BR112020000828B1 - SYSTEM FOR DETERMINING THE INTERACTION BETWEEN A TEST ATMOSPHERE AND A SIMULATED RESPIRATORY TRACT, USE OF THE SYSTEM, METHOD FOR DETERMINING THE EFFECT OF A TEST ATMOSPHERE ON A CELL CULTURE, AND METHOD FOR SIMULATING THE INTERACTION BETWEEN A TEST ATMOSPHERE AND A RESPIRATORY TRACT SIMULATED - Google Patents
SYSTEM FOR DETERMINING THE INTERACTION BETWEEN A TEST ATMOSPHERE AND A SIMULATED RESPIRATORY TRACT, USE OF THE SYSTEM, METHOD FOR DETERMINING THE EFFECT OF A TEST ATMOSPHERE ON A CELL CULTURE, AND METHOD FOR SIMULATING THE INTERACTION BETWEEN A TEST ATMOSPHERE AND A RESPIRATORY TRACT SIMULATED Download PDFInfo
- Publication number
- BR112020000828B1 BR112020000828B1 BR112020000828-1A BR112020000828A BR112020000828B1 BR 112020000828 B1 BR112020000828 B1 BR 112020000828B1 BR 112020000828 A BR112020000828 A BR 112020000828A BR 112020000828 B1 BR112020000828 B1 BR 112020000828B1
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- pump
- gas
- test atmosphere
- chamber
- cell culture
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 241
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 title claims abstract description 221
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 title claims abstract description 81
- 230000003993 interaction Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 title claims description 111
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 104
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims description 37
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 239000006143 cell culture medium Substances 0.000 claims description 63
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 25
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims description 24
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 23
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 208
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 74
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 73
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 39
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 28
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 28
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 25
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 22
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 21
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 16
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 15
- 238000003380 quartz crystal microbalance Methods 0.000 description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 10
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 9
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 7
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 5
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 5
- 210000002919 epithelial cell Anatomy 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 5
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 description 4
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 4
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 4
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 4
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000000424 bronchial epithelial cell Anatomy 0.000 description 3
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N butyric aldehyde Natural products CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 3
- 210000005265 lung cell Anatomy 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 3
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 3
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 2
- RUFPHBVGCFYCNW-UHFFFAOYSA-N 1-naphthylamine Chemical compound C1=CC=C2C(N)=CC=CC2=C1 RUFPHBVGCFYCNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BXYPVKMROLGXJI-JTQLQIEISA-N 3-[(2s)-1-nitrosopiperidin-2-yl]pyridine Chemical compound O=NN1CCCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 BXYPVKMROLGXJI-JTQLQIEISA-N 0.000 description 2
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N Benz[a]pyrene Chemical compound C1=C2C3=CC=CC=C3C=C(C=C3)C2=C2C3=CC=CC2=C1 FMMWHPNWAFZXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FLAQQSHRLBFIEZ-UHFFFAOYSA-N N-Methyl-N-nitroso-4-oxo-4-(3-pyridyl)butyl amine Chemical compound O=NN(C)CCCC(=O)C1=CC=CN=C1 FLAQQSHRLBFIEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 2
- 210000000270 basal cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- DMVOXQPQNTYEKQ-UHFFFAOYSA-N biphenyl-4-amine Chemical group C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=CC=C1 DMVOXQPQNTYEKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000621 bronchi Anatomy 0.000 description 2
- 210000003123 bronchiole Anatomy 0.000 description 2
- -1 but not limited to Substances 0.000 description 2
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 2
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 2
- 210000000254 ciliated cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 210000002744 extracellular matrix Anatomy 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 210000002175 goblet cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003026 hypopharynx Anatomy 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 210000000867 larynx Anatomy 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N m-cresol Chemical compound CC1=CC=CC(O)=C1 RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 2
- 229960002715 nicotine Drugs 0.000 description 2
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Natural products CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 2
- QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N o-cresol Chemical compound CC1=CC=CC=C1O QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- IWDCLRJOBJJRNH-UHFFFAOYSA-N p-cresol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1 IWDCLRJOBJJRNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000012877 positron emission topography Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 235000019505 tobacco product Nutrition 0.000 description 2
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 description 2
- JBIJLHTVPXGSAM-UHFFFAOYSA-N 2-naphthylamine Chemical compound C1=CC=CC2=CC(N)=CC=C21 JBIJLHTVPXGSAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJOFAFWTOKDIFH-JTQLQIEISA-N 3-[(2s)-1-nitroso-3,6-dihydro-2h-pyridin-2-yl]pyridine Chemical compound O=NN1CC=CC[C@H]1C1=CC=CN=C1 ZJOFAFWTOKDIFH-JTQLQIEISA-N 0.000 description 1
- MUNOBADFTHUUFG-UHFFFAOYSA-N 3-phenylaniline Chemical group NC1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 MUNOBADFTHUUFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 1
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 1
- 206010006322 Breath holding Diseases 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000002004 Cytochrome P-450 Enzyme System Human genes 0.000 description 1
- 108010015742 Cytochrome P-450 Enzyme System Proteins 0.000 description 1
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 1
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 description 1
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 description 1
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000016359 Fibronectins Human genes 0.000 description 1
- 108010067306 Fibronectins Proteins 0.000 description 1
- 229920002683 Glycosaminoglycan Polymers 0.000 description 1
- 238000000636 Northern blotting Methods 0.000 description 1
- 206010073310 Occupational exposures Diseases 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002105 Southern blotting Methods 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000010933 acylation Effects 0.000 description 1
- 238000005917 acylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 210000001552 airway epithelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002260 anti-inflammatory agent Substances 0.000 description 1
- 229940121363 anti-inflammatory agent Drugs 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000007640 basal medium Substances 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000000339 bright-field microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000013276 bronchoscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012598 cell culture matrix Substances 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 230000008619 cell matrix interaction Effects 0.000 description 1
- 230000012292 cell migration Effects 0.000 description 1
- 239000013553 cell monolayer Substances 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 1
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 1
- 230000023715 cellular developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 210000004081 cilia Anatomy 0.000 description 1
- 239000000512 collagen gel Substances 0.000 description 1
- 239000000515 collagen sponge Substances 0.000 description 1
- 238000007398 colorimetric assay Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 1
- MLUCVPSAIODCQM-NSCUHMNNSA-N crotonaldehyde Chemical compound C\C=C\C=O MLUCVPSAIODCQM-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- MLUCVPSAIODCQM-UHFFFAOYSA-N crotonaldehyde Natural products CC=CC=O MLUCVPSAIODCQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000036267 drug metabolism Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 210000001671 embryonic stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000034964 establishment of cell polarity Effects 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229950003499 fibrin Drugs 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000003906 humectant Substances 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000010166 immunofluorescence Methods 0.000 description 1
- 238000003364 immunohistochemistry Methods 0.000 description 1
- 238000007901 in situ hybridization Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 210000004263 induced pluripotent stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000008611 intercellular interaction Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 238000002483 medication Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- XKABJYQDMJTNGQ-VIFPVBQESA-N n-nitrosonornicotine Chemical compound O=NN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 XKABJYQDMJTNGQ-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008518 non respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 210000001331 nose Anatomy 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000011330 nucleic acid test Methods 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 231100000675 occupational exposure Toxicity 0.000 description 1
- 238000002515 oligonucleotide synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000012634 optical imaging Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000002831 pharmacologic agent Substances 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002338 polyhydroxyethylmethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 1
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 1
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 1
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000023504 respiratory system disease Diseases 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000002603 single-photon emission computed tomography Methods 0.000 description 1
- 210000001082 somatic cell Anatomy 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 210000000130 stem cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000004114 suspension culture Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N valeric aldehyde Natural products CCCCC=O HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 238000001262 western blot Methods 0.000 description 1
- 239000002676 xenobiotic agent Substances 0.000 description 1
- 230000002034 xenobiotic effect Effects 0.000 description 1
Abstract
A presente invenção refere-se a um sistema para determinar a interação entre atmosfera de teste e trato respiratório simulado, compreendendo: (a) primeira bomba: (i) câmara para conter primeiro volume de gás, com atmosfera de teste; (ii) primeira porta adaptada para receber e emitir gás, com válvula para regular o fluxo de gás através da primeira porta, onde a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada; e aberta para atmosfera de teste ou ar circundante; (iii) segunda porta adaptada para saída e recepção de gás, com válvula, móvel entre as posições aberta e fechada, para regular o fluxo de gás através da segunda porta; (iv) placa de pistão na câmara compreendendo uma ou mais aberturas para a captação de gás na câmara onde uma ou mais, ou cada uma das aberturas, incluem válvula móvel, e é capaz de regular a captação de gás; (b) segunda bomba compreendendo: (i) câmara para conter segundo volume de gás, onde o primeiro e o segundo volumes de gás são diferentes; (ii) porta adaptada para receber e emitir gás; e (iii) motor para controlar a operação da primeira bomba; (c) estrutura de conexão operável para transmitir o gás da primeira para a (...).The present invention relates to a system for determining the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract, comprising: (a) first pump: (i) chamber for containing a first volume of gas, with a test atmosphere; (ii) first port adapted to receive and emit gas, with a valve to regulate the flow of gas through the first port, where said valve is movable between open and closed positions; and open to the test atmosphere or surrounding air; (iii) second door adapted for gas outlet and reception, with valve, movable between open and closed positions, to regulate the gas flow through the second door; (iv) piston plate in the chamber comprising one or more openings for capturing gas in the chamber wherein one or more, or each of the openings, includes a movable valve, and is capable of regulating gas capture; (b) second pump comprising: (i) chamber for containing second volume of gas, wherein the first and second volumes of gas are different; (ii) port adapted to receive and emit gas; and (iii) motor to control the operation of the first pump; (c) connecting structure operable to transmit the gas from the first to the (...).
Description
[001] A presente invenção refere-se a, inter alia, aparelhos, sistemas, métodos e usos relacionados à simulação da estrutura e/ou função de um trato respiratório e seu comportamento respiratório. A presente invenção é útil para investigar interações entre agentes de teste (por exemplo, agentes inaláveis em atmosferas de teste) e o trato respiratório. Em particular, a presente invenção refere-se à simulação do trato respiratório humano.[001] The present invention relates to, inter alia, apparatus, systems, methods and uses related to simulating the structure and/or function of a respiratory tract and its respiratory behavior. The present invention is useful for investigating interactions between test agents (e.g., inhalable agents in test atmospheres) and the respiratory tract. In particular, the present invention relates to the simulation of the human respiratory tract.
[002] O sistema respiratório passa do nariz e das vias aéreas superiores para a superfície alveolar dos pulmões, onde ocorre a troca de gás. Os aerossóis inalados movem-se da boca através das vias aéreas superiores e alcançam eventualmente os alvéolos. À medida que o aerossol se move mais profundamente no trato respiratório, gases mais solúveis são adsorvidos e partículas de aerossol são depositadas profundamente nas vias aéreas e alvéolos. Um aerossol particular de interesse no contexto da presente invenção é a fumaça - como a fumaça do tabaco -, pois o impacto da fumaça sobre ou através de um trato respiratório simulado pode ser estudado.[002] The respiratory system passes from the nose and upper airways to the alveolar surface of the lungs, where gas exchange occurs. Inhaled aerosols move from the mouth through the upper airways and eventually reach the alveoli. As the aerosol moves deeper into the respiratory tract, more soluble gases are adsorbed and aerosol particles are deposited deeper into the airways and alveoli. A particular aerosol of interest in the context of the present invention is smoke - such as tobacco smoke - as the impact of smoke on or through a simulated respiratory tract can be studied.
[003] Os sistemas de exposição a aerossóis existentes geralmente dependem de um fluxo contínuo e unidirecional de aerossóis ou de sedimentação passiva. Os fluxos contínuos de aerossol são gerados por pressão positiva ou negativa e os aerossóis são direcionados perpendicularmente ao sistema de teste biológico ou transmitidos em uma direção paralela ao plano do sistema de teste biológico. A eficiência da administração da dose neste modo de exposição é principalmente uma função da geometria da câmara de exposição e da velocidade de fluxo do aerossol de teste. A boca, o tempo de retenção de fôlego e os padrões de fluxo dinâmico que ocorrem durante a respiração humana (ou seja, inalação e expiração) não podem ser simulados pelos atuais sistemas de exposição ao aerossol, no entanto. Um representante de administração de dose para a situação in vivo, especialmente a administração relativa de constituintes de aerossol particulado e gasoso é, portanto, improvável de ser alcançado. Além disso, a ação de filtragem das vias aéreas de condução não pode ser simulada de forma representativa. Assim, com os atuais sistemas de exposição ao aerossol, o mesmo aerossol de distribuição de tamanho de partícula aerossol é usado, por exemplo, com culturas de células brônquicas e culturas nasais. Em organismos vivos, no entanto, as partículas maiores de aerossol interagem principalmente e são removidas do aerossol no trato respiratório superior, enquanto regiões mais profundas do trato respiratório, são expostas principalmente aos tamanhos de partículas menores de aerossol e aos constituintes gasosos. Além disso, em sistemas de exposição ao fluxo contínuo, a diluição do aerossol é alcançada adicionando continuamente o ar de diluição ao aerossol a montante, próximo às câmaras de exposição. No entanto, se o comportamento de fumar deve ser simulado como em um organismo biológico, este modo de diluição não é representativo do organismo, visto que o mesmo não leva em conta um período de retenção na boca durante o qual o aerossol altamente denso pode envelhecer por até vários segundos seguido por ser puxado para o trato respiratório, juntamente com um grande volume de ar de diluição.[003] Existing aerosol exposure systems generally rely on a continuous, unidirectional flow of aerosols or passive sedimentation. Continuous aerosol streams are generated by positive or negative pressure and the aerosols are directed perpendicular to the biological test system or transmitted in a direction parallel to the plane of the biological test system. The efficiency of dose delivery in this exposure mode is primarily a function of the geometry of the exposure chamber and the flow velocity of the test aerosol. The mouth, breath-holding time, and dynamic flow patterns that occur during human breathing (i.e., inhalation and exhalation) cannot be simulated by current aerosol exposure systems, however. A dose delivery representative for the in vivo situation, especially the relative delivery of particulate and gaseous aerosol constituents is therefore unlikely to be achieved. Furthermore, the filtering action of the conducting airways cannot be representatively simulated. Thus, with current aerosol exposure systems, the same aerosol particle size distribution is used, for example, with bronchial cell cultures and nasal cultures. In living organisms, however, larger aerosol particles primarily interact with and are removed from the aerosol in the upper respiratory tract, while deeper regions of the respiratory tract are primarily exposed to smaller aerosol particle sizes and gaseous constituents. Furthermore, in continuous flow exposure systems, aerosol dilution is achieved by continuously adding dilution air to the aerosol upstream, close to the exposure chambers. However, if smoking behavior is to be simulated as in a biological organism, this mode of dilution is not representative of the organism, as it does not take into account a period of retention in the mouth during which the highly dense aerosol can age. for up to several seconds followed by being drawn into the respiratory tract along with a large volume of diluting air.
[004] Na sedimentação passiva de aerossol, um aerossol de teste é injetado em uma câmara na parte inferior da qual os sistemas de teste biológicos estão localizados. Uma vez que o aerossol é injetado, o aerossol pode sedimentar no sistema de teste, geralmente pela gravitação. A atração eletrostática das partículas de aerossol para o sistema de teste pode ser usada para aumentar a deposição de partículas de aerossol. As partículas de aerossol nanométricas, em particular, podem exigir a atração eletrostática devido à sua baixa eficiência de sedimentação. Exposições a partículas de aerossol contendo aerossóis complexos de vários tamanhos e densidades, bem como constituintes gasosos, não podem ser conduzidas em sistemas de sedimentação passiva de aerossol, visto que a administração relativa diferencial de partículas grandes de aerossol, partículas pequenas de aerossol e constituintes gasosos de aerossol não são representativos dos processos que ocorrem em um organismo vivo.[004] In passive aerosol sedimentation, a test aerosol is injected into a chamber at the bottom of which biological test systems are located. Once the aerosol is injected, the aerosol can settle in the test system, usually by gravitation. The electrostatic attraction of aerosol particles to the test system can be used to enhance aerosol particle deposition. Nanosized aerosol particles, in particular, may require electrostatic attraction due to their low sedimentation efficiency. Exposures to aerosol particles containing complex aerosols of various sizes and densities, as well as gaseous constituents, cannot be conducted in passive aerosol sedimentation systems, as the relative differential administration of large aerosol particles, small aerosol particles, and gaseous constituents aerosol sprays are not representative of the processes occurring in a living organism.
[005] Há uma necessidade contínua na técnica de melhorar os sistemas simulados para estudar o trato respiratório.[005] There is a continued need in the technique to improve simulated systems for studying the respiratory tract.
[006] Em um primeiro aspecto, é fornecido um sistema para determinar a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado, em que o referido sistema compreende: (a) uma primeira bomba que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um primeiro volume de gás que compreende uma atmosfera de teste; (ii) uma primeira porta adaptada para receber e emitir gás e compreendendo uma válvula para regular o fluxo de gás através da primeira porta, a referida válvula que é móvel entre as posições aberta e fechada, em que na posição aberta a referida válvula é aberta para uma atmosfera de teste ou ar circundante; (iii) uma segunda porta adaptada para saída e recepção de gás e compreendendo uma válvula para regular o fluxo de gás através da segunda porta, em que a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada; (iv) uma placa de pistão na câmara, a referida placa de pistão compreendendo uma ou mais aberturas para a captação ou entrada de gás na câmara em que uma ou mais, ou cada uma das aberturas incluem uma válvula que é móvel entre as posições aberta e fechada e é capaz de regular a captação ou entrada de gás; e (v) um motor para controlar a operação da primeira bomba; (b) uma segunda bomba que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um segundo volume de gás, em que o primeiro e o segundo volumes de gás são diferentes; (ii) uma porta adaptada para receber e emitir gás; e (iii) um motor para controlar a operação da primeira bomba; (c) uma estrutura de conexão operável para transmitir o gás da primeira bomba para a segunda bomba; e (d) uma ou mais aberturas na primeira bomba ou na segunda bomba ou nas paredes da estrutura de conexão ou uma combinação de duas ou mais destas, em que as referidas aberturas são capazes de receber um módulo para conter um meio de cultura de células ou configuradas para armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar condições na câmara ou adaptadas para monitorar condições na câmara ou para amostragem de gás ou adaptadas para provar o gás ou para caracterização de gás ou adaptadas para caracterizar o gás.[006] In a first aspect, a system is provided for determining the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract, said system comprising: (a) a first pump comprising: (i) a chamber configured to contain a first volume of gas comprising a test atmosphere; (ii) a first port adapted to receive and emit gas and comprising a valve for regulating the flow of gas through the first port, said valve being movable between open and closed positions, wherein in the open position said valve is opened to a test atmosphere or surrounding air; (iii) a second port adapted for exiting and receiving gas and comprising a valve for regulating the flow of gas through the second port, said valve being movable between open and closed positions; (iv) a piston plate in the chamber, said piston plate comprising one or more openings for capturing or entering gas into the chamber wherein one or more or each of the openings includes a valve that is movable between the open positions and closed and is capable of regulating the capture or entry of gas; and (v) a motor for controlling the operation of the first pump; (b) a second pump comprising: (i) a chamber configured to contain a second volume of gas, wherein the first and second volumes of gas are different; (ii) a port adapted to receive and emit gas; and (iii) a motor to control the operation of the first pump; (c) a connecting structure operable to transmit gas from the first pump to the second pump; and (d) one or more openings in the first pump or the second pump or in the walls of the connecting structure or a combination of two or more thereof, wherein said openings are capable of receiving a module for containing a cell culture medium or configured to store a cell culture medium or to monitor conditions in the chamber or adapted to monitor conditions in the chamber or for gas sampling or adapted to sample the gas or for gas characterization or adapted to characterize the gas.
[007] Apropriadamente, as bombas são bombas de pistão que compreendem uma placa de pistão e uma base.[007] Suitably, the pumps are piston pumps comprising a piston plate and a base.
[008] Apropriadamente, a estrutura de conexão é oca.[008] Suitably, the connection structure is hollow.
[009] Apropriadamente, a estrutura de conexão é ramificada.[009] Suitably, the connection structure is branched.
[0010] Apropriadamente, uma ramificação terminal da estrutura de conexão é unida à segunda bomba e uma ou mais ramificações terminais são unidas a uma bomba separada, em que cada bomba separada compreende: (i) uma câmara para conter um volume de gás, em que o volume de gás é o mesmo volume que o segundo volume de gás na segunda bomba; (ii) uma porta para receber e emitir gás e para se unir à estrutura de conexão; e (iii) um motor para controlar a operação da bomba.[0010] Suitably, a terminal branch of the connecting structure is joined to the second pump and one or more terminal branches are joined to a separate pump, wherein each separate pump comprises: (i) a chamber for containing a volume of gas, in that the volume of gas is the same volume as the second volume of gas in the second pump; (ii) a port to receive and emit gas and to join the connecting structure; and (iii) a motor to control the operation of the pump.
[0011] Apropriadamente, cada bomba separada é a mesma que a segunda bomba.[0011] Suitably, each separate pump is the same as the second pump.
[0012] Apropriadamente, o sistema é contido em um invólucro, adequadamente um invólucro de temperatura controlada.[0012] Suitably, the system is contained in an enclosure, suitably a temperature-controlled enclosure.
[0013] Apropriadamente, a temperatura do invólucro é controlada por um termostato.[0013] Suitably, the temperature of the housing is controlled by a thermostat.
[0014] Apropriadamente, a temperatura no invólucro é de cerca de 37 °C.[0014] Suitably, the temperature in the casing is about 37 °C.
[0015] Apropriadamente, os diferentes volumes da primeira e segunda bombas representam o volume interno de diferentes compartimentos do trato respiratório, apropriadamente, o trato respiratório humano.[0015] Suitably, the different volumes of the first and second pumps represent the internal volume of different compartments of the respiratory tract, appropriately, the human respiratory tract.
[0016] Apropriadamente, o volume das bombas separadas representa o volume interno de diferentes compartimentos do trato respiratório, apropriadamente, o trato respiratório humano.[0016] Suitably, the volume of the separate pumps represents the internal volume of different compartments of the respiratory tract, appropriately, the human respiratory tract.
[0017] Apropriadamente, o volume de deslocamento da primeira e segunda bombas é pelo menos tão grande quanto a absorção de volume mais alcançável possível no compartimento correspondente do trato respiratório.[0017] Suitably, the displacement volume of the first and second pumps is at least as large as the most achievable volume absorption in the corresponding compartment of the respiratory tract.
[0018] Apropriadamente, o volume de deslocamento das bombas separadas é pelo menos tão grande quanto a absorção de volume mais alcançável possível no compartimento correspondente do trato respiratório.[0018] Suitably, the displacement volume of the separate pumps is at least as large as the most achievable volume absorption in the corresponding compartment of the respiratory tract.
[0019] Apropriadamente, a pressão de bombeamento do motor ou bomba pode corresponder à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica.[0019] Suitably, the pumping pressure of the engine or pump may correspond to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure.
[0020] Apropriadamente, o volume de deslocamento da primeira bomba é entre cerca de 0 e 100 ml ou entre cerca de 1 e 100 ml.[0020] Suitably, the displacement volume of the first pump is between about 0 and 100 ml or between about 1 and 100 ml.
[0021] Apropriadamente, o volume de deslocamento da segunda bomba é entre cerca de 0 e 4000 ml ou entre cerca de 1 e 4000 ml.[0021] Suitably, the displacement volume of the second pump is between about 0 and 4000 ml or between about 1 and 4000 ml.
[0022] Apropriadamente, as bombas compreendem aço inoxidável.[0022] Suitably, the pumps comprise stainless steel.
[0023] Apropriadamente, a câmara é um cilindro.[0023] Suitably, the chamber is a cylinder.
[0024] Apropriadamente, a câmara compreende vidro.[0024] Suitably, the chamber comprises glass.
[0025] Apropriadamente, a câmara da primeira bomba tem um volume menor do que a câmara da segunda bomba.[0025] Suitably, the chamber of the first pump has a smaller volume than the chamber of the second pump.
[0026] Apropriadamente, o volume da câmara da primeira bomba representa o volume da cavidade oral e orofaríngea.[0026] Suitably, the volume of the chamber of the first pump represents the volume of the oral and oropharyngeal cavity.
[0027] Apropriadamente, o volume da câmara da segunda bomba representa o volume do lúmen pulmonar ou uma parte deste.[0027] Suitably, the volume of the chamber of the second pump represents the volume of the lung lumen or a portion thereof.
[0028] Apropriadamente, o volume da estrutura de conexão representa o volume das vias aéreas de condução do pulmão, apropriadamente o pulmão humano.[0028] Suitably, the volume of the connecting structure represents the volume of the conducting airways of the lung, appropriately the human lung.
[0029] Apropriadamente, o sistema compreende adicionalmente um controlador de computador capaz de sincronizar a operação do sistema.[0029] Suitably, the system further comprises a computer controller capable of synchronizing the operation of the system.
[0030] Apropriadamente, uma ou mais dentre a primeira bomba ou a segunda bomba ou a estrutura de conexão compreendem um ou mais módulos contendo microbalanças de cristal de quartzo.[0030] Suitably, one or more of the first pump or the second pump or the connecting structure comprises one or more modules containing quartz crystal microbalances.
[0031] Apropriadamente, as aberturas na primeira bomba ou na segunda bomba ou nas paredes da estrutura de conexão são rosqueadas ou não rosqueadas.[0031] Suitably, the openings in the first pump or the second pump or in the walls of the connecting structure are threaded or unthreaded.
[0032] Apropriadamente, uma ou mais das aberturas contêm um módulo.[0032] Suitably, one or more of the openings contains a module.
[0033] Apropriadamente, o um ou mais módulos são adaptados para conter um meio de cultura de células ou configurados para armazenar um meio de cultura de células ou adaptados para monitorar as condições na câmara ou adaptados para provar o gás ou adaptados para caracterizar o gás.[0033] Suitably, the one or more modules are adapted to contain a cell culture medium or configured to store a cell culture medium or adapted to monitor conditions in the chamber or adapted to sample the gas or adapted to characterize the gas .
[0034] Apropriadamente, os módulos estão localizados na base da placa de pistão da primeira e/ou segunda bomba e/ou nas paredes da estrutura de conexão.[0034] Suitably, the modules are located at the base of the piston plate of the first and/or second pump and/or on the walls of the connecting structure.
[0035] Apropriadamente, o um ou mais módulos contêm um meio de cultura de células.[0035] Suitably, the one or more modules contain a cell culture medium.
[0036] Apropriadamente, o meio de cultura de células compreende ou está em contato com uma cultura de células, apropriadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[0036] Suitably, the cell culture medium comprises or is in contact with a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[0037] Apropriadamente, os módulos adaptados para conter ou armazenar um meio de cultura de células compreendem adicionalmente um canal microfluídico e, opcionalmente, uma bomba microfluídica conectada ao mesmo.[0037] Suitably, modules adapted to contain or store a cell culture medium further comprise a microfluidic channel and, optionally, a microfluidic pump connected thereto.
[0038] Apropriadamente, os módulos são posicionados em um plano horizontal em uma ou mais dentre a primeira bomba ou a segunda bomba ou as paredes da estrutura de conexão.[0038] Suitably, the modules are positioned in a horizontal plane on one or more of the first pump or the second pump or the walls of the connecting structure.
[0039] Apropriadamente, a estrutura de conexão compreende aço inoxidável.[0039] Suitably, the connecting structure comprises stainless steel.
[0040] Apropriadamente, a câmara da primeira bomba tem um volume de cerca de 100 ml.[0040] Suitably, the chamber of the first pump has a volume of about 100 ml.
[0041] Apropriadamente, a câmara da segunda bomba tem um volume de cerca de 1 litro a cerca de 4 litros.[0041] Suitably, the chamber of the second pump has a volume of about 1 liter to about 4 liters.
[0042] Em um aspecto adicional, é fornecida uma bomba para deslocar um volume de gás que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um volume de gás e compreendendo uma base e uma ou mais aberturas capazes de receber um ou mais módulos para conter ou armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar as condições na câmara ou para amostragem de gás ou para caracterização de gás; (ii) uma primeira porta para receber e emitir o gás, quando contido na câmara, e compreendendo uma primeira válvula para regular o fluxo de gás através da primeira porta, em que a referida primeira válvula é móvel entre as posições aberta e fechada, em que, na posição aberta, a referida válvula pode ser aberta em direção a uma atmosfera de teste ou ar circundante; e (iii) uma segunda porta para emitir e receber gás, quando contido na câmara, e compreendendo uma segunda válvula para regular o fluxo de gás através da segunda porta, em que a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada; e (iv) uma placa de pistão na câmara, em que a referida placa de pistão compreende uma ou mais aberturas para a absorção ou influxo de gás na câmara em que uma ou mais, ou cada uma, das aberturas inclui uma válvula que é móvel entre as posições aberta e fechada e é capaz de regular a absorção ou influxo de gás.[0042] In a further aspect, a pump is provided for displacing a volume of gas comprising: (i) a chamber configured to contain a volume of gas and comprising a base and one or more openings capable of receiving one or more modules for contain or store a cell culture medium or to monitor conditions in the chamber or for gas sampling or for gas characterization; (ii) a first port for receiving and emitting the gas, when contained in the chamber, and comprising a first valve for regulating the flow of gas through the first port, wherein said first valve is movable between the open and closed positions, in that, in the open position, said valve can be opened towards a test atmosphere or surrounding air; and (iii) a second port for emitting and receiving gas when contained in the chamber, and comprising a second valve for regulating the flow of gas through the second port, said valve being movable between open and closed positions; and (iv) a piston plate in the chamber, wherein said piston plate comprises one or more openings for the absorption or inflow of gas into the chamber wherein one or more, or each, of the openings includes a valve that is movable between the open and closed positions and is capable of regulating the absorption or influx of gas.
