PL71591Y1 - Multifunctional flow-through micro-system - Google Patents

Multifunctional flow-through micro-system

Info

Publication number
PL71591Y1
PL71591Y1 PL127216U PL12721618U PL71591Y1 PL 71591 Y1 PL71591 Y1 PL 71591Y1 PL 127216 U PL127216 U PL 127216U PL 12721618 U PL12721618 U PL 12721618U PL 71591 Y1 PL71591 Y1 PL 71591Y1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
microchannels
microcells
culture
microsystem
microchannel
Prior art date
Application number
PL127216U
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL127216U1 (en
Inventor
Katarzyna Tokarska
Kamil Żukowski
Michał Chudy
Artur Dybko
Zbigniew Brzózka
Original Assignee
Politechnika Warszawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Warszawska filed Critical Politechnika Warszawska
Priority to PL127216U priority Critical patent/PL71591Y1/en
Publication of PL127216U1 publication Critical patent/PL127216U1/en
Publication of PL71591Y1 publication Critical patent/PL71591Y1/en

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

Opis wzoru Przedmiotem wzoru u?ytkowego jest wielofunkcyjny mikrosystem przep?ywowy do hodowli linii komórkowych w monowarstwie, kontrolowanego warunkami mikroprzep?ywowymi tworzenia kokultury oraz bada? migracji i testowania dzia?ania cyto- czy fototoksycznego leków. Tego typu mikrosystem mo?e znale?? zastosowanie w in?ynierii komórkowej/tkankowej, a tak?e naukach materia?owych, gdzie potrzebne s? badania przesiewowe nowo zaprojektowanych systemów dostarczania leków. Pattern description The subject of the utility model is a multifunctional flow microsystem for the cultivation of cell lines in a monolayer, controlled by microfluidic conditions for the formation of a co-culture, and migration and testing of cytotoxic phototoxic activity of drugs. This type of microsystem can be found in application in cell / tissue engineering as well as material sciences where screening for newly designed drug delivery systems.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 214 546 mikrouk?ad do oceny skuteczno?ci procedur terapii fotodynamicznych, sk?adaj?cy si? z hydrofilowej p?ytki szklanej oraz p?ytki polimerowej z materia?u o w?asno?ciach hydrofobowych, przezroczystym, przepuszczalnym dla gazów, biokompatybilnym oraz umo?liwiaj?cym wykonanie w nim mikrostruktur. Obydwie p?ytki: szklana i polimerowa s? ze sob? trwale po??czone przy u?yciu plazmy tlenowej. W mikrouk?adzie, w p?ytce szklanej, znajduje si? macierz co najmniej 2 × 2 mikrokomór hodowlanych, natomiast w p?ytce polimerowej znajduj? si? mikrokana?y, przy czym mikrokana?y ??cz? mikrokomory wzd?u? mikrouk?adu, a ponadto mikrosystem zawiera wywiercone w p?ytce polimerowej otwory wlotowe w ilo?ci odpowiadaj?cej ilo?ci mikrokana?ów, a tak?e jeden otwór wlotowo-wylotowy. W opisanym mikrouk?adzie komórki mog? tworzy? agregaty, na co wp?ywa niska szeroko?? mikrokana?ów i powoduj? ich zatykanie w przypadku wprowadzania wysokiej g?sto?ci zawiesiny komórkowej. A microcircuit for assessing the effectiveness of photodynamic therapy procedures is known from the Polish patent specification PL 214 546, consisting of: made of a hydrophilic glass plate and a polymer plate made of a material with hydrophobic properties, transparent, gas-permeable, biocompatible and capable of forming microstructures therein. Both the glass and polymer tiles are with you? permanently connected using oxygen plasma. In a microchip, in a glass plate, there is matrix of at least 2 × 2 culture microcells, while in the polymer plate there are si? microchannels, where microchannels connect microcells along the The microchip, and in addition, the microsystem includes inlet holes drilled in the polymer plate in an amount corresponding to the number of microchannels, and one inlet-outlet port. In the described microcircuit, cells can creates? aggregates, which is influenced by the low width? microchannels and cause their clogging in the case of introducing high-density cell suspension.

