ITPI20090033A1 - Bioreattore high-throughput sensorizzato per l'imposizione di pressione idrodinamica e shear stress su colture cellulari. - Google Patents
Bioreattore high-throughput sensorizzato per l'imposizione di pressione idrodinamica e shear stress su colture cellulari. Download PDFInfo
- Publication number
- ITPI20090033A1 ITPI20090033A1 IT000033A ITPI20090033A ITPI20090033A1 IT PI20090033 A1 ITPI20090033 A1 IT PI20090033A1 IT 000033 A IT000033 A IT 000033A IT PI20090033 A ITPI20090033 A IT PI20090033A IT PI20090033 A1 ITPI20090033 A1 IT PI20090033A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- culture
- hydrodynamic pressure
- culture medium
- chamber
- cell
- Prior art date
Links
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 title claims description 9
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 42
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 17
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 15
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 claims description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 5
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 claims description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 33
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 108010037362 Extracellular Matrix Proteins Proteins 0.000 description 3
- 102000010834 Extracellular Matrix Proteins Human genes 0.000 description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 3
- 210000002744 extracellular matrix Anatomy 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 2
- 210000001612 chondrocyte Anatomy 0.000 description 2
- 210000004292 cytoskeleton Anatomy 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 102000012422 Collagen Type I Human genes 0.000 description 1
- 108010022452 Collagen Type I Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 210000004748 cultured cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 210000002889 endothelial cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 230000000004 hemodynamic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000005486 microgravity Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 210000000663 muscle cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 1
- 230000001582 osteoblastic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000541 pulsatile effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 210000000329 smooth muscle myocyte Anatomy 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
- C12M35/04—Mechanical means, e.g. sonic waves, stretching forces, pressure or shear stimuli
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/26—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pH
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
BIOREATTORE HIGH -THROUGHPUT SENSORIZZATO PER L'IMPOSIZI DI PRESSIONE IDRODINAMICA E SHEAR STRESS SU COLTURE CELLULARI,
DESCRIZIONE
Ambito dell'invenzione
La presente invenzione riguarda un bioreattore highthroughput sensorizzato, che può essere posto in serie o in parallelo a sistemi analoghi, tramite cui sottoporre colture di gruppi cellulari, uguali o diversi, a stimoli meccanici, quali pressione idrodinamica e shear stress, simulando condizioni fisiologiche o patologiche presenti all'interno di un organismo.
Le applicazioni di tale dispositivo si inseriscono nel settore dell'Ingegneria Tessutale, con lo scopo di promuovere la proliferazione e la differenziazione cellulare per lo sviluppo di costrutti biologici funzionali .
Descrizione della tecnica nota
Ogni tessuto o sistema biologico durante la sua evoluzione e la sua normale attività à ̈ sottoposto a stimoli fisici e chimici che ne determinano sia il suo stato fisio-patologico sia influenzano la sua normale funzione.
In particolare, ciascun organismo à ̈ costantement soggetto sia a carichi meccanici esterni (es la gravità il movimento) sia a forze interne (es. la forza contrattile e le forze emodinamiche) , generate principalmente (ma non solo) dalle cellule muscolari. Ciascuna cellula, grazie al proprio citoscheletro, ha la possibilità sia di sviluppare che di sentire forze esterne che ne influenzano la morfologia, l'organizzazione del citoscheletro, la sopravvivenza, la differenziazione cellulare e l'espressione genica.
Un ruolo fondamentale viene svolto in quest'ambito dalla matrice extracellulare (ExtraCellular Matrix, ECM) la cui interazione con le cellule à ̈ di tipo bidirezionale: variazioni (chimiche, meccaniche, elettriche) inducono variazioni cellulari che possono tradursi anche in modificazioni dell'ambiente esterno (la matrice stessa) attraverso la sintesi dei componenti ECM. I meccanismi precisi di come uno sforzo meccanico viene tradotto in un segnale chimico e biochimico che accende i pathway di reazione e che modula l'espressione genica non sono stati ancora chiaramente compresi: ci si riferisce a questo processo con il nome di meccanotrasduzione.
L'ingegnerizzazione in-vitro della matrice extracellulare e, quindi, di tessuti 3D meccanicamente funzionali, come l'osso, la cartilagine o i muscoli, viene affrontata manipolando quattro variabili principali: il tipo cellulare, lo scaffold, i fattori biochimici (peptidi, fattori di crescita), e le forze meccaniche.
Per riprodurre gli stimoli chimico-fisici nelle colture cellulari, o su espianti tessutali, sono stati sviluppati i bioreattori, dispositivi in grado di simulare l'ambiente meccano-biologico presente all'interno di un organismo .
