ES2220443T3 - Modulo de membranas para ensayar sustancias activas en celulas. - Google Patents

Abstract

Módulo de membranas para ensayar sustancias activas en células, que comprende una carcasa (1) con un espacio interior (2), que está limitado por una tapa (3), un fondo (4) y una pared lateral (5), dispuesto en el espacio interior (2) un sistema de primeras membranas capilares (6) y un sistema de segundos membranas capilares (11) y, dado el caso, al menos otro sistema de membranas capilares, en donde cada membrana capilar muestra en cada caso un primer y un segundo extremo así como un lumen que puede alimentarse con un líquido, en donde las membranas capilares en el espacio interior (2) están dispuestas formando al menos una capa plana paralela al fondo (4) y en el espacio interior (2) de la carcasa, en el espacio extracapilar se ha configurado un espacio de cultivo celular alrededor de las membranas capilares, en donde las membranas capilares penetran con al menos uno de sus extremos a través de la pared lateral (5) del espacio interior (2) y, separadas por sistemas, están incrustadas en este al menos un extremo en cada caso en una masa de relleno (9, 10), de tal modo que el espacio interior (2) está obturado hacia el exterior de forma estanca a los fluidos, y en donde las membranas capilares de cada sistema están en unión de líquido mediante su lumen con una instalación de entrada (7, 12) y/o una instalación de salida (8, 13), caracterizado porque el espacio interior (2) muestra un volumen de entre 0, 1 y 5 cm³.

Description

Módulo de membranas para ensayar sustancias activas en células.

La invención se refiere a un módulo de membranas para ensayar sustancias activas en células, conforme al preámbulo de la reivindicación 1, así como a su uso.

En el campo de por ejemplo la investigación del cáncer o la terapia del cáncer se impone muchas veces la misión de, para evaluar el posible resultado de una quimioterapia, investigar mediante pruebas rápidas el efecto de citostáticos en células cancerígenas o tumorosas de un paciente de cáncer. Para esto es necesario llevar a cabo un examen de sustancias activas, es decir, determinar el efecto de una multitud de sustancias activas con diferente dosificación en el tiempo, es decir, con diferente farmacocinética sobre las células cancerígenas y, de este modo, prevenir con mayor seguridad la reacción de los pacientes a una determinada quimioterapia.

Un ensayo de este tipo específico para el paciente de sustancias activas conocidas se diferencia de las pruebas de sustancias activas, que se llevan a cabo en los llamados modelos animales en los que, por ejemplo conforme a los métodos propuestos en el documento WO 94/25074 y en el documento US 5 676 924, se encapsulan células tumorosas humanas en piezas de membrana de fibras huecas y éstas se implantan en un animal receptor. En este método se impide ciertamente mediante el encapsulado, a diferencia del implante directo de tales células en un animal receptor, una respuesta inmune del animal receptor, y pueden investigarse simultáneamente diferentes células tumorosas con citostáticos por cada tratamiento del animal receptor. Sin embargo, esta forma de proceder tiene sus límites a causa de su por naturaleza mala posibilidad de automatización y la con la frecuencia mala posibilidad de transmisión de los resultados de las pruebas a las personas.

Por ello se intenta conseguir declaraciones específicas del paciente y específicas del tumor mediante investigaciones in vitro. En el caso de tales investigaciones se investiga en cultivos de células del tumor a investigar, es decir, en muestras de cultivos celulares, el efecto de una sustancia de prueba, es decir, de una sustancia activa sobre el cultivo celular. En el caso de estas investigaciones se usan normalmente recipientes y métodos de cultivo estándar, que sin embargo no permiten un crecimiento tridimensional de las células, es decir, que no pueden simularse tumores reales. La efectividad por ejemplo de la terapia cistostática, sin embargo, se ve influenciada de manera decisiva por la disposición espacial de las células y su accesibilidad. Aparte de esto el reajuste de una farmacocinética, es decir, la influencia de un determinado desarrollo concentración-tiempo de la sustancia activa o en una terapia combinada, en la que se quiere investigar diferentes sustancias activas alternadas consecutivamente en el tiempo, no es posible o sólo de forma muy limitada con los métodos in vitro conocidos.

