Sistema de microfisiologia de chip de co-cultura em série de múltiplos órgãos

a) Aplicação funcional

Os modelos in vitro têm muitas limitações: custos experimentais elevados, rendimento limitado, questões éticas e diferenças de contexto genético. Mais importante ainda, mostram grandes diferenças fisiológicas nos efeitos da droga e / ou fenótipos da doença em comparação com os seres humanos, o que explica o fracasso frequente dos ensaios clínicos.

Quasi Vivo da tecnologia Kirkstall Ltd.zhuanli ® O sistema de microfisiologia de chip de órgão, também conhecido como sistema de "órgão no chip" de microfluidos, tem unidades de cultura celular interconectadas que fornecem um microambiente in vivo mais fisiologicamente relevante para o crescimento de orgânicos, e, fornecendo um modelo in vitro quase fisiológico, simula o microambiente celular, com estrutura e função mais completas, resolve as diferenças de gênero entre animais e humanos, e pode simular vários estados de doença específicos de órgãos in vitro, refletindo as leis de mudança dinâmica da droga no corpo e a reais respostas dos órgãos humanos a estímulos da droga, capturando respostas fisiológicas complexas e atendendo aos requisitos de alto fluxo. É um sistema de fluxo multicâmara que oferece uma solução compacta e fácil de usar para culturas orgânicas, incluindo 2D, 3D, barreira ou múltiplos órgãos. É amplamente utilizado em áreas como modelos de doenças, triagem de drogas e testes de toxicidade, medicina regenerativa e engenharia de tecidos, pesquisa de biologia do desenvolvimento, infecção e imunologia, medicina personalizada, pesquisa do câncer e outros.

2) Características de desempenho

Quasi Vivo ® Como um excelente sistema de chip de órgão, projetado especificamente para resolver os principais problemas encontrados por pesquisadores acadêmicos e industriais ao realizar pesquisas in vitro e in vitro, tem as seguintes vantagens de desempenho:
1. Forte extensão funcional
Diversidade de métodos de cultivo para interfaces gás-líquido, líquido-líquido, suportes e programas de fluxo
Permite um fluxo independente e controlado de ar, gás ou líquido para o lado superior e inferior
Satisfação de múltiplos órgãos / co-cultura multicelular, transmissão de sinais entre células e outros requisitos experimentais. Acelerar a diferenciação e amadurecimento das células orgânicas, melhorar a vitalidade celular, adequado para culturas de longo prazo
2.成像友好
Equipado com uma janela óptica na superfície superior ou inferior, ideal para imagens de alta resolução em tempo real
3. fácil obter amostras
Coleta de amostras diretamente e obtenção de amostras de tecidos ou líquidos
Simulação de biomecânica e gradientes de concentração
O controle rigoroso de várias variáveis ​​pode simular características fisiológicas, como a circulação sanguínea, a dinâmica do fluxo de líquidos entre tecidos, etc., fornecendo sinais biomecânicos para as células; Pode ser realizada a construção de modelos complexos, como a cocultura de células imunológicas e a vascularização; Utilizado para estudar vários processos fisiológicos, como migração celular, diferenciação, resposta imunológica e metastase do câncer.
5. portátil e fácil de operar
Estrutura de câmara modular compacta com maior relevância para a fisiologia humana
Pequena área, poupança de espaço e incubadoras compatíveis com laboratórios padrão

Casos de aplicação do produto e literatura publicada

1) Berger E, Magliaro C, Paczia N, Monzel AS, Antony P, Linster CL, Bolognin S, Ahluwalia A, Schamborn JC. A cultura millifluidica melhora a vitalidade e a diferenciação dos organoides do cérebro médio humano.

Sistema de microfisiologia em chip de co-cultura de múltiplos órgãosNeste estudo, os autores construíram um Quasi Vivo em Kirkstall. ® Culturas de órgãos cerebrais estáveis ​​em condições de microfluidos com chips de órgãos e comparados com métodos de oscilação de órbita contínua usando dinâmica de fluidos computacional (CFD) e métodos experimentais convencionais. A análise de CFD foi feita para determinar se a diferença na quantidade de oxigênio calculada em ambos os dispositivos experimentais pode ser usada para explicar qualquer diferença observada em orgânicos cultivados em ambas as condições. Esta comparação mostrou melhorias na qualidade da cultura, incluindo uma redução do "núcleo morto", e foi confirmada pelo modelo e aumentou a diferenciação de dopamina.

2) Ramachandran S, Schirmer K, Münst B, Heinz S, Ghafoory S, Wölfl S, Simon-Keller K, Marx A, Øie C, Ebert M, Walles H, Braspenning J e Breitkopf-Heinlein K (2015). Geração in vitro de estruturas organoides funcionais do fígado usando células humanas adultas.

Sistema de microfisiologia em chip de co-cultura de múltiplos órgãosNeste estudo, os autores usaram o upcyte ® Células hepáticas humanas produzem órgãos hepáticos in vitro em Kirkstall Quasi Vivo ® Depois de 10 dias de cultivo adicional em chips de órgãos, esses órgãos hepáticos mostraram características típicas da função substancial do fígado, incluindo a atividade dos citocromos P450, CYP3A4, CYP2B6 e CYP2C9, bem como a expressão de mRNA de alguns genes marcadores e outras enzimas.