Sono disponibili in commercio e/o sono stati descritti in letteratura numerosi bioreattori per l'imposizione di stress meccanici su diverse tipologie di cellule e tessuti. Un sistema di coltura 2-D a membrana flessibile à ̈ stato, ad esempio, utilizzato per esaminare gli effetti di deformazioni cicliche su monostrati di cellule coltivate direttamente sulla membrana stessa o in combinazione con un altro substrato. Un bioreattore rotante 3-D ("Rotary Celi Culture System") à ̈ stato utilizzato per aumentare l'uniformità della semina su scaffold 3-D e simulare ambienti di microgravità . Un bioreattore per la trazione ciclica lineare di costrutti tessutali si può trovare nel lavoro di Webb (Webb K, Hitchcock RW, Smeal RM, Li W, Gray SD, Tresco PA, Cyclic strain increases fibroblast proliferation, matrix accumulation, and elastic modulus of fibroblast -seeded polyurethane constructs. J Biomech. 2006 ;39(6) :1136-44 .), dove à ̈ stato ottenuto come risultato un incremento nella proliferazione dei fibroblasti, una maggiore produzione di ECM e un incremento del modulo elastico del costrutto in poliuretano seminato con fibroblasti. Effetti simili sono stati ottenuti anche su osteoblasti (Ignatius A, Blessing H, Liedert A, Schmidt C, Neidlinger-Wilke C, Kaspar D, Friemert B, Claes L. Tissue engineering of bone: effects of mechanical strain on osteoblastic cells in type I collagen matrices. Biomaterials.2005 Jan;26(3):311-8).
Appartiene a questa categoria il brevetto US20040219659 che descrive un dispositivo per la deformazione traslazionale e rotazionale di tessuti bioingegnerizzati , con un contemporaneo flusso di terreno di coltura attraverso il tessuto e/o la camera di coltura stessa.
Numerose sono anche le soluzioni meccaniche ideate per ricreare in-vitro le sollecitazioni tipiche di una articolazione sinoviale (Schulz RM, Bader A. Cartilage tissue engineering and bioreactor systems for thà ̈ cultivation and stimulation of chondrocytes. Eur Biophys J.
2007 Apr;36(4-5):539-68): accanto a sistemi che applicano (separatamente) pressioni idrostatiche (che vanno da un minimo di 0.0002 Pa a 10 MPa) e sforzi di taglio dovute al moto di un fluido, si distingue il lavoro di Frank (Frank EH, Jin M, Loening AM, Levenston ME, Grodzinsky AJ. A versatile shear and compression apparatus for mechani stimulation of tissue culture explants. J Biomech.
Nov;33 (11):1523-7), dove viene descritto un bioreatt per condrociti capace di realizzare deformazioni biassiali di taglio (risoluzione 0.01°) e di compressione (risoluzione 1Î1⁄4m).
Il bioreattore descritto in US20020106625, sviluppato per generare un costrutto cartilagineo funzionale, applica contemporaneamente una pressione idrostatica ed una deformazione attraverso un piatto di carico. Il dispositivo con numero di brevetto US20060068492 applica anch'esso una deformazione di compressione attraverso un piatto di carico, ma sottopone inoltre il provino a sforzi di taglio attraverso un moto rotatorio della camera di coltura.
Dispositivi come il "Fiat Bed Perfusion System" o il "Bioreattore a flusso laminare" permettono, grazie ad un flusso del terreno di coltura attraverso la camera di coltura, un maggiore flusso di metaboliti e consentono di sottoporre le cellule endoteliali allo sforzo di taglio dovuto allo shear rate del mezzo di perfusione. Bioreattori 3-D con flusso pulsatile sono stati utilizzati per indurre cellule muscolari lisce ad un allineamento per l'ingegnerizzazione di vasi sanguigni.
Sia i sistemi descritti, sia molti altri bioreattori per la coltura cellulare che non prevedono l'imposiz di deformazione e sforzi meccanici sui costrutti tessu presentano comunque dei limiti. In particolare la maggior parte di questi dispositivi (soprattutto quelli meno recenti) non à ̈ autonomo dal momento che necessita di un incubatore per poter garantire all'interno della camera di coltura i valori di pH e temperatura richiesti.
La necessità di un incubatore e/o la mancanza di una adeguata sensorizzazione limitano l'utilizzo di un calcolatore che consentirebbe di seguire in tempo reale l'evolversi dei parametri per poter intervenire mediante regolazioni nel corso dell'esperimento.
Nessuno dei bioreattori presenti in commercio e/o descritti in letteratura sviluppa una pressione di tipo idrodinamico; alcuni sistemi si limitano a stimolare le colture cellulari con una pressione di tipo idrostatico, generata attraverso regolatori di pressione o altri meccanismi idraulici.
Una pressione di tipo idrodinamico può essere ottenuta attraverso il movimento reciproco di superfici rigide tra le quali un fluido à ̈ libero di scorrere. Viene in tal modo generato un gradiente di pressione che determina inoltre un flusso tra le due superfici in movimento reciproco. Lo sforzo di taglio dovuto allo shear rate di tale flusso determina inoltre un ulteriore stimolo sul costrutto in coltura.
Una stimolazione con una pressione di tip idrodinamico risulta, ad esempio, molto più affine a quelle presenti all'interno delle articolazioni, in cui la sovrappressione à ̈ sviluppata dal movimento reciproco dei capi ossei.
A tal fine si à ̈ cercato di sviluppare sistemi, con volumi del terreno di coltura contenuti, in grado di riprodurre uno stimolo fisico di pressione idrodinamica e di shear stress in aggiunta ad altri stimoli meccanici e/o chimici. Tali sistemi, collegabili in serie e parallelo, saranno opportunamente sensorizzati in modo da studiare l'influenza di tali stimoli sulle normali attività cellulari e nella riproduzione dei processi metabolici di opportuni sistemi od organi o tessuti biologici.
