Sparowany układ ściegów i magnesów do formowania mikrostudzienek o zmiennej geometrii wklęsłej

Ogólnym celem tej metody jest wytworzenie wklęsłych sferycznych mikrostudzienek poprzez wykorzystanie wspomaganych siłą magnetyczną, samoblokujących się metalowych kulek. Cześć, nazywam się Gi Hun Lee i jestem asystentem na Uniwersytecie Chung-Ang. To, co nas interesuje w naszym laboratorium, to wytwarzanie różnych urządzeń i platform w mikroskali, które wzbogacą nasze badania nad rozwojem bioinstrumentów, ich hodowli i nowych mikrostruktur.

Jednym z naszych zainteresowań badawczych jest opracowywanie nowatorskich mikrourządzeń i metodologii do zawierania tych problemów w środowisku trójwymiarowym. Nazywamy to kulturą. Hodowla jest bardzo przydatna do zrozumienia trójwymiarowej reakcji, ponieważ jest bardziej podobna do rzeczywistej tkanki niż konwencjonalna dwuwymiarowa hodowla planarna.

Próbowano kilku metod produkcji rozprowadzającej, takich jak kolba lub rurki, siatka bębnowa i kuchenka mikrofalowa. Wśród tych metod, wklęsła metoda mikro jest bardzo potężnym narzędziem do produkcji trzech produktów D. Każdy skok mikro ware to monitorowanie i możliwość kontrolowania rozmiarów sferycznych i dystrybucji.

Tutaj proponujemy naszą metodę wytwarzania wklęsłych mikro wyrobów z koralikiem i szeregiem małych magnesów. Korzystając z tej techniki, 100 wklęsłych mikro wyrobów może być wytworzonych za pomocą mechanizmu siły magnetycznej wspomagającej nieruchome koraliki. Rozszerzenia są w różnych procesach w każdej wklęsłej skali i nie ma powtarzających się skal propozycji.

Na początek aluminiowe płyty o wymiarach 230 na 30 z otworami przelotowymi zostały wykonane przy użyciu grawera obrotowego CNC. Miejsce zapewnia rolkę prowadzącą dla koralików, jak pokazano w poniższych sekcjach. Placer wiercony wiertłami o różnej średnicy, a płyta z mniejszym otworem została umieszczona na dole.

Zewnętrzne narożniki są również wiercone w celu wyrównania płyt. Dwie płyty są następnie wyrównywane, układane w stosy i blokowane razem poprzez włożenie N trzech w otwory limenu i są mocowane za pomocą nakrętek. Jak wspomniano wcześniej, ważne jest, aby producent umieścił płytkę z mniejszym otworem na dnie, aby koraliki mogły być zamocowane wewnątrz studzienek prowadzących.

Kolejnym krokiem jest przygotowanie układu magnesów neodymowych o wymiarach 30 na 30. Zaczynamy od ręcznego odizolowania magnesów i ułożenia ich w układ dwa na dwa. Następnie wyrównujemy je w większą tablicę za pomocą pęsety.

Aby stworzyć odpowiedni układ magnesów, każdy magnes musi mieć biegunowość przeciwną do sąsiedniego. Ponadto, aby zapobiec pękaniu lub rozpraszaniu się tablicy, aluminiowa płyta jest przymocowana do dolnej części układu magnesów za pomocą taśmy dwustronnej. Teraz jesteśmy gotowi do złożenia każdego wykonanego przez nas elementu w formę do mikro studzienek.

Układ magnetyczny jest ostrożnie przymocowany do dolnej płyty za pomocą zwykłej taśmy. Ważne jest, aby układ magnesów był przymocowany magnesami skierowanymi w dół. Po prawidłowym uporządkowaniu płyty aluminiowej i układu magnesów, na zespole płyty umieszczane są stalowe koraliki.

koraliki użyte w naszym papierze to SUJ dwa stalowe koraliki o średnicy 600 mikronów. Nasz proces wyrównywania jest bardzo prosty. Wylewamy odpowiednią liczbę koralików na zespół i zeskrobujemy je za pomocą płyty akrylowej.

Magnes na dole zatrzymuje koraliki, które dostają się do otworów w aluminiowej płycie, a nadmiar koralików, które nie utknęły w otworach, jest usuwany podczas procesu skrobania. Nadmiar koralików jest usuwany za pomocą innego magnesu. Gdy koraliki zostaną prawidłowo osadzone w studzienkach prowadzących, przystępujemy do demontażu górnej płyty.

Podczas tego procesu zdarzają się przypadki, w których koraliki wypadają i ulegają przemieszczeniu. W takim przypadku ręcznie włóż koralik z powrotem do otworu za pomocą pęsety. Teraz wklęsła forma do mikrostudzienek jest gotowa.

