하 여 조직 반지 제작

여기에 제시된 프로토콜은 기계학 연구, 질병 모델링 및 스크리닝 애플리케이션에 적합한 이중 극이 있는 다중 우물 판에서 48개의 조직의 병렬 배양에 대한 엔지니어링 된 결합 조직을 생성하는 프로토콜입니다. 프로토콜은 다른 장기와 종에서 섬유 아세포와 호환되며 인간의 기본 심장 섬유 아세포와 함께 여기에 예시됩니다.

섬유아세포, 선별 애플리케이션을 위한 인간 공학형 결합 조직

이 논문은mm2당 수백 개의 마이크로컨테이너를 사용하는 새로운 유형의 배양 기질에 대한 제조 프로토콜을 제시하며, 이 배양에서 오가노이드는 고해상도 현미경을 사용하여 배양 및 관찰할 수 있습니다. 세포 파종 및 면역 염색 프로토콜도 자세히 설명되어 있습니다.

오가노이드의 배양 및 3D 이미징을 위한 고처리량 플랫폼

우리는 시험관 내 배우자 형성을 보완하는 새로운 스캐폴드가 없는 아가로스 곰팡이에서 난소 난포를 배양하는 방법을 설명합니다.

스캐폴드 프리 마우스 난소 난포 배양을 위한 맞춤형 아가로스 몰드의 생산 및 사용

배우세요 조직 공학 연구를 위한 맞춤형 레이저 에칭 마스터에서 PDMS 금형 제작 방법입니다. 이 저비용 기술은 수소겔 기반 조직의 기하학적 제어를 가능하게 하여 세포 정렬 및 기계적 분석 연구에 활용됩니다.

사용자 지정 레이저 에칭 마스터스에서 조직 문화 금형 설계

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