Sintesi dell'invenzione
Scopo della presente invenzione à ̈ fornire un dispositivo con la funzione di bioreattore per la coltura di costrutti cellulari e/o espianti tessutali, autonomo da un incubatore (free-standing), con volumi di terreno di coltura contenuti, le cui camere di coltura, realizzate con materiale biocompatibile e facilmente sterilizzabile, possono essere connesse tra loro, in serie e/o parallelo e loro combinazioni, attraverso un circuito di perfusione. All'interno di tali camere i costrutti cellulari e/o gli espianti tessutali potranno essere sottoposti a ambienti fisiopatologici simulati mediante stimoli fisico chimici. In particolare gli sforzi di pressione e di taglio vengono realizzati attraverso il movimento di una parte mobile all'interno del terreno di coltura in accordo con i meccanismi di generazione di pressione idrodinamica descritti di seguito.
Questo ed altri stimoli saranno prodotti da una serie di dispositivi presenti nella camera di coltura o lungo il circuito di perfusione, controllati da un apposito hardware locale programmabile e gestibile da un PC tramite un software appositamente sviluppato.
Inoltre, lo stato dell'esperimento in corso all'interno di questo nuovo dispositivo bioreattore potrà essere controllato in tempo reale tramite opportuni sensori chimico-fisici presenti all'interno della camera di coltura e nel circuito di perfusione. Questi sensori saranno gestiti dal medesimo sistema hardware -software citato sopra.
In particolare lo scopo della presente invenzione à ̈ sviluppare un bioreattore che simula l'ambiente meccanico presente in vivo attraverso la generazione di una pressione localizzata sfruttando il principio della lubrificazione per accostamento.
La generazione di pressione idrodinamica in un fluido interposto fra due corpi può avvenire soltanto se i due. corpi sono in moto relativo fra loro.
L'andamento della pressione nell'intercapedine tra i due corpi (meato) può essere ricavato attraverso l'equazione di Reynolds, che si ottiene dalla combinazione delle equazioni di equilibrio e di continuità , impiegando anche quelle costitutive e di congruenza. Le ipotesi di partenza, che descrivono la geometria e le condizioni presenti del bioreattore, sono:
fluido newtoniano, con viscosità costante in tutti i punti del meato, incomprimibile e in moto laminare;
- forze d'inezia e di massa trascurabili rispetto a quelle dovute alla pressione e alle azioni tangenziali di tipo viscoso;
- il gradiente di pressione à ̈ nullo in direzione verticale (data la sottigliezza del meato);
- la superficie dei corpi in movimento à ̈ impermeabile al fluido;
- geometria assialsimmetrica, a piatti paralleli, in accordo con la schematizzazione di figura 1, con uno solo dei due corpi in movimento (il corpo A), che si sposta con velocità V, diretta lungo lo spessore del meato (direzione ortogonale alle superfici);
- il fluido à ̈ libero di scorrere all'esterno del meato. L'andamento della pressione p(r), espressa in pascal, all'interno del meato segue con ottima approssimazione l'equazione 1:
3pV , r<2>
<p(r>)-<p>a<=>-^I-<R>(eq.l)
nella quale i parametri hanno i seguenti significati: r (espresso in metri, m) rappresenta la coordinata radiale, R (m) à ̈ il raggio del corpo B, h (m) à ̈ l'altezza del meato, variabile nel tempo, pa(Pa) à ̈ la pressione idrostatica presente all'interna della camera di coltura, Î1⁄4 (Pa*s) à ̈ la viscosità del terreno di coltura.
Grazie alla sovrappressione sviluppata à ̈ anche possìbile generare un flusso locale e controllato attraverso il quale à ̈ possibile stimolare le cellule coltivate attraverso uno sforzo di taglio dovuto allo shear rate del fluido.
Tale invenzione permette in pratica di simulare una batteria di esperimenti in contemporanea (high throughput). Tale caratteristica, come si evince, premette: 1) la riduzione della sperimentazione animale e della sofferenza animale in quanto vengono utilizzate solo linee cellulari o espianti tessutali, 2) di valutare, in maniera precisa, i processi biologici dei vari tipi cellulari sottoposti ad opportuni stimoli chimici e/o fisici che ricreano gli stimoli fisiopatologici presenti in-vivo, 3)di ridurre i costi ed i tempi sperimentali.
La minimizzazione dei volumi di terreno di coltura che caratterizza tale dispositivo consente di eseguire analisi biochimiche senza costose procedure di concentrazione delle soluzioni, garantendo inoltre un vantaggio economico anche in termini di terreno di coltura utilizzato. La presenza di volumi ridotti consente inoltre l'utilizzo di sensori per le molecole di interesse biochimico che solitamente si presentano in concentrazioni bassissime .
Questo ed altri scopi sono ottenuti da un bioreattore per il monitoraggio di attività cellulari in presenza di stimoli fisico-chimici, caratterizzato dal fatto di prevedere :
- una o più celle di coltura, aventi un ingresso e un'uscita per il terreno di coltura, fornite di un sistema per la generazione di pressione idrodinamica, e che possono essere dotate di un sistema di sensori integrati o meno per l'analisi in tempo reale della vitalità e delle funzioni cellulari;
- una camera di miscelazione, separata dalla/e cella/e o di coltura, per la preparazione del terreno di coltura,- un circuito di perfusione della camera di coltur connesso alle suddette porte ingresso/usc comprendente detta camera di miscelazione;
- mezzi per produrre un flusso controllato di terreno di coltura attraverso il suddetto circuito;
- mezzi per produrre ulteriori stimoli chimico-fisici all'interno della camera di coltura e del circuito di perfusione;
- mezzi per il controllo ed la regolazione della temperatura, e del pH, della sovrappressione e di tutti gli stimoli fisico-chimici, che si desiderano applicare alle cellule sotto esame;
- un software appositamente sviluppato che, tramite un'interfaccia grafica facile da gestire da ogni utente, permetta di settare e modificare in tempo reale i parametri dell'esperimento e visionare in tempo reale ciò che accade alle cellule.
