Eşleştirilmiş boncuk ve mıknatıs dizi Microwells değişken içbükey geometrileri ile kalıplama için

Bu yöntemin genel amacı, manyetik kuvvet destekli, kendinden kilitlemeli metalik boncuklar kullanarak içbükey küresel mikro kuyular üretmektir. Merhaba, benim adım Gi Hun Lee ve Chung-Ang Üniversitesi'nde öğretim asistanıyım. Laboratuvarımızda ilgilendiğimiz şey, bir biyo enstrümanın geliştirilmesi, kültürleri ve yeni mikro yapılar ile ilgili çalışmalarımızı geliştirmek için çeşitli mikro ölçekli cihazlar ve platformlar üretmektir.

Araştırma ilgi alanlarımızdan biri, bunu üç boyutlu bir ortamda sözleşmeye bağlamak için yeni mikro cihazlar ve metodolojiler geliştirmektir. Biz buna kültür diyoruz. Kültür, üç boyutlu tepkiyi anlamak için çok yararlıdır, çünkü geleneksel iki boyutlu düzlemsel kültürden daha gerçek dokuya daha benzer.

Yayılmış üretim için, bir şişe veya tüplerde, bir tambur ağında ve mikrodalgada olduğu gibi çeşitli yöntemler denenmiştir. Bu yöntemler arasında, içbükey mikro yöntem, üç boyutlu ürün üretmek için çok güçlü bir araçtır. Mikro eşyanın herhangi bir adımı, her bir izleme ve küresel boyutları ve dağılımı kontrol etme yeteneğidir.

Burada, bir boncuk ve bir dizi küçük mıknatıs ile içbükey mikro eşyalar üretme yöntemimizi öneriyoruz. Bu tekniği kullanarak, 100 adet içbükey mikro mal, hareketsiz boncuklara yardımcı olan manyetik kuvvet mekanizması ile üretilebilir. Büyütmeler, her içbükeyde farklı bir süreç içindedir ve tekrar eden önerme ölçekleri yoktur.

Başlangıç olarak, bir CNC döner oyma makinesi kullanılarak 230 x 30 açık delik dizisi alüminyum plakalar yapıldı. Yer, aşağıdaki bölümlerde gösterileceği gibi boncuklar için bir kılavuz rulo sağlar. Plaser farklı çaptaki matkap uçları ile delinmiş ve daha küçük delikli plaka tabana yerleştirilmiştir.

Plakaları hizalamak için dış köşeler de delinir. İki plaka daha sonra hizalanır, istiflenir ve limen deliklerine N üç cıvata sokularak birbirine kilitlenir ve somunlarla sabitlenir. Daha önce de belirtildiği gibi, üreticinin plakayı altta daha küçük bir delik olacak şekilde yerleştirmesi önemlidir, böylece boncuklar kılavuz kuyucukların içine sabitlenebilir.

Bir sonraki adım, 30'a 30'luk bir neodimyum mıknatıs dizisi hazırlamaktır. Mıknatısları manuel olarak izole ederek başlıyoruz ve bunları ikişer ikişer diziye yerleştiriyoruz. Sonra bunları cımbız kullanarak daha büyük bir diziye hizalıyoruz.

Düzgün bir mıknatıs dizisi yapmak için, her mıknatısın komşusuna zıt kutupta olması gerekir. Ayrıca, dizinin kırılmasını veya dağılmasını önlemek için, çift taraflı bant kullanılarak mıknatıs dizisinin altına bir alüminyum plaka tutturulur. Şimdi, yaptığımız her parçayı mikro kuyu kalıbına monte etmeye hazırız.

Mıknatıs dizisi, sıradan bant kullanılarak alt plakaya dikkatlice tutturulur. Mıknatıs dizisinin, mıknatıslar aşağı bakacak şekilde takılması önemlidir. Alüminyum levha ve mıknatıs dizisi uygun şekilde sipariş edildikten sonra, plaka düzeneğine çelik boncuklar yerleştirilir.

Kağıdımızda kullanılan boncuklar SUJ 600 mikron çapında iki adet çelik boncuktur. Hizalama sürecimiz çok basittir. Düzeneğin üzerine yeterli sayıda boncuk döküyoruz ve akrilik bir plaka kullanarak kazıyarak sıyırıyoruz.

Alt kısımdaki mıknatıs, alüminyum plakanın deliklerine giren boncukları hapseder ve kazıma işlemi sırasında deliklere yerleşmeyen fazla boncuklar çıkarılır. Fazla boncuklar başka bir mıknatıs kullanılarak çıkarılır. Boncuklar kılavuz kuyucukların içine düzgün bir şekilde yerleştirildiğinde, üst plakayı çıkarmaya devam ediyoruz.