Z publikacji Tomecka E., Tokarska K., Jastrz?bska E., Chudy M., Brzózka Z. - In?ynieria komórkowa w systemach lab-on-a-chip - Wiadomo?ci Chemiczne, 2015 [Z] 69, 9-10, 909-929 znane s? mikrouk?ady zawieraj?ce w swej geometrii miejsca przeznaczone do dokowania i wzrostu komórek (mikrokomory hodowlane), mikrokana?y doprowadzaj?ce komórki oraz sie? mikrostruktur umo?liwiaj?cych ci?g?e dostarczanie substancji od?ywczych i badanych zwi?zków. W publikacji tej ujawniono mikrouk?ady do prowadzenia testów cytotoksyczno?ci zwi?zków, badania chemotaksji oraz migracji komórek, ujawniono tzw. generatory gradientów st??e? (ang. Concentration Gradient Generator, CGG), w których mo?liwe jest wygenerowanie, w jednym etapie analizy, kilku st??e? wprowadzanych do mikrouk?adu roztworów. Do najprostszych generatorów nale?? mikrokana?y w kszta?cie litery T lub Y [19]. Zasada dzia?ania CGG polega na tym, ?e roztwory p?yn?ce w dwóch kana?ach wprowadzaj?cych ??cz? si? w jeden, gdzie na drodze dyfuzji nast?puje ich wymieszanie. Sterowanie gradientem mo?e odbywa? si? poprzez odpowiednio zaprojektowan? sie? kana?ów, której liczba wlotów i wylotów determinuje liczb? otrzymanych st??e? u?ywanego do bada? czynnika. Opisano równie? mikrosystem posiadaj?cy 576 mikrokomór hodowlanych, który wykorzystano do badania toksycznego dzia?ania takich zwi?zków jak: digitonina, saponina, CoCI2, NiCI2 oraz akroleina [21]. Mikrosystem wykonany w PDMS zawiera? w swej geometrii mikrokana?y ??cz?ce si? ze sob? prostopadle. Opisano tak?e struktur? mikrosystemu, w której zastosowano trzy mikrokana?y u?o?one równolegle, po??czone ze sob? mikrokanalikami. From the publications of Tomecka E., Tokarska K., Jastrz? Bska E., Chudy M., Brzózka Z. - Cell engineering in lab-on-a-chip systems - Chemical News, 2015 [Z] 69, 9 -10, 909-929 known s? microcircuits containing in their geometry places intended for cell docking and growth (culture microcells), microchannels supplying cells and a network microstructures allowing the continuous supply of nutrients and test compounds. This publication discloses microcircuits for testing the cytotoxicity of compounds, studying chemotaxis and cell migration, disclosing the so-called concentration gradient generators (Concentration Gradient Generator, CGG), in which it is possible to generate, in one stage of the analysis, several solutions introduced into the microcircuit. The simplest generators include T- or Y-shaped microchannels [19]. The principle of operation of CGG is based on the fact that solutions flowing in two channels introducing part of si? in one, where they are mixed by diffusion. The gradient control can be done? si? through a properly designed Aug? channels, the number of inlets and outlets of which determines the number of obtained concentrations? used for research factor. Also described? a microsystem with 576 culture microcells, which were used to test the toxic effects of compounds such as: digitonin, saponin, CoCl2, NiCl2 and acrolein [21]. The microsystem made in PDMS includes? microchannels in their geometry with you? perpendicular. The structures are also described. of a microsystem that uses three microchannels arranged in parallel, connected to each other microchannels.

Z publikacji Roman Szafran - Metodyka projektowania mikroaparatow lab-on-a-chip do bada? prze?ywów w naczyniach w?osowatych guzów nowotworowych opisano stworzon? wektorow? map? kana?ów w programie Autodesk AutoCAD, któr? nast?pnie uzupe?niono o sie? kana?ów doprowadzaj?cych oraz odprowadzaj?cych p?yn ze struktury sieci naczy? w?osowatych. Kana?y doprowadzaj?ce i odprowadzaj?ce mia?y po??czenie z portami umieszczonymi w p?ytce nakrywkowej chipa, umo?liwiaj?cymi przy??czenie kapilar zasilaj?cych mikrochip. From the publication of Roman Szafran - Methodology of designing lab-on-a-chip micro-cameras for research? The survival in the capillary of neoplastic tumors is described in the vector map? channels in Autodesk AutoCAD that then supplemented with August? channels for supplying and draining fluid from the structure of the vessel network hairline. The incoming and outgoing channels were connected with ports placed in the chip cover plate, allowing for the connection of microchip supplying capillaries.

Z opisu patentowego US2008254997 znany jest zestaw analityczny zawieraj?cy: i) urz?dzenie analityczne zawieraj?ce kana? umo?liwiaj?cy przep?yw przez ni? cieczy, utworzone przez po??czenie ze sob? pierwszego elementu posiadaj?cego rowek, drugi element pokrywaj?cy rowek i pierwszy kwas nukleinowy (N1) maj?cy dowoln? sekwencj? zasad i unieruchomiony w strefie przechwytywania na pierwszym elemencie i/lub drugim elemencie przed zwi?zaniem pierwszego i drugiego cz?onu ze sob?; ii) odczynnik A zawieraj?cy koniugat (N2-L1) z?o?ony z drugiego kwasu nukleinowego (N2) o sekwencji co najmniej komplementarnej do sekwencji zasad pierwszego kwasu nukleinowego i (2) pierwszego ligandu (L1) zdolny do swoistego wi?zania z badan? substancj? biologiczn? (O); iii) odczynnik B zawieraj?cy koniugat (L2-M) powsta?y w wyniku wi?zania markera (M) z drugim ligandem (L2) zdolnym do swoistego wi?zania si? z badan? substancj? biologiczn? (O). From the patent description US2008254997 there is known an analytical kit containing: i) an analytical device containing a allowing flow through it? liquid, formed by joining together the first element having a groove, a second element covering the groove, and the first nucleic acid (N1) having any sequence bases and immobilized in the capture zone on the first and / or second members before bonding the first and second members together; ii) Reagent A comprising a conjugate (N2-L1) consisting of a second nucleic acid (N2) with a sequence at least complementary to the base sequence of the first nucleic acid and (2) the first ligand (L1) capable of specific binding zania from research? substance biological (ABOUT); iii) reagent B containing a conjugate (L2-M) resulting from the binding of the marker (M) to a second ligand (L2) capable of specific binding to from research? substance biological (ABOUT).

