Name: Plataformas microfabricated para cultura de células mecanicamente dinâmico (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-26T17:00:00.000+00:00
Duration: 15 min 21 s
Description: Aprenda a fabricar dispositivos microfabricados para estimulação mecânica de células em culturas bidimensionais e tridimensionais usando técnicas de moldagem em camadas. Este método avança pesquisas em engenharia de tecidos.

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Reconhecemos o apoio financeiro da Ciências Naturais e Pesquisa de Engenharia Council of Canada e da Canadian Institutes of Health Research (CHRPJ 323533-06), o programa de Bolsas de Pós-Graduação Ontário a CM, e os presidentes do Canadá Pesquisa em Micro e Nano Engenharia de Sistemas de YS, e em Mechanobiology a 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>

Não há conflitos de interesse declarados.

Embora conceitualmente simples, a fabricação de dispositivo faz um pouco de habilidade experimental e prática. Particularmente no caso de cultura de células em 2D, o alinhamento das camadas múltiplas em que o dispositivo pode ser desafiador, especialmente sobre uma matriz de grande área. Praticamente falando, nós podemos confiantemente atingir uma taxa de sucesso de 100% de alinhamento usando dispositivos com 50 mm de tolerância do espaçamento entre as características adjacentes em múltiplas camadas. Temos também demons...

<table><tbody><tr><td>Kit de monômero e reticulante PDMS Sylgard 184</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Moldes em SU-8</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Agente de silanização: (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahidrooctil)-1-triclorosilano</td><td>United Chemical Technologies</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Almofadas de espuma</td><td></td><td></td><td>Lojas de material artesanal, 1-2 mm de espessura</td></tr><tr><td>Transparências para impressão jato de tinta</td><td>Grand Toy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Placas de plexiglass</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Grampo C</td><td></td><td></td><td>Loja de ferragens</td></tr><tr><td>Sistema de micromanipulador</td><td>Siskiyou, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Suporte de vácuo personalizado</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sistema de visão, zoom Navitar 12x</td><td>Navitar</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubos de conexão</td><td>VWR international</td><td>Clay Adam Intramedic PE190</td><td></td></tr><tr><td>Aguilhas rombas 18G</td><td>Small Parts (www.smallparts.com)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bomba micromembrana diafragmática excêntrica</td><td>Schwarzer Precision</td><td>SP 500 EC-LC4.5V DC</td><td></td></tr><tr><td>Válvulas solenoides</td><td>Pneumadyne</td><td>S10MM-30-12-3</td><td></td></tr><tr><td>Bloco distribuidor de válvulas solenoides</td><td>Pneumadyne</td><td>MSV10-1</td><td></td></tr><tr><td>Gerador de funções</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>3-(trimetoxissilil) propil metacrilato</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Diacrilato de polietileno glicol 3,4 kDa</td><td>Laysan Bio Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polietileno glicol 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-vinil-2-pirrolidinona</td><td>Sigma-Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Reagentes padrão para cultura celular</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

plataformas microfabricated para cultura de células mecanicamente dinâmico

Microfabricated Platforms for Mechanically Dynamic Cell Culture

A habilidade de sondar sistematicamente in vitro resposta celular a combinações de estímulos mechanobiological para engenharia de tecidos, descoberta de drogas ou estudos biológicos fundamentais célula é limitado pelo biorreator tecnologias atuais, que não pode, simultaneamente, aplicar uma variedade de estímulos mecânicos nas células em cultura. , A fim de resolver este problema, temos desenvolvido uma série de plataformas microfabricated projetado para tela para os efeitos dos estímulos mecânicos em um formato de alto rendimento. Neste protocolo, demonstramos a fabricação de uma matriz microactuator de posts verticalmente deslocadas em que a tecnologia é baseada, e ainda demonstrar como esta tecnologia de base pode ser modificada para conduzir alto rendimento de cultura de células mecanicamente dinâmica em ambos os bidimensionais e três dimensional paradigmas cultura.

Neste protocolo, demonstramos a fabricação de uma matriz microactuator de posts verticalmente deslocadas em que a tecnologia é baseada, e como essa tecnologia base pode ser modificado para conduzir alto rendimento de cultura de células mecanicamente dinâmica em ambos cultura bidimensional e tridimensional paradigmas.

Plataformas microfabricated para cultura de células mecanicamente dinâmico

A capacidade de sondar sistematicamente a resposta celular in vitro a combinações de estímulos mecanobiológicos para engenharia de tecidos, descoberta de fármacos ou ...