En el documento WO-A-0 053 793 se propone un procedimiento para ensayar in vitro sustancias activas con el uso de un módulo de membranas, por medio del cual se reducen al menos los inconvenientes de la prueba in vitro conocida. Para esto se presentan por ejemplo células tumorosas en el espacio de cultivo celular del módulo de membranas, en donde en el espacio de cultivo celular están dispuestos sistemas de membrana para alimentar un medio nutritivo y para la oxigenación, es decir, para suministrar oxígeno a las células, y con un desarrollo concentración-tiempo definido se adiciona de forma dosificada al menos una sustancia activa a investigar en el espacio de cultivo celular, en donde se vigila al mismo tiempo la vitalidad celular de las células situadas en el espacio de cultivo celular.

Se conocen diferentes módulos de membranas para cultivar células. Así se describe en el documento DE-A-36 33 891 un dispositivo para cultivar células animales, por medio del cual se pretende multiplicar células y obtener sustancias activas de las células, es decir, productos. Este dispositivo contiene en una disposición en forma de estera membranas capilares esencialmente paralelas unas con respecto a otras, cuyos extremos están incrustados en masas de relleno y a través de las cuales se produce un suministro de sustancias nutritivas a las células. En este dispositivo también pueden insertarse otras membranas para un mejor suministro de oxígeno a las células. En el módulo de membranas terminado las membranas capilares están situadas esencialmente en paralelo unas con respecto a otras y con relación al eje de la carcasa.

El documento US 5 516 691 hace patente un módulo para el cultivo y el aprovechamiento de la capacidad metabólica para obtener microorganismos, en especial células o bacterias. El módulo se compone de una carcasa exterior, al menos tres sistemas de membrana independientes, en donde al menos dos sistemas de membranas están configurados como membranas de fibras huecas y estas membranas de fibras huecas configuran una red densamente empaquetada, por ejemplo, de capas colocadas unas sobre otras en disposición cruzada de estas membranas de fibras huecas. Las membranas de fibras huecas están incrustadas por al menos uno de sus extremos en masas de relleno y se comunican con al menos una entrada o una entrada y una salida. En el espacio exterior entre las membranas de fibras huecas se encuentran microorganismos, en especial células. A través de diferentes sistemas de membranas huecas se realiza el transporte de sustancias nutritivas, gases y metabolitos hacia o desde las células situadas en el espacio interior del módulo.

El módulo de membranas conforme al documento US 5 516 691 se utiliza con preferencia para cultivar células hepáticas y se inserta en un sistema de apoyo hepático extracorporal. Aquí se trata de aprovechar la capacidad metabólica de las células, es decir, es necesario cultivar el mayor número posible de células en el módulo de membranas y, de este modo, poner a disposición un gran volumen de módulo para extraer las células. Para esto en el documento US 5 516 691 se describe un módulo de ensayo con las dimensiones exteriores 12x12 cm, en el que están dispuestas 100 capas de membranas de fibras huecas unas sobre otras y otras 50 capas de membranas de fibras huecas están entretejidas con las otras capas, verticalmente de arriba hacia abajo, para configurar una red densamente empaquetada. Los módulos de membranas hechos patente muestran una estructura compleja y no son adecuados para un examen de sustancias activas, en el que debe insertarse una multitud de módulos de membranas.

Ni la estructura modular hecha patente en el documento DE-A-36 33 891 ni la hecha en el documento US 5 516 691 pueden usarse para el ensayo de sustancias activas sobre células y en especial para un examen de sustancias activas.

Por ello es misión de la presente invención poner a disposición un módulo de membranas que sea apropiado para ensayar sustancias activas en células y pueda utilizarse en especial para un examen de estas sustancias activas, es decir, en el caso del ensayo de una multitud de sustancias activas que, aparte de esto, deben investigarse en cada caso con diferentes desarrollos concentración-tiempo.

