DE8908583U1 - Carrier for cell cultivation (Minusheet) and device for cell cultivation using such a carrier - Google Patents

Carrier for cell cultivation (Minusheet) and device for cell cultivation using such a carrier

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Description

Einleitung:Introduction:

Es ist heutzutage allgemeines Wissensgut, daß die Zusammensetzung der extrazellulären Biomatrix bei der ZeIlkultivation in biologischen und biotechnologischen Experimenten von sehr großer Bedeutung für das Anhaften und die spezielle Differenzierungsleistung der kultivierten Zellen ist (1, 2, 3). Eine solche extrazelluläre Matrix (ECM) besteht unter anderem aus verschiedenen Kollagenen, Laminin, Fibronectin und anderen kollagen- oder nichtkollagenartigen Proteinen. In vielen Experimenten hat sich gezeigt (2, 3), daß hochspezialisierte Zellen ohne einen solchen Support nicht kultiviert werden können. Deshalb besteht zur Zeit und in Zukunft eine große Nachfrage nach käuflich zu erwerbenden zellulären und extrazellulären Matrixprodukten, die in biologischen und biotechnologischen ZeI1kulturexperimenten sinnvoll und vor allem vielseitig angewandt werden können. Geeignete kompatible Systeme, die sowohl die Kultivation hochdifferenzierter Zellen als auch später ein leichtes und vielseitiges Experimentieren garantieren, fehlen jedoch bisher.It is common knowledge today that the composition of the extracellular biomatrix in cell cultivation in biological and biotechnological experiments is of great importance for the adhesion and special differentiation performance of the cultured cells (1, 2, 3). Such an extracellular matrix (ECM) consists, among other things, of various collagens, laminin, fibronectin and other collagenous or non-collagenous proteins. Many experiments have shown (2, 3) that highly specialized cells cannot be cultivated without such support. Therefore, there is currently and in the future a great demand for commercially available cellular and extracellular matrix products that can be used sensibly and, above all, in a variety of ways in biological and biotechnological cell culture experiments. However, suitable compatible systems that guarantee both the cultivation of highly differentiated cells and later easy and versatile experimentation are still lacking.

Neben der Mikrocarrier-Technik gibt es einige wenige stationäre zellbiologische Hilfsmittel, um lebende Zellen auf spezifischen Supporten zu kultivieren. Diese werden für den Kleinlabormaßstab von Millipore (4; Mil IiCeII) und TECNOMARA (5; Transwell) angeboten (Fig. 1). Von TECNOMARA (5) werden hohe Hohlzylinder mit einem auf einer Seite aufgeklebten kollagenbeschichteten Filter angeboten, während Millipore (4) zu seinen sehr ähnlich aussehenden Filterschalen lediglich Beschichtungsvorschriften aus der Literatur offeriert. Ein dritter Hersteller (Paesel and Lorei (6)) bietet ECM-beschichtete gewöhnliche Petrischalen oder auch mikroskopische Deckgläser an. Andere Hersteller von solchen Produkten sind uns nach bestem Wissen nicht bekannt.In addition to the microcarrier technique, there are a few stationary cell biology tools for cultivating living cells on specific supports. These are offered for small laboratory scale by Millipore (4; Mil IiCeII) and TECNOMARA (5; Transwell) (Fig. 1). TECNOMARA (5) offers tall hollow cylinders with a collagen-coated filter glued to one side, while Millipore (4) only offers coating instructions from the literature for its very similar looking filter dishes. A third manufacturer (Paesel and Lorei (6)) offers ECM-coated ordinary Petri dishes or microscopic cover glasses. To the best of our knowledge, we are not aware of any other manufacturers of such products.