[0043] Apropriadamente, a bomba é uma bomba de pistão.[0043] Suitably, the pump is a piston pump.
[0044] Apropriadamente, a uma ou mais aberturas na câmara são rosqueadas ou não rosqueadas.[0044] Suitably, the one or more openings in the chamber are threaded or unthreaded.
[0045] Apropriadamente, a uma ou mais aberturas compreendem um módulo.[0045] Suitably, the one or more openings comprise a module.
[0046] Apropriadamente, o módulo é rosqueado ou não rosqueado.[0046] Suitably, the module is threaded or non-threaded.
[0047] Apropriadamente, o um ou mais módulos são adaptados para conter um meio de cultura de células ou configurados para armazenar um meio de cultura de células ou adaptados para monitorar as condições na câmara ou adaptados para provar o gás ou adaptados para caracterizar o gás.[0047] Suitably, the one or more modules are adapted to contain a cell culture medium or configured to store a cell culture medium or adapted to monitor conditions in the chamber or adapted to sample the gas or adapted to characterize the gas .
[0048] Apropriadamente, os módulos estão localizados na base da bomba.[0048] Suitably, the modules are located at the base of the pump.
[0049] Apropriadamente, o um ou mais módulos contêm um meio de cultura de células.[0049] Suitably, the one or more modules contain a cell culture medium.
[0050] Apropriadamente, o meio de cultura de células compreende ou está em contato com uma cultura de células, apropriadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[0050] Suitably, the cell culture medium comprises or is in contact with a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[0051] Apropriadamente, os módulos adaptados para conter ou armazenar um meio de cultura de células compreendem adicionalmente um canal microfluídico e, opcionalmente, uma bomba microfluídica conectada ao mesmo.[0051] Suitably, modules adapted to contain or store a cell culture medium further comprise a microfluidic channel and, optionally, a microfluidic pump connected thereto.
[0052] Apropriadamente, os módulos são posicionados em um plano horizontal na uma ou mais dentre a primeira bomba ou a segunda bomba ou as paredes da estrutura de conexão.[0052] Suitably, the modules are positioned in a horizontal plane on one or more of the first pump or the second pump or the walls of the connecting structure.
[0053] Apropriadamente, o módulo compreende microbalanças de cristal de quartzo.[0053] Suitably, the module comprises quartz crystal microbalances.
[0054] Apropriadamente, a bomba compreende adicionalmente um motor.[0054] Suitably, the pump additionally comprises a motor.
[0055] Apropriadamente, a pressão de bombeamento corresponde à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica.[0055] Suitably, the pumping pressure corresponds to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure.
[0056] Apropriadamente, o volume de deslocamento da bomba é entre cerca de 0 e 100 ml ou entre cerca de 1 e 100 ml.[0056] Suitably, the displacement volume of the pump is between about 0 and 100 ml or between about 1 and 100 ml.
[0057] Apropriadamente, a bomba compreende aço inoxidável.[0057] Suitably, the pump comprises stainless steel.
[0058] Apropriadamente, a câmara é um cilindro.[0058] Suitably, the chamber is a cylinder.
[0059] Apropriadamente, a câmara compreende vidro.[0059] Suitably, the chamber comprises glass.
[0060] Apropriadamente, a câmara da bomba tem um volume de cerca de 100 ml.[0060] Suitably, the pump chamber has a volume of about 100 ml.
[0061] Em um aspecto adicional, é fornecida uma bomba para deslocar um volume de gás que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um volume de gás e contendo uma placa de pistão compreendendo uma ou mais aberturas para a absorção ou influxo de gás na câmara, em que uma ou mais, ou cada uma, das aberturas inclui uma válvula que é móvel entre as posições aberta e fechada e é capaz de regular a absorção ou influxo de gás; (ii) uma primeira porta para receber e compreendendo uma primeira válvula para regular o fluxo de gás através da primeira porta, em que a referida primeira válvula é móvel entre as posições aberta e fechada; e (iii) uma segunda porta para emitir gás, quando contido na câmara, e compreendendo uma segunda válvula para regular o fluxo de gás através da segunda porta, em que a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada. Apropriadamente, a câmara inclui uma base e compreende mais uma abertura.[0061] In a further aspect, there is provided a pump for displacing a volume of gas comprising: (i) a chamber configured to contain a volume of gas and containing a piston plate comprising one or more openings for the absorption or influx of gas in the chamber, wherein one or more, or each, of the openings includes a valve that is movable between the open and closed positions and is capable of regulating the absorption or inflow of gas; (ii) a first port for receiving and comprising a first valve for regulating the flow of gas through the first port, said first valve being movable between open and closed positions; and (iii) a second port for emitting gas when contained in the chamber, and comprising a second valve for regulating the flow of gas through the second port, said valve being movable between open and closed positions. Suitably, the chamber includes a base and comprises a further opening.
[0062] Apropriadamente, as aberturas são rosqueadas ou não rosqueadas.[0062] Suitably, the openings are threaded or unthreaded.
[0063] Apropriadamente, as aberturas compreendem um módulo em uma ou mais das aberturas.[0063] Suitably, the openings comprise a module in one or more of the openings.
[0064] Apropriadamente, o módulo é rosqueado ou não rosqueado.[0064] Suitably, the module is threaded or non-threaded.
[0065] Apropriadamente, o módulo é adaptado para conter ou armazenar um meio de cultura de células ou monitorar as condições na câmara ou para amostragem de gás ou para caracterização de gás[0065] Suitably, the module is adapted to contain or store a cell culture medium or monitor conditions in the chamber or for gas sampling or for gas characterization
[0066] Apropriadamente, um ou mais módulos contêm um meio de cultura de células.[0066] Suitably, one or more modules contain a cell culture medium.
[0067] Apropriadamente, o meio de cultura de células compreende uma cultura de células, apropriadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[0067] Suitably, the cell culture medium comprises a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[0068] Apropriadamente, os módulos adaptados para conter ou armazenar um meio de cultura de células compreendem adicionalmente um canal microfluídico e, opcionalmente, uma bomba microfluídica conectada ao mesmo.[0068] Suitably, modules adapted to contain or store a cell culture medium further comprise a microfluidic channel and, optionally, a microfluidic pump connected thereto.
[0069] Apropriadamente, o módulo compreende microbalanças de cristal de quartzo.[0069] Suitably, the module comprises quartz crystal microbalances.
[0070] Apropriadamente, uma estrutura de conexão é unida à segunda porta.[0070] Suitably, a connection structure is attached to the second port.
[0071] Apropriadamente, a estrutura de conexão é oca.[0071] Suitably, the connecting structure is hollow.
[0072] Apropriadamente, a bomba compreende adicionalmente um motor.[0072] Suitably, the pump additionally comprises a motor.
[0073] Apropriadamente, a pressão de bombeamento da bomba corresponde à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica.[0073] Suitably, the pumping pressure of the pump corresponds to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure.
[0074] Apropriadamente, o volume de deslocamento da bomba é entre cerca de 0 e 100 ml ou entre cerca de 1 e 100 ml.[0074] Suitably, the displacement volume of the pump is between about 0 and 100 ml or between about 1 and 100 ml.
[0075] Apropriadamente, a bomba compreende aço inoxidável.[0075] Suitably, the pump comprises stainless steel.
[0076] Apropriadamente, a câmara é um cilindro.[0076] Suitably, the chamber is a cylinder.
[0077] Apropriadamente, a câmara compreende vidro.[0077] Suitably, the chamber comprises glass.
[0078] Apropriadamente, a câmara da bomba tem um volume de cerca de 100 ml.[0078] Suitably, the pump chamber has a volume of about 100 ml.
[0079] Em um aspecto adicional, é fornecida uma bomba para deslocar um volume de gás que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um volume de gás, em que a referida câmara compreende uma base e um ou mais módulos para conter ou armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar as condições na câmara ou para amostragem de gás ou para caracterização de gás; e (ii) uma porta operável para receber e emitir o gás.[0079] In a further aspect, a pump is provided for displacing a volume of gas comprising: (i) a chamber configured to contain a volume of gas, said chamber comprising a base and one or more modules for containing or storing a cell culture medium or for monitoring conditions in the chamber or for gas sampling or for gas characterization; and (ii) an operable port for receiving and emitting the gas.
[0080] Apropriadamente, a bomba é uma bomba de pistão.[0080] Suitably, the pump is a piston pump.
[0081] Apropriadamente, os módulos estão localizados na base da câmara.[0081] Suitably, the modules are located at the base of the chamber.
[0082] Apropriadamente, os módulos são rosqueados ou não rosqueados.[0082] Suitably, the modules are threaded or non-threaded.
[0083] Apropriadamente, os módulos são adaptados para conter um meio de cultura de células ou configurados para armazenar um meio de cultura de células ou adaptados para monitorar as condições na câmara ou adaptados para provar o gás ou adaptados para caracterizar o gás.[0083] Suitably, the modules are adapted to contain a cell culture medium or configured to store a cell culture medium or adapted to monitor conditions in the chamber or adapted to sample the gas or adapted to characterize the gas.
[0084] Apropriadamente, o um ou mais módulos contêm um meio de cultura de células.[0084] Suitably, the one or more modules contain a cell culture medium.
[0085] Apropriadamente, o meio de cultura de células compreende ou está em contato com uma cultura de células, apropriadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[0085] Suitably, the cell culture medium comprises or is in contact with a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[0086] Apropriadamente, os módulos adaptados para conter ou armazenar um meio de cultura de células compreendem adicionalmente um canal microfluídico e, opcionalmente, uma bomba microfluídica conectada ao mesmo.[0086] Suitably, modules adapted to contain or store a cell culture medium further comprise a microfluidic channel and, optionally, a microfluidic pump connected thereto.
[0087] Apropriadamente, o módulo compreende microbalanças de cristal de quartzo.[0087] Suitably, the module comprises quartz crystal microbalances.
[0088] Apropriadamente, uma estrutura de conexão é unida à porta.[0088] Suitably, a connection structure is attached to the door.
[0089] Apropriadamente, a estrutura de conexão é oca.[0089] Suitably, the connection structure is hollow.
[0090] Apropriadamente, a bomba compreende adicionalmente um motor.[0090] Suitably, the pump additionally comprises a motor.
[0091] Apropriadamente, a pressão de bombeamento corresponde à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica.[0091] Suitably, the pumping pressure corresponds to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure.
[0092] Apropriadamente, o volume de deslocamento da bomba é entre cerca de 0 e 1000 ml ou entre cerca de 1 e 100 ml.[0092] Suitably, the displacement volume of the pump is between about 0 and 1000 ml or between about 1 and 100 ml.
[0093] Apropriadamente, a bomba compreende aço inoxidável.[0093] Suitably, the pump comprises stainless steel.
[0094] Apropriadamente, a câmara é um cilindro.[0094] Suitably, the chamber is a cylinder.
[0095] Apropriadamente, a câmara compreende vidro.[0095] Suitably, the chamber comprises glass.
[0096] Apropriadamente, o volume da câmara representa o volume do lúmen pulmonar ou uma parte deste.[0096] Suitably, the chamber volume represents the volume of the lung lumen or a portion thereof.
[0097] Em um aspecto adicional, é fornecida uma estrutura de conexão adaptada para unir pelo menos duas bombas para transmitir um gás entre as mesmas, em que a referida estrutura de conexão compreende um canal oco e uma ou mais aberturas rosqueadas ou não rosqueadas nas paredes da estrutura de conexão.[0097] In a further aspect, there is provided a connecting structure adapted to join at least two pumps for transmitting a gas between them, wherein said connecting structure comprises a hollow channel and one or more threaded or unthreaded openings therein. walls of the connecting structure.
[0098] Apropriadamente, as aberturas rosqueadas contêm um módulo rosqueado em uma ou mais das aberturas, em que o referido módulo é adaptado para conter um meio de cultura de células ou configurado para armazenar um meio de cultura de células ou adaptado para monitorar as condições na câmara ou adaptado para provar o gás ou adaptado para caracterizar o gás.[0098] Suitably, the threaded openings contain a threaded module in one or more of the openings, wherein said module is adapted to contain a cell culture medium or configured to store a cell culture medium or adapted to monitor conditions in the chamber or adapted to prove the gas or adapted to characterize the gas.
[0099] Apropriadamente, o um ou mais módulos contêm um meio de cultura de células.[0099] Suitably, the one or more modules contain a cell culture medium.
[00100] Apropriadamente, o meio de cultura de células compreende ou está em contato com uma cultura de células, apropriadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[00100] Suitably, the cell culture medium comprises or is in contact with a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[00101] Apropriadamente, os módulos adaptados para conter ou armazenar um meio de cultura de células compreendem adicionalmente um canal microfluídico e, opcionalmente, uma bomba microfluídica conectada ao mesmo.[00101] Suitably, modules adapted to contain or store a cell culture medium further comprise a microfluidic channel and, optionally, a microfluidic pump connected thereto.
[00102] Apropriadamente, a estrutura de conexão é oca.[00102] Suitably, the connection structure is hollow.
[00103] Apropriadamente, a estrutura de conexão é ramificada.[00103] Suitably, the connection structure is branched.
[00104] Apropriadamente, cada ramificação terminal da estrutura de conexão é capaz de ser unida a uma bomba separada.[00104] Suitably, each terminal branch of the connecting structure is capable of being joined to a separate pump.
[00105] Apropriadamente, a estrutura de conexão representa o volume das vias aéreas de condução do pulmão, apropriadamente o pulmão humano.[00105] Suitably, the connecting structure represents the volume of the conducting airways of the lung, appropriately the human lung.
[00106] Apropriadamente, os módulos são posicionados em um plano horizontal nas paredes da estrutura de conexão.[00106] Suitably, the modules are positioned in a horizontal plane on the walls of the connecting structure.
[00107] Apropriadamente, os módulos são adaptados para conter uma cultura de células, adequadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[00107] Suitably, the modules are adapted to contain a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[00108] Apropriadamente, o módulo é uma câmara para conter uma cultura de células, em que a referida câmara compreende um canal microfluídico e, opcionalmente, uma bomba microfluídica conectada à mesma.[00108] Suitably, the module is a chamber for containing a cell culture, said chamber comprising a microfluidic channel and, optionally, a microfluidic pump connected thereto.
[00109] Apropriadamente, os módulos são adaptados para monitorar as condições na estrutura de conexão e/ou para amostragem de gás e/ou para caracterização de gás.[00109] Suitably, the modules are adapted to monitor conditions in the connecting structure and/or for gas sampling and/or for gas characterization.
[00110] Apropriadamente, a estrutura de conexão compreende aço inoxidável.[00110] Suitably, the connecting structure comprises stainless steel.
[00111] Também é descrito um sistema que compreende as bombas descritas neste documento.[00111] A system comprising the pumps described in this document is also described.
[00112] Apropriadamente, o sistema compreende adicionalmente a estrutura de conexão, conforme descrito neste documento.[00112] Suitably, the system further comprises the connection structure as described in this document.
[00113] Apropriadamente, as bombas são unidas pela estrutura de conexão.[00113] Suitably, the pumps are joined by the connecting structure.
[00114] Em um aspecto adicional, é fornecido um método para simular a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado que compreende o uso do sistema descrito neste documento.[00114] In a further aspect, a method for simulating the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract is provided that comprises the use of the system described herein.
[00115] Também é descrito o uso do sistema, conforme descrito neste documento, para simular a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado.[00115] Also described is the use of the system, as described in this document, to simulate the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract.
[00116] Também é descrito um método para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em uma cultura de células contidas em um trato respiratório simulado que compreende o uso do sistema descrito neste documento.[00116] Also described is a method for determining the effect of a test atmosphere on a culture of cells contained in a simulated respiratory tract comprising the use of the system described in this document.
[00117] Também é descrito o uso do sistema, conforme descrito neste documento, para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em uma cultura de células contidas em um trato respiratório simulado.[00117] Also described is the use of the system, as described herein, to determine the effect of a test atmosphere on a culture of cells contained in a simulated respiratory tract.
[00118] Em um aspecto adicional, é descrito um método para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em uma cultura de células contida em um trato respiratório simulado compreendendo: (a) fornecer o sistema, conforme descrito neste documento, em que o sistema contém uma cultura de células em um ou mais dos módulos; e (b) comparar a cultura de células antes e/ou após a exposição à atmosfera de teste, em que uma diferença entre a cultura de células antes e/ou após a exposição das células à atmosfera de teste é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura de células.[00118] In a further aspect, there is described a method for determining the effect of a test atmosphere on a cell culture contained in a simulated respiratory tract comprising: (a) providing the system, as described herein, wherein the system contains a cell culture in one or more of the modules; and (b) comparing the cell culture before and/or after exposure to the test atmosphere, wherein a difference between the cell culture before and/or after exposing the cells to the test atmosphere is indicative that the test atmosphere test affects cell culture.
[00119] Um aspecto adicional refere-se a um método para simular a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado no sistema descrito neste documento compreendendo: (a) com a primeira válvula da primeira bomba aberta e a segunda válvula da primeira bomba fechada, fornecer um gás compreendendo uma atmosfera de teste para a primeira bomba através da primeira porta; (b) fechar a primeira válvula e abrir a segunda válvula da primeira bomba e fechar as válvulas na placa de pistão da primeira bomba; (c) operar a segunda bomba para atrair a atmosfera de teste para a estrutura de conexão e preencher a câmara da primeira bomba e a estrutura de conexão com o ar circundante; (d) abrir a primeira válvula da primeira bomba em direção ao ar circundante e formar uma conexão vedada entre a primeira porta e a segunda porta da primeira bomba; e (e) após um período de tempo, usando a segunda bomba para deslocar a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e através da primeira válvula da primeira bomba.[00119] A further aspect relates to a method for simulating the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract in the system described herein comprising: (a) with the first valve of the first pump open and the second valve of the first closed pump, supplying a gas comprising a test atmosphere to the first pump through the first port; (b) closing the first valve and opening the second valve of the first pump and closing the valves on the piston plate of the first pump; (c) operating the second pump to draw the test atmosphere into the connecting structure and filling the chamber of the first pump and the connecting structure with the surrounding air; (d) opening the first valve of the first pump toward the surrounding air and forming a sealed connection between the first port and the second port of the first pump; and (e) after a period of time, using the second pump to displace the test atmosphere through the connecting structure and through the first valve of the first pump.
[00120] É descrito adicionalmente um método para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em um trato respiratório simulado no sistema descrito neste documento compreendendo: (a) com a primeira válvula da primeira bomba aberta e a segunda válvula da primeira bomba fechada, fornecer uma gás compreendendo uma atmosfera de teste para a primeira bomba através da primeira porta; (b) fechar a primeira válvula e abrir a segunda válvula da primeira bomba e fechar as válvulas na placa de pistão da primeira bomba; (c) operar a segunda bomba para extrair a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e lavar a câmara da primeira bomba e a estrutura de conexão com o ar circundante; (d) abrir a primeira válvula da primeira bomba em direção ao ar circundante e formar uma conexão selada entre a primeira porta e a segunda porta da primeira bomba; e (e) após um período de tempo, utilizando a segunda bomba para deslocar a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e através da primeira válvula da primeira bomba; em que a atmosfera de teste entra em contato com uma cultura de células localizada em um ou mais módulos localizados na primeira bomba ou na estrutura de conexão ou na segunda bomba ou em uma combinação de duas ou mais delas e o referido método compreende a etapa adicional de determinar o efeito da atmosfera de teste na cultura de células, em que uma diferença na cultura de células antes e/ou após a exposição à atmosfera de teste é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura de células.[00120] There is further described a method for determining the effect of a test atmosphere on a simulated respiratory tract in the system described herein comprising: (a) with the first valve of the first pump open and the second valve of the first pump closed, providing a gas comprising a test atmosphere for the first pump through the first port; (b) closing the first valve and opening the second valve of the first pump and closing the valves on the piston plate of the first pump; (c) operating the second pump to extract the test atmosphere through the connecting structure and flushing the chamber of the first pump and the connecting structure with the surrounding air; (d) opening the first valve of the first pump toward the surrounding air and forming a sealed connection between the first port and the second port of the first pump; and (e) after a period of time, using the second pump to move the test atmosphere through the connecting structure and through the first valve of the first pump; wherein the test atmosphere comes into contact with a cell culture located in one or more modules located in the first pump or in the connecting structure or in the second pump or in a combination of two or more thereof and said method comprises the additional step of determining the effect of the test atmosphere on the cell culture, wherein a difference in the cell culture before and/or after exposure to the test atmosphere is indicative that the test atmosphere affects the cell culture.
[00121] Apropriadamente, os módulos são adaptados para monitorar as condições do sistema e/ou para amostragem de gás e/ou para caracterização de gás e o referido método compreende tirar uma ou mais medições dos módulos.[00121] Suitably, the modules are adapted for monitoring system conditions and/or for gas sampling and/or for gas characterization and said method comprises taking one or more measurements from the modules.
[00122] Também é descrito um método para simular a interação entre uma atmosfera de teste e um intervalo respiratório simulado que compreende: (a) fornecer uma atmosfera de teste a uma câmara de uma primeira bomba; (b) retirar a atmosfera de teste da primeira bomba para uma estrutura de conexão que une a primeira bomba a uma segunda bomba; (c) preencher a primeira bomba e pelo menos de uma parte da estrutura de conexão com o ar circundante; (d) reter a atmosfera de teste na segunda bomba e na estrutura de conexão por um período definido de tempo; (e) deslocar a atmosfera de teste para a estrutura de conexão e a primeira bomba usando a segunda bomba; e (f) realizar um ou mais ciclos de bombeamento do ar circundante na segunda bomba; em que a atmosfera de teste entra em contato com uma cultura de células localizada na primeira bomba ou na estrutura de conexão ou na segunda bomba ou uma combinação de dois ou mais.[00122] Also described is a method for simulating the interaction between a test atmosphere and a simulated breathing interval comprising: (a) providing a test atmosphere to a chamber of a first pump; (b) withdrawing the test atmosphere from the first pump to a connecting structure joining the first pump to a second pump; (c) filling the first pump and at least a portion of the connecting structure with the surrounding air; (d) retain the test atmosphere in the second pump and connecting structure for a defined period of time; (e) moving the test atmosphere to the connecting structure and the first pump using the second pump; and (f) performing one or more cycles of pumping the surrounding air into the second pump; wherein the test atmosphere comes into contact with a cell culture located in the first pump or connecting structure or in the second pump or a combination of two or more.
[00123] Apropriadamente, a etapa (d) compreende conservar a atmosfera de teste na segunda bomba e a porção da estrutura de conexão ainda contendo a atmosfera de teste por um período de tempo definido.[00123] Suitably, step (d) comprises maintaining the test atmosphere in the second pump and the portion of the connecting structure still containing the test atmosphere for a defined period of time.
[00124] Apropriadamente, as bombas são bombas de pistão que compreendem uma placa de pistão e uma base.[00124] Suitably, the pumps are piston pumps comprising a piston plate and a base.
[00125] Apropriadamente, a primeira bomba é definida nas modalidades da presente descrição.[00125] Suitably, the first pump is defined in the embodiments of the present description.
[00126] Apropriadamente, a segunda bomba é definida nas modalidades da presente descrição.[00126] Suitably, the second pump is defined in the embodiments of the present description.
[00127] Apropriadamente, a estrutura de conexão é definida nas modalidades da presente descrição.[00127] Suitably, the connection structure is defined in the embodiments of the present description.
[00128] Apropriadamente, o método é realizado em um invólucro, apropriadamente um invólucro de temperatura controlada.[00128] Suitably, the method is carried out in an enclosure, suitably a temperature-controlled enclosure.
[00129] Apropriadamente, a temperatura do invólucro é controlada por um termostato.[00129] Suitably, the temperature of the housing is controlled by a thermostat.
[00130] Apropriadamente, a temperatura no invólucro é de cerca de 37 °C.[00130] Suitably, the temperature in the casing is about 37 °C.
[00131] Apropriadamente, os diferentes volumes da primeira e segunda bombas representam o volume interno de diferentes compartimentos do trato respiratório, apropriadamente, o trato respiratório humano.[00131] Suitably, the different volumes of the first and second pumps represent the internal volume of different compartments of the respiratory tract, appropriately, the human respiratory tract.
[00132] Apropriadamente, o volume de deslocamento da primeira e segunda bombas é pelo menos tão grande quanto a absorção de volume mais alcançável possível no compartimento correspondente do trato respiratório.[00132] Suitably, the displacement volume of the first and second pumps is at least as large as the most achievable volume absorption possible in the corresponding compartment of the respiratory tract.
[00133] Apropriadamente, a pressão de bombeamento corresponde à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica.[00133] Suitably, the pumping pressure corresponds to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure.
[00134] Apropriadamente, o volume de deslocamento da primeira bomba é entre cerca de 0 e 100 ml ou entre cerca de 1 e cerca de 100 ml.[00134] Suitably, the displacement volume of the first pump is between about 0 and 100 ml or between about 1 and about 100 ml.
[00135] Apropriadamente, o volume de deslocamento da segunda bomba é entre cerca de 0 e 4000 ml ou entre cerca de 1 e 4000 ml.[00135] Suitably, the displacement volume of the second pump is between about 0 and 4000 ml or between about 1 and 4000 ml.
[00136] Apropriadamente, a câmara da primeira bomba tem um volume menor do que a câmara da segunda bomba.[00136] Suitably, the chamber of the first pump has a smaller volume than the chamber of the second pump.
[00137] Apropriadamente, o volume da câmara da primeira bomba representa o volume da cavidade oral e orofaríngea, apropriadamente a cavidade oral e orofaríngea humana.[00137] Suitably, the volume of the chamber of the first pump represents the volume of the oral and oropharyngeal cavity, appropriately the human oral and oropharyngeal cavity.
[00138] Apropriadamente, o volume da câmara da segunda bomba representa o volume do lúmen pulmonar ou uma parte deste, apropriadamente o lúmen pulmonar humano ou uma parte deste.[00138] Suitably, the volume of the chamber of the second pump represents the volume of the lung lumen or a part thereof, suitably the human lung lumen or a part thereof.
[00139] Apropriadamente, a estrutura de conexão representa o volume das vias aéreas de condução do pulmão, apropriadamente o pulmão humano.[00139] Suitably, the connecting structure represents the volume of the conducting airways of the lung, appropriately the human lung.
[00140] Apropriadamente, a cultura de células está localizada na base da placa de pistão da primeira e/ou segunda bomba e/ou nas paredes da estrutura de conexão.[00140] Suitably, the cell culture is located at the base of the piston plate of the first and/or second pump and/or on the walls of the connecting structure.
[00141] Apropriadamente, a cultura de células é uma cultura bidimensional ou tridimensional.[00141] Suitably, cell culture is a two-dimensional or three-dimensional culture.
[00142] Apropriadamente, o referido método compreende adicionalmente monitorar as condições e/ou para amostragem de gás e/ou para caracterização de gás e em uma ou mais dentre a primeira bomba ou a segunda bomba ou a estrutura de conexão usando um ou mais módulos contidos na mesma.[00142] Suitably, said method further comprises monitoring conditions and/or for gas sampling and/or for gas characterization and in one or more of the first pump or the second pump or the connection structure using one or more modules contained therein.
[00143] Apropriadamente, a câmara que compreende a cultura de células compreende adicionalmente um canal microfluídico e, opcionalmente, uma bomba microfluídica conectada à mesma.[00143] Suitably, the chamber comprising the cell culture additionally comprises a microfluidic channel and, optionally, a microfluidic pump connected thereto.
[00144] Apropriadamente, a estrutura de conexão compreende aço inoxidável.[00144] Suitably, the connecting structure comprises stainless steel.
[00145] Apropriadamente, a câmara da primeira bomba tem um volume de cerca de 100 ml.[00145] Suitably, the chamber of the first pump has a volume of about 100 ml.
[00146] Apropriadamente, a câmara da segunda bomba tem um volume de cerca de 1 litro a cerca de 4 litros.[00146] Suitably, the second pump chamber has a volume of about 1 liter to about 4 liters.
