Methodenartikel

Uitbreiding van nanopatterned Substrates met steek Techniek voor Nanotopographical Modulation of Cell Behavior

DOI:

10.3791/54840

⸱

8 december 2016

 ,  , 
1Department of Chemical and Biomedical Engineering, West Virginia University, 2Department of Biomedical Engineering, Columbia University

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een protocol voor het produceren van een groot gebied van nanogepatterreerde substraten uit kleine nanogepatterreerde mallen voor studie van nanotopografische modulatie van celgedrag wordt gepresenteerd.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Substraatnanotopografie is getoond als een krachtige modulator van celfenotype en -functie. Om nanotopografie-modulatie van celgedrag te onderscheiden, is een groot gebied van nanogepatternd substraat wenselijk, zodat voldoende cellen kunnen worden gekweekt op de nanotopografie voor daaropvolgende biochemische en moleculaire biologie-analyses. Echter, huidige nanofabricagetechnieken hebben beperkingen om hoog gedefinieerde nanopatronen over een groot gebied te genereren. Hier presenteren we een methode om nanogepatternde substraten uit een klein, hoog gedefinieerd nanopatroon uit te breiden naar een groot gebied met behulp van de stitch-techniek. De methode combineert meerdere technieken, waaronder zachte litografie om poly(dimethylsiloxaan) (PDMS) mallen te repliceren vanuit een goed gedefinieerde mal, stitch-techniek om meerdere PDMS-mallen samen te stellen tot een enkele grote mal, en nano-imprinting om een mastermal op polystyreen (PS) substraten te genereren. Met de PS mastermal produceren we PDMS werksubstraten en demonstreren nanotopografische modulatie van celspreiding. Deze methode biedt een eenvoudige, betaalbare maar veelzijdige weg om goed gedefinieerde nanopatronen over grote gebieden te genereren, en kan potentieel worden uitgebreid om micro-/nanoschaalapparaten met hybride componenten te creëren.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Een aantal recente bevindingen onthullen dat substraat-nanotopografie een uitgesproken invloed heeft op celgedrag, van celadhesie, spreiding en migratie, tot proliferatie en differentiatie1-6. Bijvoorbeeld, een kleinere celgrootte en lagere proliferatiesnelheid zijn waargenomen in cellen gekweekt op diepe nanogratingen, zelfs leidend tot apoptose hoewel de celaflijning, verlenging en migratie werden verbeterd, vergeleken met de platte controles2,7-10. Bovendien is aangetoond dat nanotopografie de differentiatie van stamcellen in bepaalde lijnen zoals neuronen2,11,12, spieren13, en bot3,4 bevordert. Daarnaast, vanwege toenemende zorgen over de toxiciteit van gefabriceerde nanomaterialen14,15, is er behoefte aan het integreren van nanotopografie in fysiologisch relevante in vitro modellen voor nauwkeurige risicobeoordeling van nanomaterialen. Om biochemische en moleculaire biologie analyses uit te voeren, zijn er voldoende cellen nodig om te groeien op een groot gebied van nanogepaterde substraten. Echter, conventionele nanofabricagetechnieken hebben beperkingen om hoog gedefinieerde nanopatronen over een groot gebied te genereren.

Zelfassemblage inclusief colloïd-litografie16 en polymeer-demixing17 kan gemakkelijk groot-oppervlakte nanostructuren genereren tegen lage kosten. Omdat zelfassemblage vertrouwt op interacties tussen de assemblerende elementen zoals colloïdale deeltjes en macromoleculen, en mogelijke interacties tussen deze elementen en substraat, kan het geen stand-alone methode zijn om nanostructuren met nauwkeurige ruimtelijke positionering en willekeurige vormen te produceren18. De bijbehorende hoge dichtheid aan defecten is ook een nadeel. Nauwkeurige ruimtelijke controle van nanopatronen kan worden bereikt door middel van templated zelfassemblage, dat gebruikmaakt van top-down lithographische benaderingen om de topografische en/of chemische template te bieden om de bottom-up assemblage van de assemblerende elementen te leiden19-21. Alternatieve nanofabricagetechnieken zoals step-and-flash lithography22 en een roll-to-roll nanoimprinting lithography23 zijn ontwikkeld, maar hebben beperkt gebruik vanwege hun gecompliceerde proces of de vereiste van gespecialiseerde apparatuur. Niettemin, is een template of een master mal met gedefinieerde nanoschaalpatronen nodig voor templated of alternatieve nanofabricagetechnieken.

