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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Ryu,&#x20;J.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Park,&#x20;J.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Choi,&#x20;S.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Seo,&#x20;E.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Cha,&#x20;J.M.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Ryu,&#x20;S.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;J.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;S.-H.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;B.</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-01-12T08:15:40Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-01-12T08:15:40Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2022-03-07</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2005-10-10</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="issn">0000-0000</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="uri">https:&#x2F;&#x2F;pubs.kist.re.kr&#x2F;handle&#x2F;201004&#x2F;81970</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="abstract">This&#x20;paper&#x20;reports&#x20;a&#x20;novel&#x20;method&#x20;for&#x20;quantitative&#x20;and&#x20;real-time&#x20;contractile&#x20;force&#x20;measurement&#x20;of&#x20;cardiomyocytes&#x20;using&#x20;a&#x20;hybrid&#x20;biopolymer&#x20;micracrocantilver&#x20;array.&#x20;Measuring&#x20;contractile&#x20;force&#x20;of&#x20;cardiomyocyte&#x20;is&#x20;important&#x20;for&#x20;quantitative&#x20;understanding&#x20;of&#x20;the&#x20;mechanism&#x20;of&#x20;heart&#x20;failure&#x20;and&#x20;molecular&#x20;alterations&#x20;in&#x20;diseased&#x20;heart&#x20;cells&#x20;[1].&#x20;Previously,&#x20;many&#x20;researchers&#x20;developed&#x20;their&#x20;own&#x20;methods&#x20;using&#x20;micro-technology&#x20;to&#x20;measure&#x20;contractile&#x20;force&#x20;of&#x20;cardiomyocyte.&#x20;A&#x20;force&#x20;transducer&#x20;with&#x20;clampers&#x20;and&#x20;hinges&#x20;was&#x20;fabricated&#x20;by&#x20;MEMS&#x20;technology&#x20;[2].&#x20;However,&#x20;this&#x20;technical&#x20;approach&#x20;involves&#x20;cell&#x20;manipulations&#x20;with&#x20;probes,&#x20;gluing,&#x20;and&#x20;clamping,&#x20;which&#x20;may&#x20;have&#x20;some&#x20;unknown&#x20;effect&#x20;on&#x20;the&#x20;cell&#x20;and&#x20;their&#x20;function.&#x20;Another&#x20;method&#x20;was&#x20;proposed&#x20;by&#x20;Tan&#x20;et&#x20;al.&#x20;[3].&#x20;They&#x20;developed&#x20;an&#x20;array&#x20;of&#x20;micrometer&#x20;scale&#x20;elastomeric&#x20;posts.&#x20;Each&#x20;post&#x20;in&#x20;the&#x20;array&#x20;independently&#x20;bends&#x20;according&#x20;to&#x20;the&#x20;level&#x20;of&#x20;local&#x20;forces&#x20;exerted&#x20;by&#x20;the&#x20;attached&#x20;cell.&#x20;However,&#x20;the&#x20;hard&#x20;contact&#x20;between&#x20;the&#x20;cell&#x20;and&#x20;a&#x20;bed&#x20;of&#x20;needles&#x20;or&#x20;pillars&#x20;may&#x20;have&#x20;some&#x20;effect&#x20;on&#x20;the&#x20;cell&#x20;membrane&#x20;and&#x20;myocyte&#x20;function.&#x20;Furthermore,&#x20;since&#x20;cell&#x20;spreading&#x20;and&#x20;morphology&#x20;are&#x20;quite&#x20;different&#x20;between&#x20;on&#x20;a&#x20;flat&#x20;surface&#x20;and&#x20;on&#x20;micropillars,&#x20;the&#x20;contractile&#x20;force&#x20;measurement&#x20;via&#x20;micropillars&#x20;should&#x20;be&#x20;verified&#x20;when&#x20;cells&#x20;are&#x20;on&#x20;the&#x20;flat&#x20;surface.&#x20;In&#x20;this&#x20;paper,&#x20;we&#x20;designed&#x20;and&#x20;fabricated&#x20;a&#x20;hybrid&#x20;biopolymer&#x20;microcantilever&#x20;array&#x20;made&#x20;of&#x20;PDMS&#x20;(polydimethylsiloxane)&#x20;elastomer&#x20;to&#x20;overcome&#x20;the&#x20;above&#x20;problems.&#x20;Culturing&#x20;primary&#x20;cardiomyocytes&#x20;on&#x20;PDMS&#x20;microcantilver&#x20;array&#x20;leads&#x20;to&#x20;self-organization&#x20;of&#x20;cells&#x20;on&#x20;the&#x20;structure,&#x20;which&#x20;enables&#x20;to&#x20;make&#x20;massively&#x20;paralleled&#x20;arrangement&#x20;of&#x20;cells&#x20;in&#x20;the&#x20;hybrid&#x20;system.&#x20;The&#x20;system&#x20;can&#x20;avoid&#x20;inefficient&#x20;dissection&#x20;and&#x20;attachment&#x20;of&#x20;the&#x20;muscle&#x20;tissue&#x20;by&#x20;hand&#x20;to&#x20;be&#x20;implemented&#x20;to&#x20;the&#x20;microsystem.