В данной работе мы представляем протокол проектирования, сборки и эксплуатации безпузырькового микрофлюидного устройства с замкнутым контуром для культивирования эндотелиальных клеток в условиях физиологического потока при имитации микрогравитации.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Платформа для непрерывного культивирования эндотелиальных клеток в условиях физиологического потока при симулированной микрогравитации
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Микрофизиологические системы (МФС) представляют собой ценные in vitro модели, воссоздающие структуру и функцию тканей человека. В частности, системы «ткань-на-чипе» или «орган-на-чипе», использующие микрофлюидные технологии, воспроизводят механическую и биохимическую среду in vivo, обеспечивая при этом мониторинг роста и развития клеток в режиме реального времени. Такие системы могут быть особенно полезны для исследований в условиях космических полетов, поскольку их можно отправить в космос, например на Международную космическую станцию (МКС), для изучения влияния космических путешествий на организм человека. Основным препятствием для успешного функционирования микрофизиологических систем (МФС) является образование пузырьков газа, которое может быть особенно выраженным в условиях микрогравитации. В данной работе описываются конструкция, сборка и эксплуатация микрофизиологической системы культивирования клеток для использования в условиях симулированной микрогравитации (например, при работе на устройстве случайного позиционирования или клиностате). Было показано, что включение в гидравлический контур независимой от ориентации ловушки для пузырьков является высокоэффективным методом удаления пузырьков воздуха в условиях микрогравитации и позволяет осуществлять долгосрочное культивирование эндотелиальных клеток. Эта замкнутая, независимая от ориентации микрофлюидная система может быть использована для работы тканевых чипов или систем «орган-на-чипе» без образования пузырьков для имитации комбинированного воздействия микрогравитации и потока, а также для развертывания в космических миссиях.
Введение
В настоящее время, благодаря изучаемым механизмам, стало хорошо известно, что механические силы играют критическую роль в функционировании клеток и в поддержании тонкого баланса между здоровьем и болезнью1. Среди всех стрессовых факторов окружающей среды гравитационная сила уникальна, и в подавляющем большинстве биомедицинских исследований она справедливо считается постоянным, неизменным вектором. Однако космический полет создает уникальную среду микрогравитации, в которой поведение организмов может отличаться от земного. Эксперименты в условиях космического полета с участием животных и людей демонстрируют значительные физиологические изменения, что подчеркивает роль гравитации в клеточном и организменном гомеостазе2.
В последнее время НАСА и другие частные агентства проявили значительный интерес к разработке тканевых чипов (или органов-на-чипе) для использования в космических миссиях3. Тканевые чипы предназначены для имитации архитектуры in vivo, что позволяет с высокой точностью моделировать физиологическое и механистическое воздействие микрогравитации и космической радиации4. Благодаря использованию клеток донора тканевые чипы могут также применяться для исследования чувствительности астронавтов к микрогравитации и космической радиации, а также для разработки профилактических мер5. За последние пять лет с помощью тканевых чипов были смоделированы и запущены на МКС несколько систем органов, включая мозг, печень, кишечник, кровеносные сосуды, сердце, почки и легкие6. In vivo органы в разной степени перфузируются сосудистой сетью, что определяет их физиологию — например, печень сильно васкуляризирована, в то время как хрящ в гораздо меньшей степени. Следовательно, для точного воспроизведения функций органов in vitro важным аспектом при разработке систем органов-на-чипе является обеспечение тока жидкости через ткани и клетки.
Микрофлюидика используется для перфузии клеток и тканей в системах «орган на чипе»7,8. Надлежащий уровень потока жидкости не только обеспечивает транспорт питательных веществ в систему и удаление продуктов обмена из нее, но и поддерживает физиологическое напряжение сдвига, воздействующее на клетки. Однако при малых размерах пузырьки воздуха создают постоянную проблему на границах фаз, что приводит к неточным измерениям, повреждениям и закупоркам9. Для решения этой проблемы использовались ловушки для пузырьков с активным (например, вакуумное дегазирование или внешние поля, такие как акустические или термические) и пассивным (например, полупроницаемая мембрана, основанная на свойствах поверхности) дизайном10,1. Тем не менее, такие конструкции микрофлюидных дегазаторов усложняют изготовление устройств, нарушают целостность образцов и приводят к засорению и прорывам барьера. Эти проблемы обостряются в космосе, где нуклеация и образование пузырьков выражены гораздо сильнее, а стратегии борьбы с пузырьками, эффективные на Земле, становятся в значительной степени неэффективными12. Наземные аналоги микрогравитации могут быть созданы с помощью таких устройств, как сосуд с вращающейся стенкой (RWV) или машина случайного позиционирования (RPM)13,14. Примечательно, что в RPM вектор гравитации постоянно переориентируется, тем самым практически обнуляя средневременной результирующий гравитационный стимул, воздействующий на образец. Недавно мы сообщили о разработке, изготовлении и применении независимой от ориентации ловушки для пузырьков для перфузионного культивирования эндотелиальных клеток в условиях симулированной микрогравитации с использованием RPM15. В данной статье мы описываем пошаговую сборку и работу замкнутой системы перфузии с использованием независимой от ориентации ловушки для пузырьков и демонстрируем ее применимость для культивирования эндотелиальных клеток пупочной вены человека в качестве модели непрерывного культивирования клеток в условиях симулированной микрогравитации.
