Een veld vol piramides, maar op microschaal. Elk van de piramides verbergt een levende cel. Dankzij 3D fabricage op micro- en nanoschaal, veelbelovende nieuwe toepassingen te vinden zijn. Een daarvan is het toepassen van de micropiramides voor celonderzoek:dankzij de open 'muren' van de piramides, de cellen interageren. Wetenschappers van de onderzoeksinstituten MESA+ en MIRA van de Universiteit Twente presenteren deze nieuwe technologie en eerste toepassingen in Klein tijdschrift van begin december.

De meeste celstudies vinden plaats in 2D:dit is geen natuurlijke situatie, omdat cellen zich op een andere manier organiseren dan in het menselijk lichaam. Als je de cellen ruimte geeft om in drie dimensies te bewegen, de natuurlijke situatie wordt op een betere manier benaderd door ze in een array vast te leggen. Dat kan in de 'open piramides' die zijn gefabriceerd in het NanoLab van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente.

Klein hoekje blijft gevuld

De daarvoor toegepaste cleanroomtechnologie, is bij toeval ontdekt en heet nu 'hoeklithografie'. Als je een aantal platte siliconenvlakken samenvoegt in een scherpe hoek, het is mogelijk om er een ander materiaal op te deponeren. Nadat het materiaal is verwijderd, echter, een kleine hoeveelheid materiaal blijft in de hoek. Deze kleine tip kan worden gebruikt voor een Atomic Force Microscope, of, in dit geval, voor het vormen van een micropiramide.

Cellen vangen

In samenwerking met het MIRA Instituut voor Biomedische Technologie en Technische Geneeskunde van de UT, de nanowetenschappers hebben de mogelijkheden verkend om de piramides toe te passen als 'kooien' voor cellen. De eerste experimenten met piepschuimballen pakten goed uit. De volgende experimenten betroffen het vangen van chondrocyten, cellen die kraakbeen vormen. Bewogen door capillaire vloeistofstroom, deze cellen 'vallen' automatisch in de piramide door een gat aan de onderkant. Kort nadat ze zich in hun 3D-kooi nestelen, cellen beginnen te interageren met cellen in aangrenzende piramides. Veranderingen in het fenotype van de cel kunnen nu beter worden bestudeerd dan in de gebruikelijke 2D-situatie. Het is daarom een ​​veelbelovend hulpmiddel voor bijvoorbeeld weefselregeneratieonderzoek.

De Nederlandse wetenschappers verwachten uitbreidingen op deze technologie te ontwikkelen:de randen van de piramide kunnen hol gemaakt worden en fungeren als vloeistofkanalen. Tussen de piramides, het is ook mogelijk om nanofluïdische kanalen te creëren, bijvoorbeeld gebruikt om de cellen te voeden.