DE10112109A1 - Cell culture substrate and its use - Google Patents

Cell culture substrate and its use

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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein leicht herstellbares Zellkultursubstrat vorzuschlagen, dessen Oberfläche mit einfachen Mitteln so gestaltet werden kann, dass die Adhäsion von Zellkulturen verbessert wird. Das Zellkultursubstrat soll sich weiterhin einfach mit einem Muster aus Bereichen, in denen Zellkulturen anhaften, und zellabstoßenden Bereichen versehen lassen. DOLLAR A Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Zellkultursubstrat, das durch Bestrahlen einer Oberfläche aus einem Kunststoff mit ultraviolettem Licht erhältlich ist, wobei die bestrahlte Oberfläche für das Anlegen der Zellkultur bestimmt ist.The object of the invention is to propose an easily producible cell culture substrate, the surface of which can be designed with simple means in such a way that the adhesion of cell cultures is improved. The cell culture substrate should continue to be easily provided with a pattern of areas in which cell cultures adhere and cell-repellent areas. DOLLAR A The object is achieved according to the invention by a cell culture substrate which can be obtained by irradiating a surface made of a plastic with ultraviolet light, the irradiated surface being intended for the application of the cell culture.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zellkultursubstrat gemäß Anspruch 1 und seine Verwen­ dung gemäß Anspruch 6 und 7.The invention relates to a cell culture substrate according to claim 1 and its uses dung according to claim 6 and 7.

Die DE 41 32 379 A1 beschreibt ein Zellkultursubstrat, das eine Vielzahl von Vertie­ fungen enthält, die durch Stege voneinander getrennt sind und in deren Boden je­ weils eine Öffnung vorhanden ist.DE 41 32 379 A1 describes a cell culture substrate that has a multitude of vertie contains containments that are separated from each other by webs and in the bottom of each because there is an opening.

In L. Bacakova et al.: "Molecular mechanisms of improved adhesion and growth of an endothelial cell line cultured on polysterene implanted with fluorine ions", Biomate­ rials 21 (2000) 1173-1179 wird über Versuche berichtet, in Zellkultursubstrate aus Polystyrol durch Ionenimplantierung Fluor-Ionen einzubauen, so dass sich Zellen leichter an die Oberfläche anheften. Der Ionenbeschuss verursacht irreversible strukturelle und chemische Veränderungen in der molekularen Struktur von Polyme­ ren, wobei sich eine erhöhte Polarität und verbesserte hydrophile Eigenschaften er­ geben.In L. Bacakova et al .: "Molecular mechanisms of improved adhesion and growth of an endothelial cell line cultured on polysterene implanted with fluorine ions", Biomate rials 21 ( 2000 ) 1173-1179 reports on experiments in cell culture substrates made of polystyrene by ion implantation Incorporate fluorine ions so that cells attach to the surface more easily. Ion bombardment causes irreversible structural and chemical changes in the molecular structure of polymers, resulting in increased polarity and improved hydrophilic properties.

Eine Reihe von Veröffentlichungen befassen sich mit der Propfpolymerisation von Kunststoffen auf einem Zellkultursubstrat. Beispielhaft seien die Veröffentlichungen von T. Richey et al in Biomaterials 21 (2000) 1057-1065, Zhao Liqun et al in Euro­ pean Polymer Journal 36 (2000) 1591-1595, M. Ulbricht und M. Riedel in Biomate­ rials 19 (1998) 1229-1237 und G. Geuskens et al in European Polymer Journal 36 (2000) 265-271 genannt. Bei der Propfpolymerisation wird eine Kunststoffoberfläche mit UV-Licht bestrahlt; die Oberfläche wird während der Bestrahlung oder im Anschluss daran mit einer Schicht aus einem anderen Kunststoff versehen.A number of publications deal with the graft polymerization of plastics on a cell culture substrate. Examples are the publications by T. Richey et al in Biomaterials 21 ( 2000 ) 1057-1065, Zhao Liqun et al in European Polymer Journal 36 ( 2000 ) 1591-1595, M. Ulbricht and M. Riedel in Biomaterials 19 ( 1998 ) 1229-1237 and G. Geuskens et al in European Polymer Journal 36 ( 2000 ) 265-271. During graft polymerization, a plastic surface is irradiated with UV light; the surface is provided with a layer of another plastic during the irradiation or afterwards.