Система с замкнутым контуром состоит из микроконтроллера с драйвером двигателя для управления микронасосом с регулируемой частотой и напряжением, датчика потока жидкости, ловушки для пузырьков15 и микрофлюидного канала, содержащего адгезивные эндотелиальные клетки. Подробное описание отдельных компонентов приведено в таблице материалов. В приведенных ниже протоколах описаны сборка электроники системы (этап 1), сборка гидравлической части (этап 2), стерилизация и заполнение системы (этапы 3 и 4), интеграция микрофлюидной клеточной культуры (этап 4), сборка микронасосов и контроллера (этап 5), а также сборка всей системы в корпусе (этап 6). Система потока с замкнутым контуром была установлена на RPM для имитации микрогравитации с использованием специально изготовленного корпуса (этап 7).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Электроника системы
- Подключите драйвер насоса к микроконтроллеру в соответствующих разъемах с маркировкой «mp-Highdriver4».
- Подключите один кабель насоса в указанном месте к боковой стороне драйвера насоса с маркировкой «CH1 CH2».
- Подключите один микронасос к одному из портов кабеля насоса. Убедитесь, что белый соединительный порт осторожно отодвинут от цветных проводов для полной вставки микронасоса. После того как микронасос будет полностью вставлен в соединительный порт, аккуратно прижмите белый соединительный порт обратно к цветным проводам, чтобы зафиксировать микронасос на месте.
- Используйте кабель macro-to-mini-USB для подключения платы Nano к компьютеру, на котором установлено приложение микроконтроллера.
- Прикрепите два резьбовых штуцерных адаптера к концам одного датчика потока жидкости. Используйте датчик потока жидкости для мониторинга и записи данных о скорости потока жидкости. Собранная система показана на Рисунке 1.
ПРИМЕЧАНИЕ: Все компоненты, указанные в Разделе 1, подлежат замене только при необходимости, например, при их повреждении или начале ухудшения рабочих характеристик.
2. Соединения гидравлической системы
- При заполнении системы наполните полость независимой от ориентации ловушки пузырьков экспериментальной рабочей жидкостью примерно до 80% от максимального объема.
ПРИМЕЧАНИЕ: Такой уровень заполнения обеспечивает более высокую степень улавливания пузырьков, при этом входной и выходной порты остаются погруженными в рабочую жидкость. Независимая от ориентации ловушка пузырьков имеет два боковых порта рядом с ее центром, которые служат прямыми соединениями с замкнутой системой потока, и совместимый с Luer верхний порт, позволяющий дополнительно заполнить полость при его открытии. Перед началом эксперимента крайне важно, чтобы верхний порт независимой от ориентации ловушки пузырьков был полностью герметизирован с помощью тефлоновой ленты и заглушки Luer для обеспечения полной замкнутости системы. - Отрежьте четыре отрезка ПВХ-трубки длиной 10 cm (вн. д. 1.59 mm × внеш. д. 3.18 mm) для соединения всех компонентов контура потока.
- Подсоедините один отрезок ПВХ-трубки к выходу микронасоса (стрелка указывает направление потока от входа к выходу). Используйте один черный нейлоновый круглый проставочный шайбу 3 mm (вн. д. 3.2 mm), надетую на ПВХ-трубку, чтобы надежно закрепить трубку на микронасосе. Подсоедините другой конец ПВХ-трубки к любому из боковых портов независимой от ориентации ловушки пузырьков.
- Используйте второй отрезок ПВХ-трубки, чтобы соединить другой боковой порт независимой от ориентации ловушки пузырьков с адаптером входного штуцера датчика потока жидкости (стрелка указывает направление потока от входа к выходу).
- Используйте третий отрезок ПВХ-трубки, чтобы соединить адаптер выходного штуцера датчика потока жидкости (т. е. сторону, в которую указывает стрелка) с одним Г-образным коннектором Luer.