Bu işlem sırasında boncukların döküldüğü ve yer değiştirdiği bazı durumlar vardır. Bu durumda, boncuğu cımbız kullanarak manuel olarak deliğe geri sokun. Şimdi içbükey mikro kuyu kalıbı hazır.

Platformu başka bir petri kabına taşıyın ve bir sonraki adıma hazırlanın. PDMS'yi, üreticinin talimatlarına uyarak, PDMS monomerini ve kürleme maddesini 10'a bir oranında karıştırarak hazırlıyoruz. PDMS karışımında sıkışan hava kabarcıklarını çıkarmak için, karışımı yaklaşık bir saat boyunca bir desikatöre koyarak gazını alıyoruz.

Bu yapıldığında, gazı alınmış PDMS karışımını alıp içbükey mikro kuyu kalıbına döküyoruz ve tekrar gazını alıyoruz. Daha sonra PDMS karışımını 80 santigrat derecede sıcak bir plaka üzerinde iki saat boyunca gömülü gömülü PDMS alt tepsisi oluşturmak için pişiriyoruz. Bundan sonraki süreç büyük bir titizlikle yürütülmelidir.

Çıkarma işlemini kolaylaştırmak için, alt tepsiye metanol dökülür ve çevresel PDMS alt tepsisi sırayla çıkarılır. Üreticinin, temiz bir şekilde çıkarılmasını sağlamak için metanolün boşluklara iyi bir şekilde nüfuz ettiğinden emin olması gerektiğine dikkat edilmelidir. PDMS alt tepsisi daha sonra alüminyum plakadan ayrılır, alt tepsiyi soymadan önce kenarları kesmek daha kolaydır.

Son olarak, boncukları PDMS alt tepsisinden çıkarıyoruz. Çıkarmadan önce, boncuklar ve PDMS alt tepsisi arasındaki bağları gevşetmek için alt tepsiyi bir süre gerdik ve uçurduk. Boncukların gerçek olarak çıkarılması çok kolaydır ve büyük bir mıknatıs kullanılarak yapılabilir.

İçbükey mikro kuyuların imalatı tamamlanır ve mikro kuyular hücre kültürü için hazır hale gelir. PDMS platformumuzun hücreleri kültürlemek için uygun olup olmadığını test etmek için aşağıdaki prosedürleri gerçekleştirdik. İlk olarak, içbükey mikro kuyu desenli PDMS alt tepsisini kesmek için 14 milimetre çapında bir biyopsi zımbası kullandık.

PDMS alt tepsisini sterilize ettikten sonra 24 oyuklu bir plakaya yerleştiriyoruz. Daha sonra, hücrelerin mikro kuyu yüzeyine yapışmasını önlemek için tüm PDMS alt tepsisini gece boyunca yüzde dört pluronik F-127 çözeltisi ile kaplıyoruz. Kaplama işlemi sırasında, mikro kuyucuklarda sıkışan hava kabarcıkları, pipetleme veya ultra sonik bir temizleyici kullanılarak giderilmelidir.

Hava kabarcığı kalmadığından emin olduktan sonra, PDMS alt tepsisine yaklaşık iki milyon hücre içerecek olan bir mililitre hücre ortamı çözeltisi ekiyoruz. Daha sonra, mikro kuyucuklarda sıkışıp kalmamış fazla hücreleri çıkarmak için 1000 mikrolitrelik bir pipet kullanarak ortamı aspire edin ve hücrelerin inkübatöre girmesi için her şey ayarlanmıştır. Mikro kuyu deseninde dışbükey bir kalıp başarıyla üretildi, ticari çelik boncuklar 30'a 30 açık delik dizisinde sıkışıp kaldı.

Boncuklar, boncuklar ve karşılık gelen açık delikler arasında herhangi bir gaz olmadan sıkıca tutuldu. Fabrikasyon içbükey mikro kuyunun şekli, çelik boncuğunkiyle aynı olan 600 mikron çapında içbükey yarım küre şeklindedir. İçbükey bir mikro kuyunun enine kesiti, komşu mikro kuyuya olan mesafenin bir milimetre olduğunu ve bu da açık deliklerinkiyle aynı olduğunu gösterir.

Adipoz türevli kök hücreler içbükey mikro kuyucuklarda kültüre edildi. 14 milimetre çapındaki içbükey mikro kuyu dizisine iki milyon hücre ektik. 24 saat sonra, hücreler sferoidler halinde toplandı.

Bir mikro kuyu dizisinde oluşan sferoidlerin ortalama çapı 185.68 mikrondu. Üçüncü günde, hücreler daha fazla toplanmıştı, ancak sferoidlerin ortalama çapı 147 mikrona düşüyordu. Bu prosedürü takiben, 100 adet içbükey küresel mikro kuyu, uygun maliyetli ve nispeten basit yöntemimizde üretilebilir.