Die Veröffentlichung von Stephen Britland et al.: "Micropatterned Substratum Adhesiveness: A Model for Morphogenetic Cues Controlling Cell Behavior" in Expe­ rimental Cell Research 198 (1992) 124-129 beschreibt die Herstellung von Zellsub­ straten, die Bereiche unterschiedlicher Zelladhäsion aufweisen. Diese Bereiche sind in Form eines Musters auf der Oberfläche des Zellsubstrates verteilt. Solche Zellsub­ strate lassen sich auf die folgende Weise herstellen: Auf einer Unterlage aus einem Kunststoff, Glas oder Quarz wird ein sogenannter Photoresist aufgetragen, der über eine Maske, die das gewünschte Muster aufweist, mit senkrecht einfallendem ultra­ violettem Licht bestrahlt wird. Die bestrahlten Bereiche werden anschließend mit ei­ nem sogenannten Entwickler herausgelöst, so dass an diesen Stellen die Unterlage zum Vorschein kommt. Auf diese Stellen wird hydrophobes Silan aufgetragen. Da­ nach werden die nicht bestrahlten Bereiche des Photoresists selektiv entfernt und die dadurch freigelegte Unterlage selektiv mit Aminosilan beschichtet. Bei diesem Ver­ fahren wird der mit dem ultravioletten Licht bestrahlte Kunststoff entfernt und steht daher nicht als Oberfläche für die Zellkultur zur Verfügung. Außerdem benötigt das Verfahren eine Vielzahl von einzelnen Verfahrensschritten.The publication by Stephen Britland et al .: "Micropatterned Substratum Adhesiveness: A Model for Morphogenetic Cues Controlling Cell Behavior" in Experimental Cell Research 198 ( 1992 ) 124-129 describes the production of cell substrates that have areas of different cell adhesion. These areas are distributed in the form of a pattern on the surface of the cell substrate. Such cell substrates can be produced in the following way: a so-called photoresist is applied to a base made of plastic, glass or quartz, which is irradiated with vertically incident ultra violet light via a mask which has the desired pattern. The irradiated areas are then removed with a so-called developer, so that the surface appears at these points. Hydrophobic silane is applied to these areas. After that, the non-irradiated areas of the photoresist are selectively removed and the substrate thus exposed is selectively coated with aminosilane. In this process, the plastic irradiated with the ultraviolet light is removed and is therefore not available as a surface for cell culture. The process also requires a large number of individual process steps.

Ein ähnliches Verfahren beschreiben Dan V. Nicolau et al in "Patterning neuronal and glia cells on light-assisted functionalised photoresists", Biosensors & Bioelectro­ nics 14 (1999) 317-325.A similar method is described by Dan V. Nicolau et al in "Patterning neuronal and glia cells on light-assisted functionalized photoresists", Biosensors & Bioelectronics 14 ( 1999 ) 317-325.

