Sistem de imprimare pentru imprimarea tiparelor de proteine ​​microstructurate pe substraturi de pelicule mari - LABO

Imprimare micro contact

Proteine ​​din rulou

Pentru a influența favorabil creșterea, vasele de cultură acoperite cu proteine ​​sunt din ce în ce mai utilizate în cultivarea celulelor. Oamenii de știință au dezvoltat un sistem cu ajutorul căruia modelele de proteine ​​pot fi tipărite pe film folosind un proces roll-to-roll. Un număr mare de articole pot fi astfel produse în mod rentabil și eficient.

sistem

Celulele sunt cel mai mic element de construcție viu al unui organism și, prin urmare, sunt, de asemenea, un „material” căutat pentru cercetarea biomedicală: ca componentă a biosenzorilor, acestea sunt utilizate în diagnosticare, dezvoltarea medicamentelor sau analiza mediului. Toate aceste zone pot fi avansate prin creșterea celulelor - în beneficiul consumatorului.

Cu toate acestea, celulele în creștere artificială din laborator, așa cum apar în mod natural la organismele umane, animale sau vegetale, nu sunt atât de ușoare. Deoarece celulele sunt capabile să-și perceapă și împrejurimile - și un mediu „străin” poate duce la schimbări de formă sau de comportament, de exemplu. Cu toate acestea, acest lucru înseamnă că culturile celulare își pierd valoarea lor informativă. „Este ca și cum ai încerca să analizezi comportamentul tipic al unui locuitor al orașului și să-i expui în deșert”, spune Dr. Thomas Velten de la Institutul Fraunhofer pentru Tehnologie Biomedică IBMT din St. Ingbert.

Companiile la articol

Subiecte din articol

Contramăsurile pot fi luate prin acoperirea unui substrat, de exemplu fundul unei farfurii de cultură, cu proteine ​​- acest lucru face ca celulele să se simtă mai „acasă”. Cu toate acestea, toate metodele anterioare au dezavantaje. De exemplu, cu acoperirea cu centrifugare, o picătură de lichid proteic este plasată în mijlocul substratului și distribuită pe suprafață utilizând un fel de proces centrifugal: „O parte considerabilă a lichidului ajunge în afara substratului și se pierde nefolosită”, explică Velten. Este diferit în cazul tipăririi cu micro-contact: Aici, structurile proteice fine din gama micrometrului sunt imprimate pe suport. Acest lucru nu este doar mai eficient din punct de vedere al resurselor, dar are și avantajul că poate fi folosit pentru a crea structuri proteice foarte fine la care celulele se aliniază. În acest fel puteți controla dispunerea celulelor într-un mod țintit. Cu toate acestea, procesul este prea complex și costisitor pentru aplicații la scară largă, cu costuri reduse, așa cum se cere în biotehnologie.

Cerneală proteică fără solvenți
Oamenii de știință de la Fraunhofer IBMT iau, așadar, o nouă cale: împreună cu compania SAUERESSIG, au dezvoltat un sistem de tipărire roll-to-roll în care modelele de proteine ​​microstructurate pot fi aplicate pe substraturi de film mari. Tehnica roll-to-roll este o metodă obișnuită pentru prelucrarea suprafețelor mari rapid și ieftin. Similar cu tipărirea ziarelor, substratul este înfășurat mai întâi pe o rolă. Există o rolă goală pe partea opusă. Procesele de imprimare au loc între ele, substratul fiind înfășurat pe rola goală de pe cealaltă parte.

Cu toate acestea, procesul nu poate fi pur și simplu transferat unu la unu la aplicații în biotehnologie. De exemplu, cerneala standard utilizată ca suport de imprimare nu este adecvată. „Solvenții sunt adesea adăugați la cerneală, astfel încât să se usuce rapid. Dar acestea distrug proteinele ”, explică Velten. Prin urmare, experții IBMT au dezvoltat o nouă cerneală proteică specială. De asemenea, au trebuit să se asigure că celelalte materiale utilizate, cum ar fi substratul filmului, sunt, de asemenea, biocompatibile.

Partenerii proiectului au reușit deja să cultive cu succes diferite tipuri de celule pe primele substraturi care au fost acoperite cu noul sistem. Sistemul de producție demonstrator este acum disponibil și pentru dezvoltarea proceselor de imprimare specifice clientului. Lățimea maximă a filmului este în prezent de 30 cm. Cele mai mici structuri tipărite sunt cuprinse între 10 și 20 µm.

În continuare, Velten și echipa sa doresc, de asemenea, să imprime structuri conductive în procesele roll-to-roll și să le combine cu modelele de proteine. „Acest lucru ar trebui să permită pe termen lung fabricarea de biosenzori complet utilizând procesul de imprimare”, spune Velten. Oamenii de știință se uită deja la aplicații specifice: în două proiecte de cercetare actuale, lucrează la senzori pentru validarea substanțelor antivirale și la un sistem de analiză rentabil pe folie - experții îl numesc un sistem de laborator pe folie - pentru utilizare la fața locului -Măsurarea unui marker de zahăr din sânge.