Znane ze stanu techniki rozwi?zania nie umo?liwiaj? prowadzenia hodowli w monowarstwie trzech dowolnych, zarówno nowotworowych, jak i prawid?owych, linii komórkowych w ró?nych konfiguracjach oraz na obserwowanie migracji komórkowych, co jest niezwykle istotne w procesie nowotworzenia. Istotna jest równie? potrzeba mo?liwo?ci obserwacji oddzia?ywa? mi?dzykomórkowych w kokulturze (np. komórka nowotworowa - prawid?owa), gdzie komórki mog? ze sob? oddzia?ywa? na drodze np. wysy?ania sygna?ów ?mierci oraz sterowanie pr?dko?ciami przep?ywu wprowadzanych strumieni i otrzymanie kokultur z?o?onych z dwóch oraz trzech linii komórkowych w ró?nych proporcjach. The solutions known from the state of the art do not allow for culturing in a monolayer of any three, both cancerous and normal, cell lines in various configurations and observing cell migration, which is extremely important in the process of neoplasia. It is also important? the need for the possibility of observation intercellular cells in co-culture (e.g., a normal tumor cell), where cells can with you? affect? by way of e.g. sending death signals and controlling the flow rates of the introduced streams and obtaining co-cultures composed of two and three cell lines in different proportions.

Mikrosystem wed?ug wzoru u?ytkowego sk?ada si? z dwóch po??czonych trwale warstw: p?ytki szklanej oraz warstwy poli(dimetylosiloksanu) (PDMS). Materia? ten zosta? wybrany ze wzgl?du na korzystne w?a?ciwo?ci w odniesieniu do prowadzenia bada? biologicznych. Jest on transparentny w szerokim zakresie fal elektromagnetycznych, nietoksyczny, przepuszczalny dla gazów oraz umo?liwia odwzorowywanie mikrostruktur z du?? dok?adno?ci?. Szk?o jako materia? hydrofilowy zapewnia podstaw? do adhezji i proliferacji komórek. Natomiast hydrofobowy PDMS zawiera w swojej strukturze sie? mikrokana?ów i mikrokomór hodowlanych otrzymanych przy u?yciu metody replikacyjnej. W warstwie poli(dimetylosiloksanu) znajduje si? sie? trzech, nie po??czonych ze sob? mikrokana?ów g?ównych. Ka?dy mikrokana? g?ówny posiada na jednym ko?cu otwór wlotowy i zawiera sze?? mikrokomór hodowlanych do hodowli komórek w monokulturze. Na drugim ko?cu ka?dego mikrokana?u g?ównego znajduje si? mikrokana? z dwoma dodatkowymi mikrokomorami hodowlanymi ka?dy dla hodowli poszczególnej linii komórkowej, przy czym mikrokana?y te schodz? si? w jednym punkcie, a ponadto mikrokana?y te s? ze sob? po??czone dwoma mikrokana?ami poprzecznymi o ró?nych d?ugo?ciach, przebiegaj?cymi przez dodatkowe mikrokomory hodowlane do tworzenia kokultury komórkowej oraz obserwacji migracji. Od punktu zbiegu mikrokana?ów biegnie mikrokana? wylotowy zako?czony otworem wylotowym i na d?ugo?ci tego kana?u znajduj? si? ostatnie trzy mikrokomory hodowlane, gdzie otrzymuje si? wymieszanie w ró?nym stopniu trzech linii komórkowych na etapie wprowadzania zawiesin komórkowych. According to the utility formula, the microsystem consists of from two permanently joined layers: a glass plate and a poly (dimethylsiloxane) (PDMS) layer. Matter? this one stayed selected for its favorable properties in relation to the conduct of research biological. It is transparent in a wide range of electromagnetic waves, non-toxic, gas-permeable and enables the mapping of microstructures with large dimensions. accuracy. Glass as a material hydrophilic provides the basics? for cell adhesion and proliferation. On the other hand, hydrophobic PDMS contains in its structure microchannels and culture microcells obtained using the replication method. In the poly (dimethylsiloxane) layer there is Aug? three, not connected together main microchannels. Every microchannel? main has an inlet at one end and contains six culture microcells for cell culture in monoculture. At the other end of each main microchannel there is a microchannel? with two additional culture microchamber each for culturing a particular cell line, the microchannels going downstream each. si? at one point, and furthermore, these microchannels are with you? connected by two transverse microchannels of different lengths running through additional culture microcells for the formation of cell co-culture and migration observation. The microchannels run from the confluence point of the microchannels? the outlet ends with an outlet opening and along the length of this canal there are si? the last three growing microcells, where are mixing the three cell lines to a varying degree in the step of introducing cell suspensions.

