Mikrofludní čip k mechanické stimulaci adherentních buněčných kultur

Abstract

Predkladaná dokumentácia slúži ako návod pre výskumníkov na prípravu mikrofluidného zariadenia určeného na naťahovanie adherentných bunkových kultúr v open-source formáte. Dôraz sa kladie na dostupnosť a jednoduchosť výroby, pričom zariadenie umožňuje reguláciu napätia v dvoch osiach pri biologicky relevantných rýchlostiach. Zariadenie je navrhnuté s ohľadom na možnosť paralelizácie, aby sa umožnilo jeho využitie v aplikáciách s vysokou priepustnosťou. Okrem toho je na základe literatúry navrhnutý matematický model naťahovania buniek, ktorý overuje realizovateľnosť počiatočného návrhu. Konštrukcia mikrofluidného zariadenia zodpovedá najnovším trendom v oblasti výskumu a súčasťou práce je aj prehľad literatúry. Zariadenie je testované z hľadiska odolnosti, biokompatibility a funkčnej relevantnosti v mechanobiologických aplikáciách. Výsledky zariadenia sú porovnané s existujúcimi komerčnými riešeniami.

Presents a documentation for researchers which guides necessary steps to prepare the microfluidic device for stretching adherent cell cultures in open-source manner. Accessibility and ease of production is prioritized, together with the ability to regulate strain bi-axially at biologically relevant rate. The device is designed with a possibility of parallelization in mind, to enable high-throughput applications. Additionally, mathematical model for cell-stretching is proposed based on the literature to verify the feasibility of initial design. Underlying design of the microfluidic device is in accordance with recent developments in the field and the literature review is part of the thesis. Furthermore, the microfluidic device is tested for durability, biocompatibility and functional relevance in mechanobiological application. Device is compared with existing commercial solution.