O objetivo geral do experimento a seguir é microfabricar dispositivos utilizados para estimular mecanicamente células em ambientes de cultura bidimensionais e tridimensionais. Isso é conseguido por meio de uma técnica de moldagem e empilhamento em múltiplas camadas para produzir uma matriz de micropostes com atuação vertical. Como segundo passo, a matriz de micropostes com atuação vertical é modificada para esticar uma película de cultura, o que aplica deformações bem controladas às células cultivadas sobre a película.Alternativamente, a matriz pode ser modificada para comprimir construtos de biomateriais com microestrutura, a fim de aplicar estímulo mecânico às células. Os resultados obtidos com o cultivo em uma matriz de hidrogéis tridimensionais demonstram a aplicação simultânea de uma faixa de deformações biaxiais bidimensionais por eco e compressão tridimensional ao longo da matriz, com base na análise de imagem de marcadores fiduciais fluorescentes. Olá, sou Chris Mariahs dos laboratórios de Craig Simmons e U Sun do Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial e do Instituto de Biomateriais e Engenharia Biomédica da Universidade de Toronto.Hoje vamos mostrar um procedimen

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

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JoVE Journal

Bioengineering

Bioengenharia

Nós apresentamos dois processos para a microfabricação dos chips porosa de polímero para tridimensional cultivo celular. O primeiro é de estampagem a quente combinado com um processo de soldagem solvente vapor. A segunda usa um processo desenvolvido recentemente microthermoforming combinado com tecnologia de iões pista levando a uma significativa simplificação de fabricação.

Microfabricação de Chip porte Andaimes para tridimensional de cultivo celular

Nós desenvolvemos uma cultura de células automatizado e uma plataforma de interrogação para experiências de estimulação de células micro-escala. A plataforma oferece um controle simples, versátil e preciso para cultivar e estimular pequenas populações de células e recuperar lisados ​​para análises moleculares. A plataforma é bem adequado para os estudos que utilizam células preciosos e / ou reagentes.

A plataforma automatizada versátil para experiências de estimulação Micro escala celulares

Aqui, apresentamos um protocolo para cocultura de células primárias, modelos de tecidos e biópsias por punção em um chip microfluídico de múltiplos órgãos por até 28 dias. Células endoteliais microvasculares dérmicas humanas, agregados hepáticos e biópsias de pele foram combinados com sucesso em uma circulação de mídia comum.

O Chip Multi-organ - Uma plataforma microfluídica para longo prazo Coculture Multi-tecidos

Aqui, apresentamos um protocolo para isolar e cultivar células únicas com uma plataforma microfluídica, que utiliza um novo conceito de design de micropoços para permitir o isolamento de célula única de alta eficiência e cultura clonal de longo prazo.

Uma plataforma microfluídica para a isolação de alta taxa de transferência de célula única e Cultura

Este artigo descreve a metodologia detalhada para preparar uma matriz multiplexado Artificial celular microambiente (MACME) para manipulação de alta produtividade de física e química sugestões imitando na vivo o microambiente celular e para Identifica o ambiente celular ideal para as células-tronco pluripotentes humanas (hPSCs) com perfis de célula única.

Fabricação de uma matriz de microambiente celular Artificial multiplexado

Nós descrevemos um método para construir dispositivos para a cultura 3D e a experimentação com pilhas e os organoids multicelular. Este dispositivo permite a análise de respostas celulares a sinais solúveis em microambientes 3D com gradientes quimioatrativos definidos. Os organóides são melhores do que as células únicas na detecção de entradas barulhentas fracas.

Análise 3D de respostas multicelulares a gradientes Quimioatrativos

Este artigo fornece métodos detalhados para fabricar e caracterizar um dispositivo microfluídicos de actuação pneumaticamente para a compressão do condrócitos.

Uma plataforma Microfluídico para estimular condrócitos com compressão dinâmica

Apresentamos um dispositivo microfluídico centrífuga movido a motor que pode cultivar esferóides celulares. Usando este dispositivo, esferóides de tipos de células únicas ou múltiplas podem ser facilmente coculturados condições de alta gravidade.

Plataforma lab-on-a-CD para geração de esferóides tridimensionais multicelulares

Este protocolo descreve uma plataforma de cultura celular baseada em membrana reconfigurável que integra o formato de poço aberto com recursos de fluxo de fluido. Esta plataforma é compatível com protocolos padrão e permite transições reversíveis entre os modos de cultura de poço aberto e microfluídica, acomodando as necessidades dos laboratórios de engenharia e biociências.

Transformando Modelos de Tecidos de Barreira Estática em Sistemas Microfisiológicos Dinâmicos

Técnicas simples são descritos para a produção rápida de microfabricated sistemas de cultura neural usando um dispositivo de microespelhos digitais para litografia dinâmica máscara de projeção em substratos de cultura de células regulares. Estes sistemas cultura pode ser mais representativo da arquitectura biológica natural, e as técnicas descritas podem ser adaptadas para inúmeras aplicações.

Fabricação de hidrogéis micropatterned para Sistemas de Cultura Neural usando fotolitografia Projeção Dinâmica Máscara

Aprenda a fabricar dispositivos microfabricados para estimulação mecânica de células em culturas bidimensionais e tridimensionais usando técnicas de moldagem em camadas. Este método avança pesquisas em engenharia de tecidos.

Plataformas microfabricated para cultura de células mecanicamente dinâmico

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