May 12th, 2008
Мы представляем два процесса для микротехнологий пористого полимера чипов для трехмерного культивирования клеток. Первое горячее тиснение в сочетании с растворителем процесс сварки пара. Второй использует недавно разработанный microthermoforming процесса в сочетании с технологией ионного следа приводит к значительному упрощению производства.
Здравствуйте, меня зовут Стефан Ре. Я работаю в Институте биологических интерфейсов, и в следующей статье вы увидите процесс изготовления микроструктурированного каркаса под названием корабль, и мы используем два разных метода для производства этих чипов. В настоящее время процесс тиснения сердца в сочетании с некоторыми последующими процессами и процессом микротермического формования, который был недавно разработан здесь, в исследовательском центре под названием Squi. И теперь мы находимся в палатке чистой комнаты, и то, что вы можете видеть здесь справа, это типичная машина для вакуумного нагрева, и мы используем это оборудование для изготовления микроструктурированного клеточного чипа. Прежде всего, мы вводим микроструктурированный режим.
Она монтируется вот в такую пластину, и вы можете видеть здесь две формы. Эта форма изготавливается методом микрообработки и изготавливается из дыхания. Теперь я устанавливаю форму для микроструктуры в машину.
Для процесса хотбоксинга мы используем полимерные пластины, подобные этой, и, как правило, мы используем поликарбонат или PMA для производства клеточного чипа. Теперь мы вставляем полимерную пластину в станок в центр пластины, закрывая инструмент. После закрытия машины камера вакуумируется, затем опалубливается столбовая форма, или весь инструмент нагревается до температуры формования, а затем теплый полимер вдавливается в форму с микроструктурой.
Затем, после этой процедуры формования, вся форма охлаждается, и у нас есть автоматический процесс демонстрации внутри этой машины. Здесь вы можете увидеть такую формованную микросхему ячеек с формованными деталями, двумя микросхемами ячеек и типичным остаточным слоем, который получается в результате процесса горячей и шинговой обработки. После этапов горячей обработки и очистки остаточный слой деталей должен быть истончен и, наконец, полностью удален.
Так для этого детали обрезаются, детали формуются, а затем замораживаются на этой монтажной пластине. После монтажа мы фрезеруем остаточный слой до определенной толщины детали так, чтобы сетка микроструктуры открылась на обратной стороне. В процессе фрезерования стенки микроконтейнера стабилизируются замерзшей водой.
Наконец, мы получаем два формованных чипа ячеек с отдельно стоящими сетками контейнеров MicroCon, которые открыты с обеих сторон сверху, а снизу мы склеиваем. Затем, после процесса фрезерования, пористая мембрана на задней стороне этих открытых контейнерных массивов MicroCon. Мы приклеиваем перфорированную, коммерчески доступную поликарбонатную мембрану к задней части корабля с открытыми ячейками, чтобы получить микропористые контейнерные массивы.
Для этого мы вставляем в эту камеру тонкие полимерные мембраны с рельсовыми краями. Мембраны находятся в диапазоне толщины около 10 микрон, и затем мы помещаем клеточный чип поверх этих мембран. Затем мы закрываем эту полость, и на первом этапе камера опорожняется.
Затем мы вводим испаренный растворитель для растворения поверхности полимера, и при приложении силы к этой стопке мембрана прикрепляется к клеточному кораблю. На последнем этапе камера оценивается и мы вынимаем доработанный клеточный корабль. Недавно мы разработали новую технологию изготовления сечи, основанную на процессе термоформования, и она адаптирована к микромасштабу, поэтому мы назвали ее микротермоформованием.
Для изготовления пористого сечи мы использовали полифилы, которые были облучены ускоренными тяжелыми ионами. Это делается в корпорации с кейсом в Unilog in, и эти тяжелые ионы создают латинские следы в поли пленки, полностью проникая сквозь полимерную пленку. А в процессе термоформования эти латинские дорожки сохраняются и для образования этих пор.
Затем после процесса формования происходит протравливание этих латинских дорожек к порам с определенным размером. Здесь вы можете увидеть с правой стороны адаптированную машину. Машина для горячего тиснения, адаптированная для этого процесса микротермического вспенивания.
Инструмент состоит в основном из трех частей, верхней пластины и нижней пластины. Они держатся с разъемами для давления газа и откачки, а третья часть здесь – потолок. На первом этапе мы помещаем тонкую пленку в диапазоне от 50 до ста микрон и толщины.
Затем мы закрываем инструмент и делаем второй шаг. Камера, построенная из этих двух плит, и потолок эвакуируются. После вакуумирования полимерная пленка прижимается между этими двумя пластинами, и мы нагреваем ее до температуры формирования. Формирование.
Температура здесь находится в диапазоне температур стеклования, что означает, что полимер не расплавлен, но у нас есть полимер в упругом состоянии или в эластичном состоянии резины. На следующем этапе мы прикладываем давление газа. Здесь мы используем азот в качестве газа, и с помощью этого газа резиновая эластичная полимерная пленка затем растягивается в предварительно вакуумированные микроформы.
После этого этапа формовки весь инструмент охлаждается, и инструмент открывается. Наконец, полимерная пена с микроструктурой затем демолдируется вручную. Преимущество этого нового процесса заключается в том, что количество этапов процесса может быть значительно сокращено по сравнению со стандартным процессом микролитья под давлением или процессом горячего тиснения.
После термоформования тяжелых выглаженных полимерных пленок мы селективно травим эти латинские дорожки в поры с определенным размером. Для этого мы используем простой стеклянный динамик, а вместе с ним латинские дорожки вытравлены гидроксидом натрия, мягко направляются и нагреваются до температуры примерно 60 градусов. Процедура соломенного пластика длится от одного до нескольких часов и для получения пор с разным размером пор.
Теперь у нас есть два готовых продукта, горячий и обработанный клеточный чип с мембраной из микропор на обратной стороне формованного клеточного чипа. И вот в моей левой руке термоформованный тонкостенный гибкий ячеистый чип. И прежде чем мы будем использовать их в клеточной культуре, они очищаются и стерилизуются с помощью облучения гуммой.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
В этой статье рассматривается микроизготовление пористых полимерных чипов, предназначенных для трехмерного выращивания клеток. Представлены два различных метода: горячее прессование в комбинации с сольвентной вакуумной сваркой и новый процесс микротермоформирования, интегрированный с технологией ионных траекторий.
Microfabricated chip-sized scaffolds enable reproducible three-dimensional cell cultivation, supporting advanced in vitro models for early discovery and preclinical research. The precise control of scaffold geometry and porosity enhances nutrient diffusion and cell viability, directly impacting the predictive confidence of disease-relevant systems. These scalable fabrication methods position microstructured scaffolds as foundational tools for translational research and high-content screening in biopharma R&D.
Microfabricated scaffolds integrate into the discovery-to-preclinical continuum by enabling standardized 3D cell culture platforms for target validation, screening, and translational research.