[00147] Em um aspecto adicional, é descrito um método para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em um trato respiratório simulado compreendendo: (a) fornecer uma atmosfera de teste a uma câmara de uma primeira bomba; (b) retirar a atmosfera de teste da primeira bomba para uma estrutura de conexão que une a primeira bomba a uma segunda bomba; (c) preencher a primeira bomba e pelo menos uma parte da estrutura de conexão com o ar circundante; (d) manter a atmosfera de teste na segunda bomba e a estrutura de conexão por um período de tempo definido; (e) deslocar a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e da primeira bomba usando a segunda bomba; e (f) realizar um ou mais ciclos de bombeamento do ar circundante na segunda bomba; em que a atmosfera de teste entra em contato com uma cultura de células localizada em um ou mais módulos localizados na primeira bomba ou na estrutura de conexão ou na segunda bomba ou em uma combinação de duas ou mais das mesmas e o referido método compreende a etapa adicional de determinar o efeito da atmosfera de teste na cultura de células, em que uma diferença na cultura de células antes e/ou após a exposição à atmosfera de teste é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura de células.[00147] In a further aspect, a method is described for determining the effect of a test atmosphere on a simulated respiratory tract comprising: (a) providing a test atmosphere to a chamber of a first pump; (b) withdrawing the test atmosphere from the first pump to a connecting structure joining the first pump to a second pump; (c) filling the first pump and at least a portion of the connecting structure with the surrounding air; (d) maintain the test atmosphere in the second pump and the connecting structure for a defined period of time; (e) displacing the test atmosphere through the connecting structure and the first pump using the second pump; and (f) performing one or more cycles of pumping the surrounding air into the second pump; wherein the test atmosphere comes into contact with a cell culture located in one or more modules located in the first pump or in the connecting structure or in the second pump or in a combination of two or more thereof and said method comprises the step further of determining the effect of the test atmosphere on the cell culture, wherein a difference in the cell culture before and/or after exposure to the test atmosphere is indicative that the test atmosphere affects the cell culture.
[00148] Apropriadamente, os módulos são adaptados para monitorar as condições do sistema e/ou para amostragem de gás e/ou para caracterização de gás e o referido método compreende tirar uma ou mais medições dos módulos.[00148] Suitably, the modules are adapted for monitoring system conditions and/or for gas sampling and/or for gas characterization and said method comprises taking one or more measurements from the modules.
[00149] Um aparelho configurado ou adaptado para realizar o(s) método(s) descrito(s) neste documento também é descrito.[00149] An apparatus configured or adapted to perform the method(s) described in this document is also described.
[00150] A Figura 1 é uma ilustração de um sistema 10 de acordo com uma modalidade da presente descrição. A primeira bomba 40 de acordo com uma modalidade da presente descrição também é descrita. A segunda bomba 80 de acordo com uma modalidade da presente descrição também é descrita. A estrutura de conexão 50 de acordo com uma modalidade da presente descrição também é descrita.[00150] Figure 1 is an illustration of a system 10 according to an embodiment of the present description. The first pump 40 according to an embodiment of the present disclosure is also described. The second pump 80 in accordance with an embodiment of the present disclosure is also described. The connection structure 50 according to an embodiment of the present description is also described.
[00151] As Figuras 2 e 3 são ilustrações dos módulos 113, 213 de acordo com as modalidades da presente descrição.[00151] Figures 2 and 3 are illustrations of modules 113, 213 according to the embodiments of the present description.
[00152] Como os processos que afetam as propriedades físico- químicas de uma atmosfera de teste no trato respiratório, bem como o modo de interação entre os dois (por exemplo, a administração da dose), são simulados pelas propriedades físicas e funcionais do sistema, as informações de dosagem clinicamente relevantes podem ser obtidas de acordo com as modalidades da presente descrição.[00152] How the processes that affect the physicochemical properties of a test atmosphere in the respiratory tract, as well as the mode of interaction between the two (e.g., dose administration), are simulated by the physical and functional properties of the system , clinically relevant dosage information can be obtained in accordance with the embodiments of the present disclosure.
[00153] Os efeitos de uma ou mais atmosferas de teste em relação a um ou mais compartimentos do trato respiratório podem ser estudados de acordo com as modalidades da presente descrição.[00153] The effects of one or more test atmospheres in relation to one or more compartments of the respiratory tract can be studied according to the embodiments of the present description.
[00154] Os efeitos de uma ou mais atmosferas de teste em relação a um ou mais compartimentos do trato respiratório podem ser estudados simultaneamente ou em etapas, conforme necessário, de acordo com as modalidades da presente descrição.[00154] The effects of one or more test atmospheres in relation to one or more compartments of the respiratory tract can be studied simultaneously or in stages, as necessary, in accordance with the embodiments of the present description.
[00155] Os módulos que podem ser usados no sistema oferecem flexibilidade em relação ao sistema de teste exposto, aos critérios de avaliação experimental e aos parâmetros de exposição a serem monitorados de acordo com as modalidades da presente descrição.[00155] The modules that can be used in the system offer flexibility with respect to the test system exposed, the experimental evaluation criteria and the exposure parameters to be monitored according to the modalities of the present description.
[00156] Os módulos podem ser reprojetados ou alterados de acordo com requisitos específicos, sem ter que alterar a estrutura geral e a função do sistema de acordo com as modalidades da presente descrição.[00156] Modules can be redesigned or changed according to specific requirements, without having to change the general structure and function of the system according to the embodiments of the present description.
[00157] Para muitas aplicações, a geração de aerossol é acionada pelo próprio sistema, o que significa que os geradores de aerossol/máquinas para fumar não são necessários de acordo com as modalidades da presente descrição. Isso pode ajudar a simplificar a estrutura do sistema.[00157] For many applications, aerosol generation is driven by the system itself, which means that aerosol generators/smoking machines are not required according to the embodiments of the present description. This can help simplify the system structure.
[00158] Em determinadas personificações, o sistema pode ser modular por natureza. Isso significa que os vários componentes - tais como as bombas e a estrutura de conexão, por exemplo, podem ser trocados individual e facilmente, conforme necessário. O reprojeto parcial, melhoria ou troca de peças do sistema de acordo com requisitos específicos podem ser facilitados.[00158] In certain embodiments, the system may be modular in nature. This means that the various components - such as the pumps and the connecting frame, for example, can be exchanged individually and easily as required. Partial redesign, improvement or exchange of system parts according to specific requirements can be facilitated.
[00159] A boca, o tempo de retenção de ar e padrões de fluxo dinâmicos que ocorrem durante a respiração podem ser simulados de acordo com as modalidades da presente descrição.[00159] The mouth, air retention time and dynamic flow patterns that occur during breathing can be simulated according to embodiments of the present description.
[00160] A presente descrição pode, de acordo com certas modalidades, levar em conta um período de retenção na boca durante o qual o aerossol altamente denso pode envelhecer por até vários segundos antes de ser puxado para o trato respiratório, juntamente com um grande volume de ar de diluição.[00160] The present description may, according to certain embodiments, take into account a retention period in the mouth during which the highly dense aerosol may age for up to several seconds before being drawn into the respiratory tract, together with a large volume of dilution air.
[00161] A prática da presente descrição emprega, em certas modalidades, técnicas convencionais de engenharia, microbiologia, biologia celular e bioquímica. As técnicas biológicas são explicadas inteiramente na literatura, tal como, em Molecular Cloning: A Laboratory Manual, segunda edição (Sambrook et al., 1989) Cold Spring Harbor Press; Oligonucleotide Synthesis (MJ. Gait, ed., 1984); Methods in Molecular Biology, Humana Press; Cell Biology: A Laboratory Notebook (J. E. CeIMs, ed., 1998) Academic Press; Animal Cell Culture (R.I. Freshney, ed., 1987); Introduction to Cell and Tissue Culture (J. P. Mather e P.E. Roberts, 1998) Plenum Press; Cell and Tissue Culture: Laboratory Procedures (A. Doyle, IB. Griffiths, e D.G. Newell, eds., 1993-8) J. Wiley and Sons; Methods in Enzymology (Academic Press, Inc.); Current Protocols in Molecular Biology (F.M. Ausubel et al., eds., 1987); PCR: The Polymerase Chain Reaction, (Mullis et al., eds., 1994). Os procedimentos que empregam kits e reagentes disponíveis comercialmente serão usados normalmente de acordo com os protocolos definidos pelo fabricante, a menos que indicados de outra forma.[00161] The practice of the present description employs, in certain embodiments, conventional techniques of engineering, microbiology, cell biology and biochemistry. Biological techniques are fully explained in the literature, such as Molecular Cloning: A Laboratory Manual, second edition (Sambrook et al., 1989) Cold Spring Harbor Press; Oligonucleotide Synthesis (MJ. Gait, ed., 1984); Methods in Molecular Biology, Humana Press; Cell Biology: A Laboratory Notebook (J. E. CeIMs, ed., 1998) Academic Press; Animal Cell Culture (R.I. Freshney, ed., 1987); Introduction to Cell and Tissue Culture (J. P. Mather and P. E. Roberts, 1998) Plenum Press; Cell and Tissue Culture: Laboratory Procedures (A. Doyle, IB. Griffiths, and D.G. Newell, eds., 1993-8) J. Wiley and Sons; Methods in Enzymology (Academic Press, Inc.); Current Protocols in Molecular Biology (F.M. Ausubel et al., eds., 1987); PCR: The Polymerase Chain Reaction, (Mullis et al., eds., 1994). Procedures employing commercially available kits and reagents will typically be used in accordance with manufacturer-defined protocols unless otherwise indicated.
[00162] Aos termos técnicos e expressões usados neste documento devem-se dar, o mais dos casos, o significado que comumente se lhes aplica na técnica pertinente. Todas as definições de termos usados neste documento aplicam-se ao conteúdo completo deste pedido.[00162] The technical terms and expressions used in this document must, in most cases, be given the meaning that commonly applies to them in the relevant art. All definitions of terms used in this document apply to the entire contents of this application.
[00163] O termo "compreendendo" não exclui outros elementos ou etapas.[00163] The term "comprising" does not exclude other elements or steps.
[00164] O artigo indefinido "um" ou "uma" não exclui uma pluralidade.[00164] The indefinite article "one" or "an" does not exclude a plurality.
[00165] O termo "e/ou" significa, por exemplo, (a) ou (b) ou ambos (a) e (b).[00165] The term "and/or" means, for example, (a) or (b) or both (a) and (b).
[00166] Os termos "compreendendo", "compreende" e "compreendido", conforme usados neste documento, são sinônimos de "incluindo", "inclui" ou "contendo", "contém", e são inclusivos ou abertos e não excluem membros, elementos ou etapas de método adicionais não citados. O termo "consistindo em" significa que componentes adicionais são excluídos e tem apenas os elementos recitados e nada mais.[00166] The terms "comprising", "comprises" and "comprised", as used herein, are synonymous with "including", "includes" or "containing", "contains", and are inclusive or open and do not exclude members , additional elements or method steps not mentioned. The term "consisting of" means that additional components are excluded and it has only the recited elements and nothing else.
[00167] O termo "cerca", conforme usado neste documento, quando se refere a um valor mensurável, como um parâmetro, uma quantidade, uma duração temporal e similares, destina-se a abranger variações de e a partir do valor especificado, em variações específicas de +/-10% ou menos, preferencialmente +/-5% ou menos, mais preferencialmente +/-1% ou menos, e ainda mais preferencialmente +/0,1% ou menos de e a partir do valor especificado, na medida em que tais variações são apropriadas para executar a descrição. Deve ser compreendido que o valor ao qual o modificador "cerca" se refere é também descrito, especificamente e preferencialmente.[00167] The term "about", as used herein, when referring to a measurable value, such as a parameter, a quantity, a temporal duration, and the like, is intended to encompass variations to and from the specified value, in specific variations of +/-10% or less, preferably +/-5% or less, more preferably +/-1% or less, and most preferably +/0.1% or less of and from the specified value, to the extent such variations are appropriate to carry out the description. It should be understood that the value to which the "about" modifier refers is also described, specifically and preferably.
[00168] Antes de discutir as modalidades em mais detalhes, primeiro uma visão geral será fornecida. As modalidades fornecem aparelhos e métodos que podem ser usados em uma variedade de aplicações para estudar o trato respiratório. Por exemplo, as modalidades encontram utilidade no estudo da deposição e/ou condensação de um ou mais constituintes presentes em uma atmosfera de teste em superfícies internas do aparelho, incluindo sua re-evaporação. As modalidades também fornecem a avaliação das atmosferas de teste que podem ser investigadas durante sua passagem através do aparelho a fim de estudar as alterações na concentração de aerossol e/ou no crescimento de partículas de aerossol e/ou encolhimento de partículas de aerossol. Os efeitos das atmosferas de teste em relação aos sistemas de teste biológico presentes no interior do aparelho/sistema podem ser estudados nas modalidades da presente descrição.[00168] Before discussing the embodiments in more detail, first an overview will be provided. The embodiments provide apparatus and methods that can be used in a variety of applications to study the respiratory tract. For example, the embodiments find utility in studying the deposition and/or condensation of one or more constituents present in a test atmosphere on internal surfaces of the apparatus, including their re-evaporation. Embodiments also provide for evaluation of test atmospheres that can be investigated during their passage through the apparatus in order to study changes in aerosol concentration and/or aerosol particle growth and/or aerosol particle shrinkage. The effects of test atmospheres in relation to biological test systems present within the apparatus/system can be studied in the embodiments of the present description.
[00169] Em um aspecto, é descrito neste documento um sistema 10 para determinar a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado, em que o referido sistema compreende: (a) uma primeira bomba que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um primeiro volume de gás que compreende uma atmosfera de teste; (ii) uma primeira porta adaptada para receber e emitir gás e compreendendo uma válvula para regular o fluxo de gás através da primeira porta, em que a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada, em que na posição aberta a referida válvula é aberta para uma atmosfera de teste ou ar circundante; (iii) uma segunda porta adaptada para saída e recepção de gás e compreendendo uma válvula para regular o fluxo de gás através da segunda porta, em que a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada; e (iv) um motor para controlar a operação da primeira bomba; uma segunda bomba compreendendo: (i) uma câmara configurada para conter um segundo volume de gás, em que o primeiro e segundo volumes de gás são diferentes; (ii) uma porta adaptada para receber e emitir gás; (iii) uma placa de pistão na câmara, em que a referida placa de pistão compreende uma ou mais aberturas para a absorção ou influxo de gás na câmara em que uma ou mais, ou cada uma das aberturas incluem uma válvula que é móvel entre as posições aberta e fechada e é capaz de regular a absorção ou influxo de gás; e (iv) um motor para controlar a operação da primeira bomba; (c) uma estrutura de conexão operável para transmitir o gás da primeira bomba para a segunda bomba; e (d) uma ou mais aberturas na primeira bomba ou na segunda bomba ou nas paredes da estrutura de conexão ou uma combinação de duas ou mais destas, em que as referidas aberturas são capazes de receber um módulo para conter ou armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar as condições na câmara ou para amostragem de gás ou para caracterização de gás.[00169] In one aspect, described herein is a system 10 for determining the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract, wherein said system comprises: (a) a first pump comprising: (i) a chamber configured to contain a first volume of gas comprising a test atmosphere; (ii) a first port adapted to receive and emit gas and comprising a valve for regulating the flow of gas through the first port, wherein said valve is movable between open and closed positions, wherein in the open position said valve is open to a test atmosphere or surrounding air; (iii) a second port adapted for exiting and receiving gas and comprising a valve for regulating the flow of gas through the second port, said valve being movable between open and closed positions; and (iv) a motor to control the operation of the first pump; a second pump comprising: (i) a chamber configured to contain a second volume of gas, wherein the first and second volumes of gas are different; (ii) a port adapted to receive and emit gas; (iii) a piston plate in the chamber, wherein said piston plate comprises one or more openings for the absorption or inflow of gas into the chamber, wherein one or more or each of the openings includes a valve that is movable between the open and closed positions and is capable of regulating the absorption or influx of gas; and (iv) a motor to control the operation of the first pump; (c) a connecting structure operable to transmit gas from the first pump to the second pump; and (d) one or more openings in the first pump or the second pump or in the walls of the connecting structure or a combination of two or more thereof, wherein said openings are capable of receiving a module for containing or storing a culture medium of cells or to monitor conditions in the chamber or for gas sampling or for gas characterization.
[00170] O gás pode ser uma atmosfera de teste ou pode incluir uma atmosfera de teste.[00170] The gas may be a test atmosphere or may include a test atmosphere.
[00171] A Figura 1 ilustra um sistema 10 de acordo com uma modalidade da presente descrição. O sistema 10 inclui pelo menos duas bombas 40, 80. As duas ou mais bombas 40, 80 estão conectadas umas às outras. Em certas modalidades, as duas ou mais bombas 40, 80 estão conectadas umas às outras por uma estrutura oca ramificada 50. Cada bomba 40, 80 pode ser operada por seu próprio motor individual 41, 81 ou duas ou mais bombas podem ser operadas pelo mesmo motor 41, 81, conforme necessário. O sistema completo 10 pode estar localizado em um invólucro climático 11 equipado com um termostato 12 para controlar a temperatura no invólucro 11. As câmaras das bombas 40, 80 podem ser configuradas para representar os volumes internos de compartimentos diferentes de um trato respiratório - tal como um trato respiratório humano ou animal. As mesmas podem ser configuradas para fornecer um volume de deslocamento pelo menos tão grande quanto a absorção de volume mais alcançável possível no respectivo compartimento do trato respiratório. Em particular, uma (primeira) bomba 40 pode representar o volume da cavidade oral e orofaríngea - como uma cavidade oral e orofaríngea humana ou animal. Outra segunda bomba 80 pode representar o volume do lúmen de pulmão ou partes deste - tal como o lúmen de lobos pulmonares individuais ou subunidades menores, especialmente lúmen de pulmão humano ou animal ou partes deste. A estrutura de conexão oca ramificada 50 pode representar as dimensões das vias aéreas de condução - tal como uma ou mais dentre a cavidade nasofaríngea, hipofaringe, laringe, traqueia, brônquio e estruturas brônquicas até os bronquíolos respiratórios, especialmente as vias aéreas de condução humanas ou animais. A estrutura de conexão oca ramificada 50 pode representar as dimensões das vias aéreas de condução - incluindo a cavidade nasofaríngea, hipofaringe, laringe, traqueia, brônquio e estruturas brônquicas até os bronquíolos respiratórios. As dimensões, por exemplo, os diâmetros e comprimentos, bem como o padrão de ramificação das diferentes subpeças da estrutura de conexão 50 podem se assemelhar à árvore das vias aéreas de condução.[00171] Figure 1 illustrates a system 10 according to an embodiment of the present description. The system 10 includes at least two pumps 40, 80. The two or more pumps 40, 80 are connected to each other. In certain embodiments, the two or more pumps 40, 80 are connected to each other by a branched hollow structure 50. Each pump 40, 80 may be operated by its own individual motor 41, 81 or two or more pumps may be operated by the same engine 41, 81 as required. The complete system 10 may be located in a climate housing 11 equipped with a thermostat 12 to control the temperature in the housing 11. Pump chambers 40, 80 may be configured to represent the internal volumes of different compartments of a respiratory tract - such as a human or animal respiratory tract. They can be configured to provide a displacement volume at least as large as the most achievable volume absorption in the respective respiratory tract compartment. In particular, a (first) pump 40 may represent the volume of the oral and oropharyngeal cavity - such as a human or animal oral and oropharyngeal cavity. Another second pump 80 may represent the volume of the lung lumen or parts thereof - such as the lumen of individual lung lobes or smaller subunits, especially human or animal lung lumen or parts thereof. The branched hollow connecting structure 50 may represent the dimensions of the conducting airways - such as one or more of the nasopharyngeal cavity, hypopharynx, larynx, trachea, bronchus and bronchial structures to the respiratory bronchioles, especially the human conducting airways or animals. The branched hollow connecting structure 50 can represent the dimensions of the conducting airways - including the nasopharyngeal cavity, hypopharynx, larynx, trachea, bronchus and bronchial structures to the respiratory bronchioles. The dimensions, for example, the diameters and lengths, as well as the branching pattern of the different sub-parts of the connecting structure 50 may resemble the tree of the conducting airways.
[00172] Conforme mostrado na Figura 1, a estrutura oca ramificada 50 pode ser conectada a uma abertura central 43, 89 na base 44, 84 da câmara 42, 82 de cada bomba 40, 80. Em certas modalidades, múltiplas aberturas, buracos ou soquetes 51 podem estar presentes na base 44, 84 da(s) câmara(s) 42, 82, que podem estar dispostas simetricamente ao redor da abertura central 43, 89. Diretamente na conexão entre a bomba 40 e a estrutura de conexão 50, uma válvula 44a pode ser usada para permitir a vedação da bomba 40 de todas as outras peças do sistema.[00172] As shown in Figure 1, the branched hollow structure 50 can be connected to a central opening 43, 89 in the base 44, 84 of the chamber 42, 82 of each pump 40, 80. In certain embodiments, multiple openings, holes or sockets 51 may be present at the base 44, 84 of the chamber(s) 42, 82, which may be arranged symmetrically around the central opening 43, 89. Directly at the connection between the pump 40 and the connection structure 50, a valve 44a may be used to allow sealing of the pump 40 from all other parts of the system.
[00173] A bomba 40 que representa a cavidade oral pode ter uma ou mais aberturas 43, através das quais a(s) atmosfera(s) de teste e diluição do ar podem sair da bomba 40 em direção à estrutura oca ramificada 50. O ponto de entrada e saída de uma atmosfera de teste 90 está normalmente localizado na placa de pistão 45 da bomba 40, apropriadamente no centro desta. O mesmo pode ser executado através de um eixo de pistão oco 46, em cima do qual uma válvula 44a - tal como uma válvula de três vias pode estar presente. Nas modalidades, a válvula 44a pode ser fechada ou aberta em direção a uma fonte de atmosfera de teste ou ar circundante. Uma matriz de uma ou mais (por exemplo, uma pluralidade) aberturas 47 através das quais o ar circundante pode entrar no sistema está disposta na placa de pistão 45, opcionalmente em uma disposição radial. Uma ou mais válvulas 48 (por exemplo, uma pluralidade) em uma ou mais, ou todas, dentre as aberturas podem ser usadas para permitir a abertura ou fechamento de uma ou mais dessas aberturas 47. Em certas modalidades, cada abertura 47 é controlada por uma válvula 48. Em certas modalidades, uma matriz de uma ou mais (por exemplo, uma pluralidade) aberturas através das quais o ar circundante pode entrar no sistema pode estar disposta na placa de pistão 84 da segunda bomba, opcionalmente em uma disposição radial. Uma ou mais válvulas (por exemplo, uma pluralidade) podem ser usadas para permitir a abertura ou fechamento de uma ou mais dessas aberturas. Em certas modalidades, cada abertura é controlada por uma válvula. Em certas modalidades, uma matriz de uma ou mais (por exemplo, uma pluralidade) aberturas através das quais o ar circundante pode entrar no sistema pode estar disposta na placa de pistão da primeira e segunda bombas, opcionalmente em uma disposição radial. Vantajosamente, a estrutura oca ramificada 50 pode ser desconectada das bombas 40, 80. Vantajosamente, a estrutura oca ramificada 50 pode ser desmontada em suas peças primárias. Isso pode permitir o fácil acesso para colocar ou remover sistemas de teste e/ou para limpeza.[00173] The pump 40 representing the oral cavity may have one or more openings 43, through which the test and air dilution atmosphere(s) may exit the pump 40 toward the hollow branched structure 50. The entry and exit point of a test atmosphere 90 is normally located on the piston plate 45 of the pump 40, suitably in the center thereof. The same may be carried out via a hollow piston shaft 46, upon which a valve 44a - such as a three-way valve may be present. In embodiments, valve 44a may be closed or opened toward a source of test atmosphere or surrounding air. An array of one or more (e.g., a plurality) openings 47 through which surrounding air can enter the system is disposed in the piston plate 45, optionally in a radial arrangement. One or more valves 48 (e.g., a plurality) in one or more, or all, of the openings may be used to allow opening or closing of one or more of those openings 47. In certain embodiments, each opening 47 is controlled by a valve 48. In certain embodiments, an array of one or more (e.g., a plurality) openings through which surrounding air can enter the system may be disposed in the piston plate 84 of the second pump, optionally in a radial arrangement. One or more valves (e.g., a plurality) may be used to allow opening or closing of one or more such openings. In certain embodiments, each opening is controlled by a valve. In certain embodiments, an array of one or more (e.g., a plurality) openings through which surrounding air can enter the system may be disposed in the piston plate of the first and second pumps, optionally in a radial arrangement. Advantageously, the branched hollow structure 50 can be disconnected from the pumps 40, 80. Advantageously, the branched hollow structure 50 can be disassembled into its primary parts. This can allow easy access for placing or removing test systems and/or for cleaning.
[00174] As bases 44, 84 das bombas 40, 80 podem ser removidas para colocar/remover sistemas de teste e para limpeza.[00174] The bases 44, 84 of the pumps 40, 80 can be removed to place/remove test systems and for cleaning.
[00175] Na base 44, 84 de cada bomba 40, 80, bem como nas diferentes peças da estrutura de conexão 50, as aberturas, furos ou soquetes 51 - tais como aberturas rosqueadas ou não rosqueadas, furos rosqueados ou não rosqueados ou soquetes rosqueados ou não rosqueados 113, 213 - podem estar localizados na mesma. As aberturas, furos ou soquetes 51 podem estar localizados em várias posições - tal como nas bases 44, 84 de uma ou mais das bombas 40, 80, ou eles podem estar dispostos ao redor da abertura central 43, 89 ou na estrutura oca ramificada 50 em várias localizações de escolha, apropriadamente no lado inferior da estrutura oca ramificada 50 ou qualquer combinação destes.[00175] In the base 44, 84 of each pump 40, 80, as well as in the different parts of the connecting structure 50, the openings, holes or sockets 51 - such as threaded or unthreaded openings, threaded or unthreaded holes or threaded sockets or non-threaded 113, 213 - can be located in it. The openings, holes or sockets 51 may be located in various positions - such as in the bases 44, 84 of one or more of the pumps 40, 80, or they may be arranged around the central opening 43, 89 or in the hollow branch structure 50 at various locations of choice, suitably on the underside of the branched hollow structure 50 or any combination thereof.
[00176] As aberturas, furos ou soquetes 51 podem ser usados para permitir a montagem de vários módulos 112, 212 ou dispositivos nos mesmos que podem ser usados para monitorar a operação do sistema 10 e/ou para conduzir experimentos e/ou para coletar amostras e afins. Exemplos de tais módulos 112, 212 ou dispositivos são mostrados na Figura 2 e na Figura 3 e são descritos neste documento.[00176] The openings, holes or sockets 51 may be used to allow mounting of various modules 112, 212 or devices thereon that may be used to monitor the operation of the system 10 and/or to conduct experiments and/or to collect samples and others. Examples of such modules 112, 212 or devices are shown in Figure 2 and Figure 3 and are described herein.
[00177] Vantajosamente, as bombas 40, 80 que são usadas no sistema 10, portanto, são capazes de funcionar não só para transportar as atmosferas de teste, mas as mesmas também podem funcionar como câmaras de exposição.[00177] Advantageously, the pumps 40, 80 that are used in system 10 are therefore capable of functioning not only to transport test atmospheres, but they can also function as exposure chambers.
[00178] As Figuras 2 e 3 ilustram uma modalidade da descrição em que as aberturas, furos ou soquetes 51 estão na forma opcional de aberturas, furos ou soquetes rosqueados 112, 212. A uma ou mais aberturas, furos ou soquetes 51 podem conter um ou mais módulos 112, 212. O uso da rosca facilita a inserção direta e substituição do(s) módulo (s) 112, 212. O uso de uma rosca nas aberturas, furos ou soquetes 51 é opcional, visto que os módulos podem ser configurados para que possam ser plugados ou empurrados para as aberturas, furos ou soquetes 51 em engate de vedação com os mesmos. Os módulos podem ser um encaixe por pressão. O aperto pode ser alcançado através do uso de O-rings e afins.[00178] Figures 2 and 3 illustrate an embodiment of the description in which the openings, holes or sockets 51 are in the optional form of threaded openings, holes or sockets 112, 212. The one or more openings, holes or sockets 51 may contain a or more modules 112, 212. The use of the thread facilitates direct insertion and replacement of the module(s) 112, 212. The use of a thread in the openings, holes or sockets 51 is optional, as the modules can be configured so that they can be plugged or pushed into openings, holes or sockets 51 in sealing engagement therewith. Modules can be press fit. Tightness can be achieved through the use of O-rings and the like.
[00179] Os módulos 112, 212 que são usados podem ser adaptados para vários propósitos, dependendo dos requisitos do sistema que está sendo configurado. Por exemplo, os módulos 112, 212 podem ser adaptados para conter ou armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar as condições na câmara 42, 82 ou para amostragem de gás ou líquido ou para caracterização de gás e afins. Os módulos 112, 212 podem estar localizados na base 44, 84 da primeira 40 e/ou segunda 80 bomba e/ou nas paredes da estrutura de conexão 50. Em uma modalidade particular, o um ou mais módulos 112, 212 podem ser configurados para conter ou armazenar um meio de cultura de células. De acordo com esta modalidade, o um ou mais módulos 112, 212 podem ser receptáculos capazes de conservar um líquido ou solução. O meio de cultura de células pode compreender ou estar em contato com uma cultura de células - tal como uma cultura de células bidimensional ou tridimensional. Em certas modalidades, o(s) módulo(s) 113, 213 adaptado(s) para conter ou armazenar um meio de cultura de células compreende(m) adicionalmente um canal microfluídico e, opcionalmente, uma bomba microfluídica conectada ao(s) mesmo(s). Os módulos 113, 213 serão geralmente posicionados em um plano horizontal em uma ou mais dentre a primeira bomba 40 ou a segunda bomba 80 ou as paredes da estrutura de conexão 50.[00179] The modules 112, 212 that are used can be adapted for various purposes depending on the requirements of the system being configured. For example, modules 112, 212 may be adapted to contain or store a cell culture medium or to monitor conditions in chamber 42, 82 or for gas or liquid sampling or for gas characterization and the like. The modules 112, 212 may be located in the base 44, 84 of the first 40 and/or second 80 pump and/or in the walls of the connecting structure 50. In a particular embodiment, the one or more modules 112, 212 may be configured to contain or store a cell culture medium. According to this embodiment, the one or more modules 112, 212 may be receptacles capable of holding a liquid or solution. The cell culture medium may comprise or be in contact with a cell culture - such as a two-dimensional or three-dimensional cell culture. In certain embodiments, the module(s) 113, 213 adapted to contain or store a cell culture medium further comprises a microfluidic channel and, optionally, a microfluidic pump connected thereto. (s). The modules 113, 213 will generally be positioned in a horizontal plane on one or more of the first pump 40 or the second pump 80 or the walls of the connecting structure 50.
