Multimodales In-Vitro-Zelldehnungsgerät für Live Cell Imaging

Die Erfindung betrifft eine Zelldehnungsvorrichtung, kompatibel mit der Durchführung von in vitro Dehnungsuntersuchungen mittels automatisiertem hochauflösendem Live Cell Imaging an lebenden Zellen oder deren Geweben, durch Aufbringen der zu untersuchenden Zellen auf der Zellkulturfläche einer elastischen Membran. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Durchführung von in vitro Zelldehnungsuntersuchungen mittels einer solchen Zelldehnungsvorrichtung in multimodaler Weise (d. h. in den verschiedenen Dehnungsmodi radial/equibiaxial, uniaxial, biaxial sowie in verschiedenen Orientierungen der Hauptdehnungsrichtungen).

In der Erfindungsmeldung werden kommerzielle Lösungen angeführt, etwa die Bioreaktoren Flexcell (von Flexcell International) und (StrexCell (von STREX Inc.). Viele im Labor entwickelte Zelldehnungsgeräte werden mit Schrittmotoren angetrieben. die bekannten Systeme haben gemein, dass sie nicht alle Funktionen für eine in-vitro-Untersuchung von Zellkulturen unter Einbringung mechanischer Stimuli und die Möglichkeit von zeitlich und räumlich hochauflösenden Live Cell Imaging aufweisen.

Die erfindungsgemäße Zelldehnungsvorrichtung umfasst einen Zelldehner aus PDMS, zwei Gehäusehälften, eine Abstandshülse und einen Deckel. Der Zelldehner besteht aus einer dünnen, elastischen und hochtransparenten PDMS-Membran (<100 μm), welche mit einem ebenfalls transparenten und elastischen runden PDMS-Gussteil verbunden ist. Die mittige Zellkulturenkammer mit der dehnbaren Membran ist umgeben von ringförmig angeordneten Vakuumkammern. Vakuumszugangskanäle, welche mit den Vakuumskammern verbunden sind, führen senkrecht an die Oberseite des Zelldehners und bilden die Schnittstelle für die obere Gehäusehälfte, welche das Vakuum auf die Vakuumzugänge verteilt. Die Erfindung betrifft zudem ein System aus Mikroskop, Computer, Ventilen, Sensoren sowie Vakuum- und Energieversorgung.

Biotechnologie, Material- und Werkstofftechnik, Medizintechnik, Pharmazie, Zellbiologie

Patentstatus: Anhängig / in Kraft

Patent-Code: 10 2024 100 350 B3

TRL: 7

Land: DE

EpiStretch, In-Vitro-Dehnungsuntersuchungen, In-vitro-Zelldehnungsgerät, Live Cell Imaging, PDMS, Zelldehnung, Zellstretching

Die erfindungsgemäße Technologie stellt ein Zelldehnungssystem dar, das als Produkt für die biologische Forschung angeboten werden kann. Anwendungen sind allgemein die in-vitro Untersuchung von Zellkulturen unter in-vivo-ähnlichem mechanischen Stimuli, beispielsweise zur Infektionsforschung und zur Arzneimittelforschung. Die Berücksichtigung mechanischer Reize ist beispielsweise für Studien mit Darmepithelzellen, Herzmuskelzellen und Lungenzellen relevant. Des Weiteren ist die Einbringung mechanischer Reize relevant für die Vorkonditionierung von Zelldehner, passenden Gehäusen, Vakuumsteuerung und Servicedienstleistungen (Aufbau, Einführung in die Anwendung, Beratung, Kundenservice bei Anwendungsproblemen) angeboten werden.