- Подсоедините последний отрезок ПВХ-трубки к входу того же микронасоса (стрелка указывает направление потока от входа к выходу). Используйте одну черную нейлоновую круглую проставочную шайбу 3 mm (вн. д. 3.2 mm), надетую на ПВХ-трубку, чтобы надежно закрепить трубку на микронасосе. Подсоедините другой конец ПВХ-трубки к одному Г-образному коннектору Luer.
ПРИМЕЧАНИЕ: Все трубки следует заменять перед каждым экспериментом.
3. Экспериментальная подготовка и стерилизация системы
- Подготовьте бокс биологической безопасности для процесса стерилизации, чтобы обеспечить полную стерильность и безопасность клеточной культуры.
- Подготовьте одну самостоящую центрифужную пробирку объемом 50 mL с 70% этанолом и одну самостоящую центрифужную пробирку объемом 50 mL со стерильной водой для клеточных культур.
- Поместите микроконтроллер в небольшой пластиковый пакет, оставив кабель насоса (Pump Cable) и микронасос снаружи. Загерметизируйте пластиковый пакет с помощью стяжки, чтобы защитить электронные компоненты.
- Используйте распылитель с 70% этанолом и бумажные полотенца для стерилизации внешних поверхностей всех компонентов контура потока и всех вспомогательных экспериментальных материалов. НЕ используйте распылитель с 70% этанолом на электрических разъемах. Помещайте каждый компонент и материал в бокс биологической безопасности сразу после протирания 70% этанолом.
- Подключите мобильную компьютерную станцию к микроконтроллеру с помощью кабеля macro-to-mini-USB и откройте компьютерное приложение микроконтроллера, чтобы установить частоту и напряжение двух микронасосов на 10 Hz и 240 V соответственно. Держите микронасос выключенным.
- Погрузите угловой разъем Luer, подключенный к микронасосу, непосредственно в самостоящую центрифужную пробирку объемом 50 mL с 70% этанолом. Подсоедините шприц объемом 12 mL с соединителем Luer «ма-ма» к другому угловому разъему Luer в том же контуре потока.
- Вручную пережмите участок ПВХ-трубки, соединяющей микронасос и угловой разъем Luer, и убедитесь, что верхний порт независимого от ориентации ловушки пузырьков герметизирован тефлоновой лентой и заглушкой Luer. Другой рукой оттяните поршень шприца объемом 12 mL примерно на 5 mL, чтобы создать в системе достаточный вакуум.
- Включите микронасос и отпустите зажим, установленный на предыдущем этапе. Пропустите 5 mL 70% этанола в шприц для обеспечения тщательной стерилизации системы.
- Откройте верхний порт независимого от ориентации ловушки пузырьков, чтобы она заполнилась 70% этанолом. Когда независимая от ориентации ловушка пузырьков заполнится 70% этанолом примерно на 80%, выключите насос и полностью герметизируйте верхний порт тефлоновой лентой и заглушкой Luer. Осторожно встряхните независимую от ориентации ловушку пузырьков, чтобы убедиться в полной стерильности внутренней поверхности.
- Извлеките угловой разъем Luer из центрифужной пробирки с 70% этанолом и включите микронасос, чтобы опорожнить систему. Как только весь 70% этанол будет втянут в шприц объемом 12 mL, отсоедините независимую от ориентации ловушку пузырьков от системы, снимите заглушку Luer и слейте содержимое ловушки пузырьков непосредственно в контейнер для отходов, чтобы удалить 70% этанол.
- Повторите шаги 3.6–3.10, используя самостоятельную центрифужную пробирку объемом 50 mL со стерильной водой для клеточных культур вместо 70% этанола, и пропустите 15 mL стерильной воды для клеточных культур через каждый контур потока.
4. Подготовка системы и интеграция микрофлюидного клеточного канала
- После завершения стерилизации оставьте систему в шкафу биологической безопасности для вакуумного заполнения рабочей жидкостью.
- Погрузите угловой коннектор Luer, подключенный к микронасосу, непосредственно в пластиковый контейнер (приблизительные размеры 80 mm × 50 mm × 25 mm), заполненный 30 mL среды для культивирования клеток. Подключите шприц объемом 12 mL к другому угловому коннектору Luer в том же контуре потока с помощью соединителя Luer «мама-ма».
- Указательным пальцем и большим пальцем левой руки пережмите участок трубки PVC Tygon, соединяющий микронасос и угловой коннектор Luer, и правой рукой оттяните поршень шприца объемом 12 mL примерно на 5 mL, чтобы создать достаточный вакуум во всей системе. Убедитесь, что верхний порт независимого от ориентации ловушки для пузырьков герметизирован тефлоновой лентой и заглушкой Luer.
- Включите микронасос и отпустите зажим, установленный на предыдущем этапе. Дайте 5 mL среды для культивирования клеток пройти в шприц для обеспечения тщательного заполнения системы.
