Name: Microfabricated Platforms voor Mechanisch Dynamic Cel Cultuur (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-26T17:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 21 s
Description: Leer microfabricatie van verticaal beweegbare microzuil-arrays voor mechanische stimulatie van cellen in 2D- en 3D-cultuur. Deze methode ondersteunt onderzoek naar celmechanica en weefselengineering.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Wij erkennen de financiële steun van het Natural Sciences and Engineering Research Council van Canada en de Canadese Institutes of Health Research (CHRPJ 323533-06), de Ontario Graduate Scholarship programma CM, en de Canada Onderzoek Stoelen in Micro en Nano Engineering Systems aan YS, en in Mechanobiology naar CAS.

<ol><li>Unger, M. A., Chou, H. P., Thorsen, T., Scherer, A., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monolithic+microfabricated+valves+and+pumps+by+multilayer+soft+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Monolithic microfabricated valves and pumps by multilayer soft lithography.</a> Science. 288, 113-116 (2000).</li>
<li>Schaffer, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Device+for+the+application+of+a+dynamic+biaxially+uniform+and+isotropic+strain+to+a+flexible+cell+culture+membrane%5BTitle%5D)+AND+%22J+Orthop+Res%22%5BJournal%5D)">Device for the application of a dynamic biaxially uniform and isotropic strain to a flexible cell culture membrane.</a> J Orthop Res. 12, 709-719 (1994).</li>
<li>Jo, B., Lerberghe, L. V. an, Motsegood, K., Beebe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+micro-channel+fabrication+in+polydimethylsiloxane+%28PDMS%29+elastomer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Microelectromechanical+Systems%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional micro-channel fabrication in polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer.</a> Journal of Microelectromechanical Systems. 9, 76-81 (2000).</li>
<li>Moraes, C., Sun, Y., Simmons, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solving+the+shrinkage-induced+PDMS+alignment+registration+issue+in+multilayer+soft+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Micromech.+Microeng%22%5BJournal%5D)">Solving the shrinkage-induced PDMS alignment registration issue in multilayer soft lithography.</a> J. Micromech. Microeng. 19, 065015-065015 (2009).</li>
<li>Haubert, K., Drier, T., Beebe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PDMS+bonding+by+means+of+a+portable%2C+low-cost+corona+system%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system.</a> Lab on a chip. 6, 1548-1549 (2006).</li>
<li>Bongaerts, J., Fourtouni, K., Stokes, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft-tribology%3A+Lubrication+in+compliant+PDMS-PDMS+contact%5BTitle%5D)+AND+%22Tribology+International%22%5BJournal%5D)">Soft-tribology: Lubrication in compliant PDMS-PDMS contact.</a> Tribology International. 40, 1531-1542 (2007).</li>
<li>Moraes, C., Chen, J. H., Sun, Y., Simmons, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfabricated+arrays+for+high-throughput+screening+of+cellular+response+to+cyclic+substrate+deformation%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+chip%22%5BJournal%5D)">Microfabricated arrays for high-throughput screening of cellular response to cyclic substrate deformation.</a> Lab on a chip. 10, 227-234 (2010).</li>
<li>Liu, V. A., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+photopatterning+of+hydrogels+containing+living+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Microdevices%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional photopatterning of hydrogels containing living cells.</a> Biomedical Microdevices. 4, 257-266 (2002).</li>
<li>Hahn, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photolithographic+patterning+of+polyethylene+glycol+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Photolithographic patterning of polyethylene glycol hydrogels.</a> Biomaterials. 27, 2519-2524 (2006).</li>
<li>Moraes, C., Wang, G., Sun, Y., Simmons, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+microfabricated+platform+for+high-throughput+unconfined+compression+of+micropatterned+biomaterial+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">A microfabricated platform for high-throughput unconfined compression of micropatterned biomaterial arrays.</a> Biomaterials. 31, 577-584 (2010).</li>
<li>Wipff, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+covalent+attachment+of+adhesion+molecules+to+silicone+membranes+for+cell+stretching+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The covalent attachment of adhesion molecules to silicone membranes for cell stretching applications.</a> Biomaterials. 30, 1781-1789 (2009).</li>
<li>Moraes, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrating+polyurethane+culture+substrates+into+poly%28dimethylsiloxane%29+microdevices%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Integrating polyurethane culture substrates into poly(dimethylsiloxane) microdevices.</a> Biomaterials. 30, 5241-5250 (2009).</li>
<li>Ifkovits, J. L., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review%3A+photopolymerizable+and+degradable+biomaterials+for+tissue+engineering+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+engineering%22%5BJournal%5D)">Review: photopolymerizable and degradable biomaterials for tissue engineering applications.</a> Tissue engineering. 13, 2369-2385 (2007).</li>
</ol>

Hoewel conceptueel eenvoudig, het apparaat fabricage vergt wel wat experimentele vaardigheid en oefening. Vooral in het geval van een 2D-celkweek, kan uitlijning van de meerdere lagen in het apparaat een uitdaging zijn, vooral over een grote oppervlakte array. Praktisch gezien kunnen we betrouwbaar bereiken van een 100% afstemming succes gebruik van apparaten met 50 urn van tolerantie in de ruimte tussen aangrenzende functies in meerdere lagen. We hebben ook met succes aangetoond afstemming met toleranties zo laag als 1...