Dergelijke templates en master mallen worden conventioneel gegenereerd door gebruik te maken van gefocuste elektronen-, ionen- of fotonenstraal lithographie. Bijvoorbeeld, elektronenstraal lithographie (EBL)24 en gefocuste ionenstraal lithographie25 kunnen gedefinieerde patronen genereren met een resolutie onder de 5 nm. Twee-foton lithographie heeft een kenmerkgrootte zo klein als 30 nm aangetoond26. Hoewel de gefocuste straal lithographietechnieken de generatie van goed gedefinieerde nanoschaalstructuren mogelijk maken, beperken de kapitaalinvestering en het tijdrovende, dure proces hun wijdverspreide gebruik in academisch onderzoek27. Daarom is het zeer wenselijk om in te schakelen maar betaalbare technieken te ontwikkelen om een groot oppervlak van nanogepaterde oppervlakken met hoge trouw te produceren.

We hebben een eenvoudige, kosteneffectieve hechttechniek gerapporteerd voor het genereren van een groot gebied van nanogepaterde oppervlakken vanuit een kleine, goed gedefinieerde mal28. Dit protocol biedt stapsgewijze procedure van replicatie van poly(dimethylsiloxaan) (PDMS) mallen met behulp van een EBL-geschreven patroon, naar samenstelling van meerdere PDMS mallen in een enkele grote mal, naar generatie van een master mal op polymeren zoals polystyreen (PS) substraten, naar productie van werkende substraten. Met de uitgebreide nanogepaterde substraten hebben we nanotopografische modulatie van celspreiding aangetoond.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Replicatie van PDMS Mallen gemaakt van een EBL Mold

  1. Fabriceren siliconenmal 29
    1. Spin laag 200 gl polymethylmethacrylaat (PMMA) oplossing op een 1 x 1 cm silicium (Si) substraat bij 2500 rpm gedurende 1 minuut om een ​​dunne film te vormen.
    2. Bak de PMMA film op het Si-substraat bij 180 ° C gedurende 2 minuten.
    3. Schrijf de ontworpen nanopattern op de PMMA film met een gefocusseerde elektronenbundel een oppervlakte dosering van 300 uC / cm2.
    4. Ontwikkel de PMMA nanopattern in ontwikkelaar voor 80 sec.
    5. Stort de PMMA nanopattern een nikkellaag van 50 nm dikte met een elektronenbundel verdamper bij een uitgangsspanning van 10 kV, emissiestroom van 0,5 mA en een afzettingssnelheid van 0,5 A / sec.
    6. Verwijder de PMMA deel 20 ml remover bij 80 ° C gedurende 20 min.
    7. Reactief ionen etsen (RIE) de nanopattern in het Si-substraat om een ​​Si mal van de gewenste diepte te krijgen.
      LET OP: Gas mengsel van TetRafluoromethane (CF4) / zuurstof (O 2) (90% / 10%) bij een inductief gekoppelde plasma (ICP) vermogen van 400 W en RIE vermogen van 150 W wordt gebruikt om Si-substraat te etsen tot een diepte van 560 nm.
  2. Silaniseren Si schimmel
    1. Zet een glas dekglaasje en de Si schimmel in een 100 mm PS petrischaal en zet ze in een glas exsiccator gelegen in een zuurkast.
    2. Drop 10 pl 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltrichlorosilane op het dekglaasje.
      Let op: 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorooctyltrichlorosilane kan huidcorrosie en ernstig oogletsel veroorzaken. Draag geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM).
    3. Dek de petrischaal gedeeltelijk.
    4. Houd de exsiccator onder vacuüm gedurende 5 uur in een zuurkast aan de silanisatie van de Si schimmel te voltooien.
  3. Bereid PDMS prepolymeer
    1. Weeg 10 g PDMS hars en 1,05 g hardingsmiddel in een wegwerp weegschuitje.
    2. Meng de PDMS voorpolymeer grondig met behulp van een plastic lepel.
    3. Ontgas de PDMS prepolymeer in een plastic exsiccator onder vacuüm gedurende ongeveer 20 minuten totdat een helder mengsel wordt waargenomen.
  4. Repliceren PDMS mallen
    1. Zet de gesilaniseerde Si schimmel in een 60 mm petrischaal.
    2. Giet de PDMS prepolymeer op de Si schimmel in de petrischaal.
    3. Plaats de petrischaal in een plastic exsiccator en ontgast gedurende ongeveer 10 minuten totdat alle bellen verdwijnen.
    4. Breng de petrischaal op een kookplaat en genezen van de PDMS-prepolymeer bij 70 ° C gedurende 4 uur.
    5. Trek het PDMS mal van de Si mal zorgvuldig met behulp van een pincet.
      OPMERKING: PDMS mallen kunnen worden opgeslagen bij omgevingsomstandigheden gedurende maximaal een week. Na uitharding, zijn er enkele verknoopte PDMS harsmoleculen en residuele hardingsmiddel in het PDMS vormen 30. Het lage gewicht moleculen moleculair zal geleidelijk diffunderen en zich ophopen aan de oppervlakte in de tijd. Dit beïnvloedt de topografische en mechanische eigenschappen van het oppervlak 31 PDMS. de diffusie niet significant binnen een week.