La misión es resuelta mediante un módulo de membranas para ensayar sustancias activas en células, que comprende una carcasa con un espacio interior, que está limitado por una tapa, un fondo y una pared lateral, dispuesto en el espacio interior un sistema de primeras membranas capilares y un sistema de segundas membranas capilares y, dado el caso, al menos otro sistema de membranas capilares, en donde cada membrana capilar muestra en cada caso un primer y un segundo extremo así como un lumen que puede alimentarse con un líquido, en donde las membranas capilares en el espacio interior están dispuestas formando al menos una capa plana paralela al fondo y en el espacio interior de la carcasa, en el espacio extracapilar se ha configurado un espacio de cultivo celular alrededor de las membranas capilares, en donde las membranas capilares penetran con al menos uno de sus extremos a través de la pared lateral del espacio interior y, separadas por sistemas, están incrustadas en este al menos un extremo en cada caso en una masa de relleno, de tal modo que el espacio interior está obturado hacia el exterior de forma estanca a los fluidos, y en donde las membranas capilares de cada sistema están en unión de líquido mediante su lumen con una instalación de entrada y/o una instalación de salida, en donde el módulo de membranas está caracterizado porque el espacio interior muestra un volumen de entre 0,1 y 5 cm^{3}.

Mediante la configuración conforme a la invención del módulo de membranas se hace posible por un lado mantener las células, en las que se quieren ensayan las sustancias activas, en condiciones de cultivo que simulan con la mayor precisión posible las condiciones in vivo, es decir, las condiciones en un organismo vivo. Por otro lado el pequeño volumen del espacio inferior conforme a la invención del módulo de membranas conforme a la invención permite de entre 0,1 y 5 cm^{3} su utilización para ensayar sustancias activas y en especial para el examen de sustancias activas. Un examen de sustancias activas de este tipo sólo es posible si para cada prueba de sustancia activa sólo se consume una pequeña cantidad de material celular de tal modo que, por ejemplo, sólo es necesario extraer a un paciente de cáncer una pequeña cantidad de células, para ensayar en varias sustancias activas, es decir, por ejemplo varios citostáticos o también combinaciones de sustancias activas incluso con diferente perfil de sustancia activa, es decir, diferente farmacocinética, su adecuación para combatir el cáncer, es decir, llevar a cabo por tanto el examen desustancias activas. Para esto se inserta después una multitud de los módulos de membranas conforme a la invención, que pueden conectarse en paralelo en un sistema correspondiente configurado modularmente. Por ello se utiliza con preferencia el módulo de membranas conforme a la invención para ensayar sustancias activas en células. Por sustancias activas a ensayar se entienden con ello aquellas sustancias cuyo efecto sobre las células que se están investigando, antes de la prueba, o cuyo efecto específico del paciente o del tumor no puede preverse o no lo suficientemente. Sustancias activas de este tipo son por ejemplo citostáticos, antibióticos, citoquina, factores de crecimiento o agentes antivirales.

Las membranas capilares insertadas en el módulo de membranas conforme a la invención pueden presentar contornos exteriores de diferente tipo, es decir, diferentes contornos exteriores con diferente sección transversal. Las membranas capilares pueden presentar por ejemplo un contorno esencialmente redondo o circular, triangular, cuadrangular, hexagonal u octogonal, también pueden estar configurados ovalmente, elípticamente, con tres lóbulos, con cuatro lóbulos, etc. Igualmente las membranas capilares de diferentes sistemas pueden presentar diferentes contornos exteriores. Lo mismo puede aplicarse a la sección transversal interior de las membranas capilares. Se insertan con preferencia membranas capilares con contorno esencialmente circular.

Para evitar zonas con espacios muertos en el espacio interior, el espacio interior del módulo conforme a la invención presenta en la dirección de observación, perpendicularmente a la al menos una capa de membrana capilar, con preferencia una sección transversal interior circular. El espacio interior tiene con preferencia un diámetro de entre 10 y 20 mm. En una ejecución especialmente preferida el espacio interior tiene un volumen de entre 0,3 y 3,0 ml.

