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

Hallo, mijn naam is Stefan Re. Ik werk bij het Institute of Biological Interfaces en in het volgende artikel zul je het fabricageproces van een micro gestructureerd scaffold genaamd 'chip' zien, en we gebruiken twee verschillende methoden om deze chips te produceren. Momenteel een hart emboss-proces gecombineerd met bepaalde daaropvolgende processen en een microthermisch vormproces, dat onlangs hier ontwikkeld is in het onderzoekscentrum genaamd Squi, En nu zijn we in een schone kampeertent en wat je hier aan de rechterkant kunt zien is een typische vacuüm hotboxing machine, en we gebruiken deze apparatuur voor de fabricage van de micro gestructureerde celchip. Allereerst introduceren we een micro gestructureerde modus.

Dit is hier gemonteerd in zo'n plaat, en je kunt hier twee mallen zien. Deze mal is gemaakt door micro machinatie en is gemaakt van adem. Nu monteer ik de microstructuur mal in de machine.

Voor het hotboxing proces gebruiken we polymeerplaten zoals deze hier, en doorgaans gebruiken we polycarbonaat of PMA voor de productie van de celchip. Nu plaatsen we de polymeerplaat in de machine in het midden van de plaat, sluiten het gereedschap. Na het sluiten van de machine wordt de kamer geëvacueerd, vervolgens wordt de poolmal of het hele gereedschap opgewarmd tot vormtemperatuur, en dan wordt het warme polymeer in de mal met de microstructuur gedrukt.

Na deze malprocedure wordt de hele mal afgekoeld en we hebben een automatische demolprocedure binnen deze machine. Wat je hier kunt zien is zo'n gevormde celchip met de gevormde onderdelen, twee celchips en een typische restlaag, die resulteert uit het hot and bussing proces. Na de hot and bussing stappen moet de restlaag van de onderdelen worden verdund en uiteindelijk volledig worden geëlimineerd.

Dus hiervoor worden de onderdelen bijgesneden, de malonderdelen, en vervolgens bevroren op deze montageplaat. Na het monteren frezen we de restlaag tot een bepaalde dikte van het onderdeel, zodat de microstructuur rooster aan de achterkant open is. Tijdens het frezen worden de micro container wanden gestabiliseerd door bevroren water.

Uiteindelijk verkrijgen we twee gevormde celchips met vrijstaande roosters van MicroCon containers die aan beide kanten open zijn aan de bovenkant, en aan de onderkant worden gebonden. Na het frezen binden we een poreuze membraan aan de achterkant van deze open MicroCon container arrays. We binden een geperforeerd, commercieel verkrijgbaar polycarbonaat membraan aan de achterkant van de open celchip om microporeuze container arrays te verkrijgen.

Hiervoor plaatsen we dunne polymeer track randmembranen in deze kamer. De membranen hebben een dikte van ongeveer 10 micron, en vervolgens plaatsen we de celchip op deze membranen. We sluiten vervolgens deze holte, en in de eerste stap wordt de kamer geëvacueerd.

Vervolgens injecteren we verdampte oplosmiddel om het oppervlak van de polymeer op te lossen, en door kracht uit te oefenen op deze stack wordt de membraan aan de celchip gebonden. In de laatste stap wordt de kamer gewaardeerd en we halen de voltooide celchip eruit. Onlangs hebben we een nieuwe fabricagetechniek ontwikkeld voor de sechi op basis van een thermovormingsproces, en deze is aangepast aan de microschaal en daarom noemen we het microthermovormen.

Voor de fabricage van een poreuze sechi gebruiken we polyfils die bestraald zijn met versnelde zware ionen. Dit gebeurt in samenwerking met de case bij de Unilog in, en deze zware ionen produceren Latijnse sporen in de poly van de film door volledig door het polymeerfilm te dringen. En tijdens het thermovormingsproces worden deze Latijnse sporen bewaard om deze poriën te produceren.

Dan na het vormproces waarbij we deze Latijnse sporen etaleren tot poriën met een gedefinieerde grootte. Hier zie je aan de rechterkant de aangepaste machine. Een hot embossing machine aangepast voor dit microthermische vormingsproces.

Het gereedschap bestaat voornamelijk uit drie delen, een bovenplaat en een onderplaat. Ze worden verbonden met connectoren voor gasdruk en evacuatie, en een derde deel is hier zoals plafond. In de eerste stap plaatsen we een dunne film in het bereik van ongeveer 50 tot honderd micron dikte.

Vervolgens sluiten we het gereedschap en een tweede stap. De kamer gebouwd door deze twee platen en het plafond wordt geëvacueerd. Na de evacuatie wordt de polymeerfilm tussen deze twee platen geperst en we verwarmen het vervolgens tot vormtemperatuur. Vorming.

Temperatuur hier ligt in het bereik van de glastransitietemperatuur, wat betekent dat de polymeer niet gesmolten is, maar we een polymeer hebben in een elastische toestand of in een rubber elastische toestand. In een volgende stap brengen we dan een gasdruk aan. Hier gebruiken we stikstof als gas, en door dit gas wordt de rubber elastische polymeerfilm vervolgens uitgerekt in de eerder geëvacueerde micro mallen.

Na deze vormstap wordt het hele gereedschap afgekoeld en wordt het gereedschap geopend. Uiteindelijk wordt de microstructuur polymeerschuim dan handmatig uit de mal gehaald. Het voordeel van dit nieuwe proces is dat het aantal processtappen dramatisch kan worden verminderd in vergelijking met het standaard micro spuitgietproces of het Hot embossing proces.

Na het thermovormen van de zwaar geïrradieerd polymeerfilms etsen we deze Latijnse sporen selectief tot poriën met een gedefinieerde grootte. Hiervoor gebruiken we een eenvoudige glazen luidsprekeropstelling, en met de Latijnse sporen worden geëtst met natriumhydroxide, zacht gestuurd en opgewarmd tot een temperatuur van ongeveer 60 graden. Het etsproces duurt ongeveer een tot meerdere uren en om poriën met een andere poriëngrootte te verkrijgen.

Hier hebben we nu de twee voltooide producten, de hot and bused celchip met de microporeuze membraan aan de achterkant van de gevormde celchip. En hier in mijn linkerhand de thermogevormde dunwandige flexibele celchip. En voordat we ze gebruiken in celkweek, worden ze gereinigd en gesteriliseerd door gumma straling.