基于芯片的三维细胞培养，在灌注微生物反应器

Summary

我们描述了一个在微型生物反应器培养细胞的三维芯片为基础的平台。一个芯片上可以容纳10百万。无菌，封闭的循环回路中流体流动，氧张力等方面的准确界定条件下，可以培养细胞。

Abstract

我们已经开发了一个基于芯片的细胞培养系统细胞的立体种植。该芯片通常是从非生物降解的聚合物，如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯微注塑，微热压印或微热成型生产。但是，它也可以制造可生物降解的聚合物。其外形尺寸为0.7 1 × 20 ​​× 20 ​​× 0.7毫米（高x宽x长）。所使用的芯片的主要特点是高达1156立方米的微容器（CF -芯片）的网格，每个大小120-300 × 300 × 300μ（高x宽x长）或圆形凹槽直径为300μ和深度300μ（R -芯片）。支架可容纳10百万。细胞在三维配置。对于一个最佳的营养和天然气供应，该芯片是插在生物反应器外壳。生物反应器是一个封闭的无菌循环回路，在最简单的配置，是additionaly滚筒泵和气体供应的一个中型水库组成部分。生物反应器，可以运行在灌注，灌流，甚至混合操作模式。我们已经成功地培养了几个星期的时期细胞系以及原代细胞。对于大鼠原发性肝癌细胞中，我们可以显示保存2周以上的器官功能。对于肝癌细胞株中，我们可以显示没有或只有轻微表示在标准的单层培养的肝特异性基因的诱导。该系统也可能是有用的干细胞培养制度以来第一个干细胞系分化实验是大有前途的。

Protocol

本文介绍了一个芯片为基础的平台（图1）使用的细胞系以及原代细胞的立体种植。由于许多细胞表达的器官功能，只有在3D环境，我们开发了一种聚合物芯片，提供了一个支架的细胞能够坚持在所有空间方向，可在生物反应器外壳中安装流体流动的控制，氧分压等根据实验设计，在聚合物表面可修饰的各种技术，如紫外线照射，PECVD，γ-嫁接或传统的湿化学。

Discussion

我们已经制定了一个积极灌注的微型生物反应器培养细胞的三维芯片为基础的的平台。该芯片可制造从非生物降解性以及可生物降解聚合物微注塑成型，热压以及微热^成型技术3。根据实验设计，在聚合物表面，可以修改紫外线^照射 4 。肝细胞系以及原代大鼠肝细胞可以成功地种植这些设备，可以通过一些肝特异基因表达分析以及^一些肝脏5,6特定蛋白质的分析显示。

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Materials

Material Name	Type	Company	Catalogue Number	Comment
Name	Company	Catalog Number	Comments
Cells	Other	ATCC	HB-8065
Collagen I from rat tail	Reagent	Roche Diagnostics	11 179 179 001
PARIS kit	Reagent	Ambion Inc.	AM1921
Syto16	Reagent	Invitrogen	S7578
anti cytokeratin 18	Antibody	Abcam plc	ab668	Primary Ab, Mouse monoclonal, used 1/100 in PBS
Anti E-cadherin	Antibody	Abcam plc	ab1416	Primary Ab, Mouse monoclonal, used 1/50 in PBS.
Goat anti-albumin	Reagent	Bethyl Laboratories	E80-129	Primary Ab, goat anti-human Albumin, used 1/200 in PBS
Rabbit anti-mouse IgG1	Antibody	Invitrogen	A11059	Secondary Ab, Alexa Flour 488 conjugated, used 1/100 in PBS + 0.5 % BSA
Cy3 anti-goat IgG	Reagent	Jackson ImmunoResearch Lab	705-165-003	Cy3 AffiniPure donkey a-goat IgG Ab, used 1/700 in PBS + 0.5% BSA