In particolare, la suddetta camera di coltura à ̈ realizzata in materiale biocompatibile seguendo geometrie opportune che garantiscono tutte le caratteristiche suddette, e può essere di volta in volta ridisegnata tramite l'utilizzo di software per la progettazione meccanica .
Vantaggiosamente, la suddetta camera di coltura può presentare una forma tubulare. Ad una estremità di tale camera di coltura à ̈ presente un'apposita chiusura serrata con il metodo ritenuto più opportuno (a vite o incastro) sulla quale vengono alloggiate le cellule e/o l'espianto tessutale e/o lo scaffold seminato con cellule.
Vantaggiosamente la tenuta di tale chiusura può essere assicurata da apposite guarnizioni.
In modo vantaggioso, all'altra estremità della camera di coltura à ̈ prevista un'apposita chiusura che consente al movimento, al proprio interno, dell'attuatore che genera la sovrappressione. Anche in questo caso, l'impermeabilità à ̈ mantenuta da opportune guarnizioni.
Vantaggiosamente, il dispositivo per la generazione della pressione idrodinamica può essere costituito da un pistone la cui testa di spinta ha un diametro inferiore al diametro interno della camera di coltura, in modo da consentire un movimento libero sia del pistone stesso, sia del terreno di coltura attorno al suddetto pistone. Se il pistone avesse dimensioni pari al diametro interno della camera di coltura il movimento del pistone genererebbe una pressione di tipo idrostatico dovuta della compressione del terreno di coltura.
Vantaggiosamente le porte di ingresso/uscita in/da la camera di coltura sono posizionate in modo da non interferire con la stimolazione meccanica ed in maniera tale che la sovrappressione locale non incida sul ricircolo del terreno di coltura.
Preferibilmente, detti mezzi per produrre un flusso controllato di terreno di coltura attraverso la/le suddetta/e cella/e di coltura comprendono:
- un condotto in ingresso e uno in uscita dalla/e camera/e di coltura suddetta, in modo da formare un circuito chiuso con la camera di miscelazione separata; - una pompa peristaltica installata lungo tale condotto; - uno o più punti di immissione dì eventuali farmaci o altre sostanze che potenzino o inibiscano le attività cellulari a monte della cella di coltura;
- uno o più punti di prelievo del terreno di coltura a valle della suddetta cella per effettuarne l'analisi; - un sensore di temperatura a monte della cella.
Vantaggiosamente, più celle di coltura possono essere collegate reciprocamente tramite condotti più o meno lunghi, in serie o in parallelo, a simulare il comportamento di organi biologici anche complessi.
Vantaggiosamente più celle collegate reciprocamente possono essere integrate su un unico supporto, realizzato ad esempio in materiale rigido, formando un circuito per il flusso di terreno di coltura che alimenta, in modo e in sequenza predeterminati, tutte le celle di coltura.
In particolare la suddetta camera di miscelazion comprende :
un contenitore in materiale inerte;
un tappo in materiale inerte;
mezzi per misurare operativamente i parametri fisiologici del terreno di coltura.
In maniera vantaggiosa i mezzi per misurare operativamente i parametri fisiologici del terreno di coltura possono comprendere:
- un sensore di pH immerso nel terreno di coltura presente nella suddetta camera di miscelazione;
- un sensore di temperatura per la misurazione all'interno di detta camera di miscelazione;
- sensori per la misura di specie chimiche come 02, C02, NO, etc.
Vantaggiosamente la topologia interna della camera di miscelazione à ̈ progettata in modo che il posizionamento del sensore di pH sia tale da preservarlo dal contatto diretto con le eventuali bolle di gas immesse all'interno della suddetta camera di miscelazione per equilibrare il terreno di coltura e mantenerlo a pH desiderato.
Preferibilmente i mezzi per variare operativamente i parametri fisiologici del terreno di coltura possono comprendere :
un flusso di fluido termostatato in un condotto che avvolge detta camera di miscelazione, o sistemi di riscaldamento basati su celle Peltier o su termoresistenze collegati e controllati da un regolatore elettronico di temperatura;
condotti di immissione/fuoriuscita di gas, ad esempio aria e C02, in/da detta camera di miscelazione per variarne il pH.
In maniera vantaggiosa, i suddetti condotti di immissione e fuoriuscita di gas in/da suddetta camera di miscelazione possono essere azionati da elettrovalvole comandate da una centralina elettronica di comando.
Preferibilmente, i mezzi per monitorare e controllare gli stimoli fisico-chimici applicati alle cellule nella camera di coltura possono comprendere:
- un sensore ottico per la rilevazione di bolle all'interno della camera di coltura cellulare;
sensori per la rilevazione di deformazione e sforzi meccanici ;
- sensori di pressione e flusso;
- biosensori integrati e microfabbricati che permettono di monitorare il rilascio o il consumo di biomolecole di interesse;
sistemi per l'applicazione di stimoli elettrici e/o meccanici .