Las primeras membranas capilares se insertan con preferencia para la alimentación continua de sustancias nutritivas y para la evacuación de metabolitos. En este caso los dos extremos de las primeras membranas capilares están incrustados en cada caso en una masa de relleno y el lumen de las primeras membranas capilares está en unión de líquido, tanto con una instalación de entrada como con una instalación de salida y por él puede circular la solución de medio nutritivo en modo cross flow. Las primeras membranas capilares deben ser adecuadas para alimentar un medio nutritivo líquido. Con preferencia se trata por lo tanto de una membrana que permite un transporte de sustancias continuo a través de la pared de membrana, por medio de mecanismos de transporte difusivos o convectivos. Según la necesidad, es decir, según si se requiere un transporte difusivo o uno convectivo del medio nutritivo a través de la membrana, se insertan por ello membranas de nanoinfiltración o ultrafiltración o membranas de microfiltración.

En otra configuración preferida del módulo conforme a la invención las primeras membranas capilares están en unión de líquido mediante su lumen solamente con una instalación de entrada, no en cambio con una instalación de salida. Las primeras membranas capilares sirven en este caso solamente para la alimentación de una solución de medio nutritivo, que circula después en modo dead end a través de las primeras membranas capilares, pero no para la evacuación de metabolitos. Para esto pueden estar por ejemplo los dos extremos de las segundas membranas capilares incrustados en la misma masa de relleno, en donde entonces las primeras membranas capilares están dispuestas, por ejemplo en lazos en forma de U, en el espacio interior.

En el caso de una configuración de este tipo de las primeras membranas capilares se ha dispuesto, en el espacio interior del módulo de membranas conforme a la invención, un sistema de terceras membranas capilares por medio del cual pueden evacuarse los metabolitos de las células. En el caso de las terceras membranas capilares se trata con preferencia igualmente de membranas por las existe circulación en modo dead end, cuyo lumen en este caso sólo está en unión de líquido con una instalación de salida, pero no con una instalación de entrada. En el caso de una forma de ejecución de este tipo del módulo de membranas conforme a la invención, por las paredes de las membranas capilares primeras y terceras puede existir una circulación con preferencia convectiva, en donde las membranas capilares primeras y terceras con preferencia membranas de microfiltración. En la aplicación una corriente de líquido que contiene el medio nutritivo afluye, a través de las primeras membranas capilares, al espacio extracapilar de cultivo celular y circula a través del mismo, en donde se entregan sustancias nutritivas a las células y se entregan metabolitos a la corriente de líquido. A continuación se desvía del espacio de cultivo celular la corriente de líquido enriquecida con los metabolitos a través de las terceras membranas capilares. Para esto el módulo de membranas conforme a la invención está ejecutado con preferencia herméticamente, hasta una presión interior en el espacio interior de 500 mbar.

Las segundas membranas capilares son con preferencia membranas que son apropiadas para alimentar una sustancia gaseosa al espacio interior. Se trata por lo tanto de membranas para la transferencia gaseosa de, por ejemplo, oxígeno al espacio interior del módulo o de dióxido de carbono desde el espacio interior del módulo, es decir, de membranas de oxigenación. Para el caso preferido en el que a través de las segundas membranas capilares se produce entonces tanto la alimentación de oxígeno como la evacuación de dióxido de carbono, las segundas membranas capilares están en unión de líquido tanto con una instalación de entrada como con una instalación de salida. Sin embargo, también es posible que a través de las primeras membranas capilares sólo se produzca una alimentación de, por ejemplo, oxígeno y la evacuación de, por ejemplo, dióxido de carbono con la evacuación de metabolitos se produzca a través de las primeras o las terceras membranas capilares. En este caso las segundas membranas capilares sólo están en unión de líquido mediante su lumen con una instalación de entrada y por ellas existe una circulación en modo dead end.

En una forma de ejecución preferida del módulo de membranas conforme a la invención los lúmenes de las membranas capilares primeras y segundas están unidas tanto a una instalación de entrada como a una instalación de salida, por lo que por ellos existe una circulación en modo cross flow. En este caso los extremos primeros y segundos de las membranas capilares de un sistema atraviesan convenientemente, por lados opuestos del espacio interior, la cara lateral del espacio interior. Naturalmente también es posible que los puntos de paso de los extremos de las membranas capilares de un sistema estén dispuestos con un ángulo entre ellos, por ejemplo con un ángulo recto.