Korzystnie szeroko?? i wysoko?? mikrokana?ów wed?ug wzoru u?ytkowego wynosi odpowiednio 150 ?m oraz 100 ?m, natomiast ?rednica okr?g?ych mikrokomór wynosi 1 mm. Preferably wide ?? and high ?? According to the utility pattern, the microchannels are 150 µm and 100 µm, respectively, and the diameter of the round microcells is 1 mm.

Trzy mikrokana?y g?ówne wraz z otworami wlotowymi s?u?? do wprowadzania zawiesin komórkowych oraz ?wie?ego medium hodowlanego w celu zapewnienia komórkom niezb?dnych w?a?ciwo?ci od?ywczych. Na ko?cu mikrowzoru znajduje si? kana? wylotowy wraz z otworem, umo?liwiaj?cym odprowadzenie przep?ukiwanych p?ynów z mikrouk?adu. The three main microchannels with inlet holes are to introduce cell suspensions and fresh culture medium to provide the cells with the necessary nutritional properties. At the end of the micro-pattern there is kana? an outlet with an opening enabling the flushing fluids to be drained from the microcircuit.

Ponadto, geometria sieci mikrokana?ów w opracowanym mikrosystemie dostosowana zosta?a do uk?adu pomiarowego czytnika p?ytek wielodo?kowych i odpowiada ona rozmieszczeniu do?kom na komercyjnie dost?pnej p?ytce 384-do?kowej. Dlatego, przy u?yciu specjalnego holderu mo?liwe s? bezpo?rednie pomiary spektrofluorymetryczne w czytniku p?ytek wielodo?kowych, co w znacz?cy sposób zwi?ksza efektywno?? prowadzonych bada?. Dzi?ki zastosowaniu warunków mikroprzep?ywowych, fizjologiczne ?rodowisko wzrostu komórek jest znacznie lepiej odwzorowane w porównaniu z hodowlami komórkowymi prowadzonymi w klasycznej skali laboratoryjnej (makroskali). Moreover, the geometry of the microchannel network in the developed microsystem was adapted to the measuring system of the multi-well plate reader and corresponds to the arrangement of the wells on a commercially available 384-well plate. Therefore, with the use of a special coin holder, it is possible to direct spectrofluorimetric measurements in a multi-well plate reader, which significantly increases the efficiency of conducted research? Thanks to the use of microfluidic conditions, the physiological environment of cell growth is much better mapped compared to cell cultures carried out in the classical laboratory scale (macroscale).

Istot? mikrouk?adu wed?ug wzoru jest mo?liwo?? prowadzenia hodowli w monowarstwie trzech dowolnych, zarówno nowotworowych, jak i prawid?owych, linii komórkowych w ró?nych konfiguracjach. Pozwala to na obserwowanie migracji komórkowych, co jest niezwykle istotne w procesie nowotworzenia. Mikrouk?ad wed?ug wzoru u?ytkowego daje równie? mo?liwo?? obserwacji oddzia?ywa? mi?dzykomórkowych w kokulturze (np. komórka nowotworowa - prawid?owa), gdzie komórki mog? ze sob? oddzia?ywa? na drodze np. wysy?ania sygna?ów ?mierci. Utworzenie takiej kokultury jest mo?liwe dzi?ki zjawisku hydrodynamicznego ogniskowania w mikroskali. Istot? wzoru jest to, ?e steruj?c pr?dko?ciami przep?ywu wprowadzanych strumieni mo?liwe jest otrzymanie kokultur z?o?onych z dwóch oraz trzech linii komórkowych w ró?nych proporcjach. Mikrosystem przep?ywowy wed?ug wzoru mo?e mie? zastosowanie na etapie bada? przedklinicznych przesiewowego testowania leków. Beings? the microchip according to the pattern is possible culturing in a monolayer of any three, both cancerous and normal, cell lines in various configurations. This allows you to observe cellular migration, which is extremely important in the process of neoplasm. The microchip according to the utility formula also gives possibility ?? of observation affect? intercellular cells in co-culture (e.g., a normal tumor cell), where cells can with you? affect? on the road, eg sending death signals. The creation of such a co-culture is possible due to the phenomenon of hydrodynamic focusing in a microscale. Beings? The formula is that by controlling the flow rates of the injected streams, it is possible to obtain co-cultures composed of two and three cell lines in different proportions. According to the formula, the flow microsystem may have application at the research stage? preclinical drug screening.