<table><tbody><tr><td>Sylgard 184 PDMS monomeer- en crosslinkerkit</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SU-8 masters</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Silaniseringsmiddel: (tridecafluoro-1, 1, 2, 2-tetrahydrooctyl)-1-trichloorsilaan</td><td>United Chemical Technologies</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Schuimrubberpads</td><td></td><td></td><td>Hobbywinkel, 1-2 mm dik</td></tr><tr><td>Overhead-inkjettransparanten</td><td>Grand Toy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plexiglasplaten</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>C-klem</td><td></td><td></td><td>IJzerwinkel</td></tr><tr><td>Micromanipulatorsysteem</td><td>Siskiyou, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Op maat gemaakte vacuümmontage</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Visiesysteem, Navitar 12x zoom</td><td>Navitar</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Verbindingsslangen</td><td>VWR international</td><td>Clay Adam Intramedic PE190</td><td></td></tr><tr><td>Stompe 18G naalden</td><td>Small Parts (www.smallparts.com)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Excentrische diafragmamicropomp</td><td>Schwarzer Precision</td><td>SP 500 EC-LC4.5V DC</td><td></td></tr><tr><td>Magneetventielen</td><td>Pneumadyne</td><td>S10MM-30-12-3</td><td></td></tr><tr><td>Magneetventielblok</td><td>Pneumadyne</td><td>MSV10-1</td><td></td></tr><tr><td>Functiegenerator</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>3-(trimethoxysilyl) propylmethacrylaat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polyethyleenglycoldiacrylaat 3.4 kDa</td><td>Laysan Bio Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polyethyleenglycol 8 kDa</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Irgacure 2959</td><td>Ciba Specialty Chemicals</td><td></td><td></td></tr><tr><td>1-vinyl-2-pyrolidinon</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Standaard reagentia voor celkweek</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

microfabricated platforms voor mechanisch dynamic cel cultuur

Microfabricated Platforms for Mechanically Dynamic Cell Culture

De mogelijkheid om systematisch onderzoek in vitro cellulaire respons op combinaties van mechanobiological stimuli voor tissue engineering, drug discovery of fundamentele celbiologie studies wordt beperkt door de huidige bioreactor technologieën, die niet tegelijkertijd van toepassing zijn een verscheidenheid aan mechanische stimuli aan gekweekte cellen. Om dit probleem aan te pakken, hebben we een serie van microfabricated platforms ontwikkeld om de effecten van mechanische stimuli scherm in een high-throughput formaat. In dit protocol, tonen we de fabricage van een Microactuator reeks van verticaal verschoven berichten op de technologie gebaseerd is, en verder aan te tonen hoe deze basistechnologie kunnen worden gewijzigd om high-throughput mechanisch dynamische celkweek te voeren in zowel twee-dimensionale en drie- dimensionale cultuur paradigma&#39;s.

In dit protocol, tonen we de fabricage van een Microactuator reeks van verticaal verschoven berichten op de technologie gebaseerd is, en hoe deze basistechnologie kunnen worden gewijzigd om high-throughput mechanisch dynamische celkweek te voeren in zowel twee-dimensionale en drie-dimensionale cultuur paradigma&#39;s.

Microfabricated Platforms voor Mechanisch Dynamic Cel Cultuur

De mogelijkheid om in vitro systematisch de cellulaire respons te onderzoeken op combinaties van mechanobiologische stimuli voor tissue engineering, geneesmiddelenontwikkeling of ...

Het algemene doel van het volgende experiment is het microfabriceren van apparaten die worden gebruikt om cellen in twee- en driedimensionale kweekomgevingen mechanisch te stimuleren. Dit wordt bereikt door gebruik te maken van een meerlaagse sandwich-giet- en stapeltechniek om een array van verticaal aangestuurde micropalen te produceren. In een tweede stap wordt de array van verticaal aangestuurde micropalen aangepast om een kweekfilm uit te rekken, waardoor goed gecontroleerde rekspanningen worden uitgeoefend op cellen die op de film zijn gekweekt.Als alternatief kan de array worden aangepast om micropatroon-biomateriaalconstructen samen te persen om mechanische stimulatie op cellen toe te passen. Wanneer er wordt gekweekt in een array van driedimensionale hydrogelen, worden resultaten verkregen die de simultane toepassing van een reeks tweedimensionale echo-biaxiale en driedimensionale compressierekkingen over de array laten zien, gebaseerd op beeldanalyse van fluorescerende referentiemarkers. Hallo, ik ben Chris Mariahs van de laboratoria van Craig Simmons en U Sun van de afdeling Mechanical and Industrial Engineering en het Institute of Biomaterials and Biomedical Engineering

microfabricated-platforms-for-mechanically-dynamic-cell-culture

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

We presenteren twee processen voor de microfabricage van poreuze polymeer chips voor drie-dimensionale celkweek. De eerste is hot embossing gecombineerd met een damp van oplosmiddelen lasproces. De tweede maakt gebruik van een recent ontwikkelde microthermoforming proces in combinatie met ion-Track technologie leidt tot een aanzienlijke vereenvoudiging van de productie.

