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Articles by Karl-Friedrich Weibezahn in JoVE
JoVE General
灌流マイクロバイオリアクターのチップベースの三次元細胞培養
Institute for Biological Interfaces, Forschungszentrum Karlsruhe
我々は、マイクロバイオリアクターにおける細胞の三次元培養のためのチップベースのプラットフォームについて説明します。一つのチップは10ミオまで収容することができる。流体の流れに関しては正確に定義された条件下で培養することができる細胞、滅菌、閉鎖循環ループ内の酸素分圧など。
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三次元細胞培養用チップサイズの足場の微細加工
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
我々は、三次元細胞培養用多孔性ポリマーチップの微細加工のための2つのプロセスを提示する。最初のものは、溶剤蒸気の溶接プロセスと組み合わせて熱エンボス加工です。もう一つは製造の大幅な簡素化につながるイオン飛跡技術と組み合わせた最近開発microthermoformingプロセスを使用しています。
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インタビュー：幹細胞研究のためのバイオリアクターと浮上し、修正3D -足場
Institute for Biological Interfaces, Karlsruhe Institute of Technology
主に単層培養 - - 多くの場合、分化初代細胞は比較的短い寿命を持っていて、培養中に脱分化している欠点に苦しんで体外培養システムにおける過去の多くの。結果として、彼らの臓器特異的な機能のほとんどが急速に失われていた。従って、in vitroでこれらの細胞のためのより良い条件を再現するためには、変更および改造は、従来の単層培養に行われています。
Other articles by Karl-Friedrich Weibezahn on PubMed
高細胞密度の肝組織培養用の微細足場：組織集合体の形態学的および生化学的特性
非常に高い細胞密度と最適な血管新生は、生体内で他の臓器や組織の間で特徴づける。 in vitroでの臓器固有の機能を勉強するか、または将来的に医療機器/治療におけるそれらの使用を作るために、この自然のアーキテクチャを再構築する必要があります。この文脈において重要な側面は、これまでの最適なin vitro系で現在使用可能なのほとんどで再確立されているセルボリュームへの媒体の適切な比率である。このような培養条件を改善するために、我々は、培養肝細胞に微細構造を構築し、（細胞外マトリックス材料の任意の添加なし）均等にサイズの凝集体の形で肝臓組織を特徴とする。そのような集合体の肝臓特異的分化の状態は、アルブミン分泌の測定とともに、CYP450依存生体異物の代謝を実行する能力によってモニターした。新たに単離された成体ラット肝細胞は、総CYP450コンテンツと関連する活動（混合機能オキシダーゼ）の初期損失を示しています。ただし、集約システムでは、このレベルはさらに減少しますが、安定的に推移し、さらに10から13日間の培養期間を通して増加していませんでした。肝細胞のCYP450依存代謝は、古典的な誘導剤に応答することができます。記載の培養を効率的に成体ラット肝細胞の肝臓特異的な機能をサポートしており、体外肝臓のデバイスで使用するためにも分化した肝組織の移植するのに有用である均等にサイズの小さな凝集体の形成のためにだけでなく、適しているようです。また、デザインのバリエーションの後、微細構造は、代謝活性、肝細胞の機能解析のためだけでなく、毒性学的および薬理学的検証のために適用することができます。
3種類の細胞株におけるELF-EMF曝露後のHSP72の発現