- Откройте верхний порт независимой от ориентации ловушки для пузырьков, чтобы она заполнилась средой для культивирования клеток. Когда ловушка для пузырьков заполнится средой примерно на 80%, выключите насос и полностью герметизируйте верхний порт тефлоновой лентой и заглушкой Luer.
- Поместите микрофлюидный канал с культивируемыми клетками непосредственно в пластиковый контейнер размером 80 mm × 50 mm × 25 mm и поместите магнитный перемешиватель в центр микроканала с клетками, чтобы он не всплывал. Долейте в пластиковый контейнер среду для культивирования клеток до полного погружения всего предметного стекла.
ПРИМЕЧАНИЕ: Эндотелиальные клетки культивировали в ibidi µ-Slide VI0.4 до достижения 80% конфлюэнтности с использованием стандартных протоколов перед интеграцией в контур потока16. - Удерживая угловые коннекторы Luer одного контура потока погруженными в среду для культивирования клеток, включите микронасос этого контура. Осторожно подсоедините угловые коннекторы Luer к одному из микроканалов, следя за тем, чтобы в точках соединения не образовывались пузырьки воздуха. После этого выключите микронасос.
5. Корпус для микроконтроллера и микронасосов (опционально)
- Используйте два винта M3 × 8 из нержавеющей стали, две шайбы M3 из нержавеющей стали и две гайки M3 из нержавеющей стали, чтобы закрепить изготовленное на заказ крепление поперечины на изготовленной на заказ нижней монтажной пластине.
- Используйте четыре винта M3 × 12 из нержавеющей стали, четыре шайбы M3 из нержавеющей стали и четыре гайки M3 из нержавеющей стали, чтобы закрепить дно поликарбонатного корпуса на изготовленной на заказ нижней монтажной пластине. Используйте восемь нейлоновых шайб M3 (по две на каждый винт M3 × 12), чтобы оставить небольшой зазор между дном корпуса и нижней монтажной пластиной.
- Используйте четыре винта M3, четыре нейлоновых шестигранных разъемных стойки M3 (па-ма) и четыре гайки M3 из нержавеющей стали, чтобы закрепить микроконтроллер на изготовленной на заказ внутренней монтажной пластине из акрила. Расположите нейлоновые шестигранные стойки между нижней частью микроконтроллера и акриловой монтажной пластиной.
- Используйте два винта M3 × 8 из нержавеющей стали, две шайбы M3 из нержавеющей стали и две гайки M3 из нержавеющей стали, чтобы закрепить изготовленный на заказ держатель микронасосов в верхней части акриловой внутренней монтажной пластины.
- Поместите микронасосы в изготовленный на заказ держатель так, чтобы стрелка на микронасосах была направлена в сторону драйвера насоса.
- Используйте четыре винта M3 × 8 с полукруглой головкой из нержавеющей стали и четыре шайбы M3 из нержавеющей стали, чтобы закрепить внутреннюю акриловую монтажную пластину внутри поликарбонатного корпуса.
- Вставьте четыре резиновых уплотнительных кольца в одну сторону поликарбонатного корпуса, где расположены четыре последовательных отверстия. Повторите процедуру для противоположной стороны с четырьмя последовательными отверстиями.
- С помощью принтера этикеток пронумеруйте уплотнительные кольца от 1 до 4 слева направо с обеих сторон поликарбонатного корпуса.
- Установите два уплотнительных кольца O-Ring вокруг резьбовой части кабеля mini-USB (па-ма). После этого вставьте разъем «ма» кабеля mini-USB (па-ма) в отверстие в поликарбонатном корпусе с той же стороны, куда указывают стрелки на микронасосах. Закрепите разъем «ма» кабеля mini-USB (па-ма), установив еще одно кольцо O-Ring вокруг резьбовой части с внешней стороны поликарбонатного корпуса.
- Загерметизируйте оставшееся отверстие в боковой части поликарбонатного корпуса универсальной клейкой лентой. Собранная система показана на Рисунке 2.
6. Монтажная пластина верхней панели (опционально)
- Используйте четыре винта из нержавеющей стали M2 × 8 и четыре гайки из нержавеющей стали M2, чтобы закрепить два зажима для монтажа датчиков потока на изготовленной на заказ акриловой монтажной пластине верхней панели.
- Используйте четыре винта из нержавеющей стали M3 × 12 и четыре гайки из нержавеющей стали M3, чтобы закрепить два изготовленных на заказ независимых от ориентации держателей ловушек для пузырьков на изготовленной на заказ акриловой монтажной пластине верхней панели.
- С помощью плоскогубцев разрежьте стальную резьбовую шпильку M4 на четыре части длиной примерно 10 mm. Используйте эти четыре части в качестве четырех вертикальных стоек для закрепления монтажной пластины верхней панели над поликарбонатным кожухом.
