Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Realisierung von Mikrofluidikchips aus photosensitivem Glas für nanostrukturierte Zellträgersysteme

27.11.2014

Dreidimensional mikrostrukturierte Zellträger spielen eine Schlüsselrolle in der Herstellung künstlicher Gewebe. Prozesse wie Zellproliferation und Zelldifferenzierung lassen sich hierbei über die definierte Einstellung struktureller und geometrischer Eigenschaften beeinflussen.

Durch Ausnutzung des Mehrphotoneneffektes ist es möglich, Schwellenenergiedichten diskret im Glasvolumen von Lithium-Aluminium-Silicatgläsern zu applizieren, um im Laserfokus photochemische Gefügemodifizierungen zur Herstellung „vergrabener“ Strukturen im Submikrometerbereich zu erzielen. Diese können dann als mikrofluidisches Setup in Verbindung mit einem miniaturisierten Kultivierungssystem genutzt werden.


Modellierung eines mikrofluidischen Kreuzes in den einzelnen Prozessschritten. (a) Computer Modell, (b) Aufnahme nach der Temperung, (c) und (d) geätzte Strukturen nach 25 bzw. 45 Minuten.

Bei photosensitivem Glas handelt es sich um Lithium-Aluminium-Silicatgläser, die zusätzlich mit mehreren Oxiden dotiert sind. Hervorzuheben ist hierbei das Silberoxid Ag2O. Während des Belichtungsprozesses werden Elektronen angeregt und diese wiederum rekombinieren mit den Silberionen.

Das dadurch entstandene atomare Silber clustert während des auf den Belichtungsprozess folgenden Temperregimes zu den sogenannten Silberkeimen. Auf diesen Silberkeimen strukturiert sich das umgebene amorphe Lithium-Silicat wiederum zu einer kristallinen Phase, welche im letzten Prozessschritt, dem nasschemischen Ätzen, herausgewaschen werden kann.

Die im Verbundprojekt entwickelten Technologien sollen genutzt werden, um die Zelladhäsion, -migration, -proliferation und -differenzierung durch Variation der Belichtungsparameter gezielt einstellen zu können. Erwiesen ist beispielsweise, dass sich Stammzellen durch Variation des Untergrunds unterschiedlich entwickeln.

So differenzieren Stammzellen auf weichem Untergrund eher zu Nervenzellen und auf hartem Untergrund bevorzugt zu Zellen des muskuloskelettalen Systems.

Hierfür muss nun zuerst ein geeignetes mikrofluidisches System in das photosensitive Glas geschrieben werden. Entscheidend sind die jeweiligen Belichtungsparameter. Mithilfe dieser Parameter werden nun im Glas unterschiedliche Rautiefenprofile generiert, mit deren Hilfe das Differenzierungsverhalten von Testzellen beeinflusst werden sollen.

Das Forschungsprojekt des Institutes für Bioprozess- und Analysenmesstechnik (iba) e.V. „3D Mikro- und Nanostrukturierung photosensitiver Gläser mit Hilfe von NIR-Femtosekundenlaserstrahlung für Zellträgerstrukturen in Mikrofluidikchips“ (FKZ: LI 916/11-1, Zuwendungsgeber: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Laufzeit: 01.04.2013 - 31.03.2015) wird gemeinsam mit dem Fachgebiet „Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe“ der Fakultät für Maschinenbau an der Technischen Universität Ilmenau bearbeitet.

Weitere Informationen
Prof. Dr.-Ing. Klaus Liefeith, Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik (iba) e.V., Heilbad Heiligenstadt, Telefon: 03606 / 671 500, E-Mail: klaus.liefeith@iba-heiligenstadt.de


Weitere Informationen:

http://www.iba-heiligenstadt.de

Sebastian Kaufhold | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen
12.12.2017 | Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

nachricht Undercover im Kampf gegen Tuberkulose
12.12.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit Quantenmechanik zu neuen Solarzellen: Forschungspreis für Bayreuther Physikerin

12.12.2017 | Förderungen Preise

Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen

12.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen

12.12.2017 | Energie und Elektrotechnik