Ortsselektives, präzises Laserdrucken von Biomaterialien und Zellen

Riester, Dominik; Poprawe, Reinhart (Thesis advisor); Fischer, Horst (Thesis advisor); Kelbassa, Ingomar (Thesis advisor)

1. Aufl.. - Aachen : Apprimus-Verl. (2015)
Buch, Doktorarbeit

In: Ergebnisse aus der Lasertechnik
Seite(n)/Artikel-Nr.: III, 113 S. : Ill., graph. Darst.

Kurzfassung

Ziel der Arbeit ist, eine Anlage für laserinduzierten Vorwärtstransfer (LIFT) zu konzeptionieren und aufzubauen und zu testen mit der entweder High Throughput- (HTS) oder High Content Screening- (HCS) Testsysteme hergestellt werden können. Für ein LIFT-System zur Herstellung von HTS-Microarrays wird ein glavanometrischer Scanner eingesetzt. Dadurch eignet sich das Verfahren um schnell und einfach eine große Anzahl an Tropfen zu übertragen. Die reproduzierbaren Überträge werden eingesetzt, um gezielt Microarrays herzustellen. Auch wässrige Lösungen können schnell verarbeitet werden und somit werden prozessbedingte negative Eigenschaften minimiert, wie das Austrocknen einer Transferschicht. Um HCS-Testsysteme herzustellen sollen Zellen gezielt angeordnet, um für weiterführende Untersuchungen einsetzbar zu sein. Hierfür ist eine Anlage konzipiert worden, die eine Untersuchung der Transferschicht vor dem LIFT-Verfahren zulässt. Anhand des Übertrags von Partikeln aus Polystyrol wird der Prozess zunächst etabliert. Zur näheren Charakterisierung des LIFT-Vorgangs wird die Lage der Partikel für verschiedene Fluenzen und örtlichen Intensitätsverteilungen der Laserstrahlung untersucht. Durch einen nicht gaußförmigen Laserstrahlfokus werden die Partikel beim Übertrag in eine Vorzugsrichtung abgelenkt. Im unteren Fluenzbereich des Mikrostrahls werden die Partikel innerhalb des Tropfens stark gestreut. Bei mittleren Fluenzen ist die Partikellage näher am Tropfenmittelpunkt und die Ablenkung erfolgt in eine definierte Richtung. Wird die Fluenz weiter erhöht, so nimmt die Streuung der übertragenen Partikel innerhalb des Tropfens wieder zu. Bei örtlicher Modulation der Strahlintensität wird festgestellt, dass insbesondere „Tophat“-förmige Intensitätsverteilungen eine gute Positioniergenauigkeit zulassen.Die Ergebnisse aus den Partikeltransfers werden auf den Übertrag von einzelnen Zellen angewendet. Für den Übertrag von Zellen aus einem Einschichtsystem aus Matrigel und Gelatine lassen sich gezielt einzelne Zellen transferieren. Die Zellen werden bei zunehmender Leistung im Prozessfenster stärker geschädigt. Um die übertragenen Zellen weniger zu schädigen, wird die Transferschicht als ein Zweischichtsystem aufgebaut. Hier können mit verschiedenen Zelltypen erfolgreich einzelne vitale, proliferierende Zellen übertragen und in Mustern angeordnet werden.

Identifikationsnummern