- С помощью ножниц вырежьте четыре отрезка полиуретановой трубки (вн. диам. 6.35 mm) длиной по 40 mm. Проденьте части стальной резьбовой шпильки M4 сквозь эти отрезки трубок, чтобы обеспечить достаточный зазор между монтажной пластиной верхней панели и крышкой поликарбонатного кожуха.
- Расположив изготовленные на заказ независимые от ориентации держатели ловушек для пузырьков и монтажные зажимы сверху, проденьте одну из четырех частей резьбовой шпильки M4 наполовину через каждый угол изготовленной на заказ акриловой монтажной пластины верхней панели. Сверху на каждом отрезке резьбовой шпильки закрепите одну баранную гайку M4, одну гайку M4 и одну шайбу.
- Проденьте каждый отрезок резьбовой шпильки M4 через одну круглую черную нейлоновую проставку 6 mm (внутр. диам. 3.2 mm) и один отрезок полиуретановой трубки длиной 40 mm. В конце закрепите одну баранную гайку M4 в нижней части каждой резьбовой шпильки M4. Расположите компоненты в следующем порядке: стальная баранная гайка M4, гайка из нержавеющей стали M4, шайба из нержавеющей стали M4, монтажная пластина верхней панели, черная нейлоновая круглая проставка, полиуретановая трубка и еще одна стальная баранная гайка M4.
- С помощью универсальной клейкой ленты склейте две акриловые заготовки размером 75 mm × 25 mm друг с другом лицевыми сторонами так, чтобы длины акриловых пластин были параллельны друг другу.
- С помощью ножниц вырежьте один отрезок двухстороннего вспененного скотча (шириной 25 mm × толщиной 1.6 mm) длиной 75 mm. Приклейте одну сторону двухстороннего вспененного скотча длиной 75 mm к акриловой заготовке размером 75 mm × 25 mm так, чтобы длина вспененного скотча и длина акриловой заготовки были параллельны друг другу.
- Используйте эту акриловую заготовку с вспененным скотчем в качестве прокладки, которая располагается поверх коленчатых Luer-коннекторов микрослайда, чтобы предотвратить их ослабление во время экспериментов по имитации микрогравитации. Закрепите прокладку из акриловой заготовки со вспененным скотчем и микрослайд вместе с помощью изготовленного на заказ держателя для микрослайдов.
7. Установка на машину случайного позиционирования (RPM)
- С помощью двустороннего вспененного скотча закрепите все компоненты системы потока на монтажной пластине RPM. Избегайте наклеивания скотча непосредственно под микроканалами для культивирования клеток, чтобы обеспечить газообмен клеток во время эксперимента. Убедитесь, что микрослайд закреплен в центре монтажной пластины, чтобы во время эксперимента он находился на осях вращения RPM.
- Вставьте монтажную пластину в верхний слот U-образной рамы RPM и закрепите её на раме с помощью винта и шайбы, входящих в комплект RPM.
- Используйте заранее правильно распаянный разъем-переходник DB15 для прямого подключения компьютерной станции к RPM, которая затем будет подключена к микроконтроллеру и датчикам потока жидкости с помощью второго заранее распаянного разъема-переходника DB15.
ПРИМЕЧАНИЕ: Токосъемное кольцо RPM соединяет два разъема DB15, фактически связывая компьютерную станцию с микроконтроллером и датчиком потока. - Подключите кабели питания к микроконтроллеру и датчику потока, и закрепите свободные участки кабелей пластиковыми стяжками. Кабели должны быть плотно закреплены, но убедитесь, что электрические соединения не подвергаются натяжению. Собранная система показана на Рисунке 3.
8. Сбор данных проточной цитометрии
- Запустите программное обеспечение датчика потока на компьютерной станции для мониторинга скорости потока.
- Используйте компьютерное приложение микроконтроллера для регулировки напряжения насоса до тех пор, пока датчик потока не зафиксирует требуемую скорость потока.
- После установки скорости потока начните регистрацию данных о потоке в течение 24 h.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Перед сбором данных о гидравлике или клеточных культурах, как описано ниже, следует проверять целостность системы на каждом основном контрольном этапе протокола в процессе сборки и заполнения. Электронные соединения можно легко проверить, подключив микроконтроллер и датчик потока жидкости к компьютеру и установив связь с каждым компонентом через соответствующее прикладное программное обеспечение. Соединения трубок с штуцерами считаются достаточными, когда трубка надвинута за зажим штуцера; любой гидравлический компонент,...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Была разработана микрофлюидная система с замкнутым контуром, независимая от ориентации в пространстве и способная функционировать в условиях отсутствия гравитации; показано, что данная система пригодна для культивирования эндотелиальных клеток в условиях физиологического потока. Основными компонентами системы являются микроконтроллер, микронасос, датчик потока жидкости, микрослайд для культивирования клеток и специально разработанная, напечатанная на 3D-принтере ловушка для пузырьков, независимая от ориентации.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Всенаправленная пузырьковая ловушка защищена патентной заявкой US 18634723. Дополнительных конфликтов интересов нет.