それはmicroTからMTに至る磁束密度の磁界は、熱ショック因子、様々な細胞でHSP72 mRNAまたは熱ショックタンパク質を誘導することができることが報告されている。本研究では、3つの細胞株（HL-60、H9C2、とジラルディ心臓細胞）におけるHSP72のmRNA転写レベルおよび治療後の2つの細胞株の細胞内HSP72蛋白質含量（HL-60とジラルディ心臓細胞）の変化を調べた15〜30分〜2 microT〜4 mTの磁束密度と電磁界を用いたスキームは、50 Hzと露出の頻度は倍。 HSP72 mRNAは試験されたすべての細胞株でのパラメータの組み合わせのいずれかを使用して、少なくともある程度まで、誘導されることができるが治療法や治療法のいずれも、HSP72タンパク質レベルに有意な効果を示さなかった。明らかに、HSP72 mRNAの転写と翻訳は、必ずしも特定の細胞に結合されていません。これは、増加のmRNAレベルも同様に増加したHSP72タンパク質のレベルと相関することができない限り、HSP72のmRNAレベルの電磁界の影響が下流の効果を示すものではありませんという結論につながります。
三次元組織の組織のin Vitroで生成するためのチップベースのプラットフォーム
我々は、組織の三次元培養のための多目的プラットフォームについて説明します。デバイスは1-2センチメートル（2）の微細領域を備えたポリマーチップで構成されています。チップは、マイクロコンテナが120から300×300×300マイクロモル（hxlxw）を測定、またはラウンド凹部（300マイクロモルの直径は、300マイクロモル深い）の配列としてのグリッドのいずれかとして構築されます。マイクロコンテナは、個別に電気的興奮性細胞の刺激と電気化学的にアクセス可能なパラメータのオンサイト測定を可能にするアドレス指定可能な3次元マイクロ電極を装備することができます。システムは最大8×10（6）細胞への高細胞密度の栽培に適用可能であり、なぜなら、長方形のグリッドレイアウトのため、培養細胞の自動顕微鏡分析を行うことができます。 1000以上のマイクロコンテナは、灌流/灌流条件下で、異なるパラメータの並列解析が可能になります。バイオリアクターの様々なタイプとの組み合わせで異なるポリマーチップを用いて、我々は組織培養アプリケーションのためのチップベースのバイオリアクターの主な適合性を実証した。プライマリおよび確立された細胞株は正常に機能的特性のために栽培し、分析されています。細胞は非灌流チップで培養した場合、時間の経過とともにアポトーシスのかなりの程度は、アクティブな灌流の必要性を示す観察することができます。ここで紹介するシステムは、多能性胚性幹細胞の分化の解析に応用されており、幹細胞ニッチの解析に適したかもしれません。
モーションフリー、バイオリアクターベースの組織でげっ歯類の網膜からの3次元回転楕円体の組織の再構築
従来の回転培養ベースの網膜のスフェロイドがretinogenesisと組織再生の基本的なプロセスを学ぶことが最も有用であるが、それらは、将来の工学のための最も重要なものとなりますhistotypic 3次元組織のスフェロイド、簡単かつ安価な大量生産にはあまり適しています動物実験の代替例えば。ここでは、モーション·フリーバイオリアクターにおける新規microscaffold細胞チップ（CF-チップと呼ばれる）上で培養したスフェロイドを持つ新生児のスナネズミ（クレータトガリネズミ）から解離した網膜細胞に由来する従来reaggregatedスフェロイドを比較した。再凝集と組織形成に至る発生過程、例えば、増殖、アポトーシスと分化をin vitro（DIV）の最初の10日間観察した。驚くべきことに、各CF-チップマイクロチャンバー内で、1つだけの回転楕円体を開発した。文化の両方のシステムでは、球のサイズと増殖速度はほぼ同一であった。しかし、アポトーシスが最大5 divにのみ比較的高かったが、それは従来の培養で再びアップバラしながら、CF-チップに無視しました。両方のシステムでは、免疫組織化学的特性は、神経節のミュラーグリア細胞、アマクリン、双極性と非常に匹敵するアレンジで、水平細胞の存在を明らかにした。両方のシステムでは、光受容体は、P3の網膜からのスフェロイドが検出された。チップベースの3D細胞培養の利点が強化された可能性で信頼できる球の生産、栽培期間中に単球観測の実現可能性、高い再現性と培養条件の制御が容易であった。このアプローチのさらなる発展は、環境モニタリング、生物医学診断のための適切なになって、histotypicスフェロイドの網膜だけでなく、他のタイプだけでなく、ハイスループットシステムを許可する必要があります。