2. Het stikken van PDMS mallen in een grote, Single Mold

  1. Bereid meerdere PDMS mallen door het herhalen van stap 1.4.
    OPMERKING: Weeg dezelfde hoeveelheid PDMS mengsel telkens met PDMS vormen van dezelfde dikte te verkrijgen.
  2. Bepaal de oriëntatie van anisotrope PDMS nanopatronen zoals nanogratings onder een optische microscoop en markeren aan de achterzijde van de PDMS vormen met een markeerstift.
    Opmerking: Het is niet nodig om de oriëntatie van isotrope nanotopography markeren zoals Nanopilaren.
  3. Reinig een Si-substraat met ethanol in een zuurkast en droog het met perslucht.
  4. Snijd het unpatterned gebieden van elke PDMS mal met een mes.
    Opmerking: Voor PDMS mallen die aan de omtrek van de samengevoegde mal wordt geplaatst, worden alleen de unpatterned gebieden in contact met anderen worden afgesneden.
  5. Plaats de bijgesneden PDMS mal met de nanopattern gezicht naar beneden opde spiegel kant van het Si-substraat en lijn andere mallen dicht bij, maar de omringende mal (s) niet aan te raken.
  6. Bereid een PDMS hechtlaag
    1. Zet 1 g PDMS ontgaste voorpolymeer (PDMS hars en verharder ratio: 10: 1,05) op een schoon glasplaatje (7,5 cm x 2,5 cm) met een 0,5 mm dikke laag.
    2. Bak de PDMS-laag bij 100 ° C op een verwarmingsplaat gedurende 3-5 min. Gebruik een naald om de laag raken en zorgen dat de laag gedeeltelijk maar niet volledig genezen.
      LET OP: Gedeeltelijk genezen PDMS kan niet stromen als niet uitgeharde PDMS prepolymeer, maar het is plakkerig vergelijking met uitgeharde PDMS.
  7. Plaats de PDMS-laag aan de achterzijde uitgelijnde PDMS mallen en snel omkeren deze assemblage en mogelijk in de kookplaat.
  8. Breng een drukkracht (5 kPa) met een metalen blok bovenop samenstel een goed contact tussen de PDMS kleeflaag en de achterkant van PDMS mallen garanderen en genezen van de PDMS hechtlaag bij 100 ° C gedurende 1 uur.
    NB: Zorgvuldig pas de positie van het metalen blok van de kanteling van de montage te voorkomen.
  9. Verwijder de metalen blok en trek de single, gestikte PDMS mal van het Si-substraat.

3. Productie van een Master Schimmel op PS Substrates

Opmerking: De gestikte PDMS vorm geïmmobiliseerd op een glasplaatje kan worden gebruikt om een ​​master schimmel op een PS PS plaat of dunne film, waaruit werken nanopatterned onderlagen worden geproduceerd genereren.