[00180] Conforme pode ser visto nas Figuras 2 e 3, as aberturas, furos ou soquetes 51 podem ser configurados opcionalmente para conter um furo ou soquete rosqueado 112, 212. O furo ou soquete rosqueado 113, 213 pode incluir uma ou mais sondas 114, 214 de um ou mais dispositivos 116, 216. Tais dispositivos 116, 216 podem ser usados para monitorar as condições de sistema interno ou para caracterização de atmosfera de teste ou para amostragem e afins. A operação do(s) dispositivo(s) 116, 216 pode ser controlada por um computador 117, 217. O furo ou soquete rosqueado 113, 213 e/ou os módulos 112, 212 podem ser adaptados para uso como uma câmara de cultivo 115, 215 na qual os sistemas de teste biológico (por exemplo, culturas de células organotípicas do epitélio do trato respiratório humano, conforme descrito neste documento), podem ser colocados para exposição à atmosfera de teste. As aberturas, furos ou soquetes rosqueados 113, 213 podem ser adaptados para conter agentes de captura em que a atmosfera de teste pode ser provada para análises. A amostragem do meio de cultura de células ou agente de captura durante a exposição à atmosfera de teste pode ser alcançada por vários meios - inclusive através do uso de um sistema de bomba microfluídica 211. Os módulos 112, 212 mantendo as microbalanças de cristal de quartzo (QCM, 219) podem ser usados. Os módulos 112, 212 nos quais as sondas 214, câmaras 215 ou QCMs 219 podem ser montados podem ser inseridos em qualquer câmara 42, 82 ou no interior da estrutura oca ramificada 50 do sistema. A operação da(s) QCM(s) 219 pode ser controlada por um computador 220. O sistema 10 pode ser controlado completa ou parcialmente por um computador 13, conforme necessário. O sistema 10 pode ser parcial ou completamente automatizado.[00180] As can be seen in Figures 2 and 3, the openings, holes or sockets 51 can optionally be configured to contain a threaded hole or socket 112, 212. The threaded hole or socket 113, 213 can include one or more probes 114 , 214 of one or more devices 116, 216. Such devices 116, 216 may be used to monitor internal system conditions or for test atmosphere characterization or for sampling and the like. The operation of the device(s) 116, 216 may be controlled by a computer 117, 217. The threaded hole or socket 113, 213 and/or the modules 112, 212 may be adapted for use as a cultivation chamber 115 , 215 in which biological test systems (e.g., cultures of organotypic human respiratory tract epithelium cells, as described herein), can be placed for exposure to the test atmosphere. The threaded openings, holes or sockets 113, 213 can be adapted to contain capture agents in which the test atmosphere can be sampled for analysis. Sampling of cell culture medium or capture agent during exposure to the test atmosphere can be achieved by various means - including through the use of a microfluidic pump system 211. Modules 112, 212 holding quartz crystal microbalances (QCM, 219) can be used. Modules 112, 212 to which probes 214, chambers 215 or QCMs 219 can be mounted can be inserted into any chamber 42, 82 or within the hollow branched structure 50 of the system. The operation of the QCM(s) 219 may be controlled by a computer 220. The system 10 may be controlled completely or partially by a computer 13 as needed. System 10 may be partially or completely automated.
[00181] O sistema 10 pode incluir uma ou mais (por exemplo, uma pluralidade de) primeiras bombas. O sistema 10 pode incluir uma ou mais (por exemplo, uma pluralidade de) segundas bombas. O sistema 10 pode incluir uma ou mais (por exemplo, uma pluralidade de) primeiras bombas e uma ou mais segundas bombas.[00181] System 10 may include one or more (e.g., a plurality of) first pumps. System 10 may include one or more (e.g., a plurality of) second pumps. System 10 may include one or more (e.g., a plurality of) first pumps and one or more second pumps.
[00182] Em um aspecto, é descrita uma bomba - apropriadamente uma bomba de pistão - para deslocar um volume de gás que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um volume de gás e compreendendo uma base e uma ou mais aberturas capazes de receber um módulo para conter ou armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar as condições na câmara ou para amostragem de gás ou para caracterização de gás; (ii) uma primeira porta para receber e emitir o gás, quando contido na câmara, e compreendendo uma primeira válvula para regular o fluxo de gás através da primeira porta, em que a referida primeira válvula é móvel entre as posições aberta e fechada, em que, na posição aberta, a referida válvula pode ser aberta em direção a uma atmosfera de teste ou ar circundante; (iii) uma segunda porta para emitir e receber gás, quando contido na câmara, e compreendendo uma segunda válvula para regular o fluxo de gás através da segunda porta, em que a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada; e (iv) uma placa de pistão na câmara, em que a referida placa de pistão compreende uma ou mais aberturas para a absorção ou influxo de gás na câmara em que uma ou mais, ou cada uma, das aberturas inclui uma válvula que é móvel entre as posições aberta e fechada e é capaz de regular a absorção ou influxo de gás.[00182] In one aspect, there is described a pump - suitably a piston pump - for displacing a volume of gas comprising: (i) a chamber configured to contain a volume of gas and comprising a base and one or more openings capable of receiving a module for containing or storing a cell culture medium or for monitoring conditions in the chamber or for gas sampling or for gas characterization; (ii) a first port for receiving and emitting the gas, when contained in the chamber, and comprising a first valve for regulating the flow of gas through the first port, wherein said first valve is movable between the open and closed positions, in that, in the open position, said valve can be opened towards a test atmosphere or surrounding air; (iii) a second port for emitting and receiving gas when contained in the chamber, and comprising a second valve for regulating the flow of gas through the second port, said valve being movable between open and closed positions; and (iv) a piston plate in the chamber, wherein said piston plate comprises one or more openings for the absorption or inflow of gas into the chamber wherein one or more, or each, of the openings includes a valve that is movable between the open and closed positions and is capable of regulating the absorption or influx of gas.
[00183] Também é descrita uma bomba para deslocar um volume de gás que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um volume de gás e contendo uma placa de pistão compreendendo uma ou mais aberturas para a absorção ou influxo de gás na câmara, em que uma ou mais, ou cada uma, das aberturas inclui uma válvula que é móvel entre as posições aberta e fechada e é capaz de regular a absorção ou influxo de gás; (ii) uma primeira porta para receber e compreendendo uma primeira válvula para regular o fluxo de gás através da primeira porta, em que a referida primeira válvula é móvel entre as posições aberta e fechada; e (iii) uma segunda porta para emitir gás, quando contido na câmara, e compreendendo uma segunda válvula para regular o fluxo de gás através da segunda porta, em que a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada.[00183] Also described is a pump for displacing a volume of gas comprising: (i) a chamber configured to contain a volume of gas and containing a piston plate comprising one or more openings for the absorption or inflow of gas into the chamber, wherein one or more, or each, of the openings includes a valve that is movable between the open and closed positions and is capable of regulating the absorption or influx of gas; (ii) a first port for receiving and comprising a first valve for regulating the flow of gas through the first port, said first valve being movable between open and closed positions; and (iii) a second port for emitting gas when contained in the chamber, and comprising a second valve for regulating the flow of gas through the second port, said valve being movable between open and closed positions.
[00184] Conforme mostrado na Figura 1, o sistema 10 pode conter a primeira bomba 40 para deslocar um volume de gás. A primeira bomba 40 é descrita neste documento como um aspecto separado da presente descrição e seu uso não se limita ao uso no sistema 10 descrito neste documento.[00184] As shown in Figure 1, system 10 may contain the first pump 40 to displace a volume of gas. The first pump 40 is described herein as a separate aspect of the present disclosure and its use is not limited to use in the system 10 described herein.
[00185] A primeira bomba pode ser uma bomba primária, assim chamada devido à sua localização no sistema como o ponto de entrada para um gás. A mesma compreende uma câmara 42 (por exemplo, um cilindro) configurada para conter um volume de gás e compreende uma base 44 e uma ou mais aberturas 43 capazes de receber um módulo - tal como um módulo rosqueado ou não rosqueado 113, 213 em um furo ou um soquete 112, 212, conforme mostrado nas Figuras 2 e 3 e conforme descrito neste documento. A mesma também contém uma primeira porta 90 para receber e emitir o gás, quando contido na câmara 42, e compreende uma primeira válvula 44a - tal como uma válvula de três vias para regular o fluxo de gás através da primeira porta 90, em que a referida primeira válvula 44a é móvel entre as posições aberta e fechada, em que na posição aberta a válvula 44a pode ser aberta em direção a uma atmosfera de teste ou ao ar circundante. A mesma também contém uma segunda porta 43 para emitir e receber gás, quando contido na câmara 42. Apropriadamente, a segunda porta 43 é configurada como uma abertura. Na conexão entre a primeira bomba 40 e a estrutura de conexão 50, uma segunda válvula 49 na localização da segunda porta 43 permite a vedação da bomba 40 de outras peças do sistema. A segunda válvula 49 pode ser usada para regular o fluxo de gás através da segunda porta 43, em que a referida segunda válvula 49 é móvel entre as posições aberta e fechada. Conforme pode ser visto na Figura 1, a bomba 40 pode ser uma bomba de pistão que compreende uma placa de pistão 45. Uma ou mais dentre as aberturas, furos ou soquetes 51 na câmara 42 podem ser rosqueados 112, 212 ou não rosqueados. Uma ou mais dentre as aberturas, furos ou soquetes 51 na câmara 42 podem incluir um módulo 113, 213 - tal como um módulo rosqueado ou não rosqueado 113, 213, conforme discutido neste documento. A bomba 40 compreende adicionalmente um motor 41 para controlar a operação da bomba. A pressão de bombeamento do motor 41 pode corresponder à pressão atmosférica ou a mesma pode estar acima ou abaixo da pressão atmosférica conforme exigido. Em certas modalidades, a pressão de bombeamento do motor 41 pode estar acima ou abaixo da pressão atmosférica para deslocar uma atmosfera de teste. O volume de deslocamento da bomba 40 pode ser entre cerca de 0 e 100 ml ou entre cerca de 1 e 100 ml. A câmara 42 da bomba 40 pode ter um volume de até cerca de 100 ml. A bomba 40 pode ser fabricada a partir de vários materiais que são conhecidos na técnica - tal como o aço inoxidável. Apropriadamente, a câmara 42 é um cilindro. Apropriadamente, a câmara 42 pode ser feita de vidro. A placa de pistão 45 da bomba 40 compreende uma ou mais aberturas 47 para a absorção ou influxo de gás. A uma ou mais das aberturas 47 incluem uma válvula 48 que é móvel entre as posições aberta e fechada e é capaz de regular a absorção ou influxo de gás.[00185] The first pump may be a primary pump, so called because of its location in the system as the entry point for a gas. It comprises a chamber 42 (e.g., a cylinder) configured to contain a volume of gas and comprises a base 44 and one or more openings 43 capable of receiving a module - such as a threaded or non-threaded module 113, 213 in a hole or a socket 112, 212, as shown in Figures 2 and 3 and as described herein. It also contains a first port 90 for receiving and emitting the gas when contained in the chamber 42, and comprises a first valve 44a - such as a three-way valve for regulating the flow of gas through the first port 90, wherein the Said first valve 44a is movable between open and closed positions, wherein in the open position valve 44a can be opened towards a test atmosphere or surrounding air. It also contains a second port 43 for emitting and receiving gas when contained in chamber 42. Suitably, the second port 43 is configured as an opening. In the connection between the first pump 40 and the connecting structure 50, a second valve 49 at the location of the second port 43 allows sealing of the pump 40 from other parts of the system. Second valve 49 may be used to regulate the flow of gas through second port 43, wherein said second valve 49 is movable between open and closed positions. As can be seen in Figure 1, the pump 40 may be a piston pump comprising a piston plate 45. One or more of the openings, holes or sockets 51 in the chamber 42 may be threaded 112, 212 or unthreaded. One or more of the openings, holes or sockets 51 in the chamber 42 may include a module 113, 213 - such as a threaded or non-threaded module 113, 213 as discussed herein. The pump 40 further comprises a motor 41 for controlling the operation of the pump. The pumping pressure of the engine 41 may correspond to atmospheric pressure or it may be above or below atmospheric pressure as required. In certain embodiments, the pumping pressure of the engine 41 may be above or below atmospheric pressure to displace a test atmosphere. The displacement volume of the pump 40 may be between about 0 and 100 ml or between about 1 and 100 ml. The chamber 42 of the pump 40 may have a volume of up to about 100 ml. The pump 40 can be manufactured from various materials that are known in the art - such as stainless steel. Appropriately, chamber 42 is a cylinder. Suitably, the chamber 42 may be made of glass. The piston plate 45 of the pump 40 comprises one or more openings 47 for the absorption or inflow of gas. The one or more of the openings 47 include a valve 48 that is movable between open and closed positions and is capable of regulating the absorption or influx of gas.
[00186] Conforme também mostrado na Figura 1, a bomba 40 pode ser uma bomba de pistão para deslocar um volume de gás. A bomba de pistão compreende uma câmara 42 (por exemplo, um cilindro - tal como um cilindro de vidro) configurada para conter um volume de gás e contendo uma placa de pistão 45 compreendendo uma ou mais aberturas 47 para a absorção ou influxo de gás na câmara 42. Uma ou mais das aberturas 47 ou cada uma das aberturas 47 compreende uma válvula 48 para regular a absorção ou influxo de gás através das aberturas 47.[00186] As also shown in Figure 1, pump 40 may be a piston pump for displacing a volume of gas. The piston pump comprises a chamber 42 (e.g., a cylinder - such as a glass cylinder) configured to contain a volume of gas and containing a piston plate 45 comprising one or more openings 47 for the absorption or influx of gas into the chamber 42. One or more of the openings 47 or each of the openings 47 comprises a valve 48 for regulating the absorption or influx of gas through the openings 47.
[00187] A mesma pode incluir uma primeira porta 90 para receber o gás e uma primeira válvula 44a - tal como uma válvula de três vias - para regular o fluxo do gás através da primeira porta 90. A primeira válvula 44a é móvel entre posições aberta e fechada. A mesma também inclui uma segunda porta 43 para emitir o gás, quando contido na câmara 42, em que a segunda porta 43 compreende adicionalmente uma segunda válvula para regular o fluxo de gás através da segunda porta 43, em que a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada. A câmara 42 pode incluir uma base 44 e mais uma abertura 43. A base pode incluir adicionalmente uma ou mais aberturas, furos ou soquetes 51 que podem ser rosqueados 119 ou não rosqueados e/ou podem incluir um módulo 113, 213, conforme discutido neste documento. Uma estrutura de conexão 50 - tal como uma estrutura de conexão oca - pode ser unida à segunda porta 43. A bomba 40 pode incluir adicionalmente um motor 41 em que a pressão de bombeamento corresponde à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica. O volume de deslocamento da bomba 40 pode ser entre cerca de 0 e 100 ml ou entre cerca de 1 e 100 ml. A câmara 42 da bomba 40 pode ter um volume de cerca de 100 ml.[00187] It may include a first port 90 for receiving gas and a first valve 44a - such as a three-way valve - for regulating the flow of gas through the first port 90. The first valve 44a is movable between open positions and closed. It also includes a second port 43 for emitting the gas when contained in the chamber 42, wherein the second port 43 further comprises a second valve for regulating the flow of gas through the second port 43, wherein said valve is movable between open and closed positions. The chamber 42 may include a base 44 and a further opening 43. The base may additionally include one or more openings, holes or sockets 51 which may be threaded 119 or non-threaded and/or may include a module 113, 213, as discussed in this document. A connecting structure 50 - such as a hollow connecting structure - may be attached to the second port 43. The pump 40 may additionally include a motor 41 in which the pumping pressure corresponds to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure. The displacement volume of the pump 40 may be between about 0 and 100 ml or between about 1 and 100 ml. The chamber 42 of the pump 40 may have a volume of about 100 ml.
[00188] Um sistema que compreende duas ou mais primeiras bombas é contemplado. O uso das duas ou mais primeiras bombas em um sistema para determinar a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado também é contemplado.[00188] A system comprising two or more first pumps is contemplated. The use of the first two or more pumps in a system to determine the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract is also contemplated.
[00189] Um método para cultivar uma célula na primeira bomba também é contemplado. O uso da primeira bomba para cultivar uma célula também é descrito.[00189] A method for culturing a cell in the first pump is also contemplated. The use of the first pump to grow a cell is also described.
[00190] Em um aspecto adicional, é descrita uma bomba para deslocar um volume de gás que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um volume de gás, em que a referida câmara compreende uma base e um ou mais módulos para conter ou armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar as condições na câmara ou para amostragem de gás ou para caracterização de gás; e (ii) uma porta operável para receber e emitir o gás. Conforme mostrado na Figura 1, o sistema pode conter uma segunda bomba 80 para deslocar um volume de ar compreendendo uma câmara 82 - tal como um cilindro - configurada para conter um volume de gás, em que a referida câmara 82 compreende uma base 84 e um ou mais módulos 113, 213 para conter ou armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar as condições na câmara 82 ou para amostragem de gás ou para caracterização de gás e afins. A segunda bomba pode ser uma bomba secundária.[00190] In a further aspect, there is described a pump for displacing a volume of gas comprising: (i) a chamber configured to contain a volume of gas, said chamber comprising a base and one or more modules for containing or storing a cell culture medium or for monitoring conditions in the chamber or for gas sampling or for gas characterization; and (ii) an operable port for receiving and emitting the gas. As shown in Figure 1, the system may contain a second pump 80 for displacing a volume of air comprising a chamber 82 - such as a cylinder - configured to contain a volume of gas, said chamber 82 comprising a base 84 and a or more modules 113, 213 for containing or storing a cell culture medium or for monitoring conditions in chamber 82 or for gas sampling or for gas characterization and the like. The second pump may be a secondary pump.
[00191] A segunda bomba 80 é descrita neste documento como um aspecto separado da presente descrição e seu uso não é limitado ao uso no sistema 10 descrito neste documento.[00191] The second pump 80 is described herein as a separate aspect of the present description and its use is not limited to use in the system 10 described herein.
[00192] A segunda bomba 80 inclui adicionalmente uma porta 89 operável para receber e emitir o gás. Conforme mostrado na Figura 1, a segunda bomba 80 pode ser uma bomba de pistão que compreende uma placa de pistão 83. A placa de pistão 83 pode ser livre de quaisquer aberturas ou orifícios. Os módulos 113, 213 - tais como módulos rosqueados ou não rosqueados 113, 213, conforme discutido neste documento - podem estar localizados na base 84 da câmara 82. Uma estrutura de conexão 50 - tal como uma estrutura de conexão oca - pode ser unida à porta 89. A segunda bomba 80 compreende adicionalmente um motor 81. A pressão de bombeamento da segunda bomba 80 corresponderá geralmente à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica. O volume de deslocamento da bomba pode ser entre cerca de 0 e cerca de 1000 ml ou entre cerca de 0 e cerca de 4000 ml ou entre cerca de 1 e cerca de 1000 ml ou entre cerca de 1 e cerca de 4000 ml. O volume da câmara 82 pode representar o volume do lúmen pulmonar ou uma parte deste. Em certas modalidades, uma matriz de uma ou mais (por exemplo, uma pluralidade) aberturas através das quais o ar circundante pode entrar no sistema pode estar disposta na placa de pistão 84, opcionalmente em uma disposição radial. Uma ou mais válvulas (por exemplo, uma pluralidade) podem ser usadas para permitir a abertura ou fechamento de uma ou mais dessas aberturas. Em certas modalidades, cada abertura é controlada por uma válvula.[00192] The second pump 80 additionally includes a port 89 operable to receive and emit the gas. As shown in Figure 1, the second pump 80 may be a piston pump comprising a piston plate 83. The piston plate 83 may be free of any openings or holes. Modules 113, 213 - such as threaded or non-threaded modules 113, 213 as discussed herein - may be located in the base 84 of the chamber 82. A connection structure 50 - such as a hollow connection structure - may be attached to the port 89. The second pump 80 further comprises a motor 81. The pumping pressure of the second pump 80 will generally correspond to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure. The displacement volume of the pump may be between about 0 and about 1000 ml or between about 0 and about 4000 ml or between about 1 and about 1000 ml or between about 1 and about 4000 ml. The volume of chamber 82 may represent the volume of the lung lumen or a portion thereof. In certain embodiments, an array of one or more (e.g., a plurality) openings through which surrounding air can enter the system may be disposed in the piston plate 84, optionally in a radial arrangement. One or more valves (e.g., a plurality) may be used to allow opening or closing of one or more such openings. In certain embodiments, each opening is controlled by a valve.
[00193] Um sistema que compreende duas ou mais segundas bombas é contemplado. O uso das duas ou mais segundas bombas em um sistema para determinar a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado também é contemplado.[00193] A system comprising two or more second pumps is contemplated. The use of two or more second pumps in a system to determine the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract is also contemplated.
[00194] Um método para cultivar uma célula na segunda bomba também é contemplado. O uso da segunda bomba para cultivar uma célula também é descrito.[00194] A method for culturing a cell in the second pump is also contemplated. The use of the second pump to cultivate a cell is also described.
[00195] Uma estrutura de conexão operável para transmitir ou transportar um gás entre duas ou mais bombas também é descrita. A estrutura de conexão pode ser um tubo ou um tubo ou um cano ou afins através do qual um gás pode ser conduzido ou transportado. A estrutura de conexão pode ser adaptada para conectar pelo menos duas bombas para transmitir ou transportar um gás entre as mesmas. A estrutura de conexão pode se unir a uma primeira bomba na segunda porta da primeira bomba descrita neste documento e na porta da segunda bomba descrita neste documento. A estrutura de conexão pode incluir um canal oco e uma ou mais aberturas - tais como aberturas rosqueadas ou não rosqueadas - nas paredes da estrutura de conexão. A estrutura de conexão pode ser usada nos sistemas e métodos descritos neste documento. O sistema pode incluir uma estrutura de conexão adaptada para a unir pelo menos duas bombas para transmitir um gás lá entre as mesmas.[00195] A connecting structure operable to transmit or transport a gas between two or more pumps is also described. The connecting structure may be a tube or a tube or a pipe or the like through which a gas may be conducted or transported. The connecting structure can be adapted to connect at least two pumps to transmit or transport a gas between them. The connecting structure may attach to a first pump at the second port of the first pump described herein and at the port of the second pump described herein. The connecting structure may include a hollow channel and one or more openings - such as threaded or unthreaded openings - in the walls of the connecting structure. The connection framework can be used in the systems and methods described in this document. The system may include a connecting structure adapted to join at least two pumps to transmit a gas therebetween.
[00196] Uma modalidade da estrutura de conexão 50 é mostrada na Figura 1. A estrutura de conexão compreenderá geralmente um canal oco. O mesmo será geralmente ramificado. Nas modalidades, cada ramificação terminal da estrutura de conexão pode ser unida às bombas separadas 40, 80 quando está contida em um sistema. A estrutura de conexão 50 uma ou mais aberturas - especialmente aberturas rosqueadas ou não rosqueadas - nas paredes da estrutura de conexão. As aberturas rosqueadas ou não rosqueadas podem conter um módulo 112, 212. O módulo 112, 212 pode ser adaptado para conter um meio de cultura e/ou monitorar as condições de sistema e/ou para amostragem de gás e/ou para caracterização de gás, conforme discutido neste documento. A estrutura de conexão pode, em determinadas modalidades, ser ramificada com duas ou mais ramificações. Cada ramificação terminal da estrutura de conexão pode ser unida a uma bomba separada. A estrutura de conexão pode representar o volume das vias aéreas de condução do pulmão. A estrutura de conexão 50 pode ser feita de vários materiais. Em certas modalidades, o uso de aço inoxidável é preferencial.[00196] An embodiment of the connection structure 50 is shown in Figure 1. The connection structure will generally comprise a hollow channel. The same will generally be branched. In embodiments, each terminal branch of the connecting structure may be joined to separate pumps 40, 80 when contained in a system. The connecting structure 50 one or more openings - especially threaded or non-threaded openings - in the walls of the connecting structure. The threaded or non-threaded openings may contain a module 112, 212. The module 112, 212 may be adapted to contain a culture medium and/or monitor system conditions and/or for gas sampling and/or for gas characterization. , as discussed in this document. The connecting structure may, in certain embodiments, be branched with two or more branches. Each terminal branch of the connecting structure can be joined to a separate pump. The connecting structure may represent the volume of the lung's conducting airways. The connecting structure 50 can be made of various materials. In certain embodiments, the use of stainless steel is preferred.
[00197] Um método para cultivar uma célula que compreende a estrutura de conexão também é contemplado. O uso da estrutura de conexão para a cultivar uma célula também é descrito.[00197] A method for cultivating a cell comprising the connection structure is also contemplated. The use of the connection structure for culturing a cell is also described.
[00198] O sistema pode ser controlado completa ou parcialmente por um computador, conforme necessário. Isso pode permitir a operação sincronizada de algumas ou todas as bombas e válvulas. Isso pode permitir a operação sincronizada de alguns ou todos os elementos do sistema. O computador pode ser usado para definir o comprimento do curso de uma ou mais das bombas e/ou a velocidade do curso de uma ou mais das bombas. O computador pode ser usado para controlar a temperatura do sistema.[00198] The system can be controlled completely or partially by a computer as necessary. This may allow synchronized operation of some or all pumps and valves. This may allow synchronized operation of some or all elements of the system. The computer can be used to set the stroke length of one or more of the pumps and/or the stroke speed of one or more of the pumps. The computer can be used to control the system temperature.
[00199] A operação de uma modalidade do sistema 10, conforme descrito na Figura 1, será descrita agora. Em estado de repouso, o pistão da primeira bomba 40 está em uma posição de curso de descida, a posição da segunda bomba 80 está em uma posição para reter um volume definido de gás na câmara 82 e as válvulas 48, 49 estão fechadas. Uma atmosfera de teste é levada à bomba 40, que pode representar a cavidade oral. Este influxo pode ser acionado pela bomba 40 e pode entrar na câmara 42 por meio do eixo de pistão oco 46. O eixo de pistão oco 46 pode ser conectado diretamente à fonte de atmosfera de teste. Uma vez que a bomba 40 tenha completado o curso de subida, a válvula 44a, que pode ser uma válvula de três vias na abertura central em cima do eixo de pistão oco 46 fecha, e as válvulas 48 que regulam o influxo do ar circundante através das aberturas 47 na placa de pistão 45 e a válvula 49 na entrada para a estrutura de conexão 50 abrem.[00199] The operation of an embodiment of the system 10, as described in Figure 1, will now be described. In the rest state, the piston of the first pump 40 is in a downward stroke position, the position of the second pump 80 is in a position to retain a defined volume of gas in the chamber 82, and the valves 48, 49 are closed. A test atmosphere is brought to pump 40, which may represent the oral cavity. This inflow may be driven by pump 40 and may enter chamber 42 via hollow piston shaft 46. Hollow piston shaft 46 may be connected directly to the test atmosphere source. Once the pump 40 has completed the upward stroke, the valve 44a, which may be a three-way valve in the central opening on top of the hollow piston shaft 46 closes, and the valves 48 which regulate the inflow of surrounding air through of the openings 47 in the piston plate 45 and the valve 49 at the inlet to the connecting structure 50 open.
[00200] A atmosfera de teste é retirada da câmara 42, que pode representar a cavidade oral através da estrutura de conexão 50, que pode representar as vias aéreas de condução. Isto pode ser conduzido pelo curso de subida da segunda bomba 80 que pode representar o lúmen pulmonar ou partes do mesmo. Como o volume total de deslocamento da segunda bomba 80 pode ser um múltiplo do volume da bomba 40, a câmara 42 da bomba 40, bem como pelo menos partes da estrutura de conexão 50 podem ser preenchidas com o ar circundante, que pode entrar na primeira bomba 40 através das aberturas 47 na placa de pistão 45.[00200] The test atmosphere is withdrawn from the chamber 42, which may represent the oral cavity through the connecting structure 50, which may represent the conducting airways. This may be driven by the upward stroke of the second pump 80 which may represent the lung lumen or parts thereof. Since the total displacement volume of the second pump 80 may be a multiple of the volume of the pump 40, the chamber 42 of the pump 40 as well as at least parts of the connecting structure 50 may be filled with the surrounding air, which may enter the first pump 40 through openings 47 in piston plate 45.