Благодарности
Данная работа была поддержана грантом NASA по космической биологии № 80NSSC21K0272.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 10% этанол | Fisher Scientific | A4094 | Используется для приготовления 70% раствора этанола для стерилизации системы (минимально необходимый объем — 35 мл) |
| черный нейлоновый круглый проставочный кольцо 6 мм, наружный диаметр 7 мм, внутренний диаметр 3,2 мм | Exqutoo | ZH-050 | Фиксирует верхний кронштейн к корпусу (минимум 4 шт.) |
| Акриловая пластина, 75 мм в длину x 25 мм в ширину | Polymersan | ACRCS | Фиксирует Г-образные переходники Люера на предметном стекле с микроканалами (минимум 1 шт.) |
| Кабель USB 2.0 с разъемами A-male и mini-B | Ugreen Group Limited | 10355 | Для подключения компьютера к микроконтроллеру (минимум 1 шт.) |
| Газоловушка | (Специальный заказ) | Для предотвращения попадания пузырьков воздуха в микрослайд (минимум 1 шт.) | |
| Держатель для ловушки пузырьков | Пользовательский | Держатель, напечатанный на 3D-принтере, для фиксации газоловушки (минимум 2 шт.) | |
| Вода для культур клеток | Fisher Scientific | MT2505CI | Используется для вымывания всех остатков этанола после стерилизации (необходимый минимальный объем — 30 мл) |
| Крепление контроллера, насоса и корпуса (внутреннее крепление) | Индивидуальный заказ | Монтажная панель внутри корпуса (минимум 1 шт.) | |
| Крепление на поперечину | Специальный | Крепежная перекладина, прикрепленная к монтажной пластине корпуса (минимум 1 шт.) | |
| Разветвители DB15 с разъемами «папа» и «ма» | ANMBEST | ANMBEST_MDDB15 | Для подключения компьютера к устройству случайного позиционирования, а затем к микроконтроллеру (минимум 1 шт.) |
| Угловой коннектор «Люэр — штуцер» | ibidi | 10802 | Соединяет микрослайд с контуром потока (минимум 2 шт.) |
| Двусторонний вспененный скотч | 3M | 4026 | Для прижима Г-образных люэр-адаптеров на микрофлюидном стекле (минимум 1 шт.) |
| Корпус (60 мм x 140 мм x 140 мм) | Хэммонд | 154Q2GYCL | Служит корпусом для микроконтроллера и микронасосов (минимум 1 шт.) |
| Крепление корпуса (нижнее крепление) | Специальный заказ | Монтажная пластина под корпусом (минимум 1 шт.) | |
| Соединитель Люэра «самка-самка» | Боао | Боао-Шприцы-WAD2354 | Используется для соединения шприца с Г-образным коннектором Люэра при подготовке линий подачи среды для культивирования клеток (минимум 1 шт.) |
| среда для культивирования клеток Gibco RPMI 1640 | Thermo Fisher | 11875093 | Используется для культивирования эндотелиальных клеток (минимально необходимый объем — 50 мл) |
| Люверсы, 9/16" диаметр отверстия и 1/8" толщина, 1/8" Идентификатор | McMaster-Carr | 9307K863 | Для вывода трубок из корпуса и ввода в него (минимум 8 шт.) |
| адаптер-фитинг IDEX P-646, 1/16" переходник с штуцером на резьбу 1/4-28 | IDEX | P-646 | Подключите датчик потока к контуру потока (необходимо минимум 2) |
| Датчик расхода жидкости | Sensirion | SLF3-130F | Для сбора данных проточной цитофлуориметрии (минимум 1) |
| Зажим для крепления датчика потока жидкости | Sensirion | Монтажный зажим SLF3x | крепление SLF3x (минимум 2 шт.) |
| Шприц с люэровским замком (12 мл) | McKesson | 414624 | Для вакуумного заполнения (минимум 1 шт.) |
| Заглушка Люэра | Cole-Parmer | UX-5010-3 | Для герметизации пузырьковых ловушек, не зависящих от ориентации (минимум 1 шт.) |
| Гайка М2 из нержавеющей стали | VIGRUE | B07PJQC7T6 | Крепление датчиков потока жидкости к верхнему основанию (требуется минимум 4 шт.) |
| M2×винты из нержавеющей стали (8 шт.) | VIGRUE | B07PJQC7T6 | Крепление датчиков потока жидкости к верхнему основанию (требуется минимум 4 шт.) |
| нейлоновая шестигранная стойка-дистанцер M3 с внешним и внутренним резьбовым концом | Мейджубол | B0GC6GN9S7 | Закрепление mp-Multiboard на внутреннем креплении (минимум 4 шт.) |