Preferibilmente, il bioreattore utilizza un dispositivo elettronico di amplificazione e filtraggio dei segnali elettrici provenienti dai sensori per misurare i suddetti parametri fisiologici del terreno di coltura, nonché per il comando delle elettrovalvole, e l'applicazione dei vari stimoli elettrici e/o meccanici.
In particolare, il suddetto sistema à ̈ interfacciato con un PC, che consente l'utilizzo di un software per il controllo e gestione del bioreattore e controllare in tempo reale cosa avviene nella cella di coltura e variare i parametri a seconda delle specifiche volute.
Tali sistemi possono essere anche immessi all'interno di un incubatore, in tal caso il mantenimento dei parametri fisiologici quali pH e temperatura sono svolti dall'incubatore stesso senza controllo da parte dell'operatore .
Breve descrizione dei disegni
L'invenzione verrà di seguito illustrata con la descrizione di alcune sue forme realizzative, fatte a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi in cui:
la figura 1 schematizza la geometria del bioreattore sulla quale à ̈ basato il modello matematico della pressione idrodinamica (eq.1);
la figura 2 mostra il bioreattore High-Thro completo dei dispositivi ad esso collegati per mi e variare dall'esterno tutti i parametri
fisici di interesse;
- in figura 3 Ã ̈ presente la camera di coltura montata su un apposito supporto attraverso il quale viene collegata al meccanismo di attuazione;
- la figura 4 mostra una sezione longitudinale della camera di coltura: sono messi in evidenza i sensori fisici e chimici e il dispositivo per riprodurre una pressione idrodinamica e uno sforzo di taglio controllato .
Descrizione delle forme realizzative preferite
In figura 2 Ã ̈ mostrato il sistema High-Throughput completo dei dispositivi ad esso collegati per misurare e variare dall'esterno tutti i parametri biologici e fisici di interesse.
In particolare, il dispositivo utilizza per ogni camera di coltura 1 una camera di miscelazione 2 sensorizzata .
La camera di miscelazione 2 ha il compito di preparare il terreno di coltura che serve per alimentare le cellule in fase di studio, regolandone il pH e la temperatura, misurati tramite opportuni sensori 3, nel range fissato per l'esperimento. La regolazione della temperatura avviene tramite uno scambiatore di
La regolazione del pH e delle pressioni parziali ossigeno e anidride carbonica, misurate anch'esse tra il sistema di sensori 3, viene effettuata
controllo di opportune elettrovalvole, non mostrate in figura, per l'immissione o l'uscita di gas.
I segnali in uscita dai sensori 3 per la misura delle grandezze di interesse sperimentale vengono trasmessi ad un controllore centralizzato 5 o distribuito (uno per ogni camera di coltura, non mostrato in figura 2) per l'amplificazione o il filtraggio dei segnali, e da questi eventualmente inviati ad un PC 6.
II terreno di coltura viene prelevato dalla camera di miscelazione 2 ed il suo flusso, attraverso condotti 7 di opportune dimensioni à ̈ regolato attraverso una o più pompe peristaltiche 8, a seconda del numero di camere di coltura 1 presenti. Il terreno attraversa le camere di coltura 1 e continua il suo percorso tornando alla camera di miscelazione 1. Il sistema di condotti 7 presenta uno o più punti di prelievo/immissione 9, che permettono di prelevare campioni di terreno di coltura per effettuarne l'analisi, o per somministrare opportune biomolecole.
Il sistema può anche non essere dotato di controllore centralizzato 5 e sistema di riscaldamento 4 se posto all'interno dell'incubatore.
In accordo con la figura 3, la camera di coltura 1 può essere caratterizzata da una forma cilindrica. Semp in figura 3 vengono evidenziate il sistema di connessio 10 con gli attuatori 11 e i condotti di ingresso 12 e uscita 13, nonché la struttura di supporto 14. La figura 3 mostra infine 1'hardware locale 15 di gestione dell'esperimento e di acquisizione dei segnali. Tale hardware può essere collegato via cavo o wireless ad una un ulteriore hardware centralizzato 5 O direttamente a PC 6.
La figura 4 mostra una sezione longitudinale della camera di coltura sensorizzata 1 dove sono integrati sensori fisici 16 e chimici 17 che possono essere ottenuti tramite tecniche di macro-, micro- e nano-fabbricazione.
Vengono inoltre indicate la posizione di alloggiamento delle cellule e/o dell'espianto tessutale 18 e il sistema per la generazione della sovrappressione 19. Tale sistema à ̈ costituito da un pistone con una testa di spinta con un diametro inferiore al diametro della cella di coltura. La tenuta delle chiusure 20 e 21 della camera di coltura à ̈ assicurata da apposite guarnizioni 22.
La descrizione di cui sopra di una forma esecutiva specifica à ̈ in grado di mostrare l'invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma esecutiva specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concà ̈tto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma esecutiva esemplificata. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.
RIVENDICAZIONI
1. Sistema bioreattore per sottoporre ad uno sforzo di pressione idrodinamica costrutti cellulari, naturali o artificiali. Tale pressione idrodinamica viene generata all'interno delle camere di coltura attraverso il movimento relativo, con velocità controllata, di una superficie rispetto alla superficie sulla quale viene posizionato il costrutto cellulare, e tra le quali il terreno di coltura à ̈ libero di fluire.