Durch Makoto Kaibara et al.: "Promotion and control of selective adhesion and proli­ feration of endothelial cells on polymer surface by carbon deposition" in Journal of Biomedical Materials Research, Vol. 31 (1996) 429-435 wird ein anderes Verfahren zur Herstellung von Mustern unterschiedlicher Zelladhäsion auf Zellsubstrat-Oberflä­ chen beschrieben. Bei diesem Verfahren werden Substrate aus Polyurethan oder Polystyrol über Masken mit Kohlenstoff-Ionen beschossen. Die mit Kohlenstoff do­ tierten Bereiche zeigen eine erhöhte Zelladhäsion. Bei diesem Verfahren müssen aufwendige Geräte eingesetzt werden.Makoto Kaibara et al .: "Promotion and control of selective adhesion and proliferation of endothelial cells on polymer surface by carbon deposition" in Journal of Biomedical Materials Research, Vol. 31 ( 1996 ) 429-435 describes another process for the production of Patterns of different cell adhesion are described on cell substrate surfaces. In this process, substrates made of polyurethane or polystyrene are bombarded with carbon ions over masks. The areas doped with carbon show increased cell adhesion. In this process, complex devices have to be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zellkultursubstrat mit einer Oberfläche aus einem Kunststoff vorzuschlagen, dessen Oberfläche mit einfacheren als den bekannten Mitteln so gestaltet werden kann, dass die Adhäsion von Zellkulturen verbessert wird. Das Zellkultursubstrat soll außerdem die Möglichkeit bieten, Muster von Bereichen anzulegen, in denen die Zellen unterschiedlich stark anhaften, so dass sich Zellkulturen in einer vorgegebenen Form herstellen lassen.The invention has for its object a cell culture substrate with a surface to propose from a plastic whose surface with simpler than that known means can be designed so that the adhesion of cell cultures is improved. The cell culture substrate should also offer the possibility of patterns of areas in which the cells adhere to different degrees, so that cell cultures can be produced in a predetermined form.

Die Aufgabe wird durch das Zellkultursubstrat gemäss Anspruch 1 gelöst. Bevor­ zugte Verwendungen des Zellkultursubstrates werden in den Ansprüchen 6 und 7 vorgeschlagen. The object is achieved by the cell culture substrate according to claim 1. before Preferred uses of the cell culture substrate are in claims 6 and 7 proposed.  

Erfindungsgemäß wird ein Zellkultursubstrat vorgeschlagen, das eine Oberfläche aufweist, die aus einem Kunststoff besteht und zumindest teilweise durch ultraviolet­ tes Licht (UV-Licht) bestrahlt worden ist. Als Kunststoff eignen sich prinzipiell die be­ kannten Polymere und Copolymere. Besonders geeignet sind die Kunststoffe Po­ lystyrol, Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Das Zellkultursubstrat braucht nicht vollständig aus einem Kunststoff bestehen. Es reicht aus, wenn das Zellkultur­ substrat auf einer Trägerstruktur aus einem anderen Material eine Kunststoffoberflä­ che aufweist, die zumindest teilweise mit UV-Licht bestrahlt worden ist. Die Träger­ struktur kann entsprechend der vorgesehenen Verwendung des Zellkultursubstrates beispielsweise für den Einsatz in der Implantologie oder für die Verwendung als Bio­ sensor ausgestaltet sein. Selbstverständlich sind auch Zellkultursubstrate geeignet, die vollständig aus einem Kunststoff bestehen.According to the invention, a cell culture substrate is proposed that has a surface has, which consists of a plastic and at least partially by ultraviolet t light (UV light) has been irradiated. In principle, the be are suitable as plastic knew polymers and copolymers. The plastics Po are particularly suitable lystyrene, polycarbonate or polymethyl methacrylate. The cell culture substrate needs do not consist entirely of a plastic. It is sufficient if the cell culture a plastic surface on a support structure made of a different material che, which has been at least partially irradiated with UV light. The bearers structure can be according to the intended use of the cell culture substrate for example for use in implantology or for use as organic be designed sensor. Of course, cell culture substrates are also suitable, which are made entirely of plastic.

Beim erfindungsgemäßen Zellkultursubstrat wird die Zellkultur ausschließlich auf der bestrahlten Oberfläche oder auf den bestrahlten Bereichen der Oberfläche aufge­ bracht. Die nicht bestrahlten Bereiche der Oberfläche sollen zellabweisend sein. Dies wird am einfachsten durch den Einsatz der oben genannten Kunststoffe bewirkt, de­ ren Oberfläche ohne Bestrahlung zellabweisend ist.In the cell culture substrate according to the invention, the cell culture is grown exclusively on the irradiated surface or on the irradiated areas of the surface introduced. The non-irradiated areas of the surface should be cell-repellent. This is most easily accomplished by using the above plastics, de its surface is cell-repellent without radiation.