| нейлоновая шайба M3 | Сутемрибор | 7,81573E+1 | Закрепите корпус к нижнему креплению (требуется минимум 16 шт.) |
| гайка М3 из нержавеющей стали | VIGRUE | B07PJQC7T6 | Крепление корпуса к нижнему основанию, поперечной перекладины к нижнему основанию, держателя насоса к внутреннему креплению (минимум 16 шт.) |
| шайба M3 из нержавеющей стали | VIGRUE | B07PJQC7T6 | Крепит перекладину к нижнему креплению, корпус к нижнему и внутреннему креплениям, внутреннее крепление к держателю насоса (минимум 12 шт.) |
| M3×винт с полукруглой головкой из нержавеющей стали, 12 | VIGRUE | B07PJQC7T6 | Крепит корпус к нижнему основанию (требуется минимум 4 шт.) |
| M3×винт с внутренним шестигранником из нержавеющей стали 12 | Fgruh | FG01-3 | Фиксирует держатель ловушки для пузырьков на креплении верхней палубы (минимум 2 шт.) |
| M3×винт с полукруглой головкой под крестообразный шлиц Phillips, 6 шт. | Мейджубол | B0GC6GN9S7 | Фиксация mp-Multiboard к внутреннему креплению (требуется минимум 4 шт.) |
| M3×винты из нержавеющей стали (8 шт.) | VIGRUE | B07PJQC7T6 | Фиксация поперечной перекладины к нижнему креплению, корпуса к внутреннему креплению, держателя насоса к внутреннему креплению (минимум 8 шт.) |
| гайка M4 из нержавеющей стали | VIGRUE | B07PJQC7T6 | Фиксирует верхнее крепление к корпусу (минимум 4 шт.) |
| Шайба M4 из нержавеющей стали | VIGRUE | B07PJQC7T6 | Фиксирует верхнее крепление к корпусу (требуется минимум 4 шт.) |
| Резьбовая шпилька из стали M4-0,7 | Arwnnklo | AR01 | Разрезать на отрезки длиной примерно 6 дюймов (необходимо минимум 4 штуки) |
| Кабель mini USB «папа — мама» | Plinkwirekb | PCM-0725-L | Для подключения компьютера к микроконтроллеру (минимум 1 шт.) |
| Переходник mini USB с штекера на гнездо, Г-образный | UCEC | 4326453558 | Для подключения компьютера к микроконтроллеру (опционально) (минимум 1 шт.) |
| Держатель микроканалов | Специальный заказ | Держатель, напечатанный на 3D-принтере, для центрирования микроканала (минимум 1 шт.) | |
| Микроканальный предметный слайд, µ-слайд VI 0.4 | ibidi | 80606 | Для клеточных анализов в условиях потока (минимум 1 шт.) |
| Микронасос | Бартельс | MP6-HYB | Для создания потока (минимум 1 шт.) |
| Держатель микронасоса | Специальный заказ | Монтажное крепление для фиксации микронасоса (минимум 1 шт.) | |
| mp-Multiboard с mp-Highdriver4 | Бартельс | BM-E-05 | Для управления настройками частоты и напряжения микронасосов (минимум 1 шт.) |
| Кабель насоса mp-pump | Бартельс | BM-A-05 | Используется для электрического соединения mp-Multiboard с микронасосами (минимум 1 шт.) |
| Нейлоновый круглый проставочный кольцо, наружный диаметр 7 мм, внутренний диаметр 3,2 мм | Харфингтон | 2037015 | Для закрепления трубок в микронасосе (минимум 2 шт.) |
| Уплотнительное кольцо | ZDBB | 7,17327E+1 | Фиксирует кабель mini USB («па» — «ма») на корпусе (опционально) (Минимум 3) |
| Пластиковый контейнер | Herdusa | ПЛАСТИКОВЫЙ КОНТЕЙНЕР HDS10 | Используется в качестве открытого резервуара для среды культивирования клеток (минимум 1 шт.) |
| Полиуретановая трубка, 1/8" вн. диам., 1/4" оптическая плотность | ПАРКЕР | 95U-4-062-BLU-010 | Фиксация верхнего крепления к корпусу (минимально необходимое расстояние 1,6 см) |
| Машина случайного позиционирования | AIRBUS | Установка случайного позиционирования 2.0 (минимум 1 шт.) | |
| USB-кабель SCC1 | Sensirion | SCC1-USB 2M | Подключение датчиков потока жидкости к компьютеру (минимум один) |
| Самостоятельно стоящая центрифужная пробирка | PEKYBIO | B0C13GZVD6 | Используются для хранения воды для культур клеток/70% этанола (минимум 2 шт.) |
