Scaffold Entwicklung und Herstellung

Zur Herstellung dreidimensionaler, funktionalisierter Mikrostrukturen für Zellkulturanwendungen wurde ein neues mehrstufiges Verfahren entwickelt, das als “Substrate Modification And Replication by Thermoforming“, kurz SMART, bezeichnet wurde. Dessen zentraler mikrotechnischer Thermoformprozess bietet gegenüber anderen Mikroreplikationsverfahren, wie z.B. Mikro-Spritzgießen, die besondere Eigenschaft, dass dünne thermoplastische Folien nicht in ihrer Schmelzphase, sondern nur in einem erweichten Zustand umgeformt werden. In Folge des steten materiellen Zusammenhaltes der Folie während des Formprozesses werden die auf einer flachen Folie zuvor erzeugten Modifikationen erhalten und sind selbst auf senkrechten Seitenwänden oder sogar in Hinterschnittbereichen in der dreidimensional geformten Mikrostruktur verfügbar. So bleibt z.B. ein auf einer flachen Kunststofffolie durch ein maskenbasiertes UV-Modifikationsverfahren zuvor erzeugtes Zelladhäsionsmuster (hohe laterale Auflösung durch Kontaktmaske möglich!) während des Thermoformens erhalten und wird von in den Mikrokavitäten kultivierten Zellen auch noch erkannt. Weiterhin werden Oberflächentopografien und auch Modifikationen in der Tiefe des Materials erhalten. Letzteres kann z.B. genutzt werden, um in Kombination mit der Ionenspurtechnologie hochporöse, dünnwandige Zellcontainerarrays im 3D-KITChip-Format herzustellen. Das mehrstufige Verfahren SMART ermöglicht somit die Herstellung von dünnwandigen, flexiblen Mikrostrukturen deren Material- und insbesondere deren Oberflächeneigenschaften sowie Größe und Form variabel einstellbar sind und somit gezielt an unterschiedlichste Anforderungen, nicht nur im Zellkulturbereich, angepasst werden können.