Die Wellenlänge des UV-Lichts soll vorzugsweise im Bereich von 150 nm bis 250 nm, besonders bevorzugt im Bereich von 160 nm bis 200 nm liegen. Gut geeignet sind die üblichen Niederdruck-Quecksilberdampflampen, die UV-Licht einer Wellen­ länge von ca. 185 nm abgeben. Weniger gut oder - abhängig von der eingesetzten Kunststoffoberfläche und der verwendeten Zelllinie - sogar ungeeignet erweisen sich Wellenlängen von mehr als 250 nm. Mit Polystyrol kann beispielsweise bei Bestrahlung mit einer Wellenlänge von 254 nm, die durch eine Quecksilberdampf- Hochdrucklampe in Kombination mit einem Kantenfilter emittiert wurde, kein Effekt mehr festgestellt werden.The wavelength of the UV light should preferably be in the range from 150 nm to 250 nm, are particularly preferably in the range from 160 nm to 200 nm. Well suited are the usual low pressure mercury lamps, the UV light of a wave give length of approx. 185 nm. Less good or - depending on the one used Plastic surface and the cell line used - even prove unsuitable Wavelengths of more than 250 nm. With polystyrene, for example Irradiation with a wavelength of 254 nm, which is caused by a mercury vapor High pressure lamp in combination with an edge filter was emitted, no effect can be determined more.

Der Abstand der UV-Lichtquelle von der zu bestrahlenden Oberfläche des Substrats soll vorzugsweise kleiner als 50 cm sein und beispielsweise im Bereich zwischen 5 und 20 cm liegen, da bei größeren Abständen die Intensität des UV-Lichts stark absinkt. The distance of the UV light source from the surface of the substrate to be irradiated should preferably be less than 50 cm and for example in the range between 5 and 20 cm, since the intensity of the UV light is strong at larger distances decreases.  

Die Dauer der Bestrahlung hängt einerseits von der Art des Kunststoffs und der Art des vorgesehenen Zellmaterials, andererseits von der Intensität und dem Abstand der UV-Lichtquelle ab. Typische Werte für die Bestrahlungsdauer sind einige Minuten bis Stunden, etwa 5 min bis 3 h. Die Bestrahlung kann bei Normaldruck unter Luftat­ mosphäre ohne Einsatz von Schutzgas erfolgen. Die bestrahlte Oberfläche ist ohne eine weitere Behandlung zur Anlage der Zellkultur geeignet und vorbereitet. Die An­ lage der Zellkultur kann kurz nach der Bestrahlung erfolgen. Andererseits sind die bestrahlten Zellkultursubstrate über Wochen lagerfähig, so dass die Anlage der Zell­ kultur auch einige Wochen nach der Bestrahlung erfolgen kann. In jedem Fall erfolgt die Anlage der Zellkultur unmittelbar auf der bestrahlten Fläche, ohne dass an dieser Fläche zusätzliche Vorkehrungen oder Maßnahmen getroffen werden.The duration of the radiation depends on the one hand on the type of plastic and the type the intended cell material, on the other hand the intensity and the distance the UV light source. Typical values for the radiation duration are a few minutes to hours, about 5 min to 3 h. The irradiation can be carried out at atmospheric pressure under normal pressure atmosphere without the use of protective gas. The irradiated surface is without Another treatment suitable for preparing the cell culture and prepared. The An location of the cell culture can be done shortly after irradiation. On the other hand, they are irradiated cell culture substrates can be stored for weeks, allowing the cell to plant culture can also take place a few weeks after the radiation. In any case the creation of the cell culture directly on the irradiated surface, without this Area additional precautions or measures are taken.