El módulo conforme a la invención comprende medios para alimentar una sustancia activa al espacio de cultivo celular. En una forma de ejecución preferida estos medios son las primeras membranas capilares. En este caso se adiciona de forma dosificada, en la aplicación de este módulo de membranas, la sustancia activa a investigar en la corriente de medio nutritivo y entra con la corriente de medio nutritivo en el espacio de cultivo celular. Los perfiles de concentración-tiempo de la sustancia activa se ven entonces influenciados, entre otras cosas, por la permeabilidad de las primeras membranas capilares.

En otra forma de ejecución preferida los medios para alimentar una sustancia activa se componen al menos de una entrada en el espacio interior, por ejemplo, en forma de al menos un taladro a través de la pared lateral a la que está conectada, por el lado exterior del módulo, una instalación de entrada o una unidad dosificadora para la sustancia activa. La entrada también puede ser al menos un septo, es decir, una pared de separación entre el espacio interior y la periferia exterior del módulo, que forma parte de la tapa, del fondo o de la pared exterior, y que puede atravesarse por ejemplo con un capilar para la adición de forma dosificada de la sustancia activa, pero que después de extraer el capilar vuelve a cerrarse de forma estanca a los fluidos. Un septo de este tipo puede insertarse además ventajosamente para alimentar el cultivo celular al espacio interior o para extraer muestras del espacio interior. La alimentación de un cultivo celular en el espacio interior también puede realizarse a través de la tapa, que entonces está ejecutado de forma extraíble para este fin. Igualmente puede realizarse una extracción de aire del espacio de cultivo celular, siempre que sea necesario, por ejemplo por medio de un capilar a través del septo o igualmente a través de una tapa extraíble. Sin embargo, la extracción de aire también puede realizarse por ejemplo a través de una membrana porosa hidrófoba, que por ejemplo esté incrustada en la pared interior y una el espacio interior al lado exterior del módulo.

Conforme a otra forma de ejecución ventajosa los medios para alimentar una sustancia activa son otro sistema de membranas capilares, a través de las cuales puede adicionarse de forma dosificada al espacio interior la sustancia activa a ensayar en una distribución uniforme.

En el módulo de membranas conforme a la invención puede estar contenido también otro sistema de membranas capilares, por medio del cual sea por ejemplo posible la extracción de muestras del espacio de cultivo celular.

Para garantizar una alimentación y evacuación uniforme de sustancias nutritivas, una oxigenación uniforme y, para el caso de que la alimentación de sustancias activas se realice a través de uno de los sistemas de membranas, una alimentación uniforme de sustancias activas, las membranas capilares están repartidas, en la dirección de observación perpendicularmente a la al menos una capa, dentro de las capas uniformemente por la sección transversal interior del espacio interior. Para ello la distancia horizontal máxima preferida entre membranas capilares adyacentes en el interior de una capa está dentro de un margen de entre 50 y 500 \mum. Es igualmente ventajoso que las membranas capilares de diferentes sistemas se lleven a una disposición que se cruce, en la dirección de observación, perpendicularmente a las capas. Esto puede lograrse, por ejemplo, por medio de las primeras y segundas membranas capilares estén tejidas unas con otras para formar un tejido. En una forma de ejecución preferida las membranas capilares están dispuestas, separadas por sistemas, en cada caso en al menos una capa, en donde las capas están dispuestas a su vez de tal modo que las membranas capilares de diferentes sistemas se cruzan, en la dirección de observación, perpendicularmente a las capas.

El módulo de membranas conforme a la invención contiene ventajosamente de 2 a 15 capas de cada uno de los sistemas de membranas capilares. La cantidad total de las capas de membranas capilares en el espacio interior es con preferencia de 2 a 20.

A causa del comportamiento de sedimentación de las células introducidas en el espacio de cultivo celular durante la aplicación del módulo de membranas conforme a la invención se han dispuesto en el espacio interior, en una ejecución ventajosa del módulo, varias capas de capilares que están distribuidas asimétricamente, a lo alto del espacio interior entre la tapa y el fondo, con una secuencia de capas más densa en las proximidades del fondo.