[00201] Na primeira bomba 40, a válvula 44a em cima do eixo de pistão 46 pode abrir em direção aos arredores. As válvulas 48 na placa de pistão 45 pode fechar e a bomba 40 realiza um curso de descida. Em sua posição de curso de descida, esta bomba 40 pode formar uma conexão vedada entre o eixo de pistão oco 46 e a abertura 43 na base 44. A conexão vedada pode ser alcançada por meio de uma gaxeta 53. A gaxeta 53 pode estar localizada na base 44 ou na placa de pistão 45. Depois de um "tempo de retenção da respiração" definido, a segunda bomba 80 pode então realizar um curso de descida, deslocando assim a atmosfera de teste através da estrutura de conexão 50 e através do eixo de pistão 46 da primeira bomba 40, diretamente aos arredores. Com a bomba 40 permanecendo em sua posição de curso de descida e a válvula 44a permanecendo aberta em direção aos arredores, a(s) segunda(s) bomba(s) 80 pode(m) realizar um ou mais (por exemplo, vários) ciclos de respiração de ar circundante antes que a válvula 44a se abra novamente em direção à fonte de atmosfera de teste e o próximo ciclo de inalação da atmosfera de teste comece.[00201] In the first pump 40, the valve 44a on top of the piston shaft 46 can open towards the surroundings. The valves 48 in the piston plate 45 can close and the pump 40 makes a downward stroke. In its downstroke position, this pump 40 may form a sealed connection between the hollow piston shaft 46 and the opening 43 in the base 44. The sealed connection may be achieved by means of a gasket 53. The gasket 53 may be located in the base 44 or in the piston plate 45. After a defined "breath hold time", the second pump 80 can then perform a downward stroke, thereby moving the test atmosphere through the connecting frame 50 and through the shaft piston 46 of the first pump 40, directly to the surroundings. With the pump 40 remaining in its downstroke position and the valve 44a remaining open toward the surroundings, the second pump(s) 80 may perform one or more (e.g., several) cycles of breathing surrounding air before valve 44a opens again towards the test atmosphere source and the next test atmosphere inhalation cycle begins.
[00202] Em um aspecto adicional, é fornecido um método de compreender: (a) fornecer uma bomba - tal como a primeira bomba descrita neste documento - compreendendo uma câmara; (b) retirar um gás - tal como uma atmosfera de teste - da bomba em uma estrutura de conexão que une a bomba a uma bomba adicional - tal como a segunda bomba descrita neste documento; (c) preencher a bomba fornecida na etapa (a) e pelo menos de uma porção da estrutura de conexão com o ar circundante; (d) manter o gás na bomba adicional e na estrutura de conexão por um período de tempo definido; (e) deslocar o gás na estrutura de conexão e na bomba fornecida na etapa (a) usando a bomba adicional; e (f) realizar um ou mais ciclos de bombeamento do ar circundante na bomba adicional.[00202] In a further aspect, there is provided a method of comprising: (a) providing a pump - such as the first pump described herein - comprising a chamber; (b) withdrawing a gas - such as a test atmosphere - from the pump in a connecting structure that joins the pump to an additional pump - such as the second pump described herein; (c) filling the pump provided in step (a) and at least a portion of the connecting structure with the surrounding air; (d) maintain gas in the additional pump and connecting structure for a defined period of time; (e) displacing the gas in the connecting structure and in the pump provided in step (a) using the additional pump; and (f) performing one or more cycles of pumping the surrounding air into the additional pump.
[00203] Em um aspecto adicional, é fornecido um método compreendendo: (a) fornecer um gás - tal como uma atmosfera de teste - a uma câmara de uma bomba - tal como a primeira bomba descrita neste documento; (b) retirar o gás da bomba descrita na etapa (a) em uma estrutura de conexão que une a bomba a uma bomba adicional - tal como a segunda bomba descrita neste documento; (c) preenchimento da bomba da etapa (a) e pelo menos de uma porção da estrutura de conexão com o ar circundante; (d) manter o gás na bomba adicional e na estrutura de conexão por um período de tempo definido; (e) deslocar o gás através da estrutura de conexão e na bomba da etapa (a) usando a bomba adicional; e (f) realizar um ou mais ciclos de bombeamento do ar circundante na bomba adicional.[00203] In a further aspect, a method is provided comprising: (a) supplying a gas - such as a test atmosphere - to a chamber of a bomb - such as the first bomb described herein; (b) withdrawing gas from the pump described in step (a) into a connecting structure that joins the pump to an additional pump - such as the second pump described in this document; (c) filling the pump of step (a) and at least a portion of the connecting structure with the surrounding air; (d) maintain gas in the additional pump and connecting structure for a defined period of time; (e) displacing the gas through the connecting structure and into the pump of step (a) using the additional pump; and (f) performing one or more cycles of pumping the surrounding air into the additional pump.
[00204] As atmosferas de teste - tais como aerossóis - a serem estudadas usando o sistema 10 e métodos descritos podem ser geradas através de vários meios. Para muitas aplicações, por exemplo, para testar produtos de tabaco ou inaladores médicos comuns e afins, a geração de atmosfera de teste pode ser acionada pelo próprio sistema, ou seja, as bombas primárias ou secundárias em si geram a pressão negativa necessária para geração e extração do aerossol de teste, o que significa que o uso de geradores de aerossol/máquinas para fumar não é vantajosamente necessário.[00204] Test atmospheres - such as aerosols - to be studied using system 10 and described methods can be generated through various means. For many applications, for example for testing tobacco products or common medical inhalers and the like, the test atmosphere generation can be driven by the system itself, i.e. the primary or secondary pumps themselves generate the negative pressure necessary for generation and extraction of the test aerosol, which means that the use of aerosol generators/smoking machines is advantageously not necessary.
[00205] A atmosfera de teste pode ser uma amostra ambiental de gases ou aerossóis, por exemplo, para monitorar a qualidade do ar do cômodo, exposições ocupacionais ou poluição ambiental nas proximidades de locais industriais. Neste caso particular, a atmosfera de teste não é gerada, mas provada pela ação do sistema.[00205] The test atmosphere may be an environmental sample of gases or aerosols, for example, to monitor room air quality, occupational exposures, or environmental pollution in the vicinity of industrial sites. In this particular case, the test atmosphere is not generated, but proved by the action of the system.
[00206] A atmosfera de teste pode ser um aerossol - tal como fumaça ou pode ser derivado da fumaça. Conforme usado neste documento, o termo 'fumar' é usado para descrever um tipo de aerossol que é produzido por artigos fumígenos, tais como cigarros, ou pela combustão um material formador de aerossol. A fumaça inclui vários agentes, que podem ser fornecidos como compostos individuais para estudo, se necessário. Exemplos de tais agentes incluem matérias particuladas secas sem nicotina, monóxido de carbono, formaldeído, acetaldeído, acetona, acrolein, propionaldeído, crotonaldeído, metil-etil cetona, butiraldeído, benzo[a]pireno, fenol, m- cresol, o-cresol, p-cresol, catecol, resorcinol, hidroquinona, 1,3- butadieno, isopreno, acrilonitrila, benzeno, tolueno, piridina, quinolina, estireno, N'-nitrosonornicotina (NNN), N’-nitrosoanatabina (NAT), N‘- nitrosoanabasina (NAB), 4-(metilnitrosamino)-1-(3-piridil)-1-butanona (NNK), 1-aminonaftaleno, 2-aminonaftaleno, 3-aminobifenil, 4- aminobifenil, monóxido de nitrogênio (NO), óxido nitroso (NOx), ácido cianídrico, amônia, arsênico, cádmio, cromo, chumbo, níquel, selênio e mercúrio.[00206] The test atmosphere may be an aerosol - such as smoke or may be derived from smoke. As used herein, the term 'smoking' is used to describe a type of aerosol that is produced by smoking articles, such as cigarettes, or by combustion of an aerosol-forming material. Smoke includes several agents, which can be provided as individual compounds for study if necessary. Examples of such agents include nicotine-free dry particulate matter, carbon monoxide, formaldehyde, acetaldehyde, acetone, acrolein, propionaldehyde, crotonaldehyde, methyl ethyl ketone, butyraldehyde, benzo[a]pyrene, phenol, m-cresol, o-cresol, p-cresol, catechol, resorcinol, hydroquinone, 1,3- butadiene, isoprene, acrylonitrile, benzene, toluene, pyridine, quinoline, styrene, N'-nitrosonornicotine (NNN), N'-nitrosoanatabine (NAT), N'- nitrosoanabasine (NAB), 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK), 1-aminonaphthalene, 2-aminonaphthalene, 3-aminobiphenyl, 4-aminobiphenyl, nitrogen monoxide (NO), nitrous oxide (NOx), hydrocyanic acid, ammonia, arsenic, cadmium, chromium, lead, nickel, selenium and mercury.
[00207] Quando o aerossol é fumaça, o sistema 10 pode, opcionalmente, ser conectado a uma máquina para fumar. Apropriadamente, a máquina para fumar retém e acende cigarros com as bombas fornecidas pelo sistema ou bombas da presente descrição. Um número definido de tragadas por cigarro e um número definido de tragadas por minuto de exposição podem ser usados e o número de cigarros variou para se ajustar aos tempos de exposição. Os cigarros de referência - tais como os cigarros de referência 3R4F - podem ser usados como fonte da fumaça e fumados na máquina para fumar em conformidade básica com o regime de tabagismo da International Organization for Standardization (ISO 2000).[00207] When the aerosol is smoke, the system 10 may optionally be connected to a smoking machine. Suitably, the smoking machine holds and lights cigarettes with the pumps provided by the system or pumps of the present description. A set number of puffs per cigarette and a set number of puffs per minute of exposure could be used and the number of cigarettes was varied to adjust for exposure times. Reference cigarettes - such as 3R4F reference cigarettes - can be used as the source of smoke and smoked in the smoking machine in basic compliance with the smoking regime of the International Organization for Standardization (ISO 2000).
[00208] O uso de uma atmosfera de controle também é contemplado - tal como uma atmosfera que não contém a atmosfera de teste. O uso da atmosfera de controle pode ajudar a determinar o efeito da atmosfera de teste em comparação com a atmosfera de controle.[00208] The use of a control atmosphere is also contemplated - such as an atmosphere that does not contain the test atmosphere. Using the control atmosphere can help determine the effect of the test atmosphere compared to the control atmosphere.
[00209] O sistema 10 pode ser conectado a uma máquina para fumar por meio de um conduíte apropriado, que fornece um trajeto do fluxo para a fumaça ao sistema 10. A fumaça pode ser transferida através do conduíte com ou sem um gás de transporte, tal como o ar. Quando um gás de transporte é usado, o conduíte compreende preferencialmente uma entrada para a introdução do gás de transporte no conduíte, para misturar-se com a corrente de fumaça. O conduíte pode incluir pelo menos uma entrada para a introdução ou injeção de uma referência padrão no sistema 10) - tal como a nicotina - por propósitos de calibração. O fluxo de fumaça geralmente será controlado pelo sistema ou bombas da presente descrição.[00209] System 10 may be connected to a smoking machine via a suitable conduit, which provides a flow path for smoke to system 10. Smoke may be transferred through the conduit with or without a carrier gas, just like air. When a carrier gas is used, the conduit preferably comprises an inlet for introducing the carrier gas into the conduit for mixing with the smoke stream. The conduit may include at least one inlet for introducing or injecting a reference standard into the system 10) - such as nicotine - for calibration purposes. The smoke flow will generally be controlled by the system or pumps of the present description.
[00210] A máquina para fumar pode ser uma máquina para fumar linear ou rotativa. Apropriadamente, a máquina para fumar é operada para fumar uma pluralidade de artigos para fumar simultaneamente, de modo que a fumaça cumulativa da pluralidade de artigos para fumar possa ser coletada e analisada. As máquinas para fumar apropriadas para uso na presente descrição são bem conhecidas à pessoa versada na técnica.[00210] The smoking machine can be a linear or rotary smoking machine. Suitably, the smoking machine is operated to smoke a plurality of smoking articles simultaneously, so that the cumulative smoke from the plurality of smoking articles can be collected and analyzed. Smoking machines suitable for use in the present disclosure are well known to the person skilled in the art.
[00211] O sistema 10 e o método descrito neste documento podem ser usados para realizar uma análise da fumaça de corrente principal gerada por um artigo para fumar durante o teste de fumo. A "fumaça de corrente principal" refere-se à fumaça que é puxada através do artigo para fumar e que seria inalada pelo consumidor durante o uso.[00211] The system 10 and the method described herein can be used to perform an analysis of mainstream smoke generated by a smoking article during the smoke test. "Mainstream smoke" refers to smoke that is drawn through the smoking article and would be inhaled by the consumer during use.
[00212] A atmosfera de teste pode ser de um "dispositivo gerador de aerossol", que é um dispositivo que interage com um substrato formador de aerossol para gerar um aerossol. Um exemplo de aerossol é fumaça. O substrato formador de aerossol pode ser parte de um artigo gerador de aerossol. Um dispositivo gerador de aerossol pode incluir um ou mais componentes adequados para gerar um aerossol a partir de um substrato gerador de aerossol. Um dispositivo gerador de aerossol pode ser um dispositivo gerador de aerossol aquecido eletricamente, que é um dispositivo gerador de aerossol que compreende um aquecedor que é operado por potência elétrica para aquecer um substrato formador de aerossol de um artigo gerador de aerossol para gerar um aerossol. O dispositivo gerador de aerossol pode ser um dispositivo gerador de aerossol aquecido a gás, um dispositivo aquecido por uma fonte de calor carbonáceo, outra reação química exotérmica ou um dissipador de calor. Outros meios adequados para gerar um aerossol são bem conhecidos na técnica. Um dispositivo gerador de aerossol pode ser um dispositivo que interage com um substrato formador de aerossol de um artigo gerador de aerossol para gerar um aerossol que seja diretamente inalável nos pulmões de um usuário através da boca do usuário.[00212] The test atmosphere may be from an "aerosol generating device", which is a device that interacts with an aerosol-forming substrate to generate an aerosol. An example of an aerosol is smoke. The aerosol-forming substrate may be part of an aerosol-generating article. An aerosol generating device may include one or more components suitable for generating an aerosol from an aerosol generating substrate. An aerosol generating device may be an electrically heated aerosol generating device, which is an aerosol generating device comprising a heater that is operated by electrical power to heat an aerosol forming substrate of an aerosol generating article to generate an aerosol. The aerosol-generating device may be a gas-heated aerosol-generating device, a device heated by a carbonaceous heat source, another exothermic chemical reaction, or a heat sink. Other suitable means for generating an aerosol are well known in the art. An aerosol-generating device may be a device that interacts with an aerosol-forming substrate of an aerosol-generating article to generate an aerosol that is directly inhalable into a user's lungs through the user's mouth.
[00213] Outro exemplo de um "dispositivo gerador de aerossol" é um dispositivo de inalação (inalador) que geralmente é usado para administrar um aerossol contendo um ingrediente ativo - tal como um composto medicamente ativo. Tais dispositivos de inalação são geralmente usados para a administração de medicamentos aerossolizados para o trato respiratório. Os mesmos podem ser usados para o tratamento de doenças respiratórias e outras doenças. Tais inaladores são bem conhecidos na técnica e são geralmente do tipo medido pressurizado, do tipo pó seco ou do tipo nebulizador. Geralmente, o medicamento está na forma de uma formulação pressurizada contendo partículas finas de um ou mais compostos medicinais suspensos em um propulsor liquefeito, ou uma solução de um ou mais compostos dissolvidos em um sistema propulsor/co- solvente. Tais formulações são bem conhecidas na técnica.[00213] Another example of an "aerosol generating device" is an inhalation device (inhaler) which is generally used to administer an aerosol containing an active ingredient - such as a medically active compound. Such inhalation devices are generally used for delivering aerosolized medications to the respiratory tract. They can be used to treat respiratory diseases and other diseases. Such inhalers are well known in the art and are generally of the pressurized metered type, dry powder type or nebulizer type. Generally, the drug is in the form of a pressurized formulation containing fine particles of one or more medicinal compounds suspended in a liquefied propellant, or a solution of one or more compounds dissolved in a propellant/co-solvent system. Such formulations are well known in the art.
[00214] Conforme usado neste documento, o termo 'substrato formador de aerossol' se refere a um substrato capaz de liberar compostos voláteis que podem formar um aerossol. Tais compostos voláteis podem ser liberados pelo aquecimento do substrato formador de aerossol. Um substrato formador de aerossol pode ser adsorvido, revestido, impregnado ou, de outra forma, carregado em um transportador ou suporte. O substrato formador de aerossol pode, convenientemente, ser parte de um artigo gerador de aerossol ou de um artigo para fumar. Em determinadas aplicações, o substrato formador de aerossol está contido em um artigo gerador de aerossol, por exemplo, um artigo gerador de aerossol com forma de coluna, tal como um artigo gerador de aerossol aquecido ou cigarro aquecido. O artigo gerador de aerossol é de tamanho e formato adequados para engatar com o dispositivo gerador de aerossol, de modo que coloque o substrato formador de aerossol em contato com o aquecedor.[00214] As used herein, the term 'aerosol-forming substrate' refers to a substrate capable of releasing volatile compounds that can form an aerosol. Such volatile compounds can be released by heating the aerosol-forming substrate. An aerosol-forming substrate may be adsorbed, coated, impregnated, or otherwise loaded onto a carrier or support. The aerosol-forming substrate may conveniently be part of an aerosol-generating article or a smoking article. In certain applications, the aerosol-forming substrate is contained in an aerosol-generating article, for example, a column-shaped aerosol-generating article, such as a heated aerosol-generating article or heated cigarette. The aerosol-generating article is of a suitable size and shape to engage with the aerosol-generating device so as to bring the aerosol-forming substrate into contact with the heater.
[00215] Um substrato formador de aerossol pode compreender compostos ativos medicamente - tais como agentes antibióticos ou anti-inflamatórios que podem ser administrados a um paciente por meio do trato respiratório. Inúmeros dispositivos de inalação médica (inaladores) são conhecidos e rotineiramente prescritos para tratar várias doenças relacionadas ao trato respiratório e não respiratórios.[00215] An aerosol-forming substrate can comprise medically active compounds - such as antibiotic or anti-inflammatory agents that can be administered to a patient via the respiratory tract. Numerous medical inhalation devices (inhalers) are known and routinely prescribed to treat various respiratory and non-respiratory tract-related illnesses.
[00216] Um substrato formador de aerossol pode compreender nicotina. Um substrato formador de aerossol pode compreender tabaco. O substrato formador de aerossol pode compreender, por exemplo, um material contendo tabaco, contendo compostos aromatizantes de tabaco voláteis, que são liberados a partir do substrato formador de aerossol mediante aquecimento. Em certas modalidades, um substrato formador de aerossol pode compreender material de tabaco homogeneizado, por exemplo, tabaco reconstituído. Conforme usado neste documento, o "material de tabaco homogeneizado" se refere ao material formado pelo aglomerado de tabaco em partículas. O tabaco homogeneizado pode estar na forma de uma folha. O material de tabaco homogeneizado pode ter um teor de formador de aerossol superior a 5% em peso seco. Alternativamente, o material de tabaco homogeneizado pode ter um teor de formador de aerossol entre 5% e 30% em peso com base no peso seco. As folhas de material de tabaco homogeneizado podem ser formadas por um aglomerado de partículas de tabaco obtidas por moagem, ou outra forma de trituração, das lâminas e dos caules da folha de tabaco. Alternativa ou adicionalmente, as folhas do material de tabaco homogeneizado podem conter um ou mais dentre pó de tabaco, resíduos de tabaco e outros subprodutos de tabaco em partículas formadas durante, por exemplo, o tratamento, manuseio e envio do tabaco. Folhas de material de tabaco homogeneizado podem compreender um ou mais aglutinantes intrínsecos, ou seja, aglutinantes endógenos de tabaco, um ou mais aglutinantes extrínsecos, ou seja, aglutinantes exógenos de tabaco, ou uma combinação deles, a fim de ajudar a aglomerar as partículas de tabaco; alternativa ou adicionalmente, as folhas de material de tabaco homogeneizado podem conter outros aditivos incluindo, mas sem limitação, fibras e tabaco e não tabaco, formadores de aerossol, umectantes, plastificantes, aromatizantes, preenchedores, solventes aquosos e não aquosos e combinações destes.[00216] An aerosol-forming substrate may comprise nicotine. An aerosol-forming substrate may comprise tobacco. The aerosol-forming substrate may comprise, for example, a tobacco-containing material containing volatile tobacco flavoring compounds, which are released from the aerosol-forming substrate upon heating. In certain embodiments, an aerosol-forming substrate may comprise homogenized tobacco material, e.g., reconstituted tobacco. As used herein, "homogenized tobacco material" refers to the material formed by agglomerating particulate tobacco. The homogenized tobacco may be in the form of a sheet. The homogenized tobacco material may have an aerosol-forming content greater than 5% by dry weight. Alternatively, the homogenized tobacco material may have an aerosol former content of between 5% and 30% by weight based on dry weight. Sheets of homogenized tobacco material may be formed by an agglomeration of tobacco particles obtained by grinding, or otherwise crushing, the blades and stems of the tobacco leaf. Alternatively or additionally, the sheets of homogenized tobacco material may contain one or more of tobacco dust, tobacco residue and other particulate tobacco by-products formed during, for example, the treatment, handling and shipping of tobacco. Sheets of homogenized tobacco material may comprise one or more intrinsic binders, i.e., endogenous tobacco binders, one or more extrinsic binders, i.e., exogenous tobacco binders, or a combination thereof, in order to help agglomerate tobacco particles. tobacco; Alternatively or additionally, sheets of homogenized tobacco material may contain other additives including, but not limited to, fibers and tobacco and non-tobacco, aerosol formers, humectants, plasticizers, flavorings, fillers, aqueous and non-aqueous solvents and combinations thereof.
[00217] As culturas de células para uso na presente descrição incluem culturas de células bidimensionais e tridimensionais. Conforme descrito neste documento, a cultura de células será, no geral, contida ou cultivada no um ou mais módulos de uma ou mais bombas e/ou estrutura de conexão. A cultura de células pode ser exposta a uma atmosfera de teste, de modo que o efeito da atmosfera de teste na cultura de células possa ser determinado. Apropriadamente, duas ou mais culturas de células estarão localizadas em diferentes posições ao redor da uma ou mais bombas e/ou da estrutura de conexão e/ou do sistema, de modo que o efeito da atmosfera de teste nas culturas de células nessas diferentes localizações - que imitam o trato respiratório - possa ser determinado. As culturas de células bidimensionais envolvem o crescimento de células em camadas planas em superfícies plásticas, o que permite o estudo de vários aspectos da fisiologia celular e respostas a estímulos - tal como atmosfera(s) de teste, mas as mesmas não refletem a verdadeira estrutura e arquitetura de um órgão. Em monocamadas bidimensionais, a matriz extracelular, as interações célula-célula e célula-matriz, que são essenciais para a diferenciação, proliferação e funções celulares, são perdidas. Os sistemas de cultura tridimensional podem formar um tecido funcional com recursos semelhantes àqueles observados in vivo. Em comparação com os sistemas de cultura bidimensional, a cultura de células tridimensional permite que as células interajam com seus arredores em todas as três dimensões e sejam mais relevantes fisiologicamente. Tais células podem mostrar melhorias na viabilidade, proliferação, diferenciação, morfologia, resposta a estímulos, metabolismo de fármacos, expressão gênica e síntese de proteínas e afins. A cultura de células tridimensional pode produzir estruturas específicas tipo tecido e imitar as funções e respostas de tecidos verdadeiros de uma maneira que seja mais relevante fisiologicamente do que as monocamadas de células bidimensionais tradicionais. Vários tecidos tridimensionais que imitam órgãos humanos estão disponíveis comercialmente. Os tecidos organotípicos tridimensionais do pulmão, que são de interesse específico no contexto da presente descrição, podem ser preparados usando células humanas primárias cultivadas em uma interface ar- líquido (air-liquid interface - ALI), onde essas células diferenciarão e formarão um tecido funcional. Esses tecidos tridimensionais têm estreita semelhança morfológica e características metabólicas com tecidos brônquicos humanos. Os mesmos são compostos por células basais, caliciformes e ciliadas dispostas em uma estrutura pseudoestratificada. Semelhante ao pulmão, os cílios com batimento ativo estão presentes, permitindo o estudo de sua função e atividade. Níveis semelhantes de enzima xenobiótica decodificadora de mRNA foram encontrados nessas culturas de ALI tridimensionais em comparação com os pulmões humanos. Ademais, estes tecidos podem ser mantidos in vitro por um longo período de tempo. Este modelo tridimensional do tecido pulmonar é um modelo apropriado para explorar os efeitos das atmosferas de teste e afins, de acordo com a presente descrição.[00217] Cell cultures for use in the present description include two-dimensional and three-dimensional cell cultures. As described herein, the cell culture will generally be contained or grown in the one or more modules of one or more pumps and/or connection structure. The cell culture can be exposed to a test atmosphere, so that the effect of the test atmosphere on the cell culture can be determined. Suitably, two or more cell cultures will be located in different positions around the one or more pumps and/or the connecting structure and/or the system, so that the effect of the test atmosphere on the cell cultures in these different locations - that mimic the respiratory tract - can be determined. Two-dimensional cell cultures involve the growth of cells in flat layers on plastic surfaces, which allows the study of various aspects of cellular physiology and responses to stimuli - such as test atmosphere(s), but they do not reflect the true structure and architecture of an organ. In two-dimensional monolayers, the extracellular matrix, cell-cell and cell-matrix interactions, which are essential for cellular differentiation, proliferation and functions, are lost. Three-dimensional culture systems can form functional tissue with features similar to those observed in vivo. Compared to two-dimensional culture systems, three-dimensional cell culture allows cells to interact with their surroundings in all three dimensions and be more physiologically relevant. Such cells can show improvements in viability, proliferation, differentiation, morphology, response to stimuli, drug metabolism, gene expression and protein synthesis and the like. Three-dimensional cell culture can produce specific tissue-like structures and mimic the functions and responses of true tissues in a way that is more physiologically relevant than traditional two-dimensional cell monolayers. Several three-dimensional tissues that mimic human organs are commercially available. Three-dimensional organotypic lung tissues, which are of specific interest in the context of the present description, can be prepared using primary human cells cultured at an air-liquid interface (ALI), where these cells will differentiate and form a functional tissue. . These three-dimensional tissues have close morphological similarity and metabolic characteristics to human bronchial tissues. They are composed of basal, goblet and ciliated cells arranged in a pseudostratified structure. Similar to the lung, actively beating cilia are present, allowing study of their function and activity. Similar levels of xenobiotic mRNA-decoding enzyme were found in these three-dimensional ALI cultures compared to human lungs. Furthermore, these tissues can be maintained in vitro for a long period of time. This three-dimensional model of lung tissue is an appropriate model for exploring the effects of test atmospheres and the like in accordance with the present description.
[00218] O termo "cultura de células tridimensionais" inclui qualquer método que forneça a cultura de uma célula em três dimensões, com ou sem o uso de uma matriz ou esqueleto. Uma série de diferentes métodos de cultura de células tridimensionais foram desenvolvidos, incluindo culturas esferoides e culturas organotípicas.[00218] The term "three-dimensional cell culture" includes any method that provides for the culture of a cell in three dimensions, with or without the use of a matrix or skeleton. A number of different three-dimensional cell culture methods have been developed, including spheroid cultures and organotypic cultures.
[00219] O termo "esferoide" assume o significado, conforme normalmente entendido na técnica, que é uma única célula que se divide em uma bola de células em três dimensões, ou uma agregação de múltiplas células em três dimensões, com ou sem o uso de uma matriz ou esqueleto para suporte no crescimento de células tridimensionais dentro do esferoide. O esferoide tridimensional pode ser um esferoide aderente ou um esferoide cultivado em suspensão. Vários sistemas diferentes para cultivar esferoides para o uso na presente descrição estão disponíveis, incluindo esferoides cultivados como agregados, por exemplo, em placas de nanocultura, em cultura de suspensão, em géis, em plástico revestido com poli-HEMA, por meio da encapsulação de células ou como agregados por meio de um sistema de gotículas suspensas. Outros métodos incluem o uso de frascos de centrifugação, sistemas de rotação, métodos de placa côncava e sobreposição de líquido. Os biorreatores também podem ser adaptados para uso na cultura de células esferoides tridimensionais. Em uma modalidade, o método usado é o sistema de gotículas suspensas - tal como o GravityPLUS Hanging Drop System (InSphero). Este método envolve o uso do GravityTRAP ULA Plate que é uma placa de microtitulação revestida não adesiva projetada para a produção de esferoides. A maturação de esferoide geralmente ocorre dentro de 2 a 5 dias após a semeadura, dependendo do tipo de célula e das condições de cultura. Apropriadamente, os esferoides são cultivados em um volume de 100 μl ou mais, ou 200 μl ou mais, ou 300 μl ou mais. Apropriadamente, os esferoides são cultivados em microplacas de esferoides Corning®.[00219] The term "spheroid" takes on the meaning, as commonly understood in the art, that it is a single cell that divides into a ball of cells in three dimensions, or an aggregation of multiple cells in three dimensions, with or without the use of a matrix or skeleton to support the growth of three-dimensional cells within the spheroid. The three-dimensional spheroid can be an adherent spheroid or a spheroid grown in suspension. Several different systems for growing spheroids for use in the present disclosure are available, including spheroids grown as aggregates, e.g., in nanoculture plates, in suspension culture, in gels, on poly-HEMA coated plastic, through encapsulation of cells or as aggregates through a suspended droplet system. Other methods include the use of centrifuge flasks, spin systems, concave plate methods, and liquid overlay. Bioreactors can also be adapted for use in three-dimensional spheroid cell culture. In one embodiment, the method used is a hanging droplet system - such as the GravityPLUS Hanging Drop System (InSphero). This method involves the use of the GravityTRAP ULA Plate which is a non-adhesive coated microtiter plate designed for the production of spheroids. Spheroid maturation generally occurs within 2 to 5 days after seeding, depending on cell type and culture conditions. Suitably, the spheroids are cultured in a volume of 100 μl or more, or 200 μl or more, or 300 μl or more. Suitably, spheroids are grown in Corning® spheroid microplates.
