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Multiphoton Direct Laser Writing and 3D Imaging of Polymeric Freestanding Architectures for Cell Colonization

Authors :
Christophe Vieu
Isabelle Loubinoux
Marie-Charline Blatché
Angelo Accardo
Christophe Thibault
Rémi Courson
Laurent Malaquin
Équipe Ingénierie pour les sciences du vivant (LAAS-ELIA)
Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C)
Service Techniques et Équipements Appliqués à la Microélectronique (LAAS-TEAM)
Toulouse Neuro Imaging Center (ToNIC)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Hôpital Purpan [Toulouse]
CHU Toulouse [Toulouse]-CHU Toulouse [Toulouse]
Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
VIEU, Christophe
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole)
Université de Toulouse (UT)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI)
Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)
Source :
Small, Small, Wiley-VCH Verlag, 2017, 13 (27), pp.1700621. ⟨10.1002/smll.201700621⟩, Small, 2017, 13 (27), pp.1700621. ⟨10.1002/smll.201700621⟩
Publication Year :
2017

Abstract

International audience; The realization of 3D architectures for the study of cell growth, proliferation and differentiation is a task of fundamental importance for both technological and biological communities involved in the development of biomimetic cell culture environments. Here we report the combination of 3D freestanding scaffolds realized by multi-photon direct laser writing (DLW), seeded with neuroblastoma cells, and their multi-technique characterization using advanced 3D fluorescence imaging techniques. The high accuracy of the fabrication process (≈ 200 nm) provides a much finer control of the meso-, micro-and nano-scale features compared to other 3D printing technologies based on fused deposition modeling, inkjet printing, selective laser sintering or polyjet technology. Scanning electron microscopy (SEM) provided detailed insights about the morphology of both cells and cellular Complete Manuscript interconnections around the 3D architecture. On the other hand, the nature of the seeding in the inner core of the 3D scaffold, inaccessible by conventional SEM imaging, was unveiled by light sheet fluorescence microscopy and multi-photon confocal imaging which highlighted an optimal cell colonization both around and within the 3D scaffold as well as the formation of long neuritic extensions. The results open appealing scenarios for the use of the developed 3D fabrication/3D imaging protocols in several neuroscientific contexts.

Details

ISSN :
16136829 and 16136810
Volume :
13
Issue :
27
Database :
OpenAIRE
Journal :
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....15395c7e74a304e609c2b684a244a3d6