Mikrosystem zosta? przedstawiony na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia mikrosystem w widoku perspektywicznym z?o?eniowym, Fig. 2 przedstawia p?ytk? doln?, Fig. 3 przedstawia mikrosystem w przekroju wzd?u? kana?u 8b. The microsystem has been shown in the drawing, in which Fig. 1 shows the microsystem in an assembled perspective view, Fig. 2 shows the circuit board Fig. 3 shows the microsystem in a section along the bottom section. channel 8b.

Mikrosystem wed?ug wzoru u?ytkowego sk?ada si? z dwóch po??czonych trwale warstw: p?ytki szklanej 1 o wymiarach 80 × 50 mm oraz warstwy poli(dimetylosiloksanu) (PDMS) 2. Materia? ten zosta? wybrany ze wzgl?du na korzystne w?a?ciwo?ci w odniesieniu do prowadzenia bada? biologicznych. Jest on transparentny w szerokim zakresie fal elektromagnetycznych, nietoksyczny, przepuszczalny dla gazów oraz umo?liwia odwzorowywanie mikrostruktur z du?? dok?adno?ci?. Szk?o jako materia? hydrofilowy zapewnia podstaw? do adhezji i proliferacji komórek. Natomiast hydrofobowy PDMS zawiera w swojej strukturze sie? mikrokana?ów i mikrokomór hodowlanych otrzymanych przy u?yciu metody replikacyjnej. W warstwie polimerowej znajduje si? sie? trzech, nie po??czonych ze sob? mikrokana?ów g?ównych 8a, 8b i 8c. Ka?dy mikrokana? g?ówny posiada na jednym ko?cu otwór wlotowy 3a, 3b i 3c odpowiednio i zawiera sze?? mikrokomór hodowlanych 5a, 5b i 5c odpowiednio, do hodowli komórek w monokulturze. Na drugim ko?cu ka?dego mikrokana?u g?ównego 8 znajduje si? mikrokana? 8’ z dwoma dodatkowymi mikrokomorami hodowlanymi 6a, 6b i 6c odpowiednio, ka?dy dla hodowli poszczególnej linii komórkowej, przy czym mikrokana?y te schodz? si? w jednym punkcie, a ponadto mikrokana?y te s? ze sob? po??czone dwoma mikrokana?ami poprzecznymi 9 o ró?nych d?ugo?ciach, przebiegaj?cymi przez dodatkowe mikrokomory hodowlane 6 do tworzenia kokultury komórkowej oraz obserwacji migracji. W mikrokomorach 6b mo?liwe jest otrzymanie kokultury poprzez wymieszanie w ró?nym stopniu trzech linii komórkowych, natomiast w mikrokomorach 6a oraz 6c dwóch linii, na etapie wprowadzania zawiesin komórkowych. Od punktu zbiegu mikrokana?ów 8’ biegnie mikrokana? wylotowy 10 zako?czony otworem wylotowym 4 i na d?ugo?ci tego kana?u 10 znajduj? si? ostatnie trzy mikrokomory hodowlane 7, gdzie otrzymuje si? wymieszanie trzech linii komórkowych na etapie wprowadzania zawiesin komórkowych. Szeroko?? i wysoko?? wszystkich mikrokana?ów wynosi odpowiednio 150 ?m oraz 100 ?m, natomiast ?rednica wszystkich okr?g?ych mikrokomór wynosi 1 mm. According to the utility formula, the microsystem consists of with two permanently connected layers: a glass plate 1 with dimensions of 80 × 50 mm and a layer of poly (dimethylsiloxane) (PDMS) 2. Material? this one stayed selected for its favorable properties in relation to the conduct of research biological. It is transparent in a wide range of electromagnetic waves, non-toxic, gas-permeable and enables the mapping of microstructures with large dimensions. accuracy. Glass as a material hydrophilic provides the basics? for cell adhesion and proliferation. On the other hand, hydrophobic PDMS contains in its structure microchannels and culture microcells obtained using the replication method. The polymer layer contains Aug? three, not connected together main microchannels 8a, 8b and 8c. Every microchannel? the main one has an inlet 3a, 3b and 3c at one end and includes six lines respectively. culture microcells 5a, 5b and 5c, respectively, for culturing cells in a monoculture. At the other end of each main microchannel 8 there is a microchannel? 8 'with two additional culturing microcells 6a, 6b and 6c, respectively, each for culturing a particular cell line, the microchannels going downstream. si? at one point, and furthermore, these microchannels are with you? connected by two transverse microchannels 9 of different lengths running through additional growth microcells 6 for cell co-culture formation and migration observation. In the microcells 6b it is possible to obtain a co-culture by mixing three cell lines to varying degrees, while in the microcells 6a and 6c two lines, at the stage of introducing cell suspensions. A microchannel runs from the confluence of microchannels 8 '' an outlet 10 ended with an outlet 4 and along the length of this channel 10 there are si? the last three growing microchamber 7, where are mixing the three cell lines at the stage of introducing cell suspensions. Widely?? and high ?? all microchannels are 150 µm and 100 µm, respectively, and the diameter of all circular microcells is 1 mm.