3) Células cancerosas crescidas em 3D sob fluxo de fluido exibem um fenótipo agressivo e redução da resposta ao tratamento anti-câncer doxorubicina, Tayebeh Azimi, Marilena Loizidou & Miriam V. Dwek

A importância do microambiente tumoral (TME) como regulador do comportamento das células cancerosas foi gongren e levou ao desenvolvimento de modelos 3D de câncer in vitro. O modelo in vitro de laboratório 3D do câncer é projetado para resumir as características bioquímicas e biofísicas do microambiente tumoral e para tornar possível o estudo do câncer e novos tratamentos de maneira fisiologicamente relevante. Os autores estudaram as células de câncer de mama em condições de microfluidos 2D, 3D e 3D e compararam a vitalidade celular e os níveis de expressão de genes relacionados à apoptose, proliferação e deficiência de oxigênio em células de câncer de mama em diferentes condições de cultura.

Durante o experimento, as células cancerosas foram preparadas em um aglomerado 3D denso, criando um quadro em Kirkstall Quasi Vivo. ® Os tumoróides sob condições de fluxo de fluido de chip de órgão, que expom os tumoróides às condições fisiológicas de fluido e pressão, podem levar a mudanças em seu crescimento, morfologia e sensibilidade ao desafio do hualiao. O sistema de modelagem fornece evidências críticas sobre o papel da densidade de tecidos e do fluxo de fluidos e fornece referência para pesquisadores que usam modelos 3D como plataformas de teste de medicamentos contra o câncer.

4) Geddes, L., Themistou, E., Burrows, J. F., Buchanan, F. J., & Carson, L. (2021). Avaliação da Citotoxicidade In Vitro e Modulação da Resposta Inflamatória pelos Polímeros Bioresorváveis Poly(D,L-lactide-coglycolide) e Poly(L-lactide-co-glycolide).
Os dispositivos médicos devem ser submetidos a uma série de testes para garantir que sejam seguros em uso clínico, que são prescritos pela Organização Internacional de Normalização (ISO). Cada dispositivo médico requer uma análise de citotoxicidade, que geralmente é o primeiro passo para um teste de biocompatibilidade in vitro. Estes testes fornecem uma maneira eficiente de determinar a citotoxicidade de uma substância ou uma substância para células vivas, no entanto, seu uso é limitado porque não podem ser usados ​​para determinar a causa da morte celular. Testar a resposta imunológica in vitro nas fases iniciais do desenvolvimento de materiais biológicos ainda não está incluído nos procedimentos padrão. Uma compreensão aprofundada da resposta das células in vitro ao biomaterial ajudará a detectar e prever potenciais reações adversas precocemente.

Para replicar o ambiente in vivo e aumentar a relevância fisiológica, os autores deste artigo usaram o Kirkstall Quasi Vivo. ® Sistema de cultura de fluxo "órgão no chip" para testar amostras de polímeros.

5) Susanne Reinhold, Christian Herr, Yiwen Yao, Mehdi Pourrostami, Felix Ritzmann. Modelagem da interação pulmão-fígado durante a infecção em um órgão microfluído humano em um chip

Infecções respiratórias como a pneumonia causam altas taxas de mortalidade e morbididade em todo o mundo. A tecnologia de chips de órgãos se desenvolveu nos últimos anos para construir modelos de doenças baseados em seres humanos, estudar os mecanismos subjacentes da doença e fornecer ferramentas para acelerar o desenvolvimento de medicamentos. O objetivo deste estudo é construir um sistema de microfluidos pulmonar-fígado para estudar a interação de dois módulos de órgão durante o processo de infecção.

Os autores usaram células brônquicas humanas primitivas (HBECs) ou epiteliais folículos e células Huh-7 do câncer de fígado humano, através de Kirkstall Quasi Vivo. ® O chip de órgão estabeleceu um sistema de microfluidos de órgão duplo (pulmão / fígado) para realizar experimentos de co-cultura / estimulação. Aplique a bactéria hemofílica da gripe não classificada (NTHi) e a bactéria monocítica verde-cobre (PAO1) ao módulo pulmonar. O meio secretado é filtrado e quantificado por análise de dot-blot. O efeito da estimulação epitelial pulmonar sobre a transcrição de células hepáticas foi analisado através da sequência de mRNA.

(4) Perfil do usuário do produto

Utilização do Kirkstall Quasi Vivo ® Existem mais de 100 instituições acadêmicas e de pesquisa em sistemas de microfisiologia de chips de órgãos nos Estados Unidos, Reino Unido, França, Suécia, Áustria, Itália, Holanda, Suíça e Japão. Atualmente, os sistemas de microfisiologia de chips de órgãos foram usados ​​com sucesso para a construção dos seguintes modelos orgânicos:

(5) Perfil do fabricante da marca

Fundada em 2006, a Kirkstall Ltd. é uma subsidiária do Braveheart Investment Group plc com sede em York, Reino Unido. Kirkstall desenvolve o Quasi Vivo, um modelo de chip de órgão para um sistema microfisiológico inovador ®。 Como o lingdaozhe da tecnologia de chips de órgãos, Kirkstall estabeleceu uma grande base de usuários em laboratórios universitários famosos, como o Instituto de Engenharia Biomédica da Universidade de Oxford, e os produtos têm uma grande reputação na gama *.

Beijing Kilby Biotechnology Co., Ltd. é o agente geral autorizado da Kirkstall Ltd. para weiyi e dujia na China e é totalmente responsável pelas vendas, marketing e suporte técnico de todos os produtos da Kirkstall na China.