Pattern microscanalati

Pattern microscanalati Wafer di silicio microscanalati (fotolitografia + dry etching) esposizione e sviluppo etching wafer scanalato larghezza profondità Altomare L et al. Acta Biomater. 2010

Pattern microscanalati Wafer di silicio microscanalati (fotolitografia + dry etching) film in PLA-TMC films (solvent casting) film wafer scanalato Altomare L et al. Acta Biomater. 2010

Pattern microscanalati

Pattern microscanalati 4 depth d width w 5 μm 10 μm 25 μm 50 μm 100 μm 5 μm SiW5-5 SiW5-10 SiW5-25 SiW5-50 SiW5-100 2.5 μm SiW2.5-5 SiW2.5-10 SiW2.5-25 SiW2.5-50 SiW2.5-100 1 μm SiW1-5 SiW1-10 SiW1-25 SiW1-50 SiW1-100 0.5 μm SiW0.5-5 SiW0.5-10 SiW0.5-25 SiW0.5-50 SiW0.5-100 film in PLA-TMC (Fd-w)

Pattern microscanalati 5 Wafer di silicio microscanalati (fotolitografia + dry etching) film in PLA-TMC films (solvent casting) Caratterizzazione morfologica: SEM (Hitachi S3000) Profilometria (Dektak)

Risultati SEM 6 Master SiW ottenuti per fotolitografia SiW1-5 SiW1-10 SiW1-25 SiW1-50 SiW1-100 (SiWd-w)

Risultati SEM 7 film polimerici (PDLLA) ottenuti per solvent casting F1-5 F1-10 F1-25 F1-50 F1-100 (Fd-w)

Risultati - profilometria master/film (SiW5-25/F5-25) SiW5-25 um 1 0-1 -2-3 -4-5 0 100 200 300 400 500 um F5-25 um 1 0-1 -2-3 -4-5 -6 0 100 200 300 400 500 um (Fd-w)

Risultati - profilometria master/film (SiW0.5-25/F0.5-25) SiW0.5-25 um 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0-0,1-0,2 0 100 200 300 400 500 um F0.5-25 um 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0-0,1-0,2 0 100 200 300 400 500 um (Fd-w)

Risultati - profilometria um 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 depth width distance w5-25 f5-25 um 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 depth width distance w0,5-25 f0,5-25 i risultati ottenuti per master e film sono in accordo (p>0.05) sia per larghezza che profondità dei solchi (Fd-w)

Microcontact printing

Microcontact printing 1 - Realizzazione stampo in PDMS (Sylgard 184 A+B, elastomer:curing agent = 10:1 w/w) T = 80 C, t = 12 h Altomare L et al. Int J Artif Organs. 2010

Microcontact printing 1 - Realizzazione stampo in PDMS (Sylgard 184 A+B, elastomer:curing agent = 10:1 w/w) T = 80 C, t = 12 h 2- Inking con fibronectina fibronectina da plasma umano (200 µl) in PBS (1:50 v/v) su stampi in PDMS incubazione a 25 C per1 hour lavaggio con PBS e acqua Millipore asciugatura sotto flusso di N 2 Altomare L et al. Int J Artif Organs. 2010

Microcontact printing 1 - Realizzazione stampo in PDMS (Sylgard 184 A+B, elastomer:curing agent = 10:1 w/w) T = 80 C, t = 12 h 2 - Inking con fibronectina 3 - Trasferimento su film di PLLA-TMC Altomare L et al. Int J Artif Organs. 2010

Microcontact printing Fibronectina: proteina adesiva tipo dimensioni scanalatura printing 10 μm 10sc 10ucp 25 μm 25sc 25ucp 50 μm 50sc 50ucp scala 100 μm

Microcontact printing t = 0 dd t = 3 dd scala 100 μm dopo 3 giorni di incubazione nel mezzo di coltura strisce di Fn regolari

Analisi cellule analisi immagini (ImageJ) angolo di orientamento (0 < θ < 180 ): angolo tra la direzione dei grooves e l asse maggiore della cellule cellule allineate per θ < 10 circolarità (da 0 a 1): rapporto tra asse minore e asse maggiore della cellula stretched cells valore tende a 0 round cells valore tende a 1

Analisi cellule orientamento 100 90 80 70 % cell aligned 60 50 40 30 20 10 0 smooth 5 10 groove width (um) 25 50 100 1 0,5 5 2,5 groove depth (um) profondità dei grooves allineamento cellule

Analisi cellule orientamento 100 90 80 70 % cell aligned 60 50 40 30 20 10 0 smooth 5 10 groove width (um) 25 50 100 1 0,5 5 2,5 groove depth (um) profondità dei grooves larghezza dei grooves allineamento cellule allineamento cellule

Analisi cellule - allineamento stessa profondità: larghezza profondità larghezza allineamento allineamento (Fd-w)

5x25 5x50 5x100 1x50 1x100 1x25 5x10 1x10 Analisi cellule - circolarità 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 liscio 5x5 liscio 1x5 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 liscio 2.5x5 2.5x10 2.5x25 2.5x50 liscio 2.5x100 0.5x5 0.5x10 0.5x25 0.5x50 0.5x100 profondità larghezza stretched cells larghezza round cells (Fd-w)

Allineamento di fibre elettrofilate 22 Collettore a barre parallele con gap 100 μm

Allineamento di fibre elettrofilate 23 Collettore a barre parallele con gap 100 μm sistema verticale difficoltà rimozione fibre

Allineamento di fibre elettrofilate 24 Collettore a piastre parallele con gap 100 μm

Allineamento di fibre elettrofilate Collettore a piastre parallele Array di fibre parallele t =15 min

Allineamento di fibre elettrofilate Collettore a piastre parallele Array di fibre parallele t = 30 min

Fibre elettrofilate parametri ottimali di processo fibers PCL random (PCLr) PCL aligned fibers (PCLa) PCU random (PCUr) PCU aligned fibers (PCUa) Polymer concentration (w/v) DMF (v/v) Chloroform (v/v) NaCl (w/v) 20% 10% 90% 0% 14% 10% 90% 1% 10% 50% 50% 0% 10% 50% 50% 0%

Fibre elettrofilate parametri ottimali di processo fibers PCL random (PCLr) PCL aligned fibers (PCLa) PCU random (PCUr) PCU aligned fibers (PCUa) Polymer concentration (w/v) DMF (v/v) Chloroform (v/v) NaCl (w/v) 20% 10% 90% 0% 14% 10% 90% 1% 10% 50% 50% 0% 10% 50% 50% 0% - NaCl + NaCl

Fibre elettrofilate dimensioni fibre fiber diameter (mm) 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 PCLr PCUr PCLa PCUa Ø fibre elettrofilate per PCLr nessuna differenza significativa tra PCUr, PCLa, PCUa (p>0.05)

Fibre elettrofilate allineamento fibre dp= 1.5 cm dp= 3.5 cm Morfologia (in funzione della distanza tra le piastre) 32% Allineamento 29% (per configurazione ottimale) % Fibre 17% 6% 4% 3% 2% 2% 2% 2% 1% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 θ (angolo)

Fibre elettrofilate allineamento fibre 6 θ 0 fiber orientation (degree) 5 4 3 2 1 collector collector 0 PCLa PCUa buon allineamento delle fibre per PCLa e PCUa

ES - smoothfilm + aligned fibers (PCLsa, PCUsa) Collettori Array di fibre

ES - random film + aligned fibers (PCLra, PCUra) electrospinning ~ 30 min collettore ausiliario random mat + fibre allineate electrospinning ~ 15 min