En el caso de módulos de membranas con volúmenes del espacio interior como los que presentan los módulos de membranas conforme a la invención, unida a un menos número de membranas capilares en comparación con módulos de mayor volumen, que están dispuestas en el espacio interior con preferencia formando capas con una distribución uniforme de las membranas capilares por la sección transversal interior, la incrustación de los extremos de las membranas capilares así como su unión a una instalación de entrada y/o salida se configura a menudo dificultosamente. En el caso de una forma de ejecución ventajosa del módulo de membranas conforme a la invención, los extremos de las membranas capilares de cada uno de los sistemas están reunidos en caso formando haces y se han incrustado en una pieza terminal en forma de tubito, por ejemplo en forma de oliva de tubo flexible, en una masa de relleno. Las piezas terminales en forma de tubito con las membranas capilares incrustadas en las mismas, que representan al mismo tiempo la instalación de entrada o la instalación de salida, pueden pegarse de forma sencilla en la pared lateral del espacio interior del módulo de membranas conforme a la invención, de forma estanca a los fluidos, por ejemplo con un pegamento adecuado y conectarse con sus extremos libres a una línea de alimentación o evacuación.

En el caso de utilizarse el módulo de membranas conforme a la invención es con frecuencia necesario observar las células que se encuentran en el espacio de cultivo celular, es decir, por ejemplo observarlas con microscopio. Para esto se han dispuesto en el caso de un módulo de membranas preferido tapas y fondos mutuamente en paralelo y se han configurado éstos, en cada caso de forma enteriza, con un material transparente.

El módulo de membranas conforme a la invención está dotado con preferencia al menos en parte de una lámina calefactora, para hacer posible una regulación del espacio interior, por ejemplo, a una temperatura de 27ºC. Una regulación de este tipo es sin embargo también posible a través de un sistema de intercambio de calor introducido en el espacio interior, por ejemplo en forma de un sistema de capilares similar al sistema de membranas capilares dispuesto en el espacio interior, en donde los capilares presentan sin embargo paredes estancas a los fluidos y a través de los cuales, por el lado del lumen, puede circular líquido regulador.

El módulo de membranas conforme a la invención es apropiado tanto para el ensayo de sustancias activas en células en suspensión, es decir, en células que se presentan en suspensión como en células que necesitan adherencia. Las células que necesitan adhesión pueden adherirse o estar inmovilizadas con ello sobre superficies existentes en el espacio interior del módulo de membranas, como por ejemplo pared lateral, tapa o fondo o también sobre las membranas capilares dispuestas en el espacio interior. Sin embargo, puede suceder que al adherirse las células sobre las superficies de membranas capilares, éstas ya no estén disponibles por completo para un intercambio libre de sustancias. El módulo de membranas conforme a la invención contiene por ello, en una configuración preferida, medios dispuestos en el espacio interior para una inmovilización favorecida de células, en donde estos medios se componen de forma especialmente preferida de hilos textiles aislados, tejidos o géneros de punto. Se han obtenido experiencias especialmente buenas con medios para inmovilización que se componen de poliéster. Tales medios se describen por ejemplo en el documento DE-A-36 33 891.

Para aplicaciones en las que se utilizan células en suspensión, el módulo de membranas conforme a la invención contiene en una forma de ejecución preferida medios portadores en forma de capa que se han introducido, distribuidos a lo alto del espacio interior, entre las capas de las membranas capilares. Mediante estos medios portadores en forma de capa se consigue una mejor distribución de las células en suspensión a lo alto del espacio de cultivo celular, incluso en los casos en los que las células en suspensión tienden fuertemente a sedimentarse. Los materiales portadores pueden presentarse por ejemplo en forma de una membrana plana microporosa o en forma de un género no tejido, en donde los tamaños de poro de la membrana plana o del género no tejido deberían dimensionarse de tal modo, que las células en suspensión queden retenidas, al menos en gran parte, mediante una membrana plana de este tipo o mediante un género no tejido de este tipo. Mediante la introducción de tales medios portadores se sujetan las células en suspensión en diferentes capas. El módulo de membranas conforme a la invención permite en estos casos, de forma conveniente, la introducción de las células en suspensión, es decir, la inoculación con las células en diferentes posiciones a lo alto del espacio interior, por ejemplo mediante un número correspondiente de septos que están dispuestos, distribuidos a lo alto, en la pared lateral. Lo mismo es también aplicable con relación a los medios para alimentar sustancias activas.