2. Sistema bioreattore, secondo la rivendicazione 1, per sottoporre ad uno sforzo di pressione idrodinamica costrutti cellulari, naturali o artificiali nel quale il flusso di terreno di coltura dovuto alla pressione idrodinamica determina uno sforzo di taglio controllato sul costrutto cellulare sotto esame.
3. Sistema bioreattore, secondo la rivendicazione 1, che prevede opportuni sistemi per la generazione ed il controllo della pressione idrodinamica.
4. Sistemi di generazione e di controllo per la pressione idrodinamica, secondo la rivendicazione 3, in grado di settare, monitorare e modificare in tempo reale frequenza e intensità della pressione idrodinamica.
5. Sistema, secondo rivendicazione 1, nel quale esiste un determinato gioco ottenuto, in una preferita forma di realizzazione, attraverso una differenza di sezione tra la parte interna della camera di coltura e un pistone, tale da consentire il flusso del terreno di coltura, spinto dalla sovrappressione generata, nel gap costituito dal gioco attorno al pistone stesso. La pressione idrodinamica à ̈ quindi generata dalla so rapressione.
6. Differenza tra le sezioni del pistone e cilindro, secondo la rivendicazione 5, ottenuta grazie a diametri diversi, incavi, fori o altre soluzioni in grado di garantire un adeguato flusso.
7. Camera di coltura, secondo la rivendicazione 5, avente, in una sua preferita forma realizzativa non vincolante, sezione cilindrica, come mostrato in figura 3.
8. Sistema bioreattore secondo la rivendicazione 5 in cui la pressione idrodinamica, Ã ̈ ottenuta tramite un relativo tra il cilindro e il pistone.
9. Pistone, secondo rivendicazione 8 mosso preferita forma di realizzazione non vincolante, da un opportuno sistema di attuazione.
10. Sistema di attuazione, secondo la rivendicazione 9, che, in una preferita forma realizzativa non vincolante, Ã ̈ sensorizzato, regolato da hardware locale, computer, o altro sistema di controllo.
11. Sistema bioreattore, secondo tutte le precedenti rivendicazioni, che può prevedere sistemi per produrre e controllare deformazione, deformazione ciclica, o ulteriori stimoli fisico-chimici e le loro combinazioni che si desiderano applicare alle colture cellulari e/o agli espianti tessutali sotto esame.
12. Sistema bioreattore, secondo rivendicazione 1, in cui detta camera di coltura, e parte o tutti i dispositivi al suo interno sono realizzati in materiale biocompatibile. 13. Sistema bioreattore, secondo rivendicazioni 1,2,3,4,5, caratterizzato inoltre, in una preferita forma di realizzazione non vincolante, da:
a. più camere di coltura, all'interno delle quali à ̈ possibile sottoporre la coltura cellulare e/o gli espianti tessutali ad uno stimolo di pressione idrodinamica;
b. porte di ingresso/uscita in/da le suddette camere di coltura per il ricircolo/ricambio terreno di coltura attraverso le quali le suddette camere possono essere connesse tra loro in serie e/o parallelo e lor combinazioni;
c. camera di miscelazione per ogni cella di coltura presente, per la preparazione e il condizionamento del terreno di coltura, e per la misura ed il controllo di parametri fisiologici quali pH, temperatura, etc;
d. circuito di ricircolo del terreno di coltura connesso alle porte di ingresso e uscita per la perfusione delle celle di coltura e comprendente le camere di miscelazione;
e. punto di immissione di eventuali farmaci o altre sostanze che potenzino o inibiscano le attività cellulari a monte di ogni cella di coltura;
f. punto di prelievo a valle della camera di coltura per effettuarne l'analisi;
g. mezzi per produrre un flusso controllato di terreno di coltura attraverso detto circuito.
14. Porte di ingresso/uscita dalla camera di coltura, secondo la rivendicazione 13, sono posizionate in modo da non interferire con la stimolazione meccanica ed in maniera tale che la sovrappressione locale non incida sul ricircolo del terreno di coltura.
15. Sistema bioreattore secondo tutte le precedenti rivendicazioni in cui detta camera di coltura e l'intero compresa la camera di miscelazione
sistema di sensori fisici e/o chimici integrati per il monitoraggio di parametri fisiologici e/o metabolici.
Claims (15)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema bioreattore per sottoporre ad uno sforzo di pressione idrodinamica costrutti cellulari, naturali o artificiali. Tale pressione idrodinamica viene generata all'interno delle camere di coltura attraverso il movimento relativo, con velocità controllata, di una superficie rispetto alla superficie sulla quale viene posizionato il costrutto cellulare, e tra le quali il terreno di coltura à ̈ libero di fluire.
- 2. Sistema bioreattore, secondo la rivendicazione 1, per sottoporre ad uno sforzo di pressione idrodinamica costrutti cellulari, naturali o artificiali nel quale il flusso di terreno di coltura dovuto alla pressione idrodinamica determina uno sforzo di taglio controllato sul costrutto cellulare sotto esame.
- 3. Sistema bioreattore, secondo la rivendicazione 1, che prevede opportuni sistemi per la generazione ed il controllo della pressione idrodinamica.
- 4. Sistemi di generazione e di controllo per la pressione idrodinamica, secondo la rivendicazione 3, in grado di settare, monitorare e modificare in tempo reale frequenza e intensità della pressione idrodinamica.