Die Neuheit, Erfindungshöhe und gewerbliche Anwendbarkeit:
Unsere Erfindung unterscheidet sich dahingehend von den beschriebenen Konkurrenzprodukten der Firmen Millipore, TECNOMARA und Paesel, daß mit ihrer Hilfe nicht mehr nur alleine die Kultivation hochdifferenzierter Zellen im Kleinlabormaßstab möglich ist, sondern zusätzlich auch eine Kultivation im großen Maßstab sowie die überführung der kultivierten Zellen aus den Kulturschalen in weiterführende Experimentanordnungen wie z. B. Mikroperfusionskammern und Bioreaktoren. Dies wird dadurch möglich, daß bei unserer Erfindung der Support nicht wie bei den Konkurrenzprodukten fest mit dem Kulturgefäß verbunden ist, sondern sich auf einem in das Kulturgefäß einzulegenden, folienartigen Träger von variabler Größe und Geometrie befindet, der nach Anwachsen der Zellen auch jederzeit wieder aus dem Kulturgefäß entfernt werden kann (Fig. 3). Zur Stabilisierung werden diese möglicherweise mit Biomatrix beschichteten Folien zwischen zwei konzentrische, ineinandergreifende Ringe geklemmt und damit ähnlich dem Trommelfoll einer Trommel ausgespannt.
Novelty, inventiveness and industrial applicability:
Our invention differs from the competing products described by Millipore, TECNOMARA and Paesel in that it not only enables the cultivation of highly differentiated cells on a small laboratory scale, but also cultivation on a large scale and the transfer of the cultured cells from the culture dishes to further experimental arrangements such as microperfusion chambers and bioreactors. This is made possible by the fact that in our invention the support is not firmly attached to the culture vessel as in the competing products, but is located on a film-like carrier of variable size and geometry that is inserted into the culture vessel and can be removed from the culture vessel at any time after the cells have grown (Fig. 3). To stabilize these films, which may be coated with biomatrix, are clamped between two concentric, interlocking rings and thus stretched out like the drumhead of a drum.

Kommt ein einzelner "Minusheet" in einem Kulturgefäß zur Anwendung, so sind die Ringe des Halterungsapparates so flach gehalten, daß sie nichtIf a single "Minusheet" is used in a culture vessel, the rings of the holding apparatus are kept so flat that they do not

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wesentlich über das Niveau des Supportes herausragen. (AbTh*") Das hat den entscheidenden Vorteil, daß nach Herausnehmen des "Minusheets" aus dem Kulturgefäß kein behindernder lateraler Rand vorhanden ist, und die Zellen somit zu experimentellen Zwecken auch seitlich ungehindert zugänglich sind.protrude significantly above the level of the support. (AbTh*") This has the decisive advantage that after removing the "minusheet" from the culture vessel, there is no obstructive lateral edge and the cells are therefore also accessible from the side for experimental purposes.

Der Halterungsapparat kann aber auch derart gestaltet werden, daß die "Minusheets" stapelbar werden, was die ZeI1kultivation in großem Maßstab auf minimiertem Raum ermöglicht.The holding apparatus can also be designed in such a way that the "minusheets" can be stacked, which enables cell cultivation on a large scale in a minimized space.

Das neue Produkt erlaubt:The new product allows:

1) Die Kultivation hochdifferenzierte Zellen auf einem spezifischen flachen Supportmaterial.1) The cultivation of highly differentiated cells on a specific flat support material.

2) Die Herstellung des flachen Supportmaterials in jeder beliebigen Größe und Form und damit die Verwendung in jeder beliebigen Kulturschale oder in jedem dafür geeigneten Gefäß.2) The production of the flat support material in any size and shape and thus the use in any culture dish or in any suitable vessel.

3) Das beliebige Herausnehmen und Einsetzen auch bereits mit Zellen bewachsener Supporte aus bzw. in Kulturschalen ohne zusätzliche chemische oder biologische Behandlung; sowie3) The optional removal and insertion of supports already covered with cells from or into culture dishes without additional chemical or biological treatment; and

4) das Einbringen der mit Zellen bewachsenen Supporte in zellbiologische, physiologische oder biochemische weiterführende Experimentanordnungen nach vorausgehender Kultivation in Kulturschalen.4) the introduction of the supports covered with cells into further cell biological, physiological or biochemical experimental arrangements after prior cultivation in culture dishes.

Der neue Name des Produktes:The new name of the product:

Durch Ausschneiden oder Ausstanzen einer geeigneten Folie, eines Filters, Gitters oder sonstigen geeigneten Trägermaterials sowie eventueller Beschichtung, z. B. mit einem zellulären oder extrazellulären Matrixprodukt und durch Verankerung dieses Supportes in einer flachen ringförmigen oder sonstigen geometrischen Halterung erhält man das neue zellbiologische ProduktBy cutting or punching out a suitable film, filter, grid or other suitable carrier material and possibly coating it, e.g. with a cellular or extracellular matrix product and by anchoring this support in a flat ring-shaped or other geometric holder, the new cell biological product is obtained.