A causa de la configuración conforme a la invención imperan durante la posterior aplicación al espacio interior del módulo de membranas conforme a la invención unas condiciones muy uniformes en todo el espacio interior, p.ej., en cuanto a la concentración de medio nutritivo, la concentración de componentes gaseosos aislados o incluso en cuanto a la temperatura. Por ello una forma de ejecución ventajosa del módulo conforme a la invención contiene al menos un sensor para vigilar las condiciones en el espacio interior del módulo, de forma especialmente ventajosa al menos un microsensor, es decir, un sensor que esté adaptado en cuanto a sus dimensiones a las pequeñas dimensiones del módulo de membranas conforme a la invención, en donde en cuanto a la posición de tales sensores no es necesario imponer ningún requisito especial a causa de las condiciones uniformes. Por medio de microsensores de este tipo pueden medirse en línea por ejemplo el valor de pH, la presión parcial de oxígeno, la concentración de glucosa, la concentración de lactosa, la presión y/o la temperatura en el espacio interior, en donde mediante la miniaturización no se llega a ninguna influencia negativa del sensor o de los sensores sobre el cultivo celular situado en el espacio de cultivo celular.

A continuación se explica con más detalle la invención con base en las figuras. Aquí muestran en representación esquemática simplificada:

la fig. 1: sección transversal a través de un módulo de membranas conforme a la invención,

la fig. 2: vista en planta sobre el módulo de membranas conforme a la invención representado en la fig. 1, con una excavación parcial para representar la distribución de las membranas capilares en el espacio interior.

En la figura 1 se ha representado a escala aumentada un módulo de membranas conforme a la invención que presenta una carcasa 1 de varias partes, con un espacio interior 2 para alojar un cultivo celular. El espacio interior 2 está limitado por una tapa 3, un fondo 4 paralelo a la tapa y una pared lateral 5 y presenta, en la dirección de observación, perpendicularmente a la tapa o al fondo una sección transversal interior circular. La tapa 3 y el fondo 4 se componen de material transparente, para hacer posible una observación de las células en el espacio interior. La pared lateral 5 se compone en el presente ejemplo de una masa de relleno endurecida, en la que al mismo tiempo se han incrustado las membranas capilares situadas en las proximidades del fondo, de tal modo que se obtiene un cierre estanco a los fluidos entre el espacio interior 2 y el lado exterior de la carcasa.

En el espacio interior están dispuestas primeras membranas capilares 6 en forma de una sola capa, a través de las cuales puede existir una circulación en modo cross flow y cuyos extremos salen del espacio interior por lados opuestos a través de la pared lateral y están incrustados en olivas de tubo flexible 7, 8, en cada caso en una masa de relleno 9, 10. El módulo de membranas conforme a la fig. 1 contiene asimismo una capa de segundas membranas capilares 11, que discurren en la presente representación perpendicularmente al plano del dibujo.

La figura 2 muestra el módulo de membranas representado en la figura 1 en la vista en planta con una excavación parcial, para aclarar la disposición de las membranas capilares en el espacio interior del módulo. El espacio interior 2 está abrazado por la carcasa 1 y cubierto por una tapa circular 3. En el espacio interior 2 las membranas capilares primeras y segundas 6, 11 están distribuidas uniformemente por la sección transversal interior del espacio interior 2. Las primeras membranas capilares 6 discurren en esta representación de derecha a izquierda, en donde están descompuestas para una distribución uniforme por la sección transversal interior en el espacio interior y en donde sus extremos están reunidos en las olivas de tubo flexible 7, 8 formando haces y están allí incrustadas. Las segundas membranas capilares 11 discurren en esta representación de arriba hacia abajo, están igualmente descompuestas para una distribución uniforme por la sección transversal interior en el espacio interior, están reunidas por sus extremos formando haces y están incrustadas en las olivas de tubo flexible 12, 13. En el espacio interior 2 se cruzan las primeras y segundas membranas capilares 6, 11.

