Chip-basierte dreidimensionale Zellkultur in perfundierten Micro-Bioreaktoren

Summary

Wir beschreiben eine Chip-basierte Plattform für die dreidimensionale Kultivierung von Zellen in Mikro-Bioreaktoren. Ein Chip kann bis zu 10 Mio. Zellen, die unter genau definierten Bedingungen im Hinblick auf die Strömung, Sauerstoffspannung etc. in einem sterilen, geschlossenen Kreislauf kultiviert werden können.

Abstract

Wir haben eine Chip-basierte Zellkultur-System für die dreidimensionale Kultivierung von Zellen entwickelt. Der Chip ist in der Regel von nicht-biologisch abbaubaren Polymeren, zB Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat durch Mikro-Spritzgießen, Mikro Heißprägen oder Mikro-Tiefziehen hergestellt. Aber kann es auch aus biologisch abbaubaren Polymeren hergestellt werden. Seine Abmessungen sind 0,7 1 x 20 x 20 x 0,7 1 mm (HxBxT). Die wichtigsten Merkmale der verwendeten Chips werden entweder ein Raster von bis bis 1156 Kubik Mikro-Containern (cf-Chip) jedes von der Größe 120-300 x 300 x 300 μ (HxBxT) oder runde Vertiefungen mit einem Durchmesser von 300 μ und einer Tiefe von 300 μ (r-Chip). Das Gerüst kann Haus 10 Mio. Zellen in einer dreidimensionalen Konfiguration. Für eine optimale Nährstoff-und Gasversorgung, ist der Chip in einem Bioreaktor Gehäuse eingesetzt. Der Bioreaktor ist Teil eines geschlossenen Kreislauf steril, dass in der einfachsten Konfiguration, zusätzlich von einer Walze Pumpe und ein Medium-Reservoir mit einer Gasversorgung besteht. Der Bioreaktor kann in Perfusion, Superfusion, oder sogar ein Mischbetrieb gefahren werden. Wir haben erfolgreich Zelllinien sowie primäre Zellen über einen Zeitraum von mehreren Wochen kultiviert. Für Ratten primären Leberzellen konnten wir einen Erhalt der organotypischen Funktionen für mehr als 2 Wochen zeigen. Für hepatozellulären Karzinom-Zelllinien konnten wir zeigen die Induktion von Leber-spezifische Gene nicht oder nur geringfügig in Standard-Monolayer-Kultur zum Ausdruck gebracht. Das System könnte auch nützlich sein, wie eine Stammzelle Anbausystem seit der ersten Differenzierung Experimente mit Stammzell-Linien waren viel versprechend.

Protocol

Dieses Papier beschreibt die Verwendung eines Chip-basierte Plattform (Abb. 1) für die dreidimensionale Kultivierung von Zelllinien sowie primäre Zellen. Da viele Zellen exprimieren organotypischen Funktionen nur in einer 3D-Umgebung zu tun, haben wir ein Polymer-Chip, ein Gerüst, auf die die Zellen können in alle Raumrichtungen haften bietet entwickelt, und das kann in einem Bioreaktor Gehäuse für die Steuerung der Strömung montiert werden , Sauerstoffspannung etc. Je nach Versuchsanordnung kann die Oberfläche .......

Discussion

Wir haben eine Chip-basierte Plattform für die dreidimensionale Kultivierung von Zellen in aktiv durchströmten micro Bioreaktoren entwickelt. Die Chips können aus biologisch nicht abbaubaren sowie biologisch abbaubare Polymere, die durch Mikro-Spritzguss, Heißprägen sowie Mikro Warmformtechniken ³ hergestellt werden. Je nach Versuchsanordnung kann die Oberfläche des Polymers durch UV-Bestrahlung ⁴ modifiziert werden. Hepatocyte Zelllinien sowie primäre Rattenhepatozyten erfolgreich in diese Geräte angebaut werd.......

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