Minusheet «Minusheet «

Die Herste!1ung von Minusheets:The production of Minusheets:

Zur Herstellung von Minusheets muß ein permeables oder impermeables Trägermaterial in beliebigem Durchmessser ausgeschnitten oder ausgestanzt werden. Auf einem spezifischen, z. B. zylindrischen Herstel-To produce Minusheets, a permeable or impermeable carrier material of any diameter must be cut or punched out. On a specific, e.g. cylindrical, manufacturing

lungswerkzeug wird zuerst ein äußerst flacher Halterungsring installiert (Fig. Z). Das ausgestanzte Trägermaterial wird dann in den Ring eingelegt. Mit einem kleineren, eng sitzenden flachen Ring wird das Supportmaterial im größeren Ring fixiert, ähnlich einem Trommelfell auf einer Trommel. Nachdem man den kleinen Ring eingepreßt hat, ist die Befestigungsprozedur beendet. Wenn eine Beschichtung notwendig werden sollte, kann dies entweder vor dem Montieren des Minusheets oder aber auch danach geschehen. Das fertige Minusheet wird nun mit einem geeigneten Verfahren sterilisiert, gelangt steril verpackt zum Verbraucher. Mit einer feinen Pinzette kann das Minusheet jetzt leicht in jede x-beliebige Kulturschale oder aber auch in jedes Bioreaktorgefäß transferiert werden, um es für weitere Experimente zu verwerten.Using a special tool, an extremely flat retaining ring is first installed (Fig. Z). The punched-out carrier material is then placed in the ring. The support material is fixed in the larger ring using a smaller, tightly fitting flat ring, similar to a drumhead on a drum. Once the small ring has been pressed in, the fastening procedure is complete. If a coating is necessary, this can be done either before or after the Minusheet is mounted. The finished Minusheet is then sterilized using a suitable process and sent to the consumer in sterile packaging. Using fine tweezers, the Minusheet can now be easily transferred to any culture dish or bioreactor vessel in order to use it for further experiments.

Es ist wichtig, daß das Minusheet nicht eine Napf- oder eine Containercharakteristik besitzt wie das z. B. bei Millicell- (4) oder Transwellprodukten (5) der Fall ist. Ganz im Gegenteil, Minusheet ist eine blatt- oder folienartige flache Unterlage, die in Kulturschalen eingelegt wird und dort als geeigneter Support dient, um lebenden Zellen eine gute Anhaftung und eine möglichst hohe Differenzierung zu erleichtern oder unter möglichst natürlichen Bedingungen überhaupt erst zu ermöglichen. Das heißt, diese flachen Minusheets verbessern für lebende Zellen entscheidend die Qualität der sehr unspezifischen Charakteristika eines Kulturgefäßes z. B. aus Plastik oder Glas. Nach Kultivation können dann die lebenden Zellen sehr schnell und unbeschadet für weitere zellbiologische Experimente verwendet werden.It is important that the Minusheet does not have a well or container characteristic, as is the case with Millicell (4) or Transwell products (5). Quite the opposite, Minusheet is a sheet or film-like flat base that is placed in culture dishes and serves as a suitable support to facilitate good adhesion and the highest possible differentiation for living cells, or to enable this in the first place under the most natural conditions possible. This means that these flat Minusheets significantly improve the quality of the very unspecific characteristics of a culture vessel, e.g. made of plastic or glass, for living cells. After cultivation, the living cells can then be used very quickly and undamaged for further cell biology experiments.

Der Vortei1 der Variabilität The advantage1 of variability

Minusheets können ohne Schwierigkeiten in jeder Größe und Form und mit einer Vielzahl von Beschichtungen hergestellt werden. Da sie außerdem auch dann voll funktionsfähig sind, wenn sie den Boden eines Kulturgefäßes nicht vollständig abdecken, sind sie ohne weiteres für jede Art von ZeI1kulturgefäß, wie z. B. Flaschen, Roller, Plastik- oder Glaspetrischalen und für Gefäße in jeder Größe anwendbar (Fig. 3).Minusheets can be easily manufactured in any size and shape and with a variety of coatings. In addition, since they are fully functional even if they do not completely cover the bottom of a culture vessel, they are readily applicable to any type of cell culture vessel, such as bottles, rollers, plastic or glass Petri dishes, and to vessels of any size (Fig. 3).

Zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten wie z. B. in Mikroperfusionskammern oder Bioreaktoren eröffnen sich durch Modifikation des Halterungsapparates. Auf diesem Wege ist es möglich, apikale und basale Seite der Minusheets unabhängig voneinander zu perfundieren bzw. die Minusheets in geeigneten Kammern zu stapeln (Fig. 4, 6).Additional application possibilities, such as in microperfusion chambers or bioreactors, are opened up by modifying the holding apparatus. In this way, it is possible to perfuse the apical and basal sides of the minusheets independently of one another or to stack the minusheets in suitable chambers (Fig. 4, 6).

Da diese überaus vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten durch geringste Änderungen des Herstellungsverfahrens bzw. durch die Auswahl zwischen drei verschiedenen Halterungssystemen eröffnet werden, und da zusätzlich die Möglichkeit besteht, die Minusheets leicht von einer Versuchsanordnung in eine andere zu überführen, sind die Minusheets in punkto Variabilität und Handlichkeit den Konkurrenzprodukten, bei denen in allen Fällen die Kulturgefäße direkt beschichtet sind, weit überlegen.Since these extremely versatile application possibilities are made possible by minimal changes to the manufacturing process or by choosing between three different mounting systems, and since it is also possible to easily transfer the Minusheets from one test setup to another, the Minusheets are far superior in terms of variability and handling to competing products, in which the culture vessels are directly coated in all cases.

Die Anwendung von Minusheets:The use of Minusheets:

Mi kroperfusionssystem:Microperfusion system:

Für Mikroperfusionsexperimente werden Minusheets mit daran anhaftenden Zellen z. B. aus einer Petrischale herausgenommen und dann in eine neu entwickelte Mikroperfusionskammer (Fig. 4) überführt, bei der eine getrennte apikale und basale Perfusion der Zellen parallel zu einer elektrophysiologischen Registrierung von Transportvorgängen bei geringstemFor microperfusion experiments, Minusheets with cells attached to them are taken out of a Petri dish, for example, and then transferred to a newly developed microperfusion chamber (Fig. 4), in which separate apical and basal perfusion of the cells is carried out in parallel with electrophysiological recording of transport processes at minimal

Totraumvolumen ermöglicht wird. Durch eine seitliche Abdichtung des Minusheets kann sehr leicht ein Leck verhindert werden. Dadurch wird es möglich, Transportvorgänge zwischen der apikalen und basalen Seite zu messen. Hinzu kommt, daß durch eine individuelle apikale bzw. basale Perfusion mit hypo- oder hypertonen Medien die Bildung eines Gradienten während der Kultur oder des Experiments möglich wird, wie das z. B. in der Niere vorkommt. Diese Art der Nutzung kultivierter Zellen ist einzigartig, öffnet ein neues Feld in der zellbiologischen Forschung und war bisher in dieser Art nicht möglich.Dead space volume is made possible. By sealing the side of the Minusheet, a leak can be prevented very easily. This makes it possible to measure transport processes between the apical and basal sides. In addition, individual apical or basal perfusion with hypotonic or hypertonic media makes it possible to form a gradient during the culture or experiment, as occurs in the kidney, for example. This type of use of cultured cells is unique, opens up a new field in cell biology research and was previously not possible in this way.

Mi kropunktion:Micropuncture:

Minusheets mit lebenden Zellen können sehr leicht in eine Mikropunktionskammer auf Mikroskopiertischen eingesetzt werden (Fig. 5). Dadurch wird es möglich, mit Mikropipetten die kultivierten Zellen zu punktieren, ohne daß durch eine seitliche Wand des Kulturgefäßes das Experiment beeinträchtigt wird. Falls es notwendig wird, die Zellen zu wechseln, nimmt man einfach das Minusheet heraus und ersetzt es durch ein anderes.Minusheets with living cells can be easily inserted into a micropuncture chamber on microscope tables (Fig. 5). This makes it possible to puncture the cultured cells with micropipettes without the experiment being affected by a side wall of the culture vessel. If it becomes necessary to change the cells, one simply removes the minusheet and replaces it with another one.

Biotechnologischer Fortschritt:Biotechnological progress:

Minusheets können sehr hilfreich sein für die Bioreaktortechnologie, da sie die Überführung von Kultivationstechniken in größere, u. U. industrielle Maßstäbe in Art einer Modultechnik erleichtern bzw. überhaupt erst möglich machen (Fig. 6).Minusheets can be very helpful for bioreactor technology, as they facilitate the transfer of cultivation techniques to larger, possibly industrial, scales in the form of a modular technology, or even make it possible in the first place (Fig. 6).