Nach derzeitigem Kenntnisstand bewirkt die Bestrahlung mit UV-Licht die Erzeugung kurzlebiger Peroxide, aber auch stabiler anderer chemischer Gruppen wie Carbo­ xylate auf der bestrahlten Oberfläche, die die Anheftung von Zellmaterial deutlich begünstigen. Durch die chemischen Veränderungen wird insbesondere die Protein­ adsorption beeinflusst. Die Zellen reagieren stark auf die erzeugten chemischen Gruppen und haften sehr selektiv auf den belichteten Stellen, was insbesondere dann gut sichtbar ist und besondere Vorteile bringt, wenn die nicht bestrahlte Ober­ fläche ursprünglich zellabweisend war.According to the current state of knowledge, irradiation with UV light causes the generation short-lived peroxides, but also more stable other chemical groups such as carbo xylates on the irradiated surface, which clearly shows the attachment of cell material favor. The chemical changes in particular the protein adsorption influenced. The cells react strongly to the chemical produced Groups and adhere very selectively to the exposed areas, which in particular is clearly visible and brings special advantages if the non-irradiated upper was originally cell-repellent.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, dass auf der Oberfläche sehr einfach und in einem einzigen Verfahrensschritt mit einem Muster von bestrahlten und nicht be­ strahlten Bereichen versehen werden kann. Dies wird erreicht, indem die Oberfläche dem Licht der UV-Lichtquelle nicht vollständig ausgesetzt ist, sondern nur einzelne Bereiche belichtet werden, indem zwischen Lichtquelle und der Oberfläche eine Maske angeordnet wird, bei der die offenen und die UV-Licht absorbierenden Berei­ che dem auf der Oberfläche gewünschten Muster entsprechen. Als Masken eignen sich die für Lithographie-Verfahren eingesetzten Masken, beispielsweise eine Scheibe aus für UV-Strahlung transparentem Quarzglas, auf der das gewünschte Muster in Form einer Chromauflage vorhanden ist.A major advantage of the invention is that on the surface very simple and in a single process step with a pattern of irradiated and not be blasted areas can be provided. This is achieved by the surface is not completely exposed to the light of the UV light source, but only a few Areas are exposed by placing a between the light source and the surface Mask is arranged in which the open and the UV light absorbing area the pattern you want on the surface. Suitable as masks the masks used for lithography processes, for example one Disc made of quartz glass transparent for UV radiation, on which the desired Pattern in the form of a chrome plating is available.

Die bisherigen Beobachtungen zeigen, dass sich insbesondere Hepatocyten (HepG2, menschliche Leberzelllinie) und Fibroblasten (L929, Zelllinie von Mäusen) besonders stark an UV-bestrahlte Bereiche von Kunststoffsubstraten anheften.The previous observations show that hepatocytes in particular (HepG2, human liver cell line) and fibroblasts (L929, mouse cell line)  attach particularly strongly to UV-irradiated areas of plastic substrates.

Die Erfindung bietet gegenüber dem Stand der Technik einige wesentliche Vorteile: Gegenüber dem Herstellen von Mustern auf der Substratoberfläche mit Hilfe von Li­ thographieverfahren wird lediglich noch der Bestrahlungsschritt benötigt, da die Zell­ kulturen ohne Entfernung der bestrahlten Bereiche und weitere Prozessschritte un­ mittelbar auf der bestrahlten Oberfläche aufgebracht werden. Außerdem sind die er­ zeugten Muster erfindungsgemäß wesentlich präziser. Gegenüber der Ionenimplan­ tierung ist ein wesentlich geringerer Aufwand erforderlich, da lediglich eine UV-Licht­ quelle und gegebenenfalls eine Maske benötigt werden. Ferner kann auf Chemika­ lien verzichtet werden, so dass auch die Entsorgung der gebrauchten Chemikalien entfällt. Die erfindungsgemäßen Zellkultursubstrate lassen sich ohne Probleme in Reinräumen fertigen. Gegenüber der Propfpolymerisation ist festzustellen, dass im Anschluß an die Bestrahlung keine weiteren Verfahrensschritte mehr erforderlich sind und dass die bestrahlte Fläche unmittelbar zur Anlage von Zellkulturen vorgese­ hen ist. Die Bestrahlung dient erfindungsgemäß zur Vorbereitung der Unterlage für die Zellkulturen und nicht zur weiteren Behandlung und Verarbeitung des Substrates, auf dem in diesem Fall erst die Unterlage für die Zellkulturen geschaffen werden müssen.The invention offers several essential advantages over the prior art: Compared to making patterns on the substrate surface using Li thography process only the irradiation step is required, since the cell cultures without removing the irradiated areas and further process steps un be applied indirectly to the irradiated surface. Besides, they are him created patterns much more precisely according to the invention. Opposite the ion implant tation requires a much lower effort, since only UV light source and a mask may be required. Can also on chemicals lien are waived, so that the disposal of used chemicals eliminated. The cell culture substrates according to the invention can be in without problems Manufacture cleanrooms. Compared to graft polymerization, it should be noted that in After the irradiation, no further process steps are required are and that the irradiated area is directly available for the establishment of cell cultures hen is. According to the invention, the radiation is used to prepare the base for the cell cultures and not for further treatment and processing of the substrate, on which in this case the base for the cell cultures is created have to.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren nä­ her erläutert.The invention is based on exemplary embodiments and figures ago explained.