Trzy mikrokana?y g?ówne 8 wraz z otworami wlotowymi 3 s?u?? do wprowadzania zawiesin komórkowych oraz ?wie?ego medium hodowlanego w celu zapewnienia komórkom niezb?dnych w?a?ciwo?ci od?ywczych. Na ko?cu mikrowzoru znajduje si? kana? wylotowy 10 wraz z otworem 4, umo?liwiaj?cym odprowadzenie przep?ukiwanych p?ynów z mikrouk?adu. The three main microchannels 8 together with 3 inlet openings serve to to introduce cell suspensions and fresh culture medium to provide the cells with the necessary nutritional properties. At the end of the micro-pattern there is kana? an outlet 10 together with an opening 4 for draining flush fluids from the microcircuit.

Wytworzenie mikrosystemu wed?ug wzoru u?ytkowego polega na zaprojektowaniu mikrowzoru w programie np. SolidWorks, z dok?adno?ci? odwzorowania wymiarów wynosz?c? 1 ?m. Nast?pnie, model ten t?umaczony jest na j?zyk maszynowy z u?yciem modu?u CAM - SolidCAM. Mikrosystem wytworzono w poli(dimetylosiloksanie) (PDMS) metod? replikacyjn?. Metoda ta polega na usieciowaniu prepolimeru PDMS (mieszaniny monomeru z czynnikiem sieciuj?cym) w odpowiedniej formie b?d?cej negatywowym odzwierciedleniem ko?cowego elementu. Istnieje wiele metod wytwarzania form, w?ród których przewa?aj? metody oparte na fotolitografii, gdy? zapewniaj? one bardzo du?? rozdzielczo??, a tak?e umo?liwiaj? wytwarzanie struktur o rozmiarach mniejszych ni? 1 ?m. Niew?tpliw? wad? tych metod jest jednak ich wieloetapowo??, a tak?e trudno?? w uzyskiwaniu struktur o ró?nych wysoko?ciach. Creating a microsystem according to a utility pattern consists in designing a microsystem in the program, e.g. SolidWorks, with the accuracy of dimension mapping of? 1 µm. Then, this model is translated into machine language using the CAM module - SolidCAM. The microsystem was prepared in poly (dimethylsiloxane) (PDMS) by methods replication. The method consists in cross-linking the PDMS prepolymer (mixture of monomer with a cross-linking agent) in a suitable form that is a negative reflection of the final element. There are many methods of making molds, among which the predominant ones are photolithography based methods when? assure they are very big? resolution, and also allow for fabrication of structures smaller than 1 µm. Undoubtedly? disadvantages? of these methods, however, is their multi-stage, and also difficult? in obtaining structures of different heights.