1) Minusheets können gestapelt werden. Dabei kann sowohl der Durchmesser der Sheets variieren, es kann aber auch die Stapelhöhe beliebig gewählt werden.1) Minusheets can be stacked. The diameter of the sheets can vary, but the stack height can also be chosen as desired.

2) Minusheets können perfundiert werden, nämlich von der apikalen und von der basalen Seite mit einem extrem niedrigen Totraumvolumen.2) Minusheets can be perfused, namely from the apical and from the basal side with an extremely low dead space volume.

3) In einen Bioreaktor können entweder nur Sheets mit gleichartigen3) In a bioreactor, only sheets with similar

Zellen eingebracht werden, es können aber auch mit unterschiedlichen Zellarten bewachsene Sheets zur Anwendung kommen, wodurch u. U. eine positive Beeinflussung der Zellen untereinander ermöglicht wird.Cells can be introduced, but sheets covered with different types of cells can also be used, which may enable the cells to have a positive influence on each other.

4) Der Vorteil des gezeigten Systems ist darin zu sehen, daß jedes einzelne Minusheet für sich allein im Reaktor kontrolliert werden kann. Dies geschieht dadurch, daß jedes Sheet von apikal und basal eine Flüssigkeitszufuhr und -abfuhr besitzt (Fig. 6, Einstrom Ausstrom). Damit kann jede Zellage für sich allein z. B. auf eine Infektion oder Sekretion hin kontrolliert werden. Das Reaktorrohr kann leicht geöffnet werden und jedes gewünschte Sheet kann für sich allein herausgenommen und ersetzt werden.4) The advantage of the system shown is that each individual minisheet can be monitored in the reactor. This is achieved by each sheet having a liquid supply and drainage from the apical and basal sides (Fig. 6, inflow and outflow). This means that each cell layer can be monitored individually, for example for infection or secretion. The reactor tube can be easily opened and each desired sheet can be removed and replaced individually.

5) Die Überführung einer Kultivationstechnik in einen größeren Maßstab könnte folgendermaßen aussehen: Im Entwicklungsstadium werden die gewünschten Zellen auf kleinsten Sheets im Labormaßstab kultiviert. Durch Tests läßt sich feststellen, ob sie die gewünschte Sekretion an Bioprodukt erbringen. Wenn solche Experimente im Labormaßstab erfolgreich sind, können danach die Zellen auf Minusheets der nächsten oder übernächsten Größe weiter herangezüchtet werden. Der Vorteil des Systems besteht also darin, daß immer die gleiche Qualität an Minusheets verwendet wird, daß aber in unterschiedlicher Größe gearbeitet werden kann. So ist es möglich, das Wachstumsverhalten der Zellen auf unterschiedlich großen Sheets direkt zu vergleichen (minimale/maximale Maße für die Differenzierung) und auf diese Weise das KuItivationsverfahren zu optimieren. Ebenso ist ein direkter Vergleich von Minusheets mit unterschiedlicher Beschichtung möglich. Dies war bisher in der Bioreaktortechnologie nicht möglich. Unsere Entwicklung garantiert also eine unmittelbare Kontrolle über Anhaftung der Zellen, Wachstum, Differenzierung und Sekretion auf einzel-5) The transfer of a cultivation technique to a larger scale could look like this: In the development stage, the desired cells are cultivated on the smallest sheets on a laboratory scale. Tests can be used to determine whether they produce the desired secretion of bioproduct. If such experiments on a laboratory scale are successful, the cells can then be further cultivated on minisheets of the next or next size. The advantage of the system is that the same quality of minisheets is always used, but that different sizes can be used. This makes it possible to directly compare the growth behavior of the cells on sheets of different sizes (minimum/maximum dimensions for differentiation) and thus optimize the cultivation process. A direct comparison of minisheets with different coatings is also possible. This was not possible in bioreactor technology until now. Our development therefore guarantees immediate control over cell adhesion, growth, differentiation and secretion on individual

-linen Minusheets zu jeder Zeit.-linen Minusheets at any time.