Die Figuren zeigen Zellkulturen in einem vorgegebenen Muster auf einem erfin­ dungsgemäßen Zellkultursubstrat. Im einzelnen zeigen die Figuren Phasenkontrast­ aufnahmen von Zellen auf einem Substrat aus Polystyrol, das zuvor über eine Maske mit UV-Licht bestrahlt worden ist.The figures show cell cultures in a predefined pattern on an invent cell culture substrate according to the invention. The figures show phase contrast in detail Images of cells on a polystyrene substrate, previously covered by a mask has been irradiated with UV light.

In Fig. 1 sind HepG2-Zellen in einem quadratischen Rahmen angeordnet.In Fig. 1, HepG2 cells are arranged in a square frame.

Fig. 2 zeigt L929-Zellen in einem Muster aus mehreren kreisförmigen und einem linienförmigen Bereich. Fig. 2 shows L929 cells in a pattern of several circular and one linear region.

Fig. 3 zeigt L292-Zellen in einem streifenförmigen Muster. Figure 3 shows L292 cells in a stripe pattern.

Ausführungsbeispielembodiment

Die im folgenden beschriebenen Schritte sollten zum Schutz der Zellkultur unter ste­ rilen Bedingungen durchgeführt werden. Kommerzielle Kunststoffe können ggf. mit 70 vol% Ethanol/Wasser-Gemischen durch 10 minütiges Eintauchen und Abreiben gereinigt und sterilisiert werden. In diesem Beispiel wurden sterile Petrischalen und Substrat-Plättchen für Zellkulturen eingesetzt, bei denen dieser Schritt nicht notwen­ dig ist. Auf die Plättchen (1 × 20 × 20 mm) aus hydrophoben Polystyrol oder in zellab­ weisende Polystyrol-Bakterienpetrischalen (Prod. No. 628102, Durchmesser: 6 cm, Greiner Labortechnik GmbH, Frickenhausen) wurden Masken gelegt, deren Träger UV-transparent war. Als Masken dienten 2 mm dicke Quarzplättchen mit einer aufge­ dampften, UV-undurchlässigen 200 nm dicken Chromschicht. Die chromierte Seite der Maske war dabei in direktem Kontakt mit der zu bestrahlenden Polymeroberflä­ che. Diese Anordnung erlaubt, die Kunststoff-Oberfläche selektiv in einzelnen Berei­ chen zu bestrahlen. Eine solche Bestrahlung wird im folgenden als "Strukturierung" bezeichnet. Anschließend wurde der Verbund aus Substrat und darüber liegender Maske von oben aus ca. 10 cm Abstand durch die Maske mit einer Niederdruck- Quecksilberdampflampe bestrahlt. Geeignet ist eine 15 Watt NNQ Lampe der He­ raeus Noblelight GmbH, Kleinostheim im Quarzrohr. Wichtig ist, dass neben der Wellenlänge λ1 = 253 nm auch λ2 = 185 nm emittiert wird. Wie bereits erwähnt, kann durch Bestrahlen mit einer Quelle, die ausschließlich die höhere Wellenlänge emittiert, der gewünschte Zweck in diesem Versuch nicht erreicht werden.The steps described below should be carried out under sterile conditions to protect the cell culture. Commercial plastics can optionally be cleaned and sterilized with 70 vol% ethanol / water mixtures by immersing and rubbing for 10 minutes. In this example, sterile petri dishes and substrate platelets were used for cell cultures in which this step is not necessary. Masks were placed on the platelets (1 × 20 × 20 mm) made of hydrophobic polystyrene or in cell-pointing polystyrene bacterial petri dishes (Prod. No. 628102, diameter: 6 cm, Greiner Labortechnik GmbH, Frickenhausen), the backing of which was UV-transparent. 2 mm thick quartz plates with a vapor-deposited, UV-impermeable 200 nm thick chrome layer served as masks. The chromed side of the mask was in direct contact with the polymer surface to be irradiated. This arrangement allows the plastic surface to be selectively irradiated in individual areas. Such radiation is referred to below as "structuring". The composite of substrate and mask above was then irradiated from above through a 10 cm distance through the mask using a low-pressure mercury vapor lamp. A 15 watt NNQ lamp from He raeus Noblelight GmbH, Kleinostheim in a quartz tube is suitable. It is important that in addition to the wavelength λ 1 = 253 nm, λ 2 = 185 nm is also emitted. As already mentioned, irradiation with a source that only emits the higher wavelength cannot achieve the desired purpose in this experiment.

