Caratterizzazione di quattro adesivi sensibili alla pressione biocompatibili funzionali per la prototipazione rapida di laboratori basati su celle. sistemi chip e organo-su-un-chip

Vienna: prototipi di stampa 3D per ridurre i costi dei sistemi Lab-on-a-chip e di organo su chip
Sono ora disponibili una varietà di nuovi metodi di microfabbricazione per creare prototipi rapidi e nuovi sistemi, ei ricercatori della Vienna University of Technology spiegano la nuova ricerca in ” Caratterizzazione di quattro adesivi sensibili alla pressione biocompatibili funzionali per la prototipazione rapida di laboratori basati su celle. sistemi chip e organo-su-un-chip . ‘

L’obiettivo dello studio di ricerca era di ridurre sia il tempo che i costi nella creazione di tecnologie lab-on-a-chip. Studiando la microstrutturazione degli adesivi sensibili alla pressione, gli autori hanno appreso che la flessibilità del design, la prototipazione rapida e il facile assemblaggio erano tutti vantaggi ma con un inconveniente: la maggior parte degli adesivi creati oggi sono tossici e non consentirebbero la sostenibilità cellulare nella bioprinting.

I ricercatori hanno ricercato le cellule e i concetti organ-on-a-chip che potrebbero essere creati sia in 2D che in 3D, insieme a quelli che offrirebbero materiali biocompatibili; dopotutto, alla fine, quando si tratta di bioprinting, l’obiettivo è di sostenere la vita delle cellule. Anche con una serie di vantaggi offerti per la bioprinting e la creazione di reti di microcanali, i ricercatori affermano che la tecnologia lab-on-a-chip è ancora costosa da produrre e la prototipazione e la produzione finale possono richiedere anni, spesso perché sono necessarie tante iterazioni a causa di la complessità del lavoro con le cellule viventi.

“È importante notare che le tecniche di coltura cellulare standard sono ottimizzate per condizioni statiche utilizzando numeri di celle grandi e volumi medio elevati che impiegano palloni di polistirolo rivestiti e piastre di coltura. Ciò significa che l’integrazione di colture cellulari viventi in dispositivi microfluidici e la miniaturizzazione di saggi cellulari non è semplice, non segue semplici leggi di ridimensionamento e in molti casi richiede un approccio empirico per regolare le richieste di ossigeno, l’apporto di sostanze nutritive, la rimozione dei rifiuti e l’applicazione di adeguate condizioni di forza di taglio “, affermano i ricercatori.

“Di conseguenza, i metodi di prototipazione rapida sono fondamentali per la riduzione dei costi e del tempo, dal momento che offrono modifiche progettuali veloci con conseguente ottimizzazione della cultura cellulare e studi di fattibilità”.

Con i nastri adesivi sensibili alla pressione, i ricercatori hanno notato una diminuzione del tempo tra concept-to-chip. Tuttavia, in bioprinting non possono essere usati troppi adesivi, quindi alla fine il team di ricerca ha avuto quattro opzioni da esaminare: tre acrilici e un adesivo siliconico.

“Poiché le proprietà dei materiali svolgono un ruolo chiave nelle applicazioni di colture cellulari microfluidiche, la permeabilità all’ossigeno e al vapore e la trasparenza ottica inclusa l’autofluorescenza sono state studiate in modo più dettagliato nella prossima serie di esperimenti. Mentre il trasferimento della permeabilità all’ossigeno è stato monitorato utilizzando microsensori di ossigeno integrati, la permeabilità al vapore è stata misurata indirettamente attraverso l’aumento del volume della bolla d’aria nel tempo “, hanno spiegato i ricercatori.

Hanno scoperto che “operazioni biochip” stabili potrebbero essere sostenute per diverse settimane con quanto segue:

Alte portate
Temperature fisiologiche
100% di umidità
Durante lo studio, la caratterizzazione biologica ha mostrato “eccellenti biocompatibilità”, offrendo un modo per formare le cellule, “indicando proprietà adesive basse …”

“Complessivamente, la prototipazione rapida con nastri adesivi sensibili alla pressione consente una produzione in un’unica fase con un rapido concetto da tempo chip e la sua applicazione è altamente fattibile anche per dispositivi microfluidici basati su celle che richiedono più strati sovrapposti e membrane porose integrate, “Hanno concluso gli autori. “Riteniamo che i nastri adesivi sensibili alla pressione di grado medicale presentino un’alternativa valida per superare la sfida di integrare più strati funzionali di diversi tipi di polimeri, compresi gli strati pneumatici e fluidici rigidi e le membrane flessibili in modo rapido e riproducibile.”

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