References:References:

1) Opas M. (1989): Expression of the differentiated phenotype by epithelial cells in vitro is regulated by both biochemistry and mechanics of the substratum: Developmental Biology 131: 281-2931) Opas M. (1989): Expression of the differentiated phenotype by epithelial cells in vitro is regulated by both biochemistry and mechanics of the substratum: Developmental Biology 131: 281-293

2) Minuth W.W. (1987): Neonatal rabbit cortex in culture as tool for the study of collecting duct formation and nephron differentiation.2) Minuth W.W. (1987): Neonatal rabbit cortex in culture as tool for the study of collecting duct formation and nephron differentiation.

Differentiation 36: 12-22Differentiation 36: 12-22

3) Minuth W.W., Gilbert P. (1988): The expression of specific proteins in cultured renal collecting duct cells. Histochemistry 88: 435-4413) Minuth W.W., Gilbert P. (1988): The expression of specific proteins in cultured renal collecting duct cells. Histochemistry 88: 435-441

Kompetitive Produkte:Competitive products:

4) Millipore GmbH, Hauptstr. 71-79, D-6236 Eschborn: Millicell CM/HA Einsätze; z.B. Katalognr. PICM 0 1250 oder PIHA 012504) Millipore GmbH, Hauptstr. 71-79, D-6236 Eschborn: Millicell CM/HA inserts; e.g. catalog no. PICM 0 1250 or PIHA 01250

5) TECNOMARA Deutschland GmbH, Labortechnik für Mikrobiologie und Biotechnologie, Rahberg 4, D-6301 Fernwald: Costar Transwell TM-Einsätze in Mehrfachkulturschalen: z.B. Katalognr. 3408 oder 3415 oder collagenbeschichtet 34185) TECNOMARA Deutschland GmbH, Laboratory technology for microbiology and biotechnology, Rahberg 4, D-6301 Fernwald: Costar Transwell TM inserts in multiple culture dishes: e.g. catalog no. 3408 or 3415 or collagen-coated 3418

6) Paesel and Lorei GmbH and Co, Borsigallee 6, D-6000 Frankfurt 63: ECM coated dishes, z.B. Katalognr. 36-127-035 oder 36-127-2226) Paesel and Lorei GmbH and Co, Borsigallee 6, D-6000 Frankfurt 63: ECM coated dishes, e.g. catalogue no. 36-127-035 or 36-127-222

Erklärungen zu den Zeichnungen:Explanations of the drawings:

Fig. 1 zeigt schematische Längsschnitte bekannter Produkte, nämlich von Millipore Millicells (a) und TECNOMARA Transwell (b), sowie von dem neuerungsgemäßen Träger (Minusheet). Bei den bekannten Produkten von Millipore (a) und TECNOMARA (b) sind hohe zylindrische und an einem Ende mit einem Filter 1 verklebte Einsätze 2 verwendet, in denen die Zellen 3 kultiviert werden. Der neuerungsgemäße Träger (Minusheet)Fig. 1 shows schematic longitudinal sections of known products, namely Millipore Millicells (a) and TECNOMARA Transwell (b), as well as the innovative carrier (Minusheet). The known products from Millipore (a) and TECNOMARA (b) use tall, cylindrical inserts 2 glued to a filter 1 at one end, in which the cells 3 are cultivated. The innovative carrier (Minusheet)

bildet hingegen eine äußerst flache, scheibenartige und vor allem kompatible Zellunterlage (Zellträger), die zur Verbesserung des unspezifischen Untergrundes in einer Kulturschale e wurde. Der neuerungsgemäße Zellträger (c) wird mit seiner speziellen, äußerst flachen Einfassung oder Halterung 4 in Kulturgefäße als verbesserte Zellunterlage eingelegt, um das Wachstum und die Differentierung von Zellen 3 unter möglichst natürlichen Bedingungen zu erreichen.forms an extremely flat, disc-like and, above all, compatible cell substrate (cell carrier) which was developed to improve the non-specific substrate in a culture dish. The innovative cell carrier (c) is inserted into culture vessels with its special, extremely flat frame or holder 4 as an improved cell substrate in order to achieve the growth and differentiation of cells 3 under conditions that are as natural as possible.