[00220] As matrizes ou esqueleto da cultura de células tridimensional podem ser usados para a cultura esferoide. Esses são muitas vezes substratos porosos que podem suportar a diferenciação e crescimento celular tridimensional. Uma variedade de materiais foi desenvolvida para produzir andaimes tridimensionais com diferenças na aparência física, porosidade, permeabilidade, características mecânicas e morfologia de superfície em escala nanométrica. Exemplos de tais materiais incluem: géis, esponjas ou biogéis de colágeno; fibrina; fibronectina; laminina; alginatos, hidrogéis; glicosaminoglicana reticulada; esqueletos à base de polímeros, esqueletos sintéticos; andaimes peptídicos; e andaimes compostos de quitosana.[00220] Three-dimensional cell culture matrices or skeleton can be used for spheroid culture. These are often porous substrates that can support three-dimensional cell differentiation and growth. A variety of materials have been developed to produce three-dimensional scaffolds with differences in physical appearance, porosity, permeability, mechanical characteristics, and surface morphology at the nanometer scale. Examples of such materials include: collagen gels, sponges or biogels; fibrin; fibronectin; laminin; alginates, hydrogels; cross-linked glycosaminoglycan; polymer-based skeletons, synthetic skeletons; peptide scaffolds; and chitosan composite scaffolds.
[00221] Esferoides tridimensionais se assemelham mais ao tecido in vivo em termos de sua comunicação celular e desenvolvimento de matrizes extracelulares. Essas matrizes ajudam as células em mover dentro do esferoide similar à maneira que as células se movem no tecido vivo. Os esferoides são, portanto, modelos muito melhorados para diferenciação, sobrevivência, migração celular, polarização celular, expressão gênica e crescimento.[00221] Three-dimensional spheroids more closely resemble in vivo tissue in terms of their cellular communication and development of extracellular matrices. These matrices help cells move within the spheroid similar to the way cells move in living tissue. Spheroids are therefore greatly improved models for differentiation, survival, cell migration, cell polarization, gene expression and growth.
[00222] Os esferoides podem ser colhidos e estudados usando vários métodos bem conhecidos na técnica, incluindo ensaios colorimétricos, fluorescência e luminescência medidos com um leitor de placa ou podem ser facilmente observados pela microscopia. Técnicas adicionais incluem western, northern ou southern blot, técnicas histológicas (por exemplo, imuno-histoquímica, hibridização in situ, imunoflourescência) e similares. O uso de métodos de imageamento óptico - como microscopia de campo brilhante inverso, microscopia de fluorescência, tomografia computadorizada de emissão de fóton único (SPECT), topografia de emissão de pósitrons (PET), ressonância magnética (MRI) e técnicas de imageamento por luminescência Cerenkov (CLI) também é contemplado.[00222] Spheroids can be collected and studied using several methods well known in the art, including colorimetric assays, fluorescence and luminescence measured with a plate reader or can be easily observed by microscopy. Additional techniques include western, northern or southern blot, histological techniques (e.g., immunohistochemistry, in situ hybridization, immunofluorescence) and the like. The use of optical imaging methods - such as inverse bright field microscopy, fluorescence microscopy, single photon emission computed tomography (SPECT), positron emission topography (PET), magnetic resonance imaging (MRI) and luminescence imaging techniques Cerenkov (CLI) is also included.
[00223] Aplicações do uso de esferoides tridimensional incluem o estudo da proliferação de células e tecidos in vitro em um ambiente que se aproxima ao encontrado in vivo, a triagem de compostos e atmosferas de teste, ensaios de toxicologia e ensaios clínicos e similares.[00223] Applications of the use of three-dimensional spheroids include the study of the proliferation of cells and tissues in vitro in an environment that approximates that found in vivo, the screening of compounds and test atmospheres, toxicology assays and clinical trials and the like.
[00224] O uso de esferoides na cultura de células tridimensional é geralmente revisto em Expert Opin. Drug Discov. (2015) 10, 519-540. In vitro, as células esferoides pulmonares podem ser expandidas em grande quantidade e podem formar estruturas semelhantes a alvéolos e adquirem fenótipos epiteliais pulmonares maduros.[00224] The use of spheroids in three-dimensional cell culture is generally reviewed in Expert Opin. Drug Discov. (2015) 10, 519-540. In vitro, lung spheroid cells can be expanded in large numbers and can form alveoli-like structures and acquire mature lung epithelial phenotypes.
[00225] As células pulmonares e linhagens celulares para uso na presente descrição podem ser isoladas de um tecido ou um fluido usando métodos que são bem conhecidos na técnica. As mesmas podem ser diferenciadas de células-tronco - como células-tronco embrionárias ou células-tronco pluripotentes induzidas ou diretamente diferenciadas de células somáticas. Células e linhagens celulares podem ser derivadas de seres humanos ou animais ou de células humanas ou animais, incluindo qualquer uma das várias espécies de mamíferos, adequadamente humanas, mas incluindo rato, camundongo, porco, coelho e primatas não humanos e similares. As células e linhagens celulares podem ser obtidas a partir de fontes comerciais. Em certas modalidades, o uso de células humanas é desejável.[00225] Lung cells and cell lines for use in the present description can be isolated from a tissue or fluid using methods that are well known in the art. They can be differentiated from stem cells - such as embryonic stem cells or induced pluripotent stem cells or directly differentiated from somatic cells. Cells and cell lines may be derived from humans or animals or from human or animal cells, including any of several mammalian species, suitably human, but including rat, mouse, pig, rabbit and non-human primates and the like. Cells and cell lines can be obtained from commercial sources. In certain embodiments, the use of human cells is desirable.
[00226] As células pulmonares - incluindo células epiteliais pulmonares - são um tipo de célula de interesse. As células epiteliais brônquicas e/ou das vias aéreas são de uso particular na presente descrição. As células epiteliais brônquicas humanas podem ser coletadas escovando os pulmões doadores durante um procedimento de broncoscopia. Em uma modalidade, as células pulmonares são Células Epiteliais Brônquicas Humanas Normais (NHBE). As células epiteliais de pulmão podem ser cultivadas como uma monocamada de células indiferenciadas ou posteriormente desenvolvidas em um tecido semelhante ao epitélio organotípico do pulmão em uma interface ar- líquido. As células podem ser estabelecidas em uma interface ar- líquido usando a seguinte metodologia. Brevemente, as células epiteliais podem ser cultivadas em um frasco para aumentar o número de células. Após um período de incubação, as células são separadas do frasco, contadas e semeadas em insertos. Nesses insertos, as pilhas são incubadas com o meio nos lados apical e basal. Essa fase garantirá que as células se dividam e cubram completamente o inserto para formar um epitélio. Em seguida, o meio apical é removido, o meio basal é retido e substituído por um meio mais completo. As culturas são incubadas deste modo por um período de tempo mais adicional. Enquanto isso, as células se diferenciarão em 3 tipos de células: células basais, células caliciformes e células ciliadas. No final da maturação, as culturas estão prontas para uso. O uso da interface ar líquido para cultura de células epiteliais nasais humanas é descrito em J Vis Exp.2013; (80): 50646.[00226] Lung cells - including lung epithelial cells - are a cell type of interest. Bronchial and/or airway epithelial cells are of particular use in the present disclosure. Human bronchial epithelial cells can be collected by brushing donor lungs during a bronchoscopy procedure. In one embodiment, the lung cells are Normal Human Bronchial Epithelial Cells (NHBE). Lung epithelial cells can be cultured as a monolayer of undifferentiated cells or further developed into a tissue similar to organotypic lung epithelium at an air-liquid interface. Cells can be established at an air-liquid interface using the following methodology. Briefly, epithelial cells can be grown in a flask to increase cell numbers. After a period of incubation, the cells are separated from the flask, counted and seeded onto inserts. In these inserts, the cells are incubated with the medium on the apical and basal sides. This phase will ensure that the cells divide and completely cover the insert to form an epithelium. Then the apical medium is removed, the basal medium is retained and replaced with a more complete medium. The cultures are incubated in this way for a further period of time. Meanwhile, the cells will differentiate into 3 cell types: basal cells, goblet cells, and ciliated cells. At the end of maturation, the crops are ready for use. The use of the air-liquid interface for culturing human nasal epithelial cells is described in J Vis Exp.2013; (80): 50646.
[00227] As células epiteliais pulmonares podem ser obtidas de seres humanos ou animais com diferentes patologias, incluindo indivíduos classificados como fumantes ou não fumantes.[00227] Lung epithelial cells can be obtained from humans or animals with different pathologies, including individuals classified as smokers or non-smokers.
[00228] A presente descrição pode ser usada para uma variedade de aplicações para estudar o impacto de atmosferas de teste em um trato respiratório simulado. Por exemplo, a presente descrição pode ser utilizada no estudo de toxicologia de inalação in vitro, a investigação da dinâmica do aerossol no trato respiratório (por exemplo, deposição e absorção partículas de aerossol dos gases em culturas de células) ou investigação da atividade metabólica ou transporte de atmosfera(s) de teste (por exemplo, moléculas de aerossol) através do epitélio do trato respiratório. A presente descrição pode ser utilizada para testar o efeito de aerossol(óis), de produtos de fumar ou tabaco ou o efeito de inaladores - como inaladores médicos. A presente descrição pode ser utilizada para testar o efeito de aerossol(óis), de produtos de fumar ou tabaco ou o efeito de inaladores médicos sobre as células de uma ou mais partes do trato respiratório.[00228] The present description can be used for a variety of applications to study the impact of test atmospheres on a simulated respiratory tract. For example, the present disclosure may be used in the study of in vitro inhalation toxicology, investigation of aerosol dynamics in the respiratory tract (e.g., deposition and absorption of aerosol particles from gases in cell cultures), or investigation of metabolic activity or transport of test atmosphere(s) (e.g., aerosol molecules) across the epithelium of the respiratory tract. The present disclosure may be used to test the effect of aerosol(s), smoking or tobacco products or the effect of inhalers - such as medical inhalers. The present disclosure may be used to test the effect of aerosol(s), smoking products or tobacco or the effect of medical inhalers on the cells of one or more parts of the respiratory tract.
[00229] Um aspecto refere-se a um método para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em uma cultura de células - tais como uma ou mais culturas de células - contida em um trato respiratório simulado compreendendo: (a) fornecer o sistema, descrito neste documento, em que o sistema contém uma cultura de células em um ou mais dos módulos; e (b) comparar a cultura de células antes e/ou após a exposição à atmosfera de teste, em que uma diferença entre a cultura de células antes e/ou após a exposição das células à atmosfera de teste é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura de células.[00229] One aspect relates to a method for determining the effect of a test atmosphere on a cell culture - such as one or more cell cultures - contained in a simulated respiratory tract comprising: (a) providing the system, described herein, wherein the system contains a cell culture in one or more of the modules; and (b) comparing the cell culture before and/or after exposure to the test atmosphere, wherein a difference between the cell culture before and/or after exposing the cells to the test atmosphere is indicative that the test atmosphere test affects cell culture.
[00230] Na modalidade onde uma diferença entre a cultura das células é determinada após a exposição das células à atmosfera de teste, a cultura de células expostas à atmosfera de teste pode ser comparada a uma cultura das células que não foram expostas a uma atmosfera de teste ou a uma cultura das células que foram expostas a uma atmosfera de controle - como uma atmosfera que não contém a atmosfera de teste. De acordo com essa modalidade, uma diferença entre a cultura das células expostas à atmosfera de teste e a cultura das células não expostas à atmosfera de teste ou uma diferença entre a cultura de células expostas à atmosfera de teste e uma cultura de células expostas a um controle atmosfera - como uma atmosfera que não contém a atmosfera de teste - é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura das células.[00230] In the embodiment where a difference between the cell culture is determined after exposing the cells to the test atmosphere, the culture of cells exposed to the test atmosphere can be compared to a culture of cells that were not exposed to an atmosphere of test or to a culture of cells that have been exposed to a control atmosphere - such as an atmosphere that does not contain the test atmosphere. According to this embodiment, a difference between the culture of cells exposed to the test atmosphere and the culture of cells not exposed to the test atmosphere or a difference between the culture of cells exposed to the test atmosphere and a culture of cells exposed to a Control atmosphere - such as an atmosphere that does not contain the test atmosphere - is indicative that the test atmosphere affects the cell culture.
[00231] Outro aspecto refere-se a um método para simular a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado no sistema descrito neste documento compreendendo: (a) com a primeira válvula da primeira bomba aberta e a segunda válvula da primeira bomba fechada, fornecer um gás compreendendo uma atmosfera de teste para a primeira bomba através da primeira porta; (b) fechar a primeira válvula e abrir a segunda válvula da primeira bomba e fechar as válvulas na placa de pistão da primeira bomba; (c) operar a segunda bomba para atrair a atmosfera de teste para a estrutura de conexão e preencher a câmara da primeira bomba e a estrutura de conexão com o ar circundante; (d) abrir a primeira válvula da primeira bomba em direção ao ar circundante e formar uma conexão vedada entre a primeira porta e a segunda porta da primeira bomba; e (e) após um período de tempo, usando a segunda bomba para deslocar a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e através da primeira válvula da primeira bomba.[00231] Another aspect relates to a method for simulating the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract in the system described herein comprising: (a) with the first valve of the first pump open and the second valve of the first pump closed, supplying a gas comprising a test atmosphere to the first pump through the first port; (b) closing the first valve and opening the second valve of the first pump and closing the valves on the piston plate of the first pump; (c) operating the second pump to draw the test atmosphere into the connecting structure and filling the chamber of the first pump and the connecting structure with the surrounding air; (d) opening the first valve of the first pump toward the surrounding air and forming a sealed connection between the first port and the second port of the first pump; and (e) after a period of time, using the second pump to displace the test atmosphere through the connecting structure and through the first valve of the first pump.
[00232] Outro aspecto refere-se a um método para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em um trato respiratório simulado no sistema descrito neste documento compreendendo: (a) com a primeira válvula da primeira bomba aberta e a segunda válvula da primeira bomba fechada, fornecer uma gás compreendendo uma atmosfera de teste para a primeira bomba através da primeira porta; (b) fechar a primeira válvula e abrir a segunda válvula da primeira bomba e fechar as válvulas na placa de pistão da primeira bomba; (c) operar a segunda bomba para extrair a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e lavar a câmara da primeira bomba e a estrutura de conexão com o ar circundante; (d) abrir a primeira válvula da primeira bomba em direção ao ar circundante e formar uma conexão selada entre a primeira porta e a segunda porta da primeira bomba; e (e) após um período de tempo, utilizando a segunda bomba para deslocar a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e através da primeira válvula da primeira bomba; em que a atmosfera de teste entra em contato com uma cultura de células localizada em um ou mais módulos localizados na primeira bomba ou na estrutura de conexão ou na segunda bomba ou em uma combinação de duas ou mais delas e o referido método compreende a etapa adicional de determinar o efeito da atmosfera de teste na cultura de células, em que uma diferença na cultura de células antes e/ou após a exposição à atmosfera de teste é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura de células.[00232] Another aspect relates to a method for determining the effect of a test atmosphere on a simulated respiratory tract in the system described herein comprising: (a) with the first valve of the first pump open and the second valve of the first pump closed, supplying a gas comprising a test atmosphere to the first pump through the first port; (b) closing the first valve and opening the second valve of the first pump and closing the valves on the piston plate of the first pump; (c) operating the second pump to extract the test atmosphere through the connecting structure and flushing the first pump chamber and the connecting structure with the surrounding air; (d) opening the first valve of the first pump toward the surrounding air and forming a sealed connection between the first port and the second port of the first pump; and (e) after a period of time, using the second pump to displace the test atmosphere through the connecting structure and through the first valve of the first pump; wherein the test atmosphere comes into contact with a cell culture located in one or more modules located in the first pump or in the connecting structure or in the second pump or in a combination of two or more thereof and said method comprises the additional step of determining the effect of the test atmosphere on the cell culture, wherein a difference in the cell culture before and/or after exposure to the test atmosphere is indicative that the test atmosphere affects the cell culture.
[00233] Na modalidade onde uma diferença entre a cultura das células é determinada após a exposição das células à atmosfera de teste, a cultura de células expostas à atmosfera de teste pode ser comparada a uma cultura das células que não foram expostas a uma atmosfera de teste ou a uma cultura das células que foram expostas a uma atmosfera de controle - como uma atmosfera que não contém a atmosfera de teste. De acordo com essa modalidade, uma diferença entre a cultura das células expostas à atmosfera de teste e a cultura das células não expostas à atmosfera de teste ou uma diferença entre a cultura de células expostas à atmosfera de teste e uma cultura de células expostas a um controle atmosfera - como uma atmosfera que não contém a atmosfera de teste - é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura das células.[00233] In the embodiment where a difference between the cell culture is determined after exposing the cells to the test atmosphere, the culture of cells exposed to the test atmosphere can be compared to a culture of cells that were not exposed to an atmosphere of test or to a culture of cells that have been exposed to a control atmosphere - such as an atmosphere that does not contain the test atmosphere. According to this embodiment, a difference between the culture of cells exposed to the test atmosphere and the culture of cells not exposed to the test atmosphere or a difference between the culture of cells exposed to the test atmosphere and a culture of cells exposed to a Control atmosphere - such as an atmosphere that does not contain the test atmosphere - is indicative that the test atmosphere affects the cell culture.
[00234] Um aspecto mais adicional relaciona-se a um método para simular a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado que compreende: (a) fornecer uma atmosfera de teste a uma câmara de uma primeira bomba; (b) retirar a atmosfera de teste da primeira bomba para uma estrutura de conexão que une a primeira bomba a uma segunda bomba; (c) preencher a primeira bomba e pelo menos de uma parte da estrutura de conexão com o ar circundante; (d) reter a atmosfera de teste na segunda bomba e na estrutura de conexão por um período definido de tempo; (e) deslocar a atmosfera de teste para a estrutura de conexão e a primeira bomba usando a segunda bomba; e (f) realizar um ou mais ciclos de bombeamento do ar circundante na segunda bomba; em que a atmosfera de teste entra em contato com uma cultura de células localizada na primeira bomba ou na estrutura de conexão ou na segunda bomba ou uma combinação de dois ou mais.[00234] A further aspect relates to a method for simulating the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract comprising: (a) providing a test atmosphere to a chamber of a first pump; (b) withdrawing the test atmosphere from the first pump to a connecting structure joining the first pump to a second pump; (c) filling the first pump and at least a portion of the connecting structure with the surrounding air; (d) retain the test atmosphere in the second pump and connecting structure for a defined period of time; (e) moving the test atmosphere to the connecting structure and the first pump using the second pump; and (f) performing one or more cycles of pumping the surrounding air into the second pump; wherein the test atmosphere comes into contact with a cell culture located in the first pump or connecting structure or in the second pump or a combination of two or more.
[00235] Um outro aspecto refere-se a um método para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em um trato respiratório simulado compreendendo: (a) fornecer uma atmosfera de teste a uma câmara de uma primeira bomba; (b) retirar a atmosfera de teste da primeira bomba para uma estrutura de conexão que une a primeira bomba a uma segunda bomba; (c) preencher a primeira bomba e pelo menos uma parte da estrutura de conexão com o ar circundante; (d) manter a atmosfera de teste na segunda bomba e a estrutura de conexão por um período de tempo definido; (e) deslocar a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e da primeira bomba usando a segunda bomba; e (f) realizar um ou mais ciclos de bombeamento do ar circundante na segunda bomba; em que a atmosfera de teste entra em contato com uma cultura de células localizada em um ou mais módulos localizados na primeira bomba ou na estrutura de conexão ou na segunda bomba ou em uma combinação de duas ou mais das mesmas e o referido método compreende a etapa adicional de determinar o efeito da atmosfera de teste na cultura de células, em que uma diferença na cultura de células antes e/ou após a exposição à atmosfera de teste é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura de células. Na modalidade onde uma diferença entre a cultura das células é determinada após a exposição das células à atmosfera de teste, a cultura de células expostas à atmosfera de teste pode ser comparada a uma cultura das células que não foram expostas a uma atmosfera de teste ou a uma cultura das células que foram expostas a uma atmosfera de controle - como uma atmosfera que não contém a atmosfera de teste. De acordo com essa modalidade, uma diferença entre a cultura das células expostas à atmosfera de teste e a cultura das células não expostas à atmosfera de teste ou uma diferença entre a cultura de células expostas à atmosfera de teste e uma cultura de células expostas a um controle atmosfera - como uma atmosfera que não contém a atmosfera de teste - é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura das células.[00235] Another aspect relates to a method for determining the effect of a test atmosphere on a simulated respiratory tract comprising: (a) providing a test atmosphere to a chamber of a first pump; (b) withdrawing the test atmosphere from the first pump to a connecting structure joining the first pump to a second pump; (c) filling the first pump and at least a portion of the connecting structure with the surrounding air; (d) maintain the test atmosphere in the second pump and the connecting structure for a defined period of time; (e) displacing the test atmosphere through the connecting structure and the first pump using the second pump; and (f) performing one or more cycles of pumping the surrounding air into the second pump; wherein the test atmosphere comes into contact with a cell culture located in one or more modules located in the first pump or in the connecting structure or in the second pump or in a combination of two or more thereof and said method comprises the step further of determining the effect of the test atmosphere on the cell culture, wherein a difference in the cell culture before and/or after exposure to the test atmosphere is indicative that the test atmosphere affects the cell culture. In the embodiment where a difference between the cell culture is determined after exposing the cells to the test atmosphere, the culture of cells exposed to the test atmosphere can be compared to a culture of cells that were not exposed to a test atmosphere or to a culture of cells that have been exposed to a control atmosphere - such as an atmosphere that does not contain the test atmosphere. According to this embodiment, a difference between the culture of cells exposed to the test atmosphere and the culture of cells not exposed to the test atmosphere or a difference between the culture of cells exposed to the test atmosphere and a culture of cells exposed to a Control atmosphere - such as an atmosphere that does not contain the test atmosphere - is indicative that the test atmosphere affects the cell culture.
[00236] O efeito da(s) atmosfera(s) de teste pode ser estudado na presença de um ou mais agentes. O agente (s) pode incluir, mas não estão limitados a uma droga, uma toxina, um patógeno, uma proteína, um ácido nucleico, um antígeno, um anticorpo, e um composto químico etc. Exemplos dos efeitos que podem ser medidos incluem consumo de oxigênio, produção de dióxido de carbono, viabilidade celular, expressão de uma proteína, atividade enzimática, penetração, função da barreira de permeabilidade, produção de surfactante, resposta a citocinas, função transportadora, expressão do citocromo P450, secreção de albumina, toxicologia e similares.[00236] The effect of the test atmosphere(s) can be studied in the presence of one or more agents. The agent(s) may include, but are not limited to, a drug, a toxin, a pathogen, a protein, a nucleic acid, an antigen, an antibody, and a chemical compound etc. Examples of the effects that can be measured include oxygen consumption, carbon dioxide production, cell viability, expression of a protein, enzyme activity, penetration, permeability barrier function, surfactant production, cytokine response, transporter function, expression of cytochrome P450, albumin secretion, toxicology and the like.
[00237] Uma pluralidade de ensaios pode ser executada em paralelo com diferentes concentrações da atmosfera de teste e/ou agente para obter uma resposta diferencial às várias concentrações.[00237] A plurality of tests can be performed in parallel with different concentrations of the test atmosphere and/or agent to obtain a differential response to the various concentrations.
[00238] O agente pode ser qualquer composto de teste de interesse e inclui pequenos compostos orgânicos, polipeptídeos, peptídeos, carboidratos de maior peso molecular, polinucleotídeos, ácidos graxos e lipídios, aerossol ou um ou mais componentes de um aerossol e similares. Os compostos de teste podem ser rastreados individualmente ou em conjuntos ou bibliotecas combinatórias dos compostos. Os compostos de teste podem ser obtidos a partir de uma grande variedade de fontes incluindo bibliotecas de compostos sintéticos ou naturais. Podem ser usadas bibliotecas de compostos naturais na forma de extratos bacterianos, fúngicos, vegetais e animais. Bibliotecas e compostos produzidos natural ou sinteticamente que são modificados através de meios químicos, físicos e bioquímicos convencionais podem ser usados para produzir bibliotecas combinatórias. Os agentes farmacológicos conhecidos podem ser sujeitos a modificações químicas direcionadas ou aleatórias, como acilação, alquilação, esterificação, acidificação para produzir análogos estruturais para a triagem.[00238] The agent can be any test compound of interest and includes small organic compounds, polypeptides, peptides, higher molecular weight carbohydrates, polynucleotides, fatty acids and lipids, aerosol or one or more components of an aerosol and the like. Test compounds can be screened individually or in sets or combinatorial libraries of the compounds. Test compounds can be obtained from a wide variety of sources including libraries of synthetic or natural compounds. Libraries of natural compounds in the form of bacterial, fungal, plant and animal extracts can be used. Naturally or synthetically produced libraries and compounds that are modified through conventional chemical, physical, and biochemical means can be used to produce combinatorial libraries. Known pharmacological agents can be subjected to targeted or random chemical modifications such as acylation, alkylation, esterification, acidification to produce structural analogues for screening.
[00239] Uma ou mais variáveis que podem ser medidas incluem elementos de células, material subcelular, componentes subcelulares ou produtos celulares. A título de exemplo, a toxicologia da atmosfera de teste pode ser medida. A dinâmica do aerossol no trato respiratório (por exemplo. deposição de partículas de aerossol e absorção de gases em culturas de células) pode ser medida. Como outro exemplo, a atividade metabólica e/ou o transporte de moléculas através dos epitélios do trato respiratório podem ser estudados.[00239] One or more variables that can be measured include cell elements, subcellular material, subcellular components or cellular products. By way of example, the toxicology of the test atmosphere can be measured. Aerosol dynamics in the respiratory tract (e.g. deposition of aerosol particles and absorption of gases in cell cultures) can be measured. As another example, metabolic activity and/or transport of molecules across respiratory tract epithelia can be studied.
[00240] Também é descrito um programa de computador que, quando executado por um computador/processador, é operável para controlar o computador para executar um ou mais dos métodos descritos neste documento.[00240] Also described is a computer program that, when executed by a computer/processor, is operable to control the computer to perform one or more of the methods described herein.
[00241] Um versado na técnica reconhecerá prontamente que as etapas de vários dos métodos descritos acima podem ser executadas por computadores programados. Neste documento, algumas modalidades também se destinam a cobrir dispositivos de armazenamento de programas, por exemplo, mídia de armazenamento de dados digitais, que são legíveis por máquina ou computador e codificam programas de instruções executáveis por máquina ou executáveis por computador, em que as referidas instruções executam algumas ou todas as etapas dos referidos métodos descritos acima. Os dispositivos de armazenamento do programa podem ser, por exemplo, memórias digitais, mídia de armazenamento magnético, como discos magnéticos e fitas magnéticas, discos rígidos ou mídia de armazenamento de dados digitais opticamente legível. As modalidades também se destinam a cobrir computadores programados para executar algumas ou todas as etapas dos métodos descritos acima.[00241] One skilled in the art will readily recognize that the steps of several of the methods described above can be performed by programmed computers. In this document, some embodiments are also intended to cover program storage devices, e.g., digital data storage media, which are machine- or computer-readable and encode machine-executable or computer-executable instruction programs, wherein said instructions perform some or all of the steps of said methods described above. Program storage devices may be, for example, digital memories, magnetic storage media such as magnetic disks and magnetic tapes, hard drives or optically readable digital data storage media. Embodiments are also intended to cover computers programmed to perform some or all of the steps of the methods described above.
[00242] As funções dos vários elementos, incluindo os processadores ou a lógica, podem ser fornecidas através do uso de hardware dedicado, bem como de um hardware capaz de executar software em associação ao software apropriado. Quando fornecidas por um processador, as funções podem ser fornecidas por um único processador dedicado, por um único processador compartilhado ou por uma pluralidade de processadores individuais, alguns dos quais podem ser compartilhados. Além disso, o uso explícito do termo "processador" ou "controlador" ou "lógica" não deve ser interpretado para se referir exclusivamente ao hardware capaz de executar software e pode incluir implicitamente, sem limitação, hardware de processador de sinal digital (DSP), processador de rede, circuito integrado aplicação específica (ASIC), matriz de portas programável em campo (FPGA), memória somente leitura (ROM) para armazenamento de software, memória de acesso aleatório (RAM) e armazenamento não volátil. Outros hardwares, convencionais e/ou personalizados, também podem ser incluídos. Da mesma forma, quaisquer interruptores mostrados nas figuras são apenas conceituais. Sua função pode ser realizada através do funcionamento da lógica do programa, através da lógica dedicada, através da interação do controle de programa e da lógica dedicada, ou mesmo manualmente, a técnica particular que está sendo selecionável pelo implementador como mais especificamente entendido a partir do contexto.[00242] The functions of the various elements, including the processors or logic, can be provided through the use of dedicated hardware, as well as hardware capable of executing software in association with appropriate software. When provided by a processor, functions may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of individual processors, some of which may be shared. Furthermore, explicit use of the term "processor" or "controller" or "logic" should not be construed to refer exclusively to hardware capable of executing software and may implicitly include, without limitation, digital signal processor (DSP) hardware. , network processor, application-specific integrated circuit (ASIC), field-programmable gate array (FPGA), read-only memory (ROM) for software storage, random access memory (RAM), and non-volatile storage. Other hardware, conventional and/or customized, can also be included. Likewise, any switches shown in the figures are conceptual only. Its function can be accomplished through the operation of program logic, through dedicated logic, through the interaction of program control and dedicated logic, or even manually, the particular technique being selectable by the implementer as more specifically understood from the context.
