Система Elveflow "кишечник на чипе" позволяет воспроизвести усовершенствованные in vitro / ex vivo модели, обеспечивая улучшенные параметры инкубации, приближенные к физиологическим условиям. Эта микрофлюидная установка также создает динамические условия для клеток: контролируемое напряжение сдвига при ламинарном потоке, легкое распределение среды.
В установке "кишечник на чипе" культуру клеток размещают на пористой мембране в канале микрофлюидного чипа. Клетки непрерывно перфузируются, имитируя физиологическую среду кишечника, что позволяет проводить эксперименты в условиях, более близких к условиям in vivo, чем традиционные 2D-культуры клеток. Благодаря высокоточному контроллеру потока Elveflow OB1 и пористой мембране внутри микрофлюидного чипа, это решение содержит все необходимое, чтобы создать культуры эндотелиальных и эпителиальных клеток кишечника.
Микрофлюидный чип с мембраной
Входной канал микрофлюидного чипа соединен с резервуаром с клетками, которые подаются в чип благодаря контроллеру и компрессору. Клетки подаются на мембрану с обеих сторон, позволяя создать слои эндотелиальных и эпителиальных клеток. Такая установка может быть использована для новых терапевтических разработок или токсикологического скрининга. Например, верхний канал может содержать эндотелиальные клетки вен пуповины человека (HUVECs), а клетки Caco-2 (эпителиальные колоректальные клетки) могут быть использованы в нижней перфузионной камере. Эта трехмерная клеточная структура кишечника в сочетании с динамическими условиями перфузии позволяет создать физиологически релевантную модель.
Микрофлюидный чип с перекрестными каналами
Распределитель MUX полезен для удобного введения различных веществ, таких как лекарства, а клапан 3/2 используется для выбора канала для перфузии. Эффективность перфузии будет напрямую связана со скоростью внутри верхнего и нижнего каналов. Скорость потока можно измерить с помощью датчиков Elveflow серии MFS или BFS.
Установка, описанная в этой статье, воспроизводит физиологически реалистичные изменения напряжения сдвига, давления и деформации. Подробнее об этом читайте в обзоре gut-on-chip от Elveflow. Микрофлюидный чип может быть любым на усмотрение исследователя. Все компоненты в установке хорошо совместимы и управляется единым программным обеспечением. Установка может использоваться для других целей, не только для кишечника на чипе.
Установка содержит:
|
Персонализируйте микрофлюидную установку для экспериментов "кишечник на чипе"
Свяжитесь с нашими экспертами, если у вас есть сомнения по поводу настройки или выбора идеального решения для вашего применения!
Используемый в эксперименте чип содержит мембрану и поперечный поток. Чип доступен либо в полистироле (PS), либо в циклоолефиновых сополимерных материалах (COP). Возможны два размера пор: 8 мкм и 0,2 мкм. Канал также может быть гидрофилизирован. Для экономии бюджета возможна замена системы рециркуляции MUX более дешевыми микрожидкостными клапанами для выполнения рециркуляции среды. Контроллер OB1 MK3+ также может быть оснащен дополнительными каналами с различными диапазонами давлений. Датчики скорости потока Кориолиса могут заменить датчики расхода MFS в установке, это позволит еще лучше управлять потоком. Пузырьки очень вредны для клеточных культур, их следует избегать. А средство для удаления пузырьков предотвращает попадание пузырьков воздуха на клетки.
Зачем использовать микрофлюидику для кишечника на чипе?
Использование микрофлюидики – это отличный способ уменьшить количество ценного образца, используемого во время эксперимента, например, биопсии пациента.
Комбинация контроллера OB1, распределителя MUX и клапана 3/2 в сочетании с программным обеспечением позволяет проводить очень эффективные, автоматизированные и контролируемые эксперименты. Компоненты установки обеспечивают оптимальное управление потоком, быстроту и точность для работы с клетками кишечника. В этом масштабе различные свойства жидкости могут быть точно настроены в режиме реального времени, для максимального приближения к реальным физиологическим условиям.
Человеческий орган на чипе более эффективен, чем классические 2D модели или животные модели. Европейский союз и общественность настаивают на сокращении использования животных. Кроме того, разработка органов на чипах может привести к персонализированной медицине с использованием стволовых клеток непосредственно взятых от пациента. Токсичность лекарств или влияние патогенов на кишечник можно оценить с помощью клеточной культуры на микрофлюидном чипе. Такие эксперименты более гибкие, точные и эффективные.
Схема двухканального микрожидкостного чипа с градиентным уровнем кислорода
Принцип системы "кишечник на чипе"
Различные группы исследователей показали важность потока жидкости для напряжения сдвига, которое имитирует условия, наиболее близкие к физиологическим, для роста клеток структурами ворсинок. Рост эпителиальных клеток Caco-2 в склеп-и ворсоподобные структуры значительно лучше на микрофлюидном чипе с мембраной, чем в более классической культуре клеток в луночном планшете.
Морфология клеточного слоя склеп- и ворсинчатой структуры проявляет лучшую активность в условиях микроокружении, которое максимально приближено к среде в кишечнике человека и может поддерживать рост микробной флоры кишечника человека. На самом деле, в кишечнике на чипе внеклеточный матрикс (ECM) усиливается динамическим культивированием, которое влияет на микроокружение, создавая еще более физиологически значимую модель клеточного слоя эпителия кишечника. Таким образом, "кишечник на чипе" является полезной моделью для физиологических исследований, разработки лекарств и персонализированной медицины без использования моделей животных.
Эксперименты "орган на чипе" сложны в реализации. Однако, производитель Elveflow на протяжении многих лет сотрудничал с несколькими проектами, связанными с исследованиями в области "органов на чипе" и накопил ценный опыт в этой области. Инженеры Elveflow и Азимут Фотоникс всегда рады провести консультацию, подсказать исследователям решения, обсудить возникающие вопросы и реализовать Ваши идеи в этой захватывающей области!