Claims (15)

1. Módulo de membranas para ensayar sustancias activas en células, que comprende una carcasa (1) con un espacio interior (2), que está limitado por una tapa (3), un fondo (4) y una pared lateral (5), dispuesto en el espacio interior (2) un sistema de primeras membranas capilares (6) y un sistema de segundos membranas capilares (11) y, dado el caso, al menos otro sistema de membranas capilares, en donde cada membrana capilar muestra en cada caso un primer y un segundo extremo así como un lumen que puede alimentarse con un líquido, en donde las membranas capilares en el espacio interior (2) están dispuestas formando al menos una capa plana paralela al fondo (4) y en el espacio interior (2) de la carcasa, en el espacio extracapilar se ha configurado un espacio de cultivo celular alrededor de las membranas capilares, en donde las membranas capilares penetran con al menos uno de sus extremos a través de la pared lateral (5) del espacio interior (2) y, separadas por sistemas, están incrustadas en este al menos un extremo en cada caso en una masa de relleno (9, 10), de tal modo que el espacio interior (2) está obturado hacia el exterior de forma estanca a los fluidos, y en donde las membranas capilares de cada sistema están en unión de líquido mediante su lumen con una instalación de entrada (7, 12) y/o una instalación de salida (8, 13), caracterizado porque el espacio interior (2) muestra un volumen de entre 0,1 y 5 cm^{3}.

2. Módulo de membranas según la reivindicación 1, caracterizado porque el espacio interior (2), en la dirección de observación, presenta perpendicularmente a la al menos una capa una sección transversal interior circular.

3. Módulo de membranas según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el espacio interior (2) presenta un diámetro de entre 10 y 20 mm.

4. Módulo de membranas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se han dispuesto tapas (3) y fondos (4) mutuamente en paralelo y se han configurado éstos, en cada caso de forma enteriza, con un material transparente.

5. Módulo de membranas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las membranas capilares están distribuidas, en la dirección de observación, perpendicularmente a la al menos una capa en el interior de una capa uniformemente por la sección transversal interior del espacio
interior (2).

6. Módulo de membranas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las membranas capilares de diferentes sistemas se llevan a una disposición que se cruza, en la dirección de observación, perpendicularmente a la al menos una capa.

7. Módulo de membranas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende medios para alimentar una sustancia activa al espacio interior.

8. Módulo de membranas según la reivindicación 7, caracterizado porque los medios para alimentar una sustancia activa se componen de al menos una entrada en la pared lateral (5).

9. Módulo de membranas según la reivindicación 7, caracterizado porque los medios se componen de otro sistema de membranas capilares.

10. Módulo de membranas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los extremos de las membranas capilares de cada uno de los sistemas están reunidos en caso formando haces y se han incrustado en una pieza terminal en forma de tubito.

11. Módulo de membranas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque se han dispuesto en el espacio interior varias capas de capilares que están distribuidas asimétricamente, a lo alto del espacio interior (2) entre la tapa (3) y el fondo (4), con una secuencia de capas más densa en las proximidades del fondo (4).

12. Módulo de membranas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque en el espacio interior (2) están dispuestos medios para la inmovilización favorecida de células.

13. Módulo de membranas según la reivindicación 12, caracterizado porque los medios de componen de hilos textiles aislados, tejidos o géneros de punto.

14. Módulo de membranas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque las primeras membranas capilares (6) son membranas de microfiltración, que son adecuadas para alimentar un medio nutritivo líquido al espacio interior, y las segundas membranas capilares (11) son membranas que son apropiadas para alimentar una sustancia gaseosa al espacio interior.

15. Uso del módulo de membranas según una o varias de las reivindicaciones 1 a 14 para ensayar sustancias activas en células.