Automated fabrication of photopatterned gelatin hydrogels for organ-on-chips applications

自愈水凝胶 明胶 材料科学 制作 生物医学工程 纳米技术 高分子化学 化学 工程类 有机化学 医学 替代医学 病理
作者
Janna Nawroth,Lisa L Scudder,Ryan T. Halvorson,Jason S. Tresback,John P. Ferrier,Sean P. Sheehy,Alex Cho,Suraj Kannan,Ilona Sunyovszki,Josue A. Goss,Patrick Campbell,Kevin Kit Parker
出处
期刊:Biofabrication [IOP Publishing]
卷期号:10 (2): 025004-025004 被引量:54
标识
DOI:10.1088/1758-5090/aa96de
摘要

Organ-on-chip platforms aim to improve preclinical models for organ-level responses to novel drug compounds. Heart-on-a-chip assays in particular require tissue engineering techniques that rely on labor-intensive photolithographic fabrication or resolution-limited 3D printing of micropatterned substrates, which limits turnover and flexibility of prototyping. We present a rapid and automated method for large scale on-demand micropatterning of gelatin hydrogels for organ-on-chip applications using a novel biocompatible laser-etching approach. Fast and automated micropatterning is achieved via photosensitization of gelatin using riboflavin-5'phosphate followed by UV laser-mediated photoablation of the gel surface in user-defined patterns only limited by the resolution of the 15 μm wide laser focal point. Using this photopatterning approach, we generated microscale surface groove and pillar structures with feature dimensions on the order of 10-30 μm. The standard deviation of feature height was 0.3 μm, demonstrating robustness and reproducibility. Importantly, the UV-patterning process is non-destructive and does not alter gelatin micromechanical properties. Furthermore, as a quality control step, UV-patterned heart chip substrates were seeded with rat or human cardiac myocytes, and we verified that the resulting cardiac tissues achieved structural organization, contractile function, and long-term viability comparable to manually patterned gelatin substrates. Start-to-finish, UV-patterning shortened the time required to design and manufacture micropatterned gelatin substrates for heart-on-chip applications by up to 60% compared to traditional lithography-based approaches, providing an important technological advance enroute to automated and continuous manufacturing of organ-on-chips.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
八十八夜的茶摘完成签到,获得积分10
刚刚
简单的银耳汤完成签到,获得积分10
刚刚
1111完成签到,获得积分10
4秒前
猫熊完成签到,获得积分10
4秒前
Johnson完成签到 ,获得积分10
4秒前
不器君发布了新的文献求助10
5秒前
等风来完成签到 ,获得积分10
6秒前
JamesPei应助火星上蜗牛采纳,获得10
7秒前
明理冷梅完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
方圆完成签到 ,获得积分10
9秒前
菠萝水手完成签到,获得积分10
10秒前
勤奋天真完成签到 ,获得积分10
11秒前
yrw完成签到,获得积分10
11秒前
inches完成签到 ,获得积分10
11秒前
中微子完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
会举重的树完成签到 ,获得积分10
16秒前
卷卷完成签到 ,获得积分10
17秒前
嘻嘻哈哈应助junia采纳,获得10
20秒前
露露完成签到,获得积分10
21秒前
23秒前
桐桐应助会举重的树采纳,获得10
23秒前
26秒前
稳重的天玉完成签到,获得积分10
26秒前
高兴的问儿完成签到 ,获得积分10
29秒前
NEWEST发布了新的文献求助10
30秒前
Laraineww完成签到 ,获得积分10
33秒前
美好向日葵完成签到,获得积分10
35秒前
晶晶宝贝的完成签到 ,获得积分10
35秒前
默默天德发布了新的文献求助10
35秒前
42秒前
ywj发布了新的文献求助30
46秒前
达达完成签到,获得积分10
49秒前
俞无声完成签到 ,获得积分10
50秒前
接accept完成签到 ,获得积分10
51秒前
53秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
57秒前
嘿嘿应助科研通管家采纳,获得10
57秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
57秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kolmogorov, A. N. Qualitative study of mathematical models of populations. Problems of Cybernetics, 1972, 25, 100-106 800
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5304405
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4450962
关于积分的说明 13850152
捐赠科研通 4337939
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2381725
邀请新用户注册赠送积分活动 1376759
关于科研通互助平台的介绍 1343885