- 5. Sistema, secondo rivendicazione 1, nel quale esiste un determinato gioco ottenuto, m una preferita forma di realizzazione, attraverso una differenza di sezione tra la parte interna della camera di coltura e un pistone, tale da consentire il flusso del terreno di coltura, spinto dalla sovrappressione generata, nel gap costituito dal gioco attorno al pistone stesso. La pressione idrodinamica à ̈ quindi generata dalla so rapressione .
- 6. Differenza tra le sezioni del pistone e cilindro, secondo la rivendicazione 5, ottenuta grazie a diametri diversi, incavi, fori o altre soluzioni in grado di garantire un adeguato flusso.
- 7. Camera di coltura, secondo la rivendicazione 5, avente, in una sua preferita forma realizzativa non vincolante, sezione cilindrica, come mostrato in figura 3.
- 8. Sistema bioreattore secondo la rivendicazione 5 in cui la pressione idrodinamica, Ã ̈ ottenuta tramite un moto relativo tra il cilindro e il pistone.
- 9. Pistone, secondo rivendicazione 8, mosso in una preferita forma di realizzazione non vincolante, da un opportuno sistema di attuazione.
- 10. Sistema di attuazione, secondo la rivendicazione 9, che, in una preferita forma realizzativa non vincolante, Ã ̈ sensorizzato, regolato da hardware locale, computer, o altro sistema di controllo.
- 11. Sistema bioreattore, secondo tutte le precedenti rivendicazioni, che può prevedere sistemi per produrre e controllare deformazione, deformazione ciclica, o ulteriori stimoli fisico-chimici e le loro combinazioni che si desiderano applicare alle colture cellulari e/o agli espianti tessutali sotto esame.
- 12. Sistema bioreattore, secondo rivendicazione 1, in cui detta camera di coltura, e parte o tutti i dispositivi al suo interno sono realizzati in materiale biocompatibile.
- 13. Sistema bioreattore, secondo rivendicazioni 1,2,3,4,5, caratterizzato inoltre, in una preferita forma di realizzazione non vincolante, da: a.più camere di coltura, all'interno delle quali à ̈ possibile sottoporre la coltura cellulare e/o gli espianti tessutali ad uno stimolo di pressione idrodinamica; b.porte di ingresso/uscita in/da le suddette camere di coltura per il ricircolo/ricambio terreno di coltura, attraverso le quali le suddette camere possono essere connesse tra loro in serie e/o parallelo e loro combinazioni; c. camera di miscelazione per ogni cella di coltura presente, per la preparazione e il condizionamento del terreno di coltura, e per la misura ed il controllo di parametri fisiologici quali pH, temperatura, etc; d. circuito di ricircolo del terreno di coltura connesso alle porte di ingresso e uscita per la perfusione delle celle di coltura e comprendente le camere di miscelazione ; e.punto di immissione di eventuali farmaci o altre sostanze che potenzino o inibiscano le attività cellulari a monte di ogni cella di coltura; f.punto di prelievo a valle della camera di coltura per effettuarne l'analisi; g.mezzi per produrre un flusso controllato di terreno di coltura attraverso detto circuito.
- 14. Porte di ingresso/uscita dalla camera di coltura, secondo la rivendicazione 13, sono posizionate in modo da non interferire con la stimolazione meccanica ed in maniera tale che la sovrappressione locale non incida sul ricircolo del terreno di coltura.
- 15. Sistema bioreattore secondo tutte le precedenti rivendicazioni in cui detta camera di coltura e l'intero circuito di perfusione, compresa la camera di miscelazione, possono, in una preferita forma realizzativa, prevedere un sistema di sensori fisici e/o chimici integrati per il monitoraggio di parametri fisiologici e/o metabolici.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITPI2009A000033A IT1400293B1 (it) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Bioreattore high-throughput sensorizzato per l'imposizione di pressione idrodinamica e shear stress su colture cellulari. |
| EP10003330A EP2236597A1 (en) | 2009-03-30 | 2010-03-29 | High-throughput sensorized bioreactor for applying hydrodynamic pressure and shear stress stimuli on cell cultures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITPI2009A000033A IT1400293B1 (it) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Bioreattore high-throughput sensorizzato per l'imposizione di pressione idrodinamica e shear stress su colture cellulari. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITPI20090033A1 true ITPI20090033A1 (it) | 2010-09-30 |
| IT1400293B1 IT1400293B1 (it) | 2013-05-24 |
Family
ID=41327318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ITPI2009A000033A IT1400293B1 (it) | 2009-03-30 | 2009-03-30 | Bioreattore high-throughput sensorizzato per l'imposizione di pressione idrodinamica e shear stress su colture cellulari. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2236597A1 (it) |