[00243] Aspectos adicionais da descrição, conforme estabelecido nos seguintes parágrafos numerados:[00243] Additional aspects of the description, as set forth in the following numbered paragraphs:
[00244] 1. Um sistema para determinar a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado, em que o referido sistema compreende: (a) uma primeira bomba que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um primeiro volume de gás que compreende uma atmosfera de teste; (ii) uma primeira porta adaptada para receber e emitir gás e compreendendo uma válvula para regular o fluxo de gás através da primeira porta, a referida válvula que é móvel entre as posições aberta e fechada, em que na posição aberta a referida válvula é aberta para uma atmosfera de teste ou ar circundante; (iii) uma segunda porta adaptada para saída e recepção de gás e compreendendo uma válvula para regular o fluxo de gás através da segunda porta, em que a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada; (iv) uma placa de pistão na câmara, a referida placa de pistão contendo uma pluralidade de aberturas neste documento, em que uma ou mais aberturas compreendem válvulas adaptadas para regular o fluxo de gás através das aberturas; e (v) um motor para controlar a operação da primeira bomba; (b) uma segunda bomba que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um segundo volume de gás, em que o primeiro e o segundo volumes de gás são diferentes; (ii) uma porta adaptada para receber e emitir gás; e (iii) um motor para controlar a operação da primeira bomba; (c) uma estrutura de conexão operável para transmitir o gás da primeira bomba para a segunda bomba; e (d) uma ou mais aberturas na primeira bomba ou na segunda bomba ou nas paredes da estrutura de conexão ou uma combinação de duas ou mais destas, em que as referidas aberturas são capazes de receber um módulo para conter um meio de cultura de células ou configuradas para armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar condições na câmara ou adaptadas para monitorar condições na câmara ou para amostragem de gás ou adaptadas para provar o gás ou para caracterização de gás ou adaptadas para caracterizar o gás.[00244] 1. A system for determining the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract, wherein said system comprises: (a) a first pump comprising: (i) a chamber configured to contain a first volume of gas comprising a test atmosphere; (ii) a first port adapted to receive and emit gas and comprising a valve for regulating the flow of gas through the first port, said valve being movable between open and closed positions, wherein in the open position said valve is opened to a test atmosphere or surrounding air; (iii) a second port adapted for exiting and receiving gas and comprising a valve for regulating the flow of gas through the second port, said valve being movable between open and closed positions; (iv) a piston plate in the chamber, said piston plate containing a plurality of openings herein, wherein the one or more openings comprise valves adapted to regulate the flow of gas through the openings; and (v) a motor for controlling the operation of the first pump; (b) a second pump comprising: (i) a chamber configured to contain a second volume of gas, wherein the first and second volumes of gas are different; (ii) a port adapted to receive and emit gas; and (iii) a motor to control the operation of the first pump; (c) a connecting structure operable to transmit gas from the first pump to the second pump; and (d) one or more openings in the first pump or the second pump or in the walls of the connecting structure or a combination of two or more thereof, wherein said openings are capable of receiving a module for containing a cell culture medium or configured to store a cell culture medium or to monitor conditions in the chamber or adapted to monitor conditions in the chamber or for gas sampling or adapted to sample the gas or for gas characterization or adapted to characterize the gas.
[00245] 2. O sistema de acordo com o parágrafo 1, em que as bombas são bombas de pistão que compreendem uma placa de pistão e uma base.[00245] 2. The system according to paragraph 1, wherein the pumps are piston pumps comprising a piston plate and a base.
[00246] 3. O sistema de acordo com o parágrafo 1 ou o parágrafo 2, em que a estrutura de conexão é oca.[00246] 3. The system according to paragraph 1 or paragraph 2, in which the connecting structure is hollow.
[00247] 4. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que a estrutura de conexão é ramificada.[00247] 4. The system according to any of the preceding paragraphs, in which the connection structure is branched.
[00248] 5. O sistema de acordo com o parágrafo 4, em que uma ramificação terminal da estrutura de conexão é unida à segunda bomba e uma ou mais ramificações terminais são unidas a uma bomba separada, em que cada bomba separada compreende: (i) uma câmara para conter um volume de gás, em que o volume de gás é o mesmo volume que o segundo volume de gás na segunda bomba; (ii) uma porta para receber e emitir gás e para se unir à estrutura de conexão; e (iii) um motor para controlar a operação da bomba.[00248] 5. The system according to paragraph 4, wherein a terminal branch of the connecting structure is joined to the second pump and one or more terminal branches are joined to a separate pump, wherein each separate pump comprises: (i ) a chamber for containing a volume of gas, wherein the volume of gas is the same volume as the second volume of gas in the second pump; (ii) a port to receive and emit gas and to join the connecting structure; and (iii) a motor to control the operation of the pump.
[00249] 6. O sistema de acordo com o parágrafo 5, em que cada bomba separada é a mesma que a segunda bomba.[00249] 6. The system according to paragraph 5, wherein each separate pump is the same as the second pump.
[00250] 7. O sistema de acordo com alguns dos parágrafos anteriores, em que o sistema está contido em um invólucro, adequadamente um invólucro de temperatura controlado.[00250] 7. The system according to some of the preceding paragraphs, wherein the system is contained in an enclosure, suitably a temperature controlled enclosure.
[00251] 8. O sistema de acordo com o parágrafo 7, em que a temperatura do invólucro é controlada por um termostato.[00251] 8. The system according to paragraph 7, wherein the temperature of the housing is controlled by a thermostat.
[00252] 9. O sistema de acordo com o parágrafo 8, em que a temperatura no invólucro é de cerca de 37 °C.[00252] 9. The system according to paragraph 8, wherein the temperature in the housing is about 37 °C.
[00253] 10. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que os diferentes volumes da primeira e segunda bombas representam o volume interior de diferentes compartimentos do trato respiratório, adequadamente, o trato respiratório humano.[00253] 10. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the different volumes of the first and second pumps represent the interior volume of different compartments of the respiratory tract, suitably, the human respiratory tract.
[00254] 11. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos de 6 a 10, em que o volume das bombas separadas representa o volume interior de diferentes compartimentos do trato respiratório, adequadamente, o trato respiratório humano.[00254] 11. The system according to any one of paragraphs 6 to 10, wherein the volume of the separate pumps represents the interior volume of different compartments of the respiratory tract, suitably the human respiratory tract.
[00255] 12. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que o volume de deslocamento da primeira e segunda bombas é pelo menos tão grande quanto a captação de volume máximo alcançável no compartimento correspondente do trato respiratório.[00255] 12. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the volume displacement of the first and second pumps is at least as large as the maximum volume uptake achievable in the corresponding compartment of the respiratory tract.
[00256] 13. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos de 5 a 12, em que o volume de deslocamento das bombas separadas é pelo menos tão grande quanto a captação de volume máximo alcançável no compartimento correspondente do trato respiratório.[00256] 13. The system according to any one of paragraphs 5 to 12, wherein the displacement volume of the separate pumps is at least as large as the maximum volume uptake achievable in the corresponding compartment of the respiratory tract.
[00257] 14. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que a pressão de bombeamento do motor ou bomba pode corresponder à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica.[00257] 14. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the pumping pressure of the motor or pump may correspond to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure.
[00258] 15. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que o volume de deslocamento da primeira bomba está entre cerca de 0 e 100 ml ou entre cerca de 1 e 100 ml.[00258] 15. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the displacement volume of the first pump is between about 0 and 100 ml or between about 1 and 100 ml.
[00259] 16. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que o volume de deslocamento da segunda bomba está entre cerca de 0 e 4000 ml ou entre cerca de 1 e cerca de 4000 ml.[00259] 16. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the displacement volume of the second pump is between about 0 and 4000 ml or between about 1 and about 4000 ml.
[00260] 17. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que as bombas compreendem ou consistem em aço inoxidável.[00260] 17. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the pumps comprise or consist of stainless steel.
[00261] 18. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que a câmara é um cilindro.[00261] 18. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the chamber is a cylinder.
[00262] 19. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que a câmara compreende vidro.[00262] 19. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the chamber comprises glass.
[00263] 20. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que a câmara da primeira bomba tem um volume menor do que a câmara da segunda bomba.[00263] 20. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the first pump chamber has a smaller volume than the second pump chamber.
[00264] 21. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que o volume da câmara da primeira bomba representa o volume da cavidade oral e orofaríngea.[00264] 21. The system according to any of the previous paragraphs, wherein the volume of the chamber of the first pump represents the volume of the oral and oropharyngeal cavity.
[00265] 22. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que o volume da câmara da segunda bomba representa o volume de lúmen pulmonar ou parte do mesmo.[00265] 22. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the volume of the second pump chamber represents the lung lumen volume or part thereof.
[00266] 23. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que o volume da estrutura de conexão representa o volume de condução das vias aéreas do pulmão, adequadamente, o pulmão humano.[00266] 23. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the volume of the connecting structure represents the airway conduction volume of the lung, suitably, the human lung.
[00267] 24. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que a placa de pistão da primeira bomba compreende uma ou mais aberturas para a captação ou entrada de gás.[00267] 24. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the piston plate of the first pump comprises one or more openings for capturing or inletting gas.
[00268] 25. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que as aberturas de cada um incluem uma válvula que é móvel entre posições abertas e fechadas e é capaz de regular a captação ou entrada de gás.[00268] 25. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the openings of each include a valve that is movable between open and closed positions and is capable of regulating the capture or entry of gas.
[00269] 26. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que o sistema compreende ainda mais um controlador de computador capaz de sincronizar o funcionamento do sistema.[00269] 26. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the system further comprises a computer controller capable of synchronizing the operation of the system.
[00270] 27. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que uma ou mais da primeira bomba ou a segunda bomba ou a estrutura de conexão compreendem um ou mais módulos contendo microbalanças de cristal de quartzo.[00270] 27. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein one or more of the first pump or the second pump or the connecting structure comprises one or more modules containing quartz crystal microbalances.
[00271] 28. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que as aberturas na primeira bomba ou a segunda bomba ou as paredes da estrutura de conexão são rosqueadas ou não rosqueadas.[00271] 28. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the openings in the first pump or the second pump or the walls of the connecting structure are threaded or unthreaded.
[00272] 29. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que uma ou mais das aberturas contêm um módulo.[00272] 29. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein one or more of the openings contains a module.
[00273] 30. O sistema de acordo com o parágrafo 29, em que o um ou mais módulos são adaptados para conter um meio de cultura de células ou configurados para armazenar um meio de cultura de células ou adaptados para monitorar condições na câmara ou adaptados para provar o gás ou adaptados para caracterizar o gás.[00273] 30. The system according to paragraph 29, wherein the one or more modules are adapted to contain a cell culture medium or configured to store a cell culture medium or adapted to monitor conditions in the chamber or adapted to prove the gas or adapted to characterize the gas.
[00274] 31. O sistema de acordo com o parágrafo 29 ou 30, em que os módulos estão localizados na base da placa de pistão da primeira bomba e/ou segunda e/ou nas paredes da estrutura de conexão.[00274] 31. The system according to paragraph 29 or 30, wherein the modules are located at the base of the piston plate of the first and/or second pump and/or at the walls of the connecting structure.
[00275] 32. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos de 29 a 31, em que o um ou mais módulos contêm um meio de cultura de células.[00275] 32. The system according to any one of paragraphs 29 to 31, wherein the one or more modules contain a cell culture medium.
[00276] 33. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que o meio de cultura de células compreende ou está em contato com uma cultura de células, adequadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[00276] 33. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the cell culture medium comprises or is in contact with a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[00277] 34. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos de 29 a 32, em que os módulos adaptados para conter ou armazenar um meio de cultura de células compreendem ainda um canal microfluídico e opcionalmente uma bomba microfluídica conectada ao mesmo.[00277] 34. The system according to any one of paragraphs 29 to 32, wherein the modules adapted to contain or store a cell culture medium further comprise a microfluidic channel and optionally a microfluidic pump connected thereto.
[00278] 35. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos de 29 a 34, em que os módulos estão posicionados em um plano horizontal em uma ou mais da primeira bomba ou da segunda bomba ou nas paredes da estrutura de conexão.[00278] 35. The system according to any one of paragraphs 29 to 34, wherein the modules are positioned in a horizontal plane on one or more of the first pump or the second pump or on the walls of the connecting structure.
[00279] 36. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que a estrutura de conexão compreende aço inoxidável.[00279] 36. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the connecting structure comprises stainless steel.
[00280] 37. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que a câmara da primeira bomba tem um volume de cerca de 100 ml.[00280] 37. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the first pump chamber has a volume of about 100 ml.
[00281] 38. O sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos anteriores, em que a câmara da segunda bomba tem um volume de cerca de 1 litro a cerca de 4 litros.[00281] 38. The system according to any of the preceding paragraphs, wherein the second pump chamber has a volume of about 1 liter to about 4 liters.
[00282] 39. Uma bomba para deslocar um volume de gás que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um volume de gás e compreendendo uma base e uma ou mais aberturas capazes de receber um ou mais módulos para conter ou armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar as condições na câmara ou para amostragem de gás ou para caracterização de gás; (ii) uma primeira porta para receber e emitir o gás, quando contido na câmara, e compreendendo uma primeira válvula para regular o fluxo de gás através da primeira porta, em que a referida primeira válvula é móvel entre as posições aberta e fechada, em que, na posição aberta, a referida válvula pode ser aberta em direção a uma atmosfera de teste ou ar circundante; e (iii) uma segunda porta para emitir e receber gás, quando contido na câmara, e compreendendo uma segunda válvula para regular o fluxo de gás através da segunda porta, em que a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada; e (iv) uma placa de pistão contendo uma pluralidade de aberturas nas mesma, em que uma ou mais das aberturas compreendem válvulas adaptadas para regular o fluxo de gás através das aberturas.[00282] 39. A pump for displacing a volume of gas comprising: (i) a chamber configured to contain a volume of gas and comprising a base and one or more openings capable of receiving one or more modules for containing or storing a medium for cell culture or to monitor conditions in the chamber or for gas sampling or for gas characterization; (ii) a first port for receiving and emitting the gas, when contained in the chamber, and comprising a first valve for regulating the flow of gas through the first port, wherein said first valve is movable between the open and closed positions, in that, in the open position, said valve can be opened towards a test atmosphere or surrounding air; and (iii) a second port for emitting and receiving gas when contained in the chamber, and comprising a second valve for regulating the flow of gas through the second port, said valve being movable between open and closed positions; and (iv) a piston plate containing a plurality of openings therein, wherein one or more of the openings comprise valves adapted to regulate the flow of gas through the openings.
[00283] 40. A bomba de acordo com o parágrafo 39, em que a bomba é uma bomba de pistão compreendendo uma placa de pistão.[00283] 40. The pump according to paragraph 39, wherein the pump is a piston pump comprising a piston plate.
[00284] 41. A bomba de acordo com o parágrafo 39 ou 40, em que as uma ou mais aberturas na câmara são rosqueadas ou não rosqueadas.[00284] 41. The pump according to paragraph 39 or 40, wherein the one or more openings in the chamber are threaded or unthreaded.
[00285] 42. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 39 a 41, em que as aberturas de uma ou mais compreendem um módulo.[00285] 42. The pump according to any one of paragraphs 39 to 41, wherein the openings of one or more comprise a module.
[00286] 43. A bomba de acordo com o parágrafo 42, em que o módulo é rosqueado ou não rosqueado.[00286] 43. The pump according to paragraph 42, wherein the module is threaded or non-threaded.
[00287] 44. A bomba de acordo com os parágrafos 42 ou 43, em que o um ou mais módulos são adaptados para conter um meio de cultura de células ou configurados para armazenar um meio de cultura de células ou adaptados para monitorar condições na câmara ou adaptados para provar o gás ou adaptados para caracterizar o gás.[00287] 44. The pump according to paragraphs 42 or 43, wherein the one or more modules are adapted to contain a cell culture medium or configured to store a cell culture medium or adapted to monitor conditions in the chamber or adapted to prove the gas or adapted to characterize the gas.
[00288] 45. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 42 a 44, em que os módulos estão localizados na base da bomba.[00288] 45. The pump according to any one of paragraphs 42 to 44, wherein the modules are located in the base of the pump.
[00289] 46. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 42 a 45, em que o um ou módulos contém um meio de cultura de células.[00289] 46. The pump according to any one of paragraphs 42 to 45, wherein the one or modules contain a cell culture medium.
[00290] 47. A bomba de acordo com o parágrafo 46, em que o meio de cultura de células compreende ou está em contato com uma cultura de células, adequadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[00290] 47. The pump according to paragraph 46, wherein the cell culture medium comprises or is in contact with a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[00291] 48. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 44 a 47, em que os módulos adaptados para conter ou armazenar um meio de cultura de células compreendem ainda um canal microfluídico e opcionalmente uma bomba microfluídica conectada ao mesmo.[00291] 48. The pump according to any one of paragraphs 44 to 47, wherein the modules adapted to contain or store a cell culture medium further comprise a microfluidic channel and optionally a microfluidic pump connected thereto.
[00292] 49. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 42 a 48, em que os módulos estão posicionados em um plano horizontal em uma ou mais da primeira bomba ou da segunda bomba ou nas paredes da estrutura de conexão.[00292] 49. The pump according to any one of paragraphs 42 to 48, wherein the modules are positioned in a horizontal plane on one or more of the first pump or the second pump or on the walls of the connecting structure.
[00293] 50. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 43 a 49, em que o módulo compreende microbalanças de cristal de quartzo.[00293] 50. The pump according to any one of paragraphs 43 to 49, wherein the module comprises quartz crystal microbalances.
[00294] 51. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 39 a 50, em que a bomba compreende ainda um motor.[00294] 51. The pump according to any one of paragraphs 39 to 50, wherein the pump further comprises a motor.
[00295] 52. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 39 a 51, em que a pressão de bombeamento corresponde à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica.[00295] 52. The pump according to any one of paragraphs 39 to 51, wherein the pumping pressure corresponds to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure.
[00296] 53. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 39 a 52, em que o volume de deslocamento da bomba está entre cerca de 0 e 100 ml ou entre cerca de 1 e cerca de 100 ml.[00296] 53. The pump according to any one of paragraphs 39 to 52, wherein the displacement volume of the pump is between about 0 and 100 ml or between about 1 and about 100 ml.
[00297] 54. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 39 a 53, em que a bomba é composta por aço inoxidável.[00297] 54. The pump according to any one of paragraphs 39 to 53, wherein the pump is composed of stainless steel.
[00298] 55. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 39 a 54, em que a câmara é um cilindro.[00298] 55. The pump according to any one of paragraphs 39 to 54, wherein the chamber is a cylinder.
[00299] 56. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 39 a 55, em que a câmara compreende vidro.[00299] 56. The pump according to any one of paragraphs 39 to 55, wherein the chamber comprises glass.
[00300] 57. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 39 a 56, em que a câmara da bomba tem um volume de cerca de 100 ml.[00300] 57. The pump according to any one of paragraphs 39 to 56, wherein the pump chamber has a volume of about 100 ml.
[00301] 58. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 39 a 57, em que a placa de pistão da bomba compreende uma ou mais aberturas para a captação ou entrada de gás.[00301] 58. The pump according to any one of paragraphs 39 to 57, wherein the pump piston plate comprises one or more openings for capturing or inletting gas.
[00302] 59. A bomba de acordo com o parágrafo 58, em que a uma ou mais das aberturas incluem uma válvula que é móvel entre as posições aberta e fechada e é capaz de regular a captação ou entrada de gás.[00302] 59. The pump according to paragraph 58, wherein the one or more of the openings include a valve that is movable between the open and closed positions and is capable of regulating the capture or entry of gas.
[00303] 60. Uma bomba de pistão para deslocar um volume de gás que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um volume de gás e contendo uma placa de pistão compreendendo uma ou mais aberturas para a absorção ou influxo de gás na câmara, em que uma ou mais, ou cada uma, das aberturas inclui uma válvula que é móvel entre as posições aberta e fechada e é capaz de regular a absorção ou influxo de gás; (ii) uma primeira porta para receber e compreendendo uma primeira válvula para regular o fluxo de gás através da primeira porta, em que a referida primeira válvula é móvel entre as posições aberta e fechada; e (iii) uma segunda porta para emitir gás, quando contido na câmara, e compreendendo uma segunda válvula para regular o fluxo de gás através da segunda porta, em que a referida válvula é móvel entre as posições aberta e fechada.[00303] 60. A piston pump for displacing a volume of gas comprising: (i) a chamber configured to contain a volume of gas and containing a piston plate comprising one or more openings for the absorption or influx of gas into the chamber , wherein one or more, or each, of the openings includes a valve that is movable between the open and closed positions and is capable of regulating the absorption or influx of gas; (ii) a first port for receiving and comprising a first valve for regulating the flow of gas through the first port, said first valve being movable between open and closed positions; and (iii) a second port for emitting gas when contained in the chamber, and comprising a second valve for regulating the flow of gas through the second port, said valve being movable between open and closed positions.
[00304] 61. A bomba de acordo com o parágrafo 60, em que a câmara inclui uma base e compreende mais uma abertura.[00304] 61. The pump according to paragraph 60, wherein the chamber includes a base and comprises a further opening.
[00305] 62. A bomba de acordo com o parágrafo 61, em que as aberturas são rosqueadas ou não rosqueadas.[00305] 62. The pump according to paragraph 61, wherein the openings are threaded or unthreaded.
[00306] 63. A bomba de acordo com o parágrafo 60 ou 61, em que as aberturas compreendem um módulo em uma ou mais das aberturas.[00306] 63. The pump according to paragraph 60 or 61, wherein the openings comprise a module in one or more of the openings.
[00307] 64. A bomba de acordo com o parágrafo 63, em que o módulo é rosqueado ou não rosqueado.[00307] 64. The pump according to paragraph 63, wherein the module is threaded or non-threaded.
[00308] 65. A bomba de acordo com o parágrafo 63 ou 64, em que o módulo é adaptado para conter ou armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar condições na câmara ou para amostragem de gás ou para caracterização de gás[00308] 65. The pump according to paragraph 63 or 64, wherein the module is adapted to contain or store a cell culture medium or to monitor conditions in the chamber or for gas sampling or for gas characterization
[00309] 66. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 63 a 65, em que o um ou módulos contém um meio de cultura de células.[00309] 66. The pump according to any one of paragraphs 63 to 65, wherein the one or modules contain a cell culture medium.
[00310] 67. A bomba de acordo com o parágrafo 66, em que o meio de cultura de células compreende uma cultura de células, adequadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[00310] 67. The pump according to paragraph 66, wherein the cell culture medium comprises a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[00311] 68. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 63 a 67, em que os módulos adaptados para conter ou armazenar um meio de cultura de células compreendem ainda um canal microfluídico e opcionalmente uma bomba microfluídica conectada ao mesmo.[00311] 68. The pump according to any one of paragraphs 63 to 67, wherein the modules adapted to contain or store a cell culture medium further comprise a microfluidic channel and optionally a microfluidic pump connected thereto.
[00312] 69. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 63 a 67, em que o módulo compreende microbalanças de cristal de quartzo.[00312] 69. The pump according to any one of paragraphs 63 to 67, wherein the module comprises quartz crystal microbalances.
[00313] 70. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 60 a 69, em que uma estrutura de conexão é unida à segunda porta.[00313] 70. The pump according to any one of paragraphs 60 to 69, wherein a connecting structure is attached to the second port.
[00314] 71. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 70, em que a estrutura de conexão é oca.[00314] 71. The pump according to any one of paragraphs 70, wherein the connecting structure is hollow.
[00315] Apropriadamente, a bomba compreende adicionalmente um motor.[00315] Suitably, the pump additionally comprises a motor.
[00316] 72. A bomba, de acordo com qualquer um dos parágrafos de 60 a 71, em que a pressão de bombeamento da bomba corresponde à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica.[00316] 72. The pump according to any one of paragraphs 60 to 71, wherein the pumping pressure of the pump corresponds to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure.
[00317] 73. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 60 a 72, em que o volume de deslocamento da bomba está entre cerca de 0 e 100 ml ou entre cerca de 1 e cerca de 100 ml.[00317] 73. The pump according to any one of paragraphs 60 to 72, wherein the displacement volume of the pump is between about 0 and 100 ml or between about 1 and about 100 ml.
[00318] 74. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 60 a 73, em que a bomba é composta por aço inoxidável.[00318] 74. The pump according to any one of paragraphs 60 to 73, wherein the pump is composed of stainless steel.
[00319] 75. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 60 a 74, em que a câmara é um cilindro.[00319] 75. The pump according to any one of paragraphs 60 to 74, wherein the chamber is a cylinder.
[00320] 76. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 60 a 75, em que a câmara compreende vidro.[00320] 76. The pump according to any one of paragraphs 60 to 75, wherein the chamber comprises glass.
[00321] 77. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 60 a 76, em que a câmara da bomba tem um volume de cerca de 100 ml.[00321] 77. The pump according to any one of paragraphs 60 to 76, wherein the pump chamber has a volume of about 100 ml.
[00322] 78. Uma bomba para deslocar um volume de gás que compreende: (i) uma câmara configurada para conter um volume de gás, em que a referida câmara compreende uma base e um ou mais módulos para conter ou armazenar um meio de cultura de células ou para monitorar as condições na câmara ou para amostragem de gás ou para caracterização de gás; e (ii) uma porta operável para receber e emitir o gás.[00322] 78. A pump for displacing a volume of gas comprising: (i) a chamber configured to contain a volume of gas, said chamber comprising a base and one or more modules for containing or storing a culture medium of cells or to monitor conditions in the chamber or for gas sampling or for gas characterization; and (ii) an operable port for receiving and emitting the gas.
[00323] 79. A bomba de acordo com o parágrafo 78, em que a bomba é uma bomba de pistão compreendendo uma placa de pistão.[00323] 79. The pump according to paragraph 78, wherein the pump is a piston pump comprising a piston plate.
[00324] 80. A bomba de acordo com o parágrafo 79, em que a placa de pistão está livre de quaisquer aberturas ou aberturas.[00324] 80. The pump according to paragraph 79, wherein the piston plate is free from any openings or openings.
[00325] 81. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 80, em que os módulos estão localizados na base da câmara.[00325] 81. The pump according to any one of paragraphs 78 to 80, wherein the modules are located at the base of the chamber.
[00326] 82. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 81, em que os módulos são rosqueados ou não rosqueados.[00326] 82. The pump according to any one of paragraphs 78 to 81, wherein the modules are threaded or non-threaded.
[00327] 83. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 82, em que o um ou mais módulos são adaptados para conter um meio de cultura de células ou configurados para armazenar um meio de cultura de células ou adaptados para monitorar condições na câmara ou adaptados para provar o gás ou adaptados para caracterizar o gás.[00327] 83. The pump according to any one of paragraphs 78 to 82, wherein the one or more modules are adapted to contain a cell culture medium or configured to store a cell culture medium or adapted to monitor conditions in the chamber or adapted to prove the gas or adapted to characterize the gas.
[00328] 84. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 83, em que o um ou módulos contém um meio de cultura de células.[00328] 84. The pump according to any one of paragraphs 78 to 83, wherein the one or modules contain a cell culture medium.
[00329] 85. A bomba de acordo com o parágrafo 84, em que o meio de cultura de células compreende ou está em contato com uma cultura de células, adequadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[00329] 85. The pump according to paragraph 84, wherein the cell culture medium comprises or is in contact with a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[00330] 86. A bomba de acordo com os parágrafos 84 ou 85, em que os módulos adaptados para conter ou armazenar um meio de cultura de células compreendem ainda um canal microfluídico e opcionalmente uma bomba microfluídica conectada ao mesmo.[00330] 86. The pump according to paragraphs 84 or 85, wherein the modules adapted to contain or store a cell culture medium further comprise a microfluidic channel and optionally a microfluidic pump connected thereto.
[00331] 87. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 82, em que o módulo compreende microbalanças de cristal de quartzo.[00331] 87. The pump according to any one of paragraphs 78 to 82, wherein the module comprises quartz crystal microbalances.
[00332] 88. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 87, em que uma estrutura de conexão é unida à porta.[00332] 88. The pump according to any one of paragraphs 78 to 87, wherein a connecting structure is attached to the port.
[00333] 89. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 88, em que a estrutura de conexão é oca.[00333] 89. The pump according to any one of paragraphs 78 to 88, wherein the connecting structure is hollow.