Die Bestrahlungsdauer richtet sich nach dem verwendeten Substrat, der Maske, dem Abstand zwischen Strahler und Probe, sowie Nennleistung und Lebensdauer der Quecksilberdampflampe. Unter den oben angegebenen Bedingungen sind Bestrah­ lungsdauern von mindestens 5 Minuten nötig. Die in den Figuren gezeigten Zellkul­ tursubstrate wurden durch eine Bestrahlung von 30 Minuten nach obigen Bedin­ gungen hergestellt. Nach Ende der Bestrahlung wird die Maske wieder entfernt und das strukturierte Substrat kann direkt für Zellkulturexperimente verwendet oder (falls möglich steril) trocken über mehrere Monate gelagert werden.The irradiation time depends on the substrate used, the mask, the Distance between radiator and sample, as well as nominal power and service life of the Mercury vapor lamp. Under the conditions given above, there are penalties Duration of at least 5 minutes necessary. The cell culture shown in the figures The substrate substrates were irradiated for 30 minutes according to the above conditions conditions. After the end of the radiation, the mask is removed and the structured substrate can be used directly for cell culture experiments or (if possible sterile) stored dry for several months.

Die. Figuren zeigen HepG2 und L929 Zellkulturen, die unter üblichen Bedingungen auf den nach obigem Ausführungsbeispiel strukturierten Substraten (zellabweisende Polystyrol-Bakterienpetrischalen Prod. No. 628102, Greiner Labortechnik GmbH, Frickenhausen) kultiviert wurden. Kulturbedingungen: 37°C, 100% relative Feuchtig­ keit, 5% CO2/95% Luft.The. Figures show HepG2 and L929 cell cultures which were cultivated under customary conditions on the substrates structured according to the above exemplary embodiment (cell-repellent polystyrene bacterial petri dishes Prod. No. 628102, Greiner Labortechnik GmbH, Frickenhausen). Culture conditions: 37 ° C, 100% relative humidity, 5% CO 2 /95% air.

HepG2 Zellkulturmedium war Minimum Essential Medium (MEM) (Life technologies, Karlsruhe, Germany, Cat. No. 21090-022) mit zugesetzter 1 vol% non essential amino acids Lösung (Life technologies, Cat. No. 11140-035), 2 mM L-Glutamin (Life tech­ nologies, Cat. No. 25030-024), 100 units/ml Penicillin, 100 µg/ml Streptomycin (Life technologies, Cat. No. 15140-114) and 10 vol% fötalem Kälberserum (PAA Laborato­ ries GmbH, Linz, Austria, Cat. No. A15-649). L929 Zellkulturmedium war ebenso MEM mit 2 mM L-Glutamin, 100 units/ml Penicillin, 100 µg/ml Streptomycin und 5 vol% fötalem Kälberserum.HepG2 cell culture medium was Minimum Essential Medium (MEM) (Life technologies, Karlsruhe, Germany, Cat. No. 21090-022) with added 1 vol% non essential amino acids solution (Life technologies, Cat. No. 11140-035), 2 mM L-glutamine (Life tech nologies, cat. No. 25030-024), 100 units / ml penicillin, 100 µg / ml streptomycin (Life technologies, Cat. No. 15140-114) and 10 vol% fetal calf serum (PAA Laborato ries GmbH, Linz, Austria, Cat. No. A15-649). L929 cell culture medium was also MEM with 2 mM L-glutamine, 100 units / ml penicillin, 100 µg / ml streptomycin and 5 vol% fetal calf serum.