Przenieś platformę na inną szalkę Petriego i przygotuj się do następnego kroku. PDMS przygotowujemy postępując zgodnie z instrukcjami producenta, mieszając monomer PDMS i utwardzacz w proporcji 10 do jednego. Aby usunąć pęcherzyki powietrza uwięzione w mieszaninie PDMS, odgazowujemy mieszaninę, umieszczając ją w eksykatorze na około godzinę.

Po wykonaniu tej czynności bierzemy odgazowaną mieszaninę PDMS i wlewamy ją na wklęsłą formę mikrostudzienkową i ponownie odgazowujemy. Następnie pieczemy mieszaninę PDMS na gorącej płycie w temperaturze 80 stopni Celsjusza przez dwie godziny, aby utworzyć zanurzoną osadzoną tacę podrzędną PDMS. Następny proces należy przeprowadzić z dużą ostrożnością.

Aby ułatwić proces wyjmowania, metanol jest wylewany na tacę podrzędną, a peryferyjna taca podrzędna PDMS jest wyjmowana w sekwencji. Należy zauważyć, że producent powinien upewnić się, że metanol jest dobrze przepuszczalny w szczelinach, aby zapewnić czyste usunięcie. Taca podrzędna PDMS jest następnie odłączana od aluminiowej płyty, łatwiej jest przyciąć krawędzie przed odklejeniem tacy podrzędnej.

Na koniec usuwamy koraliki z zasobnika podrzędnego PDMS. Przed wyjęciem rozciągamy i latamy tacą podrzędną przez jakiś czas, aby poluzować wiązania między koralikami a tacą podrzędną PDMS. Samo usunięcie koralików jest bardzo łatwe i można je wykonać za pomocą dużego magnesu.

Produkcja wklęsłych mikrostudzienek jest zakończona, a mikrostudzienki są gotowe do hodowli komórkowej. Aby sprawdzić, czy nasza platforma PDMS nadaje się do hodowli komórek, przeprowadziliśmy następujące procedury. Najpierw użyliśmy stempla do biopsji o średnicy 14 milimetrów, aby przeciąć wklęsłą tacę podrzędną PDMS z mikrodołkiem.

Po wysterylizowaniu tacki PDMS umieszczamy ją na płytce 24-dołkowej. Następnie pokrywamy całą tackę PDMS czteroprocentowym roztworem pluronicznym F-127 przez noc, aby zapobiec przyleganiu komórek do powierzchni mikrostudzienki. Podczas procesu powlekania wszelkie pęcherzyki powietrza uwięzione w mikrostudzienkach powinny zostać usunięte za pomocą pipetowania lub myjki ultradźwiękowej.

Po upewnieniu się, że nie pozostały żadne pęcherzyki powietrza, wysiewamy jeden mililitr roztworu pożywki komórkowej, który będzie zawierał około dwóch milionów komórek na tacy podrzędnej PDMS. Następnie odessać pożywkę za pomocą pipety o pojemności 1000 mikrolitrów, aby usunąć nadmiar komórek, które nie zostały uwięzione w mikrostudzienkach i wszystko jest ustawione, aby komórki trafiły do inkubatora. Z powodzeniem wyprodukowano wypukłą formę w mikro studzience, komercyjne stalowe koraliki zostały uwięzione w układzie otworów przelotowych o wymiarach 30 na 30.

Koraliki były mocno trzymane, bez gazu między kulkami a odpowiadającymi im otworami przelotowymi. Kształt wykonanej wklęsłej mikrostudzienki jest wklęsły półkulisty o średnicy 600 mikronów, czyli taki sam jak w przypadku stalowego koralika. Przekrój poprzeczny wklęsłej mikrostudni pokazuje, że odległość od sąsiedniej mikrostudni wynosiła jeden milimetr, czyli tyle samo, co w przypadku otworów przelotowych.

Komórki macierzyste pochodzące z tkanki tłuszczowej hodowano we wklęsłych mikrostudzienkach. Umieściliśmy dwa miliony komórek w wklęsłym układzie mikrostudzienek o średnicy 14 milimetrów. Po 24 godzinach komórki zagregowały się w sferoidy.

Średnia średnica sferoid utworzonych w układzie mikrostudzienek wynosiła 185,68 mikronów. Trzeciego dnia komórki stały się bardziej zagregowane, ale średnia średnica sferoid spadła do 147 mikronów. Zgodnie z tą procedurą, 100 wklęsłych sferycznych mikrostudzienek może zostać wytworzonych w naszej ekonomicznej i stosunkowo prostej metodzie.