Forma mikrosystemu wytworzona jest metod? mechaniczn? przy pomocy mikrofrezowania. Form? wytworzono w polimetakrylanie metylu) (PMMA). Jako materia? bazowy wykorzystano formatk? z PMMA o wymiarach 100 mm × 100 mm i grubo?ci 5 mm. W pierwszym etapie, w centralnej cz??ci bazowej p?ytki wytworzono prostok?tn? kiesze? o wymiarach (80 × 50 mm) i g??boko?ci 3,9 mm. Kiesze? zosta?a wykonana przy pomocy frezu czo?owo-walcowego obracaj?cego si? z pr?dko?ci? 10 000 obr/min oraz poruszaj?cego si? po osi wzd?u?nej z pr?dko?ci? 500 mm/min. Nast?pnie, bezpo?rednio na dnie wykonanej uprzednio kieszeni wyfrezowano w?a?ciw? piecz?tk? poprzez usuni?cie warstwy materia?u o grubo?ci 100 ?m. Piecz?tk? t? wykonano frezem o ?rednicy 500 ?m, wiruj?cym z pr?dko?ci? 12 000 obr/min i poruszaj?cym si? w p?aszczy?nie równoleg?ej do frezowanej powierzchni z liniow? pr?dko?ci? 500 mm/min. Zachodzenie frezu przy s?siednich przejazdach nastawiono na 70%. W wyniku tych dzia?a? powsta? wypuk?y model mikrokana?ów i komór o wysoko?ci 100 ?m. Na tak wytworzon? form?, po usuni?ciu wiórów, umyciu i osuszeniu, wylano prepolimer i pozostawiono do usieciowania w temperaturze 70°C przez 1 h. Nast?pnie oddzielono form? od bloku PDMS otrzymuj?c gotowy element z wiernie odwzorowanymi mikrokana?ami. Po zmro?eniu warstwy PDMS w ciek?ym azocie, wywiercono otwory wlotowe i wylotowy. Nast?pnie po oczyszczeniu i osuszeniu, p?ytka PDMS zosta?a po??czona z p?ytk? szklan? przy zastosowaniu techniki niskotemperaturowej plazmy tlenowej. The form of the microsystem is made by the method? mechanical with the help of micro-milling. Form? prepared in polymethyl methacrylate (PMMA). As matter? base form used? made of PMMA with dimensions of 100 mm × 100 mm and a thickness of 5 mm. In the first step, a rectangular square was fabricated in the center of the base plate. pocket? with dimensions (80 × 50 mm) and a depth of 3.9 mm. Pocket? was made with a rotating end mill with speed? 10,000 rpm and a moving speed along the longitudinal axis with speed? 500 mm / min. Then, directly at the bottom of the previously made pocket, the appropriate shape was milled. stamp by removing the 100 µm layer of material. Stamp t? was made with a 500 mm diameter cutter, spinning at a speed of 12,000 rpm and a moving speed in a plane parallel to the milled surface with a linear speed? 500 mm / min. The cutter overlap on adjacent passes was set to 70%. As a result of these actions? arose convex model of microchannels and chambers 100 µm high. So made? After removing the chips, washing and drying, the prepolymer was poured and allowed to cross-link at 70 ° C for 1 h. from a PDMS block, getting a ready element with faithfully mapped microchannels. After the PDMS layer was frozen in liquid nitrogen, inlet and outlet openings were drilled. Then, after cleaning and drying, the PDMS plate was connected to the PDMS plate. glass using the low-temperature oxygen plasma technique.

Po umieszczeniu w otworach wlotowych i wylotowym w??yków, mikrouk?ad poddany zosta? sterylizacji promieniowaniem UV oraz dzia?aniem 70% etanolu. Do tak przygotowanego mikrouk?adu, przez otwory wlotowe wprowadzono trzy odr?bne zawiesiny komórkowe: A375, HaCaT oraz MeWo. Po 24 godzinach otworami wlotowymi wprowadzono fotouczulacz - lek stosowany w przeciwnowotworowej terapii fotodynamicznej i zbadano jego dzia?anie cyto- oraz fototoksyczne. W tym celu do mikrouk?adu wprowadzono barwnik fluorescencyjny AlamarBlue i dokonano pomiaru fluorymetrycznego z wykorzystaniem czytnika p?ytek wielodo?kowych. After placing the tubing in the inlet and outlet openings, the microcircuit was subjected to sterilization by UV radiation and the action of 70% ethanol. Three separate cell suspensions were introduced through the inlet holes into the microcircuit prepared in this way: A375, HaCaT and MeWo. After 24 hours, a photosensitizer - a drug used in anti-cancer photodynamic therapy - was introduced through the inlet holes, and its cytotoxic and phototoxic effects were examined. For this purpose, the fluorescent dye AlamarBlue was introduced into the microcircuit and a fluorimetric measurement was performed using a multi-well plate reader.

Claims (1)