  1. Genereer een meester schimmel op een PS-plaat
    1. Bereid een PS plaat
      1. Droog de PS korrels in een vacuümoven bij 80 ° C gedurende twee dagen.
      2. Verwarm een ​​persmachine bij 230 ° C.
      3. Monteer een aluminiumplaat, een polytetrafluorethyleen (PTFE) plaat en aluminium afstandhouder in een instructie van onder naar boven.
      4. Load 3,5 g PS pellets in de aluminium afstandhouder met een vierkante opening van 3 cm (L) x 3 cm (W) x 0,3 cm (H).
        NB: De afstandhouder is ongeveer 0.1 cm dikker dan de PDMS vormen, en dus de uiteindelijke nanopatterned PS substraat ongeveer 0,1 cm dik.
      5. Leg een ander PTFE en dan nog een aluminium plaat op de aluminium spacer.
      6. Plaats het geheel in de pers machine.
      7. Verwarm de PS korrels bij 230 ° C gedurende 30 minuten.
      8. Breng een samendrukkende druk (0,1 MPa) aan het samenstel gedurende 5 min.
      9. Laat de druk en vervolgens opnieuw toe te passen een drukkracht van 0,5 MPa aan de lopende.
      10. Herhaal stap 3.1.1.9 een drukverhoging van 0,5 MPa tot de gewenste druk van 1,5 MPa wordt bereikt.
      11. Schakel de verwarming van de pers machine en koel het beneden 70 ° C bij een constante druk van 1,5 MPa.
      12. Neem de assemblage uit en bewaar de PS plaat in een vacuüm oven bij 80 ° C om vocht te voorkomen dat het opnieuw op de PS-plaat.
    2. Nanoimprint de gestikt PDMS mal PS plaat
      1. Plaats de PS plaat in een aluminium spacerop een 3-inch Si wafer.
        OPMERKING: De binnenafmetingen van de afstandhouder zijn dezelfde als die van de PS plaat zodat de PS plaat past precies in de afstandhouder.
      2. Verwarm de PS plaat op een verwarmingsplaat bij 250 ° C gedurende 30 minuten.
      3. Zet de gestikte PDMS mal met nanopatronen gezicht naar beneden op de gesmolten PS plaat.
        OPMERKING: Eén zijde van de PDMS mal in contact gebracht met het oppervlak van de PS-plaat en een eerste zijde geleidelijk verlaagd in contact met het oppervlak PS om de vorming van luchtbellen bij het grensvlak te voorkomen.
        Let op: Het oppervlak van de kookzone heet is. Draag thermogloves tijdens nanoimprinting proces.
      4. Plaats een aluminium plaat op het glaasje van de gestikte PDMS mal.
      5. Breng een drukkracht (12,5 kPa) met metalen blokken op de aluminiumplaat en wacht 3 min.
        OPMERKING: Zorg ervoor dat de aluminium plaat niet wordt gekanteld.
      6. Til en vervang het metalen blok van de aluminium plaat en ikncrease de drukkracht op 25 kPa.
      7. Herhaal stap 3.1.2.6 met de druk verhoogd tot 50 kPa.
        OPMERKING: Deze stap is om de lucht gevangen tussen de PDMS mal en PS plaat te verwijderen.
      8. Houd de temperatuur van de kookzone tussen 240 en 250 ° C onder een constante druk van 50 kPa gedurende 15 minuten.
      9. Schakel de kookplaat en afkoelen de hele setup.
        OPMERKING: Een ventilator kan worden gebruikt om het koelproces te versnellen.
      10. Verwijder de metalen blokken nadat de temperatuur onder de 50 ° C, en zorgvuldig trek het gestikt PDMS mal van de PS-plaat.
        OPMERKING: De PS substraat omgekeerd nanopatronen en kan worden gebruikt als master mal be- PDMS substraten te produceren.
  2. Genereer een meester schimmel op een PS dunne film
    1. Bereid een PS dunne film
      1. Los 1 g PS in 10 ml tolueen in een zuurkast.
        Let op: Tolueen kan de huid veroorzaken irritation en ernstig oogletsel en kan schade aan organen bij langdurige of herhaalde blootstelling. Draag de juiste beschermingsmiddelen.
      2. Spin-coat 1 ml PS oplossing op 2 in wafer bij 2500 rpm gedurende 1 min onder vorming ~ 1 pm dikke PS dunne film.
      3. Damp tolueen uit de film door de film op PS Si wafel in een zuurkast gedurende 3 dagen.
      4. PS gloeien de dunne film in een vacuümoven bij 80 ° C overnacht.
    2. Nanoimprint de PDMS schimmel op een PS dunne film
      1. Zet de gestikte PDMS mal met nanotopography gezicht naar beneden op de PS dunne film, die is ingesteld op een kookplaat.
      2. Breng een samendrukkende druk van 12 kPa over de PDMS mal met metalen blokken op het glas van het PDMS mal.
      3. Verhoog de temperatuur van de kookplaat tot 180 ° C en handhaven gedurende 15 min.
        Voorzichtig: Het gesmolten PS film kan als een smeermiddel. Besteed aandacht om te voorkomen dat de metalen blokken van afglijden.
      4. Schakel de kookplaaten af ​​te koelen de hele setup.
        OPMERKING: Een ventilator kan worden gebruikt om het koelproces te versnellen.
      5. Verwijder de metalen blokken na de temperatuur daalt onder de 50 ° C, en zorgvuldig trek het gestikt PDMS mal van de PS-film.
        LET OP: De nanopatterned PS film zal dienen als een meester mal te werken PDMS substraten te produceren.

