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In JoVE (3)
- Basato su chip tridimensionale coltura cellulare in perfuso Micro-bioreattori
- Microfabbricazione di chip di dimensioni Ponteggi per tridimensionale coltura cellulare
- Intervista: Bioreattori e nobilitati-Modified 3D-Ponteggi per la ricerca sulle cellule staminali
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Articles by Karl-Friedrich Weibezahn in JoVE
JoVE General
Basato su chip tridimensionale coltura cellulare in perfuso Micro-bioreattori
Institute for Biological Interfaces, Forschungszentrum Karlsruhe
Descriviamo un chip basato su piattaforma per il tridimensionale coltura di cellule in micro-bioreattori. Un chip in grado di ospitare fino a 10 milioni. cellule che possono essere coltivate in condizioni ben definite in relazione al flusso del fluido, tensione ecc ossigeno in una sterile, la circolazione ad anello chiuso.
JoVE General
Microfabbricazione di chip di dimensioni Ponteggi per tridimensionale coltura cellulare
1Institute for Biological Interfaces, Karlsruhe Research Centre, 2Institute for BioMedical Technology, University of Twente, 3Department of Materials Research, Institute for Heavy Ion Research, 4Institute of Microstructure Technology, Karlsruhe Research Centre, 5Institute for Micro Process Engineering, Karlsruhe Research Centre
Vi presentiamo due processi per la microfabbricazione di chip polimerici porosi tridimensionali coltivazione delle cellule. Il primo รจ goffratura a caldo combinato con un solvente processo di saldatura vapore. La seconda utilizza un processo recentemente sviluppato microthermoforming combinata con la tecnologia agli ioni di pista che porta ad una significativa semplificazione di fabbricazione.
JoVE General
Intervista: Bioreattori e nobilitati-Modified 3D-Ponteggi per la ricerca sulle cellule staminali
Institute for Biological Interfaces, Karlsruhe Institute of Technology
In passato in molti sistemi di coltura in vitro - principalmente colture monostrato - spesso sofferto lo svantaggio che le cellule differenziate primarie ha avuto un relativamente breve durata e de-differenziato durante cultura. Come conseguenza, la maggior parte del loro organo-specifiche funzioni sono state perse rapidamente. Pertanto, al fine di riprodurre condizioni migliori per queste cellule in vitro, le modifiche e gli adattamenti sono stati fatti per colture monostrato convenzionale.
Other articles by Karl-Friedrich Weibezahn on PubMed
Microstrutturate Ponteggi Per Fegato Culture Di Tessuto Della Densità Delle Cellule Ad Alta: Caratterizzazione Morfologica E Biochimica Degli Aggregati Di Tessuto
Cella molto alta densità e vascolarizzazione ottimale caratterizzano tra gli altri organi e tessuti in vivo. Al fine di studiare le funzioni di organo-specifiche in vitro o a fare uso di loro in dispositivi/trattamenti medici in futuro, questa architettura naturale dovrebbe essere ricostruita. Un aspetto importante in questo contesto è il rapporto appropriato di medio volume cella finora essere ristabilita in modo non ottimale nella maggior parte dei sistemi in vitro attualmente disponibili. Per migliorare tali condizioni di cultura, abbiamo costruito un microstruttura di epatociti di cultura e (senza alcuna aggiunta di materiale extracellulare) caratterizzato tessuto epatico sotto forma di aggregati in modo uniforme dimensioni. Dalla loro capacità di eseguire CYP450 dipendente dal metabolismo xenobiotico insieme con la misurazione della secrezione di albumina è stato monitorato lo stato specifico del fegato differenziazione di tali aggregati. Epatociti di ratto adulto appena isolato mostrano una perdita iniziale del contenuto totale di CYP450 e delle attività connesse (miscelati ossidasi a funzione). Tuttavia, nell'aggregato sistema, questo livello non ha fatto diminuire ulteriormente ma è rimasto stabile o addirittura aumentato per tutto il periodo della cultura di 10-13 giorni. Il CYP450 dipendente dal metabolismo degli epatociti è in grado di rispondere agli agenti di induzione classici. La cultura descritta in modo efficiente supporta le funzioni specifiche del fegato di epatociti di ratto adulto e sembra di essere adatto non solo per l'uso in un dispositivo epatico extracorporeo, ma anche per la formazione di uniformemente dimensioni piccole aggregazioni per essere di uso nel trapianto del tessuto epatico differenziato. Inoltre, dopo variazioni di design, la microstruttura può essere applicata per l'analisi funzionale di epatociti metabolicamente attivi anche per quanto riguarda la convalida tossicologica e farmacologica.
