Stretchable, 듀얼 채널, 미세 기관 칩의 확장 가능한 제작

이 프로토콜의 전반적인 목표는 시험관에서 기관 수준 기능을 회수하기 위한 장기 절단된 미세 유체 장치의 제조를 설명하는 것입니다. 이 프로토콜은 시험관내에서 장기 수준 기능을 재구성하는 장기 절단 장치를 제조하는 방법을 설명합니다. 이와 같은 장치는 실제로 부드러운 실리콘 고무에서 3D 인쇄 금형을 사용하여 제작됩니다.

이 고무는 우리가 실제로 우리가 폐 또는 창자를 말할 수 있을 것 이다 조직을 스트레칭 할 수 있도록 기계적인 단서와 이러한 장치를 스며 수 있습니다. 우리는 또한 혈액 흐름과 장기 시스템 내의 다른 체액의 흐름을 모방하는 풍부함을 추가합니다. 이제 함께 촬영, 이러한 장치는 우리가 실제로 재현하고 생체 내에서 발생하는 복잡한 생리학을 이해하려고 할 수 있습니다.

그러나 시험관 내에서이 작업을 수행합니다. 그래서 본질적으로 우리는 인간을 실험하고 있지만, 사람들에 대해실험하지 않습니다. 따라서 항상 치료 전 개발에서 수행되는 동물 연구 사이의 격차를 해소하는 매우 효과적인 방법이며, 인간 연구 전에는 인간에게 훨씬 더 큰 위험이 있는 임상 시험이라고 합니다.

그래서 이 장치는 분열을 해소하고 실제로 새로운 치료법을 개발하고 실제로 인간과 같은 복잡한 시스템에서 일어나는 기본적인 생물학을 이해하는 데 도움이됩니다. 최고의 채널 준비. 에탄올과 깨끗한 방 물티슈로 각 폴리우레탄 조각의 광택 면을 닦아냅니다.

금형의 열린 측면에 폴리우레탄의 광택 면을 제자리에 놓습니다. 금형 및 폴리우레탄 어셈블리를 지그 끝에 텍스처 된 측면에 놓습니다. 모든 금형이 지그 내에 배치될 때까지 계속 이 작업을 수행합니다.

지그 간격이 폭이 25mm가 될 때까지 렌치를 사용하여 핸들을 돌려 지그를 조입니다. 금형을 둘러싼 알루미늄 호일 보트를 제자리에 고정하십시오. PDMS를 각 금형의 우물에 부어 때까지 가득 찼습니다.

전체 지그가 가득 차면 지그를 진공 건조기에 넣습니다. 1시간 후, 건조기에서 제거하십시오. 그리고 적어도 4 시간 동안 60도 섭씨 오븐에 배치합니다.

렌치를 사용하여 지그를 분해합니다. 각 금형에서 폴리우레탄 스트립을 제거합니다. 그리고 폐기.

그들의 금형에서 신중하게 PDMS 부품을 demold하고 측면을 배치합니다. 끝 탭 노치에서 타일 스크레이퍼의 블레이드를 정렬합니다. 그리고 상단 구성 요소를 cingulate 각 끝을 잘라.

완성된 부품을 광장 페트리 요리에 보관하십시오. 실온에서 양압 캐비닛에 부품을 보관하십시오. 하단 채널 준비.

10.5 그램의 PDMS를 금형에 붓습니다. 에어건은 PDMS를 공간 위로 이동하는 데 매우 부드럽게 사용할 수 있습니다. 금형을 진공 건조기에 넣습니다.

1시간 후 금형을 섭씨 60도 오븐수준으로 이동합니다. 라미나르 플로우 후드에 테이블에 금형을 놓습니다. 금형 가장자리에서 PDMS를 느슨하게 합니다.

한 쪽 모서리를 잡고 금형 표면에서 PDMS를 부드럽게 벗깁니다. 완전히 제거되면 채널 피쳐가 얼굴을 맞대게 되도록 작업 표면에 반전하고 놓습니다. 타일 커터로 바깥쪽 가장자리를 따라 잘라냅니다.