4. Nanotopographical Modulatie van Cell Behavior

Opmerking: menselijke epitheliale cellen gekweekt op de representatieve nanotopographies om nanotopographical modulatie van celspreiding te tonen.

  1. Gegoten PDMS substraten werken door de master matrijs gegenereerd van ofwel stap 3,1 en 3,2 afhankelijk van de toepassing.
  2. Met behulp van een holle stalen boog punch, snijd de nanopatterned PDMS substraten in schijven om de configuratie van een specifieke multi-well plaat (bijvoorbeeld 24-well plaat) passen.
  3. Gebruik een pincet om de PDMS schijven te plaatsen in de putten ofa multiwell-plaat.
  4. Steriliseer de PDMS substraten met 70% ethanol en vervolgens UV-belichting, elk voor 30 min.
  5. Was de PDMS substraten met 1x steriele fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS) driemaal.
  6. Coat de PDMS substraten met extracellulaire matrix eiwit (dat wil zeggen, 20 ug / ml fibronectine) gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur.
  7. Spoel de PDMS substraten drie keer met steriel PBS, elk gedurende 5 min.
  8. Schorsen menselijke longkankercellen A549 cellen in Dulbecco's gemodificeerd Eagle medium met 10% foetaal runderserum en tel de cellen met een hemocytometer.
  9. Plaat de cellen bij een zaaidichtheid van 2000 cellen / cm2 op de PDMS substraten en kweken ervan bij 37 ° C in een bevochtigde atmosfeer met 5% CO2 gedurende één dag.
  10. Was de cellen met PBS driemaal.
  11. Fixeer de cellen in een mengsel van 4% paraformaldehyde en 2% glutaaraldehyde in PBS gedurende 4 uur en dehydrateren cellen met een CO 2 kritische point droger voor het scannen van elektronische microscopische waarneming 29.
    Let op: Paraformaldehyde en glutaraldehyde kan ernstige brandwonden en oogletsel veroorzaken. Opereren in een chemische kap en geschikte kleding te dragen PPE.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De steek techniek kan een groot gebied van nanopatterned substraten met een high fidelity genereren. Figuur 1a en 1b van de grote oppervlakte van nanopatronen respectievelijk overgedragen van de gestikte PDMS mal om PS plaat en PS dunne film op een Si-substraat, weer te geven. De vergelijking tussen de oorspronkelijke EBL-schriftelijke vorm (figuur 1c) en de uiteindelijke werkende PDMS substraat (figuur 1d) bevesti...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wij presenteren een eenvoudig, betaalbaar, maar veelzijdige methode om een ​​groot gebied van nanopatterned substraat te genereren. Om trouw te breiden goed gedefinieerd nanopatronen, moet veel aandacht worden besteed aan een aantal kritische stappen. De eerste is om de meervoudige PDMS mallen trimmen. Effen gebieden van de PDMS mallen moeten worden verwijderd. Verder dient de zijwanden van de vormen verticaal zo perfect mogelijk worden gesneden om de openingen tussen de matrijzen minimaliseren. Collectief kunnen het de...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door NSF CBET 1227766, NSF CBET 1511759 en Byars-Tarnay Endowment. We danken voor het gebruik van de West Virginia University Shared Research Facilities, die gedeeltelijk worden ondersteund door NSF EPS-1003907.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
JEOL field emission SEMJEOLJSM-7600FEBL
E-beam evaporatorKurt J. LeskerModel: LAB 18 e-beam evaporatornikkeldeposition
Trion Minilock III ICP/RIETrion technologyModel: Minilock-phantom III
PersmachinePHI Hydraulic PressModel: SQ-230H
Spin coaterLaurell TechnologiesModel: WS-400A-6NPP-LITE
CO2 kritieke drogerTousimisModel: Autosamdri-815
SiliciumwaferUniversity Wafer1080
AluminiumplatenMcMaster-carr9057K123
TeflonplatenMcMaster-carr8711K92
100 mm Petri-schaalFALCON353003
60 mm Petri-schaalFALCON353004
Glazen dekschaaltjeFisher Scientific12-542-B
Glazen plaatjeFisher Scientific12-550-34
WeegschaaltjesFisher Scientific13-735-743
Glazen droogkastFisher Scientific02-913-360
Kunststof droogkastBel-Art ProductsF42025-000
Verwarmde plaatFisher Scientific1110049SH
PincetTed Pella, inc.5726
MesFisher ScientificS17302
Metalen blokkenMcMaster-carr
PunsBrettuns Village Leather Craft SuppliesHolle pons
Poly(methylmethacrylaat)MicroChem495 PMMA A4
PDMSDow CorningSylgard 184 kit
PolystyreenDow ChemicalStyron 685D
1H,1H,2H,2H-perfluorooctylmethyldichloorsilaneOakwood Chemical7142
OntwikkelaarMicroChemMIBK/IPA bij een verhouding van 1: 3
VerwijderaarMicroChemRemover PG
EthanolFisher ScientificBP2818500
TolueenFisher ScientificT324-500
Fosfaat gebufferde zoutoplossingSigma AldrichD8537
Dulbecco's gemodificeerd adelaarsmediumSigma AldrichD5796
Fetaal bovien serumAtlanta BiologicalsS11550
ParaformaldehydeElectron Microsopy Science15712-S
Glutaraldehyde Fisher ChemicalG151-1
FibronectinCorning356008
A549-cellenATCCATCC CCL-185