Espressione Dell'HSP72 Dopo Esposizione ELF-EMF in Tre Linee Cellulari
È stato riferito che i campi magnetici con densità di flusso che vanno da microT a mT sono in grado di indurre la scossa di calore di fattore, le proteine di scossa mRNA o calore di HSP72 in varie cellule. In questo studio abbiamo valutato cambiamenti nel livello di trascrizione di mRNA HSP72 in tre linee di cellule (cellule HL-60, H9c2 e Girardi del cuore) e il contenuto di proteine intracellulare HSP72 in due linee cellulari (cellule HL-60 e Girardi del cuore) dopo i regimi di trattamento utilizzando campi elettromagnetici con un flux density di microT 2 a 4 mT, una frequenza di 50 Hz e tempi di esposizione da 15 a 30 min. Nessuno dei trattamenti o modalità ha mostrato alcun effetto significativo sul livello di proteina HSP72, sebbene HSP72 mRNA potrebbe essere indotta, almeno in una certa misura, con uno del parametro combinazioni in tutte le linee cellulari testate. Ovviamente, traduzione e trascrizione di mRNA HSP72 non sono necessariamente accoppiati in alcune cellule. Questo porta alla conclusione che gli effetti del campo elettromagnetico sui livelli di mRNA di HSP72 non sono indicativi per gli effetti a valle a meno che aumentati livelli di mRNA possono essere correlati con aumentati livelli di proteina HSP72 pure.
Una Piattaforma Basata Su Chip Per La Generazione in Vitro Di Tessuti Nell'organizzazione Tridimensionale
Descriviamo una piattaforma polivalente per la coltura tridimensionale dei tessuti. Il dispositivo è composto da polimeri chip dotato di un'area di 1-2 cm(2) microstrutturata. Il chip è costruito come una griglia di micro-contenitori di misura 120-300 x 300 x 300 microm (h x l x w), o come una matrice di rientranze rotonde (300 microm di diametro, profondo 300 microm). I micro-contenitori possono essere separatamente dotati indirizzabili 3D-micro-elettrodi, che consentono la stimolazione elettrica delle cellule eccitabili e misurazioni in loco dei parametri elettrochimicamente accessibile. Il sistema è applicabile per la coltivazione delle densità alta cella di fino a 8 cellule di 10 x e, a causa del layout di griglia rettangolare, permette l'analisi microscopica automatizzato delle cellule coltivate. Più di 1000 micro-contenitori consentono l'analisi parallela di diversi parametri in condizioni superfusion/perfusione. Utilizzando polimeri diversi chip in combinazione con vari tipi di bioreattori abbiamo dimostrato l'idoneità principale del bioreattore chip-based per applicazioni di coltura del tessuto. Linee cellulari primarie e stabilito sono stati coltivati con successo e analizzati per le proprietà funzionali. Quando le cellule sono state coltivate in fiches non perfuso, nel corso del tempo un notevole grado di apoptosi potrebbe essere osservato che indica la necessità di un'attiva perfusione. Il sistema qui presentato è stato applicato anche per l'analisi di differenziazione delle cellule staminali embrionali pluripotenti e può essere adatto per l'analisi della nicchia delle cellule staminali.
Ricostruzione Del Tessuto in 3D-sferoidi Da Roditore Retina in Una Movimento Libero, Basato Su Bioreattore Microstruttura
Mentre sferoidi retinica basata sulla cultura di rotazione convenzionale sono più utili per studiare i processi di rigenerazione di tessuto e retinogenesis basic, sono meno appropriati per una produzione di massa facile e poco costosa di sferoidi 3-dimensionale dei tessuti histotypic, che sarà di fondamentale importanza per la futura bioingegneria, ad esempio per la sostituzione della sperimentazione animale. Qui abbiamo confrontato sferoidi convenzionalmente reaggregated derivate da cellule retiniche dissociate da neonatale gerbils (Meriones unguiculatus) con sferoidi coltivati su un chip cell microscaffold romanzo (chiamato cf-chip) in un bioreattore privo di movimento. Reaggregation e processi di sviluppo che conduce alla formazione del tessuto, per esempio proliferazione, apoptosi e differenziazione sono stati osservati durante i primi 10 giorni in vitro (div). Notevolmente, in ogni cf-chip micro-camera, solo uno sferoide sviluppato. In entrambi i sistemi di coltura, sfera dimensioni e tassi di proliferazione erano quasi identici. Tuttavia, apoptosis era solo comparabilmente alto fino a 5 div, ma poi è diventato trascurabile nel cf-chip, mentre up-rosa nuovamente nella cultura convenzionale. In entrambi i sistemi, caratterizzazione immunoistochimica ha rivelato la presenza di cellule di glia di Müller, del ganglio, amacrine, cellule bipolari e orizzontali a una disposizione altamente paragonabile. In entrambi i sistemi, fotorecettori sono stati rilevati solo in sferoidi da P3 retinae. Vantaggi del 3D basato su chip cell cultura erano una produzione affidabile sfera a una maggiore redditività, la fattibilità della sfera singola osservazione durante il tempo di coltivazione, un'elevata riproducibilità e facile controllo delle condizioni di coltura. Ulteriore sviluppo di questo approccio dovrebbe consentire sistemi di alto-rendimento non solo per la retina, ma anche altri tipi di sferoidi histotypic, per diventare adatto per il monitoraggio ambientale e Diagnostica biomedica.