| IT (1) | IT1400293B1 (it) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PT2970854T (pt) | 2013-03-13 | 2017-06-29 | Ass For The Advancement Of Tissue Eng And Cell Based Tech & Therapies (A4Tec) | Biorreator de câmara dupla rotacional: métodos e usos do mesmo |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020106625A1 (en) * | 2002-02-07 | 2002-08-08 | Hung Clark T. | Bioreactor for generating functional cartilaginous tissue |
| EP1462515A1 (en) * | 2001-12-05 | 2004-09-29 | Takagi Industrial Co., Ltd. | Cell/tissue culture apparatus |
| US20040219659A1 (en) * | 2002-04-22 | 2004-11-04 | Altman Gregory H. | Multi-dimensional strain bioreactor |
| US20050221485A1 (en) * | 2002-07-30 | 2005-10-06 | Augustinus Bader | Method and device for culturing cells |
| WO2005123258A1 (en) * | 2004-06-18 | 2005-12-29 | Universita' Di Pisa | Bioreactor for studying the effects of imposed stimuli on cellular activity |
| EP1693025A1 (en) * | 2005-02-17 | 2006-08-23 | Universität Zürich | Method of manufacturing a tissue-engineered prosthesis |
| US7476541B1 (en) * | 2005-03-29 | 2009-01-13 | Timothy F. Dutra | Bioreactor system and method for the production and collection of blood cells from engineered bone marrow tissue |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100452403B1 (ko) | 2002-11-19 | 2004-10-12 | 한국과학기술연구원 | 세포배양용 복합 생물반응기 |
| US20110091926A1 (en) * | 2008-03-25 | 2011-04-21 | Novatissue Gmbh | Perfusable bioreactor for the production of human or animal tissues |
-
2009
- 2009-03-30 IT ITPI2009A000033A patent/IT1400293B1/it active
-
2010
- 2010-03-29 EP EP10003330A patent/EP2236597A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1462515A1 (en) * | 2001-12-05 | 2004-09-29 | Takagi Industrial Co., Ltd. | Cell/tissue culture apparatus |
| US20020106625A1 (en) * | 2002-02-07 | 2002-08-08 | Hung Clark T. | Bioreactor for generating functional cartilaginous tissue |
| US20040219659A1 (en) * | 2002-04-22 | 2004-11-04 | Altman Gregory H. | Multi-dimensional strain bioreactor |
| US20050221485A1 (en) * | 2002-07-30 | 2005-10-06 | Augustinus Bader | Method and device for culturing cells |
| WO2005123258A1 (en) * | 2004-06-18 | 2005-12-29 | Universita' Di Pisa | Bioreactor for studying the effects of imposed stimuli on cellular activity |
| EP1693025A1 (en) * | 2005-02-17 | 2006-08-23 | Universität Zürich | Method of manufacturing a tissue-engineered prosthesis |
| US7476541B1 (en) * | 2005-03-29 | 2009-01-13 | Timothy F. Dutra | Bioreactor system and method for the production and collection of blood cells from engineered bone marrow tissue |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1400293B1 (it) | 2013-05-24 |
| EP2236597A1 (en) | 2010-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9206383B2 (en) | Bioreactor, devices, systems and methods | |
| Kurth et al. | A new mechanobiological era: microfluidic pathways to apply and sense forces at the cellular level | |
| Ramadan et al. | Organ-on-a-chip engineering: Toward bridging the gap between lab and industry | |
| Kim et al. | Microfluidic biomechanical device for compressive cell stimulation and lysis | |
| Brown | Techniques for mechanical stimulation of cells in vitro: a review | |
| KR101011154B1 (ko) | 세포배양 복합자극챔버와 이를 이용한 세포배양장치 | |
| Castro et al. | Physically active bioreactors for tissue engineering applications | |
| Paggi et al. | Monolithic microfluidic platform for exerting gradients of compression on cell-laden hydrogels, and application to a model of the articular cartilage | |
| CN103756898B (zh) | 一种可施加动态载荷的细胞三维受力培养装置 | |
| US20120276622A1 (en) | Apparatus and method for high-throughput micro-cell culture with mechanical stimulation | |
| Yusoff et al. | Design and validation of a bi-axial loading bioreactor for mechanical stimulation of engineered cartilage | |
| ITTO20080426A1 (it) | Bioreattore, in particolare per la generazione di tessuti ingegnerizzati | |
| Schulz et al. | Development and validation of a novel bioreactor system for load‐and perfusion‐controlled tissue engineering of chondrocyte‐constructs | |
| Naskar et al. | Reprogramming the stem cell behavior by shear stress and electric field stimulation: lab-on-a-chip based biomicrofluidics in regenerative medicine | |
| EP2970854B1 (en) | Rotational dual chamber bioreactor: methods and uses thereof | |
| US20130230907A1 (en) | High-throughput sensorized bioreactor for applying hydrodynamic pressure and shear stress stimuli on cell cultures | |
| ITPI20090033A1 (it) | Bioreattore high-throughput sensorizzato per l'imposizione di pressione idrodinamica e shear stress su colture cellulari. | |
| WO2012150787A2 (ko) | 복합 자극 생물 반응기 및 이를 이용하여 자극을 인가하면서 세포를 배양하는 방법 | |
| CN104046564B (zh) | 一种仿生理环境力学刺激式生物反应器系统 | |
| Grossemy et al. | Stimulation of cell growth and neurogenesis using protein-functionalized microfibrous scaffolds and fluid flow in bioreactors | |
| CN203295501U (zh) | 一种灌注式生物反应器实验装置 | |
| CN114832874B (zh) | 一种器官芯片及其集成模组和系统、制备方法和应用 | |
| CN110438004A (zh) | 一种同时施加静态牵张力和流动剪切力的平板流动腔 | |
| US20220396756A1 (en) | Bioreactor chamber | |
| Dvorak et al. | Soft bioreactor systems: a necessary step toward engineered MSK soft tissue? |