&#x20;The&#x20;important&#x20;feature&#x20;in&#x20;our&#x20;system&#x20;over&#x20;previous&#x20;contractile&#x20;force&#x20;measurement&#x20;techniques&#x20;is&#x20;that&#x20;our&#x20;method&#x20;can&#x20;measure&#x20;quantitatively&#x20;contractile&#x20;force&#x20;on&#x20;the&#x20;specific&#x20;micro-sized&#x20;area&#x20;in&#x20;real-time&#x20;using&#x20;well-known&#x20;microcrocantilever&#x20;structure.&#x20;A&#x20;schematic&#x20;diagram&#x20;of&#x20;the&#x20;measurement&#x20;system&#x20;to&#x20;monitor&#x20;the&#x20;motion&#x20;of&#x20;hybrid&#x20;biopolymer&#x20;microcantilever&#x20;is&#x20;shown&#x20;in&#x20;Figure&#x20;1.&#x20;To&#x20;make&#x20;a&#x20;hybrid&#x20;biopolymer&#x20;microcantilever&#x20;array,&#x20;sandwich&#x20;molding&#x20;process&#x20;was&#x20;adopted,&#x20;which&#x20;is&#x20;presented&#x20;by&#x20;Jo&#x20;et&#x20;al&#x20;[4].&#x20;Since&#x20;the&#x20;fresh&#x20;PDMS&#x20;surface&#x20;is&#x20;hydrophobic,&#x20;preventing&#x20;adhesion&#x20;from&#x20;protein&#x20;and&#x20;cells,&#x20;reactant&#x20;ion&#x20;etcher&#x20;(RIE)&#x20;treatment&#x20;were&#x20;applied&#x20;to&#x20;increase&#x20;adhesion&#x20;forces&#x20;among&#x20;PDMS&#x20;surface,&#x20;extracellular&#x20;matrix&#x20;and&#x20;cardiac&#x20;cells.&#x20;The&#x20;plasma-treated&#x20;surface&#x20;was&#x20;then&#x20;coated&#x20;with&#x20;0.5%&#x20;of&#x20;fibronectin&#x20;and&#x20;0.02%&#x20;of&#x20;gelatin.&#x20;Figure&#x20;2&#x20;shows&#x20;ESEM&#x20;images&#x20;of&#x20;hybrid&#x20;biopolymer&#x20;microcantilever&#x20;array&#x20;before&#x20;and&#x20;after&#x20;cell&#x20;seeding.&#x20;The&#x20;displacements&#x20;of&#x20;the&#x20;microcantilever&#x20;by&#x20;contractile&#x20;force&#x20;of&#x20;cardiomyocytes&#x20;were&#x20;measured&#x20;at&#x20;96hrs&#x20;after&#x20;cell&#x20;seeding&#x20;by&#x20;obtaining&#x20;the&#x20;images&#x20;at&#x20;the&#x20;edge&#x20;of&#x20;the&#x20;microcantilver&#x20;as&#x20;shown&#x20;in&#x20;Figure&#x20;3.&#x20;These&#x20;experimental&#x20;results&#x20;were&#x20;analyzed&#x20;with&#x20;analytical&#x20;solution&#x20;based&#x20;on&#x20;Stoney&amp;apos;s&#x20;equation&#x20;(Figure&#x20;4).&#x20;The&#x20;presented&#x20;method&#x20;is&#x20;safe&#x20;and&#x20;noninvasive,&#x20;because&#x20;the&#x20;whole&#x20;material&#x20;in&#x20;this&#x20;study&#x20;is&#x20;biocompatible&#x20;and&#x20;there&#x20;is&#x20;not&#x20;any&#x20;hard&#x20;contact,&#x20;which&#x20;can&#x20;affect&#x20;myocyte&#x20;function&#x20;or&#x20;morphology.&#x20;It&#x20;can&#x20;open&#x20;opportunities&#x20;to&#x20;better&#x20;understand&#x20;mechanism&#x20;of&#x20;heart&#x20;failure&#x20;and&#x20;furthermore,&#x20;to&#x20;design&#x20;optimal&#x20;hybrid&#x20;biopolymer&#x20;actuators&#x20;or&#x20;microdevice&#x20;in&#x20;microscale.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">IEEE</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Contractile&#x20;force&#x20;measurement&#x20;of&#x20;cardiomyocytes&#x20;using&#x20;a&#x20;hybrid&#x20;biopolymer&#x20;microcantilever&#x20;array</dcvalue>
<dcvalue element="type" qualifier="none">Conference</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1109&#x2F;IMNC.2005.203811</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="journalClass">1</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">2005&#x20;International&#x20;Microprocesses&#x20;and&#x20;Nanotechnology&#x20;Conference,&#x20;pp.208&#x20;-&#x20;209</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">2005&#x20;International&#x20;Microprocesses&#x20;and&#x20;Nanotechnology&#x20;Conference</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="startPage">208</dcvalue>
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<dcvalue element="citation" qualifier="conferencePlace">Tokyo</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="conferenceDate">2005-10-25</dcvalue>
<dcvalue element="relation" qualifier="isPartOf">Digest&#x20;of&#x20;Papers&#x20;-&#x20;Microprocesses&#x20;and&#x20;Nanotechnology&#x20;2005:&#x20;2005&#x20;International&#x20;Microprocesses&#x20;and&#x20;Nanotechnology&#x20;Conference</dcvalue>
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