플랫 패들 집게로, 누워 부품은 이물질을 제거하기 위해 테이프에 측면이 특징입니다. 포장 테이프에서 부품을 제거합니다. 슬라이드를 가로질러 부품의 느슨한 끝을 드래그합니다.

느슨한 끝은 유리로 적층됩니다. 스카치 테이프가 있는 커버 기능. 실온에서 양압 캐비닛에 부품을 보관하십시오.

PDMS 멤브레인 준비. 웨이퍼가 뒷면에 PDMS가 없는지 확인합니다. 지정된 슬롯에 각 멤브레인 웨이퍼를 배치합니다.

1mL 주사기를 사용하여 각 멤브레인 웨이퍼 포스트 어레이의 중앙에 PDMS 09 mL을 배치합니다. PDMS가 최소 5분 동안 앉게 합니다. PDMS가 멤브레인 웨이퍼의 포스트 전체에 퍼질 수 있도록 합니다.

포스트 어레이의 75% 이상이 PDMS로 커버될 때까지 다음 단계로 진행하지 마십시오. 플라즈마는 프로토콜에 기재된 조건을 사용하여 폴리카보네이트 스트립을 치료한다. 플라즈마 기계에서 폴리 카보네이트 시트를 제거하고 가위를 사용하여 폴리 카보네이트 시트를 45 mm 제곱으로 45 밀리미터로 자른다.

막 웨이퍼를 중심으로 폴리카보네이트 사각형의 플라즈마 처리 면을 PDMS에 놓습니다. 폴리카보네이트 사각형의 중앙에 PDMS 스페이서를 배치합니다. 그런 다음 프리컷 질감의 폴리 카보네이트를 놓습니다.

트레이 3이 뒤쪽에 있고, 트레이 2가 중간에 있고, 트레이가 앞쪽에 있도록 트레이를 삽입합니다. 트레이 에는 정렬에 대한 노치가 있습니다. 출력 압력 밸브를 열고 입력 압력 밸브를 매우 느리게 엽니다.

이것은 4킬로그램의 힘이 웨이퍼를 깰 수 있는 즉시와는 달리 각 멤브레인 웨이퍼에 점차적으로 적용되도록 합니다. AMF 스위치를 켜서 경화 주기를 시작합니다. 그런 다음 입력 압력 밸브를 닫고 출력 압력 밸브를 열어 공기 실린더에서 압력을 방출합니다.

트레이를 제거하고 라미나르 플로우 후드로 가져옵니다. 질감이 있는 폴리카보네이트를 조심스럽게 벗겨냅니다. PDMS 스페이서를 조심스럽게 제거합니다.

구멍을 통과하는 영역에 대해 PDMS 멤브레인을 검사합니다. 마커를 사용하여 관통 구멍 영역의 윤곽선을 추적합니다. 또한 멤브레인에 구멍이나 결함을 표시합니다.

이것은 표시가 없는 및 표시되지 않은 멤브레인의 예입니다. 웨이퍼 핸들링 핀셋을 사용하여 트레이에서 웨이퍼를 풀어놓습니다. 웨이퍼에서 각 멤브레인을 제거하고 페트리 접시에 놓습니다.

PDMS 멤브레인은 웨이퍼에서 demold될 것이며 폴리 카보네이트 백킹에 결합됩니다. 실온에서 양압 캐비닛에 부품을 보관하십시오. 최고의 조립 및 준비.

매트 완성 된 스카치 테이프를 사용하여 PDMS 멤브레인과 페트리 접시의 내부를 청소하여 이물질을 제거하십시오. 각 키가 큰 채널 상단의 피쳐 면을 테이프로 테이프로 테이프로 사용하여 이물질을 제거합니다. PDMS 멤브레인페트리 접시에 상단을 놓습니다.