Fig. 2: In schematischer Darstellung ist die Herstellung von Trägern (Minusheets) gemäß der Neuerung wiedergegeben. Auf einem Montageblock 5 wird ein erster flacher Haltering aufgelegt. In diesem ersten Haltering wird das beschichtete und unbeschichtete dünne Supportmaterial 7 (Trägermaterial) eingelegt. Das Supportmaterial wird mit einem zweiten dünnen Haltering 8 fixiert. Zum Gebrauch wird der äußerst dünne Träger um 180° gedreht, so daß der erste Haltering 6 jetzt als Oberseite zu sehen ist. Der Träger wird dann zur Verbesserung eines Kulturbodens in ein dafür vorgesehenes Kulturgefäß 9 eingelegt. Er bedeckt die gesamte Fläche.Fig. 2: A schematic representation of the production of supports (minusheets) according to the innovation is shown. A first flat retaining ring is placed on an assembly block 5. The coated and uncoated thin support material 7 (support material) is placed in this first retaining ring. The support material is fixed with a second thin retaining ring 8. For use, the extremely thin support is rotated by 180° so that the first retaining ring 6 is now visible as the top. The support is then placed in a culture vessel 9 provided for this purpose to improve a culture base. It covers the entire surface.

Fig. 3: Diese Figur zeigt in schematischer Darstellung die Variabilität der Träger gemäß der Neuerung (Minusheets). Diese zeichnen sich dadurch aus, daß sie erstens in beliebiger Größe und Durchmesser sowie zweitens mit unterschiedlichstem Supportmaterial 7 in jedem beliebigen Kulturgefäß 9 als verbesserte und dadurch möglichst natürliche Zellunterlage eingelegt werden können. Fig. 3 zeigt in Draufsicht Träger mit unterschiedlichem Durchmesser sowie im Schnitt Kulturgefäße unterschiedlicher Größe mit jeweils einem eingesetzten Träger.Fig. 3: This figure shows a schematic representation of the variability of the supports according to the innovation (Minusheets). These are characterized by the fact that they can be used firstly in any size and diameter and secondly with a wide variety of support material 7 in any culture vessel 9 as an improved and therefore as natural as possible cell support. Fig. 3 shows a top view of supports with different diameters and a cross-section of culture vessels of different sizes, each with an inserted support.

Fig. 4: Diese Figur zeigt einem Längsschnitt einer Mikroperfusionskammer. Die Zellen 3 werden auf einem flachen Zellträger im Kulturschrank gezüchtet und dann in eineFig. 4: This figure shows a longitudinal section of a microperfusion chamber. The cells 3 are grown on a flat cell carrier in the culture cabinet and then placed in a

Mikroperfusionskammer 10 eingesetzt. Für eine Vielzahl von Experimenten wird so eine getrennte apikale und basale Perfusion bei geringstem Totraumvolumen ermöglicht. Dies ist bei den bekannten Produkten, wie sie in der Fig. 1 unter (a) und (b) widergegeben sind, wegen der hohen lateralen Wandung nicht möglich. Bei Bedarf kann durch Öffnen der Kammer 10 sehr leicht der dortige Träger mit lebenden Zellen gegen einen anderen ausgetauscht werden.Microperfusion chamber 10 is used. For a large number of experiments, this enables separate apical and basal perfusion with minimal dead space. This is not possible with the known products, as shown in Fig. 1 under (a) and (b), due to the high lateral wall. If necessary, the carrier with living cells can be easily exchanged for another one by opening the chamber 10.

Fig. 5: Diese Figur zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine Mikropunktionsanordnung. Für Mikroperfusionsexperimente kann ein flacher Träger (Minusheet) mit kultivierten Zellen leicht in eine geeignete Halterung 11 eingesetzt werden. Die kultivierten Zellen 3 sind von apikal und lateral für Mikropunktxonswerkzeuge zugänglich. Dies ist bei den bekannten Produkten der Fig. la und Ib wegen der lateralen hohen Wand in dieser Art nicht möglich, der eingesetzte Träger (Minusheet) kann dann entweder von apikal oder basal mikroskopisch betrachtet werden (Objektiv 12). Ein schnelles Auswechseln des Zellträgers ist jederzeit möglich.Fig. 5: This figure shows a schematic longitudinal section through a micropuncture arrangement. For microperfusion experiments, a flat carrier (minusheet) with cultured cells can easily be inserted into a suitable holder 11. The cultured cells 3 are accessible from the apical and lateral sides for micropuncture tools. This is not possible with the known products of Fig. la and 1b because of the high lateral wall; the inserted carrier (minusheet) can then be viewed microscopically either from the apical or basal side (objective 12). The cell carrier can be quickly replaced at any time.