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Silva, G. A., et al. Selective differentiation of neural progenitor cells by high-epitope density nanofibers. Science. 303 (5662), 1352-1355 (2004).
  2. Yim, E. K. F., Pang, S. W., Leong, K. W. Synthetic Nanostructures Inducing Differentiation of Human Mesenchymal Stem Cells into Neuronal Lineage. Exp. Cell Res. 313 (9), 1820-1829 (2007).
  3. Dalby, M. J., et al. The Control of Human Mesenchymal Cell Differentiation Using Nanoscale Symmetry and Disorder. Nat. Mater. 6 (12), 997-1003 (2007).
  4. Oh, S., et al. Stem Cell Fate Dictated Solely by Altered Nanotube Dimension. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106 (7), 2130-2135 (2009).
  5. Brunetti, V., et al. Neurons Sense Nanoscale Roughness with Nanometer Sensitivity. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107 (14), 6264-6269 (2010).
  6. McMurray, R., et al. Nanoscale Surfaces for the Long-term Maintenance of Mesenchymal Stem Cell Phenotype and Multipotency. Nat. Mater. 10 (8), 637-644 (2011).
  7. Yim, E. K. F., et al. Nanopattern-induced changes in morphology and motility of smooth muscle cells. Biomaterials. 26 (26), 5405-5413 (2005).
  8. Gerecht, S., et al. The Effect of Actin Disrupting Agents on Contact Guidance of Human Embryonic Stem Cells. Biomaterials. 28 (28), 4068-4077 (2007).
  9. Bettinger, C. J., Zhang, Z., Gerecht, S., Borenstein, J. T., Langer, R. Enhancement of in vitro Capillary Tube Formation by Substrate Nanotopography. Adv. Mater. 20 (1), 99-103 (2008).
  10. Thakar, R. G., Ho, F., Huang, N. F., Liepmann, D., Li, S. Regulation of vascular smooth muscle cells by micropatterning. Biochem. Biophys. Res. Commun. 307 (4), 883-890 (2003).
  11. Lee, M. R., et al. Direct differentiation of human embryonic stem cells into selective neurons on nanoscale ridge/groove pattern arrays. Biomaterials. 31 (15), 4360-4366 (2010).
  12. Moe, A. A. K., et al. Microarray with micro- and nano-topographies enables identification of the optimal topography for directing the differentiation of primary murine neural progenitor cells. Small. 8 (19), 3050-3061 (2012).
  13. Dang, J. M., Leong, K. W. Myogenic induction of aligned mesenchymal stem cell sheets by culture on thermally responsive electrospun nanofibers. Adv. Mater. 19 (19), 2775-2779 (2007).
  14. Dasgupta, N., et al. Thermal co-reduction approach to vary size of silver nanoparticle: its microbial and cellular toxicology. Environ. Sci. Pollut. Res. 23 (5), 4149-4163 (2016).
  15. Ranjan, S., et al. Microwave-irradiation-assisted hybrid chemical approach for titanium dioxide nanoparticle synthesis: microbial and cytotoxicological evaluation. Environ. Sci. Pollut. Res. 23 (12), 12287-12302 (2016).
  16. Deckman, H. W., Dunsmuir, J. H. Natural lithography. Appl. Phys. Lett. 41 (4), 377-379 (1982).
  17. Dalby, M. J., Riehle, M. O., Johnstone, H., Affrossman, S., Curtis, A. S. G. In vitro Reaction of Endothelial Cells to Polymer Demixed Nanotopography. Biomaterials. 23 (14), 2945-2954 (2002).