[00334] 90. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 89, em que a bomba compreende ainda um motor.[00334] 90. The pump according to any one of paragraphs 78 to 89, wherein the pump further comprises a motor.
[00335] 91. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 90, em que a pressão de bombeamento corresponde à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica.[00335] 91. The pump according to any one of paragraphs 78 to 90, wherein the pumping pressure corresponds to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure.
[00336] 92. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 91, em que o volume de deslocamento da bomba está entre cerca de 0 e 1000 ml ou entre cerca de 1 e cerca de 100 ml.[00336] 92. The pump according to any one of paragraphs 78 to 91, wherein the displacement volume of the pump is between about 0 and 1000 ml or between about 1 and about 100 ml.
[00337] 93. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 92, em que a bomba é composta por aço inoxidável.[00337] 93. The pump according to any one of paragraphs 78 to 92, wherein the pump is composed of stainless steel.
[00338] 94. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 93, em que a câmara é um cilindro.[00338] 94. The pump according to any one of paragraphs 78 to 93, wherein the chamber is a cylinder.
[00339] 95. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 94, em que a câmara compreende vidro.[00339] 95. The pump according to any one of paragraphs 78 to 94, wherein the chamber comprises glass.
[00340] 96. A bomba de acordo com qualquer um dos parágrafos de 78 a 95, em que o volume da câmara representa o volume do lúmen do pulmão ou uma parte dele.[00340] 96. The pump according to any one of paragraphs 78 to 95, wherein the volume of the chamber represents the volume of the lung lumen or a portion thereof.
[00341] 97. Uma estrutura de conexão adaptada para unir pelo menos duas bombas para transmitir um gás entre as mesmas, em que a referida estrutura de conexão compreende um canal oco e uma ou mais aberturas rosqueadas ou não rosqueadas nas paredes da estrutura de conexão.[00341] 97. A connecting structure adapted to join at least two pumps for transmitting a gas between them, wherein said connecting structure comprises a hollow channel and one or more threaded or unthreaded openings in the walls of the connecting structure .
[00342] 98. A estrutura de conexão de acordo com o parágrafo 97, em que as aberturas roscadas contêm um módulo rosqueado em uma ou mais das aberturas, o referido módulo sendo adaptado para conter um meio de cultura de células ou configurado para armazenar um meio de cultura de células ou adaptado para monitorar condições na câmara ou adaptado para monitorar condições na câmara ou adaptado para amostrar gás ou adaptado para caracterizar gás.[00342] 98. The connecting structure according to paragraph 97, wherein the threaded openings contain a module threaded into one or more of the openings, said module being adapted to contain a cell culture medium or configured to store a cell culture medium or adapted to monitor conditions in the chamber or adapted to monitor conditions in the chamber or adapted to sample gas or adapted to characterize gas.
[00343] 99. A estrutura de conexão de acordo com o parágrafo 98, em que o um ou módulos contém um meio de cultura de células.[00343] 99. The connecting structure according to paragraph 98, wherein the one or modules contain a cell culture medium.
[00344] 100. A estrutura de conexão de acordo com o parágrafo 99, em que o meio de cultura de células compreende ou está em contato com uma cultura de células, adequadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[00344] 100. The connecting structure according to paragraph 99, wherein the cell culture medium comprises or is in contact with a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[00345] 101. A estrutura de conexão, de acordo com qualquer um dos parágrafos de 98 a 100, em que os módulos adaptados para conter ou armazenar um meio de cultura de células compreendem ainda um componente microfluídico[00345] 101. The connecting structure according to any one of paragraphs 98 to 100, wherein the modules adapted to contain or store a cell culture medium further comprises a microfluidic component
[00346] 102. A estrutura de conexão de acordo com qualquer um dos parágrafos de 97 a 102, em que um canal e opcionalmente uma bomba microfluídica estão conectados ao mesmo.[00346] 102. The connection structure according to any one of paragraphs 97 to 102, wherein a channel and optionally a microfluidic pump are connected thereto.
[00347] 103. A estrutura de conexão de acordo com qualquer um dos parágrafos de 97 a 102, em que a estrutura de conexão é oca.[00347] 103. The connecting structure according to any one of paragraphs 97 to 102, wherein the connecting structure is hollow.
[00348] 104. A estrutura de conexão de acordo com qualquer um dos parágrafos de 97 a 103, em que a estrutura de conexão é ramificada.[00348] 104. The connecting structure according to any one of paragraphs 97 to 103, wherein the connecting structure is branched.
[00349] 105. A estrutura de conexão de acordo com o parágrafo 104, em que cada ramificação terminal da estrutura de conexão é capaz de ser unida a uma bomba separada.[00349] 105. The connecting structure according to paragraph 104, wherein each terminal branch of the connecting structure is capable of being joined to a separate pump.
[00350] 106. A estrutura de conexão de acordo com qualquer um dos parágrafos de 97 a 105, em que a estrutura de conexão representa o volume de condução das vias aéreas do pulmão, adequadamente o pulmão humano.[00350] 106. The connecting structure according to any one of paragraphs 97 to 105, wherein the connecting structure represents the airway conduction volume of the lung, suitably the human lung.
[00351] 107. A estrutura de conexão, de acordo com qualquer um dos parágrafos de 98 a 106, em que os módulos são posicionados em um plano horizontal nas paredes da estrutura de conexão.[00351] 107. The connecting structure according to any one of paragraphs 98 to 106, wherein the modules are positioned in a horizontal plane on the walls of the connecting structure.
[00352] 108. A estrutura de conexão, de acordo com qualquer um dos parágrafos de 98 a 107, em que os módulos são adaptados para conter uma cultura de células, adequadamente, uma cultura de células bidimensional ou tridimensional.[00352] 108. The connecting structure according to any one of paragraphs 98 to 107, wherein the modules are adapted to contain a cell culture, suitably a two-dimensional or three-dimensional cell culture.
[00353] 109. A estrutura de conexão, de acordo com qualquer um dos parágrafos de 98 a 108, em que o módulo é uma câmara para conter uma cultura de células, a referida câmara compreendendo um canal microfluídico e, opcionalmente, uma bomba microfluídica conectada ao mesmo.[00353] 109. The connecting structure according to any one of paragraphs 98 to 108, wherein the module is a chamber for containing a cell culture, said chamber comprising a microfluidic channel and, optionally, a microfluidic pump connected to it.
[00354] 110. A estrutura de conexão, de acordo com qualquer um dos parágrafos de 98 a 103, em que os módulos são adaptados para monitorar condições na estrutura de conexão e/ou para amostragem de gás e/ou para caracterização de gás.[00354] 110. The connecting structure according to any one of paragraphs 98 to 103, wherein the modules are adapted to monitor conditions in the connecting structure and/or for gas sampling and/or for gas characterization.
[00355] 111. A estrutura de conexão de acordo com qualquer um dos parágrafos de 97 a 110, em que a estrutura de conexão compreende aço inoxidável.[00355] 111. The connecting structure according to any one of paragraphs 97 to 110, wherein the connecting structure comprises stainless steel.
[00356] 112. Um sistema compreendendo as bombas uma ou mais das bombas, conforme definido em qualquer um dos parágrafos de 39 a 96.[00356] 112. A system comprising the pumps one or more of the pumps as defined in any one of paragraphs 39 to 96.
[00357] 113. O sistema de acordo com o parágrafo 112, em que o sistema compreende ainda mais a estrutura de conexão, conforme definido em qualquer um dos parágrafos de 97 a 111.[00357] 113. The system according to paragraph 112, wherein the system further comprises the connection structure as defined in any of paragraphs 97 to 111.
[00358] 114. O sistema de acordo com o parágrafo 112 ou o parágrafo 113, em que as bombas são unidas pela estrutura de conexão.[00358] 114. The system according to paragraph 112 or paragraph 113, in which the pumps are joined by the connecting structure.
[00359] 115. Um método para simular a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado, em que compreende o uso do sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos de 1 a 38.[00359] 115. A method for simulating the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract, comprising using the system in accordance with any one of paragraphs 1 to 38.
[00360] 116. Uso do sistema, de acordo com qualquer um dos parágrafos de 1 a 38 em que é para simular a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado.[00360] 116. Use of the system according to any one of paragraphs 1 to 38 wherein is to simulate the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract.
[00361] 117. Um método para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em uma cultura de células contidas em um trato respiratório simulado em que compreende o uso do sistema, de acordo com qualquer um dos parágrafos de 1 a 38.[00361] 117. A method for determining the effect of a test atmosphere on a culture of cells contained in a simulated respiratory tract comprising the use of the system in accordance with any one of paragraphs 1 to 38.
[00362] 118. Uso do sistema de acordo com qualquer um dos parágrafos de 1 a 38 para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em uma cultura de células contidas em um trato respiratório simulado[00362] 118. Use of the system according to any one of paragraphs 1 to 38 to determine the effect of a test atmosphere on a culture of cells contained in a simulated respiratory tract
[00363] 119. Um método para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em uma cultura de células contida em um trato respiratório simulado compreendendo: (a) fornecer o sistema, conforme descrito neste documento, em que o sistema contém uma cultura de células em um ou mais dos módulos; e (b) comparar a cultura de células antes e/ou após a exposição à atmosfera de teste, em que uma diferença entre a cultura de células antes e/ou após a exposição das células à atmosfera de teste é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura de células.[00363] 119. A method for determining the effect of a test atmosphere on a cell culture contained in a simulated respiratory tract comprising: (a) providing the system as described herein, wherein the system contains a cell culture in one or more of the modules; and (b) comparing the cell culture before and/or after exposure to the test atmosphere, wherein a difference between the cell culture before and/or after exposing the cells to the test atmosphere is indicative that the test atmosphere test affects cell culture.
[00364] 120. Um método para simular a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado no sistema descrito neste documento compreendendo: (a) com a primeira válvula da primeira bomba aberta e a segunda válvula da primeira bomba fechada, fornecer um gás compreendendo uma atmosfera de teste para a primeira bomba através da primeira porta; (b) fechar a primeira válvula e abrir a segunda válvula da primeira bomba e fechar as válvulas na placa de pistão da primeira bomba; (c) operar a segunda bomba para atrair a atmosfera de teste para a estrutura de conexão e preencher a câmara da primeira bomba e a estrutura de conexão com o ar circundante; (d) abrir a primeira válvula da primeira bomba em direção ao ar circundante e formar uma conexão vedada entre a primeira porta e a segunda porta da primeira bomba; e (e) após um período de tempo, usando a segunda bomba para deslocar a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e através da primeira válvula da primeira bomba.[00364] 120. A method for simulating the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract in the system described herein comprising: (a) with the first valve of the first pump open and the second valve of the first pump closed, providing a gas comprising a test atmosphere for the first pump through the first port; (b) closing the first valve and opening the second valve of the first pump and closing the valves on the piston plate of the first pump; (c) operating the second pump to draw the test atmosphere into the connecting structure and filling the chamber of the first pump and the connecting structure with the surrounding air; (d) opening the first valve of the first pump toward the surrounding air and forming a sealed connection between the first port and the second port of the first pump; and (e) after a period of time, using the second pump to displace the test atmosphere through the connecting structure and through the first valve of the first pump.
[00365] 121. Um método para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em um trato respiratório simulado no sistema descrito neste documento compreendendo: (a) com a primeira válvula da primeira bomba aberta e a segunda válvula da primeira bomba fechada, fornecer uma gás compreendendo uma atmosfera de teste para a primeira bomba através da primeira porta; (b) fechar a primeira válvula e abrir a segunda válvula da primeira bomba e fechar as válvulas na placa de pistão da primeira bomba; (c) operar a segunda bomba para extrair a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e lavar a câmara da primeira bomba e a estrutura de conexão com o ar circundante; (d) abrir a primeira válvula da primeira bomba em direção ao ar circundante e formar uma conexão selada entre a primeira porta e a segunda porta da primeira bomba; e (e) após um período de tempo, utilizando a segunda bomba para deslocar a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e através da primeira válvula da primeira bomba; em que a atmosfera de teste entra em contato com uma cultura de células localizada em um ou mais módulos localizados na primeira bomba ou na estrutura de conexão ou na segunda bomba ou em uma combinação de duas ou mais delas e o referido método compreende a etapa adicional de determinar o efeito da atmosfera de teste na cultura de células, em que uma diferença na cultura de células antes e/ou após a exposição à atmosfera de teste é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura de células.[00365] 121. A method for determining the effect of a test atmosphere on a simulated respiratory tract in the system described herein comprising: (a) with the first valve of the first pump open and the second valve of the first pump closed, providing a gas comprising a test atmosphere for the first pump through the first port; (b) closing the first valve and opening the second valve of the first pump and closing the valves on the piston plate of the first pump; (c) operating the second pump to extract the test atmosphere through the connecting structure and flushing the first pump chamber and the connecting structure with the surrounding air; (d) opening the first valve of the first pump toward the surrounding air and forming a sealed connection between the first port and the second port of the first pump; and (e) after a period of time, using the second pump to displace the test atmosphere through the connecting structure and through the first valve of the first pump; wherein the test atmosphere comes into contact with a cell culture located in one or more modules located in the first pump or in the connecting structure or in the second pump or in a combination of two or more thereof and said method comprises the additional step of determining the effect of the test atmosphere on the cell culture, wherein a difference in the cell culture before and/or after exposure to the test atmosphere is indicative that the test atmosphere affects the cell culture.
[00366] 122. O método do parágrafo 121, em que os módulos são adaptados para monitorar as condições do sistema e/ou para amostragem de gás e/ou para caracterização de gás e esse método compreende a tomada de uma ou mais medições dos módulos.[00366] 122. The method of paragraph 121, wherein the modules are adapted to monitor system conditions and/or for gas sampling and/or for gas characterization and that method comprises taking one or more measurements of the modules .
[00367] 123. Um método para simular a interação entre uma atmosfera de teste e um trato respiratório simulado que compreende: (a) fornecer uma atmosfera de teste a uma câmara de uma primeira bomba; (b) retirar a atmosfera de teste da primeira bomba para uma estrutura de conexão que une a primeira bomba a uma segunda bomba; (c) preencher a primeira bomba e pelo menos de uma parte da estrutura de conexão com o ar circundante; (d) reter a atmosfera de teste na segunda bomba e na estrutura de conexão por um período definido de tempo; (e) deslocar a atmosfera de teste para a estrutura de conexão e a primeira bomba usando a segunda bomba; e (f) realizar um ou mais ciclos de bombeamento do ar circundante na segunda bomba; em que a atmosfera de teste entra em contato com uma cultura de células localizada na primeira bomba ou na estrutura de conexão ou na segunda bomba ou uma combinação de dois ou mais.[00367] 123. A method for simulating the interaction between a test atmosphere and a simulated respiratory tract comprising: (a) providing a test atmosphere to a chamber of a first pump; (b) withdrawing the test atmosphere from the first pump to a connecting structure joining the first pump to a second pump; (c) filling the first pump and at least a portion of the connecting structure with the surrounding air; (d) retain the test atmosphere in the second pump and connecting structure for a defined period of time; (e) moving the test atmosphere to the connecting structure and the first pump using the second pump; and (f) performing one or more cycles of pumping the surrounding air into the second pump; wherein the test atmosphere comes into contact with a cell culture located in the first pump or connecting structure or in the second pump or a combination of two or more.
[00368] 124. O método de acordo com o parágrafo 123, em que a etapa (d) compreende reter a atmosfera de teste na segunda bomba e a porção da estrutura de conexão ainda contendo atmosfera de teste por um período definido de tempo.[00368] 124. The method according to paragraph 123, wherein step (d) comprises retaining the test atmosphere in the second pump and the portion of the connecting structure still containing test atmosphere for a defined period of time.
[00369] 125. O método de acordo com o parágrafo 123 ou 124, em que as bombas são bombas de pistão que compreendem uma placa de pistão e uma base.[00369] 125. The method according to paragraph 123 or 124, wherein the pumps are piston pumps comprising a piston plate and a base.
[00370] 126. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 125, em que a primeira bomba é conforme definido em qualquer um dos parágrafos de 39 a 77.[00370] 126. The method according to any one of paragraphs 123 to 125, wherein the first pump is as defined in any one of paragraphs 39 to 77.
[00371] 127. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 126, em que a segunda bomba é conforme definido em qualquer um dos parágrafos de 78 a 96.[00371] 127. The method according to any one of paragraphs 123 to 126, wherein the second pump is as defined in any one of paragraphs 78 to 96.
[00372] 128. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 127, em que a estrutura de conexão é conforme definido em qualquer um dos parágrafos de 97 a 111.[00372] 128. The method according to any one of paragraphs 123 to 127, wherein the connecting structure is as defined in any one of paragraphs 97 to 111.
[00373] 129. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 128, em que o método é realizado em um invólucro, adequadamente, um invólucro com temperatura controlada.[00373] 129. The method according to any one of paragraphs 123 to 128, wherein the method is carried out in an enclosure, suitably a temperature-controlled enclosure.
[00374] 130. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 129, em que a temperatura do invólucro é controlada por um termostato.[00374] 130. The method according to any one of paragraphs 123 to 129, wherein the temperature of the enclosure is controlled by a thermostat.
[00375] 131. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 130, em que a temperatura no invólucro é de cerca de 37 °C.[00375] 131. The method according to any one of paragraphs 123 to 130, wherein the temperature in the enclosure is about 37 °C.
[00376] 132. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 131, em que os diferentes volumes da primeira e segunda bombas representam o volume interior de diferentes compartimentos do trato respiratório, adequadamente, o trato respiratório humano.[00376] 132. The method according to any one of paragraphs 123 to 131, wherein the different volumes of the first and second pumps represent the interior volume of different compartments of the respiratory tract, suitably the human respiratory tract.
[00377] 133. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 132, em que o volume de deslocamento da primeira e segunda bombas é pelo menos tão grande quanto a captação de volume máximo alcançável no compartimento correspondente do trato respiratório.[00377] 133. The method according to any one of paragraphs 123 to 132, wherein the volume displacement of the first and second pumps is at least as large as the maximum volume uptake achievable in the corresponding compartment of the respiratory tract.
[00378] 134. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 133, em que a pressão de bombeamento corresponde à pressão atmosférica ou acima ou abaixo da pressão atmosférica.[00378] 134. The method according to any one of paragraphs 123 to 133, wherein the pumping pressure corresponds to atmospheric pressure or above or below atmospheric pressure.
[00379] 135. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 134, em que o volume de deslocamento da primeira bomba está entre cerca de 0 e 100 ml ou entre cerca de 1 e cerca de 100 ml.[00379] 135. The method according to any one of paragraphs 123 to 134, wherein the displacement volume of the first pump is between about 0 and 100 ml or between about 1 and about 100 ml.
[00380] 136. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 135, em que o volume de deslocamento da segunda bomba está entre cerca de 0 e 4000 ml ou entre cerca de 1 e cerca de 4000 ml.[00380] 136. The method according to any one of paragraphs 123 to 135, wherein the displacement volume of the second pump is between about 0 and 4000 ml or between about 1 and about 4000 ml.
[00381] 137. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 136, em que a câmara da primeira bomba tem um volume menor do que a câmara da segunda bomba.[00381] 137. The method according to any one of paragraphs 123 to 136, wherein the first pump chamber has a smaller volume than the second pump chamber.
[00382] 138. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 137, em que o volume da câmara da primeira bomba representa o volume da cavidade oral e orofaríngea, adequadamente a cavidade oral e orofaríngea humana.[00382] 138. The method according to any one of paragraphs 123 to 137, wherein the volume of the chamber of the first pump represents the volume of the oral and oropharyngeal cavity, suitably the human oral and oropharyngeal cavity.
[00383] 139. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 138, em que o volume da câmara da segunda bomba representa o volume de lúmen pulmonar ou uma parte do mesmo, adequadamente, o lúmen pulmonar humano ou uma parte do mesmo.[00383] 139. The method according to any one of paragraphs 123 to 138, wherein the volume of the chamber of the second pump represents the lung lumen volume or a portion thereof, suitably the human lung lumen or a portion thereof. same.
[00384] 140. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 139, em que o volume da estrutura de conexão representa o volume de condução das vias aéreas do pulmão, adequadamente, o pulmão humano.[00384] 140. The method according to any one of paragraphs 123 to 139, wherein the volume of the connecting structure represents the airway conduction volume of the lung, suitably the human lung.
[00385] 141. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 140, em que a placa de pistão compreende uma ou mais aberturas para a captação ou entrada de gás na câmara.[00385] 141. The method according to any one of paragraphs 123 to 140, wherein the piston plate comprises one or more openings for capturing or entering gas into the chamber.
[00386] 142. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 141, em que a uma ou mais aberturas cada um inclui uma válvula que é móvel entre posições abertas e fechadas e é capaz de regular a captação ou entrada de gás.[00386] 142. The method according to any one of paragraphs 123 to 141, wherein the one or more openings each include a valve that is movable between open and closed positions and is capable of regulating the capture or entry of gas .
[00387] 143. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 123 a 142, em que a cultura de células está localizada na base da placa de pistão da primeira e/ou segunda bomba e/ou nas paredes da estrutura de conexão.[00387] 143. The method according to any one of paragraphs 123 to 142, wherein the cell culture is located at the base of the piston plate of the first and/or second pump and/or on the walls of the connecting structure.
[00388] 143. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 122 a 142, em que a cultura de células é uma cultura bidimensional ou tridimensional.[00388] 143. The method according to any one of paragraphs 122 to 142, wherein the cell culture is a two-dimensional or three-dimensional culture.
[00389] 144. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 122 a 143, em que o método compreende adicionalmente monitorar as condições e/ou para amostragem de gás e/ou para caracterização de gás e em uma ou mais dentre a primeira bomba ou a segunda bomba ou a estrutura de conexão usando um ou mais módulos contidos na mesma.[00389] 144. The method according to any one of paragraphs 122 to 143, wherein the method further comprises monitoring conditions and/or for gas sampling and/or for gas characterization and in one or more of the first pump or the second pump or the connecting structure using one or more modules contained therein.
[00390] 145. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 122 a 144, em que a câmara compreendendo a cultura de células compreende ainda um canal microfluídico e, opcionalmente, uma bomba microfluídica conectada ao mesmo.[00390] 145. The method according to any one of paragraphs 122 to 144, wherein the chamber comprising the cell culture further comprises a microfluidic channel and, optionally, a microfluidic pump connected thereto.
[00391] 145. O método de conexão de acordo com qualquer um dos parágrafos de 122 a 145, em que a estrutura de conexão compreende aço inoxidável.[00391] 145. The connection method according to any one of paragraphs 122 to 145, wherein the connection structure comprises stainless steel.
[00392] 146. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 122 a 145, em que a câmara da primeira bomba tem um volume de cerca de 100 ml.[00392] 146. The method according to any one of paragraphs 122 to 145, wherein the chamber of the first pump has a volume of about 100 ml.
[00393] 147. O método de acordo com qualquer um dos parágrafos de 122 a 146, em que a câmara da segunda bomba tem um volume de cerca de 1 litro a cerca de 4 litros.[00393] 147. The method according to any one of paragraphs 122 to 146, wherein the second pump chamber has a volume of about 1 liter to about 4 liters.
[00394] 148. Um método para determinar o efeito de uma atmosfera de teste em um trato respiratório simulado compreendendo: (a) fornecer uma atmosfera de teste a uma câmara de uma primeira bomba; (b) retirar a atmosfera de teste da primeira bomba para uma estrutura de conexão que une a primeira bomba a uma segunda bomba; (c) preencher a primeira bomba e pelo menos uma parte da estrutura de conexão com o ar circundante; (d) manter a atmosfera de teste na segunda bomba e a estrutura de conexão por um período de tempo definido; (e) deslocar a atmosfera de teste através da estrutura de conexão e da primeira bomba usando a segunda bomba; e (f) realizar um ou mais ciclos de bombeamento do ar circundante na segunda bomba; em que a atmosfera de teste entra em contato com uma cultura de células localizada em um ou mais módulos localizados na primeira bomba ou na estrutura de conexão ou na segunda bomba ou em uma combinação de duas ou mais das mesmas e o referido método compreende a etapa adicional de determinar o efeito da atmosfera de teste na cultura de células, em que uma diferença na cultura de células antes e/ou após a exposição à atmosfera de teste é indicativa de que a atmosfera de teste afeta a cultura de células.[00394] 148. A method for determining the effect of a test atmosphere on a simulated respiratory tract comprising: (a) providing a test atmosphere to a chamber of a first pump; (b) withdrawing the test atmosphere from the first pump to a connecting structure joining the first pump to a second pump; (c) filling the first pump and at least a portion of the connecting structure with the surrounding air; (d) maintain the test atmosphere in the second pump and the connecting structure for a defined period of time; (e) displacing the test atmosphere through the connecting structure and the first pump using the second pump; and (f) performing one or more cycles of pumping the surrounding air into the second pump; wherein the test atmosphere comes into contact with a cell culture located in one or more modules located in the first pump or in the connecting structure or in the second pump or in a combination of two or more thereof and said method comprises the step further of determining the effect of the test atmosphere on the cell culture, wherein a difference in the cell culture before and/or after exposure to the test atmosphere is indicative that the test atmosphere affects the cell culture.
[00395] 149. O método de acordo com o parágrafo 148, em que os módulos são adaptados para monitorar as condições do sistema e/ou para amostragem de gás e/ou para caracterização de gás e o referido método compreende tirar uma ou mais medições dos módulos.[00395] 149. The method according to paragraph 148, wherein the modules are adapted to monitor system conditions and/or for gas sampling and/or for gas characterization and said method comprises taking one or more measurements of the modules.
[00396] Qualquer publicação citada ou descrita neste documento fornece informações relevantes reveladas antes da data de depósito do presente pedido. Afirmações neste documento não devem ser interpretadas como admissão de que os inventores não se encontram no direito de antedatar tais descrições. Todas as publicações mencionadas no relatório descritivo acima são incorporadas a este documento à guisa de referência. Diversas modificações e variações da invenção se tornarão aparentes a indivíduos versados na técnica sem que se incorra em afastamento do escopo e espírito da invenção. Embora a invenção tenha sido descrita em conexão com modalidades preferenciais específicas, deve-se compreender que a invenção, tal como reivindicada, não deve ser excessivamente limitada a tais modalidades. Com efeito, várias modificações dos modos descritos para desempenhar-se a invenção que são óbvios para os versados na técnica em questão devem estar dentro do escopo das reivindicações a seguir.[00396] Any publication cited or described in this document provides relevant information disclosed prior to the filing date of this application. Statements in this document should not be interpreted as an admission that the inventors do not have the right to backdate such descriptions. All publications mentioned in the descriptive report above are incorporated into this document by way of reference. Various modifications and variations of the invention will become apparent to individuals skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention. Although the invention has been described in connection with specific preferred embodiments, it should be understood that the invention, as claimed, should not be unduly limited to such embodiments. Indeed, various modifications of the described modes of carrying out the invention that are obvious to those skilled in the art in question should fall within the scope of the following claims.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17181667.1 | 2017-07-17 | ||
EP17181667 | 2017-07-17 | ||
PCT/EP2018/069091 WO2019016094A1 (en) | 2017-07-17 | 2018-07-13 | Simulated respiratory tract |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BR112020000828A2 BR112020000828A2 (en) | 2020-07-21 |
BR112020000828B1 true BR112020000828B1 (en) | 2024-05-14 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3654783B1 (en) | Simulated respiratory tract | |
Cao et al. | Invited review: human air-liquid-interface organotypic airway tissue models derived from primary tracheobronchial epithelial cells—overview and perspectives | |
Bovard et al. | A lung/liver-on-a-chip platform for acute and chronic toxicity studies | |
Rothen-Rutishauser et al. | In vitro models of the human epithelial airway barrier to study the toxic potential of particulate matter | |
CN111032853B (en) | Cell culture plates, devices and methods for in vitro exposure | |
Karra et al. | Drug delivery for traditional and emerging airway models | |
US11981926B2 (en) | Cell culture | |
CN111836878B (en) | Improved cell culture apparatus | |
US20220093007A1 (en) | Perforated structure | |
Steiner et al. | Development and testing of a new-generation aerosol exposure system: the independent holistic air-liquid exposure system (InHALES) | |
BR112020000828B1 (en) | SYSTEM FOR DETERMINING THE INTERACTION BETWEEN A TEST ATMOSPHERE AND A SIMULATED RESPIRATORY TRACT, USE OF THE SYSTEM, METHOD FOR DETERMINING THE EFFECT OF A TEST ATMOSPHERE ON A CELL CULTURE, AND METHOD FOR SIMULATING THE INTERACTION BETWEEN A TEST ATMOSPHERE AND A RESPIRATORY TRACT SIMULATED | |
RU2810805C2 (en) | Perforated construction | |
RU2774881C2 (en) | System for determining interaction between test atmosphere and respiratory tract model (options) and its use (options), method for modeling such an interaction (options), pump (options), connecting structure, aerosol generating device and method for determining test atmosphere impact (options) | |
WO2024013100A1 (en) | Distal airway and alveoli model | |
Kim et al. | Lung Organoid on a Chip: A New Ensemble Model for Preclinical Studies | |
RU2776405C2 (en) | Tablet for cell cultivation, devices and methods for in vitro effect | |
BR112020002747B1 (en) | CELL CULTURE PLATE, DEVICES AND METHODS FOR IN VITRO EXPOSURE |