Fig. 6: Diese Figur zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine von Zellträgern gemäß der Neuerung gebildete Bioreaktorkartusche (Minusheet-Bioreaktor-Kartusche). Die in dieser Figur mit 13 bezeichneten Zellträger lassen sich in jeder Größe und mit jedem gewünschten Supportmaterial 7 in spezielle Perfusions-Bioreaktor-Kartuschen einsetzen. Dabei kann jeder Zeilträger von apikal und von basal mit Kulturmedien perfundiert werden. Die Reaktorkartusche läßt sich leicht öffnen und schließen. Dadurch kann jeder einzelne Zellträger mit lebenden Zellen 3 leicht eingesetzt oder aber wieder entfernt werden.Fig. 6: This figure shows a schematic longitudinal section through a bioreactor cartridge (minusheet bioreactor cartridge) formed from cell carriers according to the innovation. The cell carriers designated 13 in this figure can be inserted into special perfusion bioreactor cartridges in any size and with any desired support material 7. Each cell carrier can be perfused with culture media from the apical and basal sides. The reactor cartridge can be easily opened and closed. This means that each individual cell carrier with living cells 3 can be easily inserted or removed again.

In den vorgenannten Figuren sind weiterhin:The above figures also include:

1414 Abdichtungseal 1515 apikale Perfusionapical perfusion 1616 basale Perfusionbasal perfusion 1717 Mediummedium 1818 MikrofunktionspipetteMicro-function pipette 1919 EinströmöffnungInlet opening 2020 AusströmöffnungOutlet opening 2121 DeckelLid 2222 BodenFloor

Claims (9)

G 890 08 583.3 28. Juni 1993 Prof. Dr. Minuth M/g 15.354 Gr/Ja SchutzansprücheG 890 08 583.3 28 June 1993 Prof. Dr. Minuth M/g 15.354 Gr/Ja Protection claims 1. Scheibenförmiger, mit einer zellulären oder extrazellulären Biomatrix beschichtbarer Zellträger (Minusheet) zur Zellkultivation, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger von einem folienartigen, in einem Halteapparat oder Halter (6, 8) eingespannten Trägermaterial (7) gebildet ist.1. Disc-shaped cell carrier (minusheet) that can be coated with a cellular or extracellular biomatrix for cell cultivation, characterized in that the carrier is formed from a film-like carrier material (7) clamped in a holding device or holder (6, 8). 2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (7) zwischen zwei den Halter bildenden konzentrischen, ineinandergreifender Halteringen (6, 8) fixierbar ist.2. Carrier according to claim 1, characterized in that the carrier material (7) can be fixed between two concentric, interlocking retaining rings (6, 8) forming the holder. 3. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere, eng sitzende Haltering (8) des Halters dünner ist als der größere Ring (6).3. Carrier according to claim 2, characterized in that the smaller, tight-fitting retaining ring (8) of the holder is thinner than the larger ring (6). 4. Träger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe ((6, 8) so flach gehalten sind, daß sie nicht wesentlich über das Niveau des Trägermaterials hinausragen.4. Carrier according to claim 2 or 3, characterized in that the rings (6, 8) are kept so flat that they do not protrude significantly above the level of the carrier material. 5. Vorrichtung zur Zellkultivation unter Verwendung eines Trägers nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch ein Kulturgefäß mit Einströmöffnungen und Ausströmöffnungen, in denen wenigstens ein Träger eingelegt ist, so daß der Träger für Zellen (3) von apikal und basal eine Flüssigkeitszufuhr und Flüssigkeitsabfuhr besitzt.5. Device for cell cultivation using a carrier according to one of the preceding claims 1-4, characterized by a culture vessel with inflow openings and outflow openings in which at least one carrier is inserted, so that the carrier for cells (3) has a liquid supply and liquid drainage from apical and basal. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Träger für die Zellkultivation mit einer eigenen Flüssigkeitszufuhr und Flüssigkeitsabfuhr gestapelt angeordnet sind.6. Device according to claim 5, characterized in that several carriers for cell cultivation with their own liquid supply and liquid removal are arranged in a stack. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger unterschiedlichen Durchmesser aufweisen.7. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the supports have different diameters. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger bzw. deren Trägermaterial (7) eine unterschiedliche Beschichtung haben.8. Device according to one of claims 5-7, characterized in that the carriers or their carrier material (7) have a different coating. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger unterschiedlichen Durchmesser aufweisen.9. Device according to one of claims 5-8, characterized in that the supports have different diameters.
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