Wielofunkcyjny mikrosystem przep?ywowy sk?adaj?cy si? z dwóch po??czonych trwale warstw: p?ytki szklanej oraz warstwy poli(dimetylosiloksanu), przy czym jedna z p?ytek zawiera sie? mikrokana?ów z mikrokomorami hodowlanymi oraz otwory wlotowe i wylotowe, znamienny tym, ?e w warstwie poli(dimetylosiloksanu) (2) znajduje si? sie? trzech, nie po??czonych ze sob? mikrokana?ów g?ównych (8a, 8b i 8c) posiadaj?cych na jednym ko?cu otwór wlotowy (3a, 3b i 3c) odpowiednio i zawiera sze?? mikrokomór hodowlanych (5a, 5b i 5c) odpowiednio, ana drugim ko?cu ka?dego mikrokana?u g?ównego (8a, 8b i 8c) znajduje si? mikrokana? (8’) zdwoma dodatkowymi mikrokomorami hodowlanymi (6a, 6b i 6c) odpowiednio, przy czym mikrokana?y (8’) schodz? si? w jednym punkcie, a ponadto mikrokana?y te s? ze sob? po??czone dwoma mikrokana?ami poprzecznymi (9) o ró?nych d?ugo?ciach, przebiegaj?cymi przez dodatkowe mikrokomory hodowlane (6), a od punktu zbiegu mikrokana?ów (8’) biegnie mikrokana? wylotowy (10) zako?czony otworem wylotowym (4) i na d?ugo?ci tego kana?u (10) znajduj? si? ostatnie trzy mikrokomory hodowlane (7). Mikrosystem wed?ug zastrz. 1, znamienny tym, ?e szeroko?? i wysoko?? wszystkich mikrokana?ów wynosi odpowiednio 150 ?m oraz 100 ?m, natomiast ?rednica wszystkich okr?g?ych mikrokomór wynosi 1 mm.Multifunctional flow microsystem consisting of from two permanently connected layers: a glass plate and a poly (dimethylsiloxane) layer, one of the plates containing microchannels with culture microcells and inlet and outlet openings, characterized in that in the poly (dimethylsiloxane) layer (2) there is Aug? three, not connected together main microchannels (8a, 8b and 8c) having an inlet port (3a, 3b and 3c) at one end, respectively, and including six lines culture microcells (5a, 5b and 5c) respectively, and at the other end of each main microchannel (8a, 8b and 8c) is microchannel? (8 ') with two additional growth microchamber (6a, 6b and 6c) respectively, with the microchannels (8') coming down from the si? at one point, and furthermore, these microchannels are with you? connected by two transverse microchannels (9) of different lengths running through additional breeding microchamber (6), and a microchannel extending from the junction point of the microchannels (8 ') outlet (10) ended with an outlet opening (4) and along the length of this channel (10) there are si? the last three breeding microchamber (7). The microsystem according to claims According to claim 1, characterized in that the width and high ?? all microchannels are 150 µm and 100 µm, respectively, and the diameter of all circular microcells is 1 mm.
PL127216U 2018-04-05 2018-04-05 Multifunctional flow-through micro-system PL71591Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL127216U PL71591Y1 (en) 2018-04-05 2018-04-05 Multifunctional flow-through micro-system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL127216U PL71591Y1 (en) 2018-04-05 2018-04-05 Multifunctional flow-through micro-system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL127216U1 PL127216U1 (en) 2019-10-07
PL71591Y1 true PL71591Y1 (en) 2020-11-02

Family

ID=68099695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL127216U PL71591Y1 (en) 2018-04-05 2018-04-05 Multifunctional flow-through micro-system

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL71591Y1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE527059T1 (en) * 2004-03-18 2011-10-15 Nissui Pharm Co Ltd METHOD OF MAKING AN ANALYTICAL APPARATUS AND KIT
PL68197Y1 (en) * 2010-12-13 2016-01-29 Politechnika Warszawska Microsystem for cell culture
PL224588B1 (en) * 2014-01-24 2017-01-31 Politechnika Warszawska Microsystem for three-dimensional cell culture

Also Published As

Publication number Publication date
PL127216U1 (en) 2019-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN206502830U (en) Solution gradient is produced and cell culture microflow control chip
Khademhosseini et al. Cell docking inside microwells within reversibly sealed microfluidic channels for fabricating multiphenotype cell arrays
US5744366A (en) Mesoscale devices and methods for analysis of motile cells
US10202569B2 (en) Radial microfluidic devices and methods of use
ES2352344T3 (en) MICROFLUID DEVICE FOR CELL STUDY.
US9739699B2 (en) Device for the study of living cells
CN104774747B (en) Microfluidic droplet chip apparatus for cell migration assay experiment and method
CN112608841B (en) Microfluidic system for tumor organoid culture and drug experiments and application method
CN101165161A (en) Micro-fluid concentration gradient cell culture chip and its preparation method and application
Qi et al. Probing single cells using flow in microfluidic devices
CN107497503A (en) For studying the micro-fluidic chip of the unicellular invasion and attack of tumour and Epithelial and stromal conversion
EP2908140B1 (en) Microchannel chip for microparticle separation, microparticle separation method and system for microparticle separation using chip
CN102504997B (en) A kind of cell observation experiment chip
CN102401760B (en) Cross three-dimensional hydraulic focusing micro-mixing device
PL71591Y1 (en) Multifunctional flow-through micro-system
Chen et al. High-throughput generation of a concentration gradient on open arrays by serial and parallel dilution for drug testing and screening
CN106479868B (en) A kind of microdevice based on multistage dialysis scavenger-cell cryoprotective agent
PL237365B1 (en) Microfluidal device for growing cell culture in a gradient of bioactive substance
CN111909838A (en) Micro-fluidic chip for cell function detection
CN107236668A (en) Micro-fluidic chip for breast carcinoma stem cell culture and Pharmaceutical Analysis
US20200377838A1 (en) A Microfluidic Device for Culturing Cells Comprising A Biowall, A Bead Bed and A Biointerface and Methods of Modelling Said Biointerface Thereof
US20120145256A1 (en) Linear and logarithmic concentration gradient generators
CN217230773U (en) Micro-fluidic chip for generating stable concentration gradient
KR101464175B1 (en) Assay chip for simulating human tissue and cell reaction measuring and observing method applying multi microfluidic channel
CN210151060U (en) Micro-fluidic chip