Microfabricage van Chip-en kleinbedrijf Stellingen voor drie-dimensionale celkweek

We hebben een geautomatiseerde celkweek en verhoor platform ontwikkeld voor micro-schaal cel stimulatie experimenten. Het platform biedt eenvoudige, veelzijdige en precieze controle in het cultiveren en stimuleren van kleine populaties van cellen en het terugwinnen van lysaten voor moleculaire analyses. Het platform is geschikt voor studies die kostbare cellen en / of reagentia.

Een veelzijdige Geautomatiseerde platform voor micro-schaal cel stimulatie Experimenten

Hier presenteren we een protocol om primaire cellen, weefselmodellen en punchbiopten gedurende maximaal 28 dagen te cocultiveren in een microfluïdische multi-orgaan chip. Humane dermale microvasculaire endotheelcellen, leveraggregaten en huidbiopten werden met succes gecombineerd in een gemeenschappelijke mediacirculatie.

De Multi-orgel Chip - Een Microfluïdische platform voor lange termijn Multi-weefsel Coculture

Hier presenteren we een protocol voor het isoleren en kweken van enkele cellen met een microfluïdische platform, dat een nieuw microwell-ontwerpconcept gebruikt om hoogwaardige isolatie van enkele cellen en langdurige klonale kweek mogelijk te maken.

Een microfluïdische platform voor High-throughput Single-cell Isolatie en Cultuur

Dit artikel beschrijft de gedetailleerde methodologie ter voorbereiding van een Multiplexed kunstmatige cellulaire communicatie (MACME)-array voor high-throughput manipulatie van fysische en chemische cues nabootsen in vivo cellulaire microenvironments en aan het identificeren van de optimale cellulaire omgeving voor menselijke pluripotente stamcellen (hPSCs) met eencellige profilering.

Fabricage van een Multiplexed kunstmatige cellulaire communicatie Array

We beschrijven een methode om apparaten te construeren voor 3D-cultuur en experimenten met cellen en multicellulaire organoids. Dit apparaat maakt analyse van cellulaire reacties op oplosbare signalen in 3D-micromilieus met gedefinieerde chemoattractant gradiënten. Organoids zijn beter dan enkele cellen bij de opsporing van zwakke luidruchtige ingangen.

3D-analyse van multi-cellulaire reacties op chemoattractant gradiënten

Dit artikel biedt gedetailleerde methoden voor het vervaardigen en karakteriseren van een pneumatisch bedienend microfluïdisch apparaat voor chondrocyten compressie.

Een Microfluïdisch platform voor het stimuleren van chondrocyten met dynamische compressie

We presenteren een centrifugale microfluïdisch apparaat met motoraandrijving dat celsferioïden kan cultiveren. Met behulp van dit apparaat kunnen sferoïden van enkelvoudige of meervoudige celtypen gemakkelijk onder hoge zwaartekracht worden gecocultureerd.

Lab-op-een-CD-platform voor het genereren van multicellulaire driedimensionale Spheroids

Dit protocol beschrijft een herconfigureerbaar, op membraan gebaseerd celkweekplatform dat het open-well-formaat integreert met vloeistofstroommogelijkheden. Dit platform is compatibel met standaardprotocollen en maakt omkeerbare overgangen mogelijk tussen open-well en microfluïdische kweekmodi, om tegemoet te komen aan de behoeften van zowel technische als biowetenschappelijke laboratoria.

Statische barrièreweefselmodellen transformeren in dynamische microfysiologische systemen

Eenvoudige technieken worden beschreven voor de snelle productie van microfabricated neurale cultuur systemen met behulp van een digitale microspiegeltjes voor dynamische masker projectie lithografie op regelmatige celcultuur substraten. Deze cultuur systemen kunnen meer representatief zijn voor natuurlijke biologische architectuur, en de beschreven technieken kan worden aangepast voor tal van toepassingen.

Fabricage van micropatterned Hydrogelen voor Neurale Cultuur Systems met behulp van Dynamic Mask Projectie Fotolithografie

Leer microfabricatie van verticaal beweegbare microzuil-arrays voor mechanische stimulatie van cellen in 2D- en 3D-cultuur. Deze methode ondersteunt onderzoek naar celmechanica en weefselengineering.

Microfabricated Platforms voor Mechanisch Dynamic Cel Cultuur

Meer video's verkennen