| Разделитель, алюминиевый, наружный диаметр 8 мм, длина 20 мм | McMaster-Carr | 9469A062 | Минимальная потребность 4 |
| Трубка Tygon ПВХ 1/16" ID x 1/8" ОП (оптическая плотность) | Saint-Gobain | B-4-3 | Соединяет все компоненты контура потока (минимальная необходимая длина — 40 см) |
| Крепление верхней панели | Специальный заказ | Монтажная пластина, подключенная к датчикам потока жидкости и ловушке для пузырьков (минимум 1 шт.) | |
| Барашковая гайка, M4 x 0,7 мм, оцинкованная сталь | Сиптенк | S-TH-DLM-02 | Фиксирует верхний монтажный элемент к корпусу (требуется минимум 4 шт.) |
| Стяжка-хомут | Пожалуйста, предоставьте текст для перевода. | 7,32073E+1 | Фиксация кабелей при монтаже системы к RPM (требуется минимум 4 шт.) |
Ссылки
- Di X, et al. Cellular mechanotransduction in health and diseases: from molecular mechanism to therapeutic targets. Signal Transduct Target Ther. 2023;8:282.
- Krittanawong C, et al. Human health during space travel: state-of-the-art review. Cells. 2023;12(1):40.
- Parafati M, et al. Human skeletal muscle tissue chip autonomous payload reveals changes in fiber type and metabolic gene expression due to spaceflight. NPJ Microgravity. 2023;9:77.
- Mair DB, Tsui JH, Higashi T, Kim D. Spaceflight-induced contractile and mitochondrial dysfunction in an automated heart-on-a-chip platform. Proc Natl Acad Sci U S A. 2024;121(40):e2404644121.
- Kim S, et al. Skeletal muscle-on-a-chip in microgravity as a platform for regeneration modeling and drug screening. Stem Cell Rep. 2024;19(8):1061-1073.
- Mu X, et al. Small tissue chips with big opportunities for space medicine. Life Sci Space Res (Amst). 2022;35:150-157.
- Ingber DE. Human organs-on-chips for disease modelling, drug development and personalized medicine. Nat Rev Genet. 2022;23:467-491.
- Kong JS, Kim J, Jang J, Cho D. Advances and applications of organ-on-a-chip technology. Cell Rep Methods. 2026;6(3):101361.
- He X, et al. How to prevent bubbles in microfluidic channels. Langmuir. 2021;37(6):2187-2194.
- Gao Y, Wu M, Lin Y, Xu J. Trapping and control of bubbles in various microfluidic applications. Lab Chip. 2020;20(24):4512-4527.
- Yang M, et al. Emergence of debubblers in microfluidics: A critical review. Biomicrofluidics. 2022;16(3):031503.
- Zhang Q, et al. Bubble nucleation and growth on microstructured surfaces under microgravity. NPJ Microgravity. 2024;10:13.
- Radtke AL, Herbst-Kralovetz MM. Culturing and applications of rotating wall vessel bioreactor derived 3D epithelial cell models. J Vis Exp. 2012;(62):e3868.
- Wadhwa A, Bruun L, Petersen JCG, Petersen LG. Guidelines for use of the random positioning machine as a reduced-gravity analog. Sci Rep. 2026;16:10012.
- Vegunta B, et al. Orientation-independent bubble trap with internal partition for robust operation of microfluidic systems. Lab Chip. 2025;25(14):3423-3429.
- Evani SJ, et al. Monocytes mediate metastatic breast tumor cell adhesion to endothelium under flow. FASEB J. 2013;27(8):3017-3029.
- Musgrove HB, Catterton MA, Pompano RR. Applied tutorial for the design and fabrication of biomicrofluidic devices by resin 3D printing. Anal Chim Acta. 2022;1209:339742.
- Nam N, Hwangbo N, Jin G, Shim J, Kim J. Effects of heat-treatment methods on cytocompatibility and mechanical properties of dental products 3D-printed using photopolymerized resin. J Prosthodont Res. 2023;67(1):121-131.
- Shelhamer M, et al. Selected discoveries from human research in space that are relevant to human health on Earth. NPJ Microgravity. 2020;6:5.
- Fisher AB, Chien S, Barakat AI, Nerem RM. Endothelial cellular response to altered shear stress. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2001;281(3):L529-L533.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