  18. Gates, B. D., et al. New approaches to nanofabrication: molding, printing, and other techniques. Chem. Rev. 105 (4), 1171-1196 (2005).
  19. Yin, Y., Lu, Y., Gates, B., Xia, Y. Template-Assisted Self-Assembly: A Practical Route to Complex Aggregates of Monodispersed Colloids with Well-Defined Sizes, Shapes, and Structures. J. Am. Chem. Soc. 123 (36), 8718-8729 (2001).
  20. Tada, Y., et al. Directed Self-Assembly of Diblock Copolymer Thin Films on Chemically-Patterned Substrates for Defect-Free Nano-Patterning. Macromolecules. 41 (23), 9267-9276 (2008).
  21. Cheng, J. Y., Rettner, C. T., Sanders, D. P., Kim, H. C., Hinsberg, W. D. Dense self-assembly on sparse chemical patterns: rectifying and multiplying lithographic patterns using block copolymers. Adv. Mater. 20 (16), 3155-3158 (2008).
  22. Colburn, M., et al. Step and flash imprint lithography: a new approach to high-resolution patterning. Proc. SPIE. 3676 ((Pt. 1, Emerging Lithographic Technologies III)), 379-389 (1999).
  23. Ahn, S. H., Guo, L. J. High-speed roll-to-roll nanoimprint lithography on flexible plastic substrates. Adv. Mater. 20 (11), 2044-2049 (2008).
  24. Vieu, C., et al. Electron beam lithography: resolution limits and applications. Appl. Surf. Sci. 164, 111-117 (2000).
  25. Nagase, T., Gamo, K., Kubota, T., Mashiko, S. Direct fabrication of nano-gap electrodes by focused ion beam etching. Thin Solid Films. 499 (1-2), 279-284 (2006).
  26. Juodkazis, S., et al. Two-photon lithography of nanorods in SU-8 photoresist. Nanotechnology. 16 (6), 846(2005).
  27. Yang, Y., Leong, K. W. Nanoscale surfacing for regenerative medicine. Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 2 (5), 478-495 (2010).
  28. Yang, Y., Kulangara, K., Sia, J., Wang, L., Leong, K. W. Engineering of a Microfluidic Cell Culture Platform Embedded with Nanoscale Features. Lab Chip. 11 (9), 1638-1646 (2011).
  29. Wang, K., et al. Nanotopographical modulation of cell function through nuclear deformation. Acs Appl. Mater. Inter. 8 (8), 5082-5092 (2016).
  30. Lee, J. N., Park, C., Whitesides, G. M. Solvent Compatibility of Poly(dimethylsiloxane)-Based Microfluidic Devices. Anal. Chem. 75 (23), 6544-6554 (2003).
  31. Yang, Y., Kulangara, K., Lam, R. T. S., Dharmawan, R., Leong, K. W. Effects of Topographical and Mechanical Property Alterations Induced by Oxygen Plasma Modification on Stem Cell Behavior. ACS Nano. 6 (10), 8591-8598 (2012).
  32. Hua, F., et al. Polymer Imprint Lithography with Molecular-Scale Resolution. Nano Lett. 4 (12), 2467-2471 (2004).
  33. Delamarche, E., Schmid, H., Michel, B., Biebuyck, H. Stability of molded polydimethylsiloxane microstructures. Adv. Mater. 9 (9), 741-746 (1997).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Assemblage van PDMS matrijzennano imprintingproceszachte lithografiepolystyreensubstratenanalyse van celuitspreidingmodulatie van nanotopografiefocale adhesie eiwittenA549 longkanker

Gerelateerde artikelen