일부 멤브레인은 하나 또는 두 개의 상단 부품을 취할 수 있습니다. 각 상단 부분의 주요 채널은 멤브레인 내의 표시된 영역 내에 적합해야 합니다. 페트리 접시를 플라즈마에 적재합니다.

플라즈마 처리 멤브레인 및 서술 프로토콜에 따라 상단. 본딩 사이클이 끝나면 접시를 제거하고 활성화된 상단 부품을 멤브레인에 놓습니다. 섭씨 오븐 60도에 2시간 이상 놓습니다.

메스를 사용하여 접합 된 상단의 둘레를 추적하여 폴리 카보네이트 캐리어에서 분리하십시오. 부품이 추적되면 폴리카보네이트에서 상단을 벗깁니다. 상단에 접합된 PDMS 멤브레인도 캐리어에서 벗겨져야 합니다.

핀셋을 사용하면 하단 채널에 액세스하는 포트에서 멤브레인이 제거됩니다. 액세스 포트를 덮고 있는 멤브레인의 일부를 방치하지 마십시오. 또한 핀셋으로 파편이나 먼지를 제거합니다.

칩 어셈블리. 특징 은 위, 플라즈마 처리 상단 어셈블리 와 바닥. 반전된 현미경으로 상단 어셈블리를 아래쪽 절반으로 정렬합니다.

섭씨 오븐 60도에 2시간 이상 놓습니다. 결과. 여기에 제시된 프로토콜은 PDMS 장기 칩의 확장 가능한 제조에 대해 설명합니다. 이 장치는 탄성 다공성 막에 2개의 명백한 profuse 조직 모형의 배양을 가능하게 합니다.

PDMS 채널은 3D 프린팅 금형을 사용하여 캐스팅되어 새로운 디자인의 프로토타이핑을 가속화합니다. 상단 채널은 성형 포트가 있는 부품을 생산하기 위해 호환되는 폴리우레탄 개스킷에 대한 압축 하에 금형에 투사됩니다. 하단 채널 구성 요소가 트레이에 투사되고 현미경 슬라이드 백업에서 처리됩니다.

이 제조 방식은 부품의 다중 스케일 패팅을 단일 단계로 결합하여 시간을 절약하고 재현성과 추적성을 향상시키며 포트 펀칭 및 다중 절단 단계로 생성된 이물질을 줄입니다. 다공성 멤브레인은 장기 칩의 기능에 중요하며 패턴 실리콘 웨이퍼에 대한 주조에 기초한 제조 방법은 일관된 두께와 표면 마감의 막을 초래합니다. 폴리카보네이트 캐리어를 통한 처리는 더 큰 배치 생산 및 저장을 가능하게 합니다.

조립된 오르간 칩은 광학적으로 투명한 패키지에 두 개의 증혈 채널로 구성됩니다. 중첩 영역에서 다공성 PDMS 멤브레인은 대사 산물, 단백질, 치료제, 병원균 및 세포의 조직 조직 상호 작용을 가능하게 하며 양쪽의 두 개의 병렬 채널이 순환 진공 작동을 사용하여 기계적 변형을 제공하는 데 사용됩니다. PDMS 멤브레인의 다공성은 의학적으로 대사 산물의 플럭스를 지원, 성장 인자, 혈관과 장기 parenchyma 사이의 세포.

멤브레인의 명백한 투과성은 Caco-2 창자 세포의 유무에 관계없이 출구 채널에서 디 농도를 사용하여 결정되었다. 창자 칩 세포 층은 투과성에 대한 장벽을 크게 증가시다. 장기 칩은 병렬 진공 채널을 이용하여 작동하여 멤브레인에 순환 균주 하중을 정량적으로 그리고 재현적으로 적용하여 배양된 조직을 사용할 수 있다.

미디어 풍부와 결합된 이 순환 균주는 창자 칩에 있는 빌리의 형성과 같은 생체 내 기관 생리학에서 더 잘 모방하기 위하여 세포 분화를 지원합니다. 여기에 설명된 프로토콜을 사용하여 이제 신축성 있는 PDMS 장기 칩을 제작할 수 있습니다.