Als Masken dienten ein freigelassener quadratischer Rahmen in Fig. 1, Löcher mit nach links zunehmenden Durchmessern, darüber eine Linie in Fig. 2 und ein paral­ lele Streifen mit nach rechts abnehmender Breite und Abstand in Fig. 3; der Maßstab ist in allen Abb. 200 µm. Die Aufnahmen wurden mit einem Phasenkontrast­ mikroskop 3 Stunden nach Einbringen der jeweiligen Zellsuspension aufgenommen.A blank square frame in FIG. 1, holes with increasing diameters to the left, a line in FIG. 2 and a parallel strip with a decreasing width and distance to the right in FIG. 3 served as masks; the scale in all figures is 200 µm. The recordings were taken with a phase contrast microscope 3 hours after the introduction of the respective cell suspension.

Die Zellen in nicht bestrahlten Bereichen bleiben rund, bilden teilweise größere Ag­ gregate haften aber nicht am Substrat. Diese Zellen heften sich im weiteren Verlauf der Zellkultur auf unbesetzten bestrahlten Bereichen an oder werden beim Wechsel des Kulturmediums entfernt.The cells in non-irradiated areas remain round, sometimes forming larger Ag However, gregates do not adhere to the substrate. These cells adhere in the further course the cell culture on unoccupied irradiated areas or when changing of the culture medium removed.

Claims (7)

1. Zellkultursubstrat erhältlich durch Bestrahlen einer Oberfläche aus einem Kunst­ stoff mit ultraviolettem Licht, wobei die bestrahlte Oberfläche für das Anlegen der Zellkultur bestimmt ist.1. Cell culture substrate obtainable by irradiating a surface from an art fabric with ultraviolet light, the irradiated surface for the application of the Cell culture is determined. 2. Zellkultursubstrat nach Anspruch 1, bei der die Oberfläche eine Seite einer Kunststoffplatte darstellt.2. Cell culture substrate according to claim 1, wherein the surface is one side of a Plastic plate represents. 3. Zellkultursubstrat nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Kunststoff Polystyrol, Poly­ carbonat oder Polymethylmethacrylat darstellt.3. cell culture substrate according to claim 1 or 2, wherein the plastic polystyrene, poly represents carbonate or polymethyl methacrylate. 4. Zellkultursubstrat nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Oberfläche durch eine Maske partiell bestrahlt mit dem ultravioletten Licht worden ist.4. cell culture substrate according to claim 1, 2 or 3, wherein the surface by a Mask partially irradiated with the ultraviolet light. 5. Zellkultursubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Bestrahlung mit dem ultravioletten Licht bei einer Wellenlänge von 150 nm bis 250 nm erfolgte.5. Cell culture substrate according to one of claims 1 to 4, in which the irradiation with the ultraviolet light was carried out at a wavelength of 150 nm to 250 nm. 6. Verwendung des Zellkultursubstrates nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Kulti­ vierung tierischer oder menschlicher Zellen.6. Use of the cell culture substrate according to one of claims 1 to 5 for cultivation vation of animal or human cells. 7. Verwendung des Zellkultursubstrates nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Bio­ sensor oder als Bestandteil eines Biosensors.7. Use of the cell culture substrate according to one of claims 1 to 5 as organic sensor or as part of a biosensor.
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US5079600A (en) * 1987-03-06 1992-01-07 Schnur Joel M High resolution patterning on solid substrates
US5202227A (en) * 1989-06-03 1993-04-13 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Control of cell arrangement

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