迈向生物人工肝装置:用于肝细胞培养的微反应器

肝细胞非常敏感，因此很难在体外培养。然而，来自波兰科学院Nałęcz生物控制学和生物医学工程研究所的科学家已经表明，通过适当设计的微反应器，这种培养是可能的。展示的演示品可能被用来尝试建造一个生物人造肝脏设备。

在现代实验室中，人类和动物细胞通常是在标准培养皿中培养的，培养条件与一般在实验室中发现的明显不同生物体．这一事实使得许多类型的细胞难以正常发育。Na ? ?位于华沙的波兰科学院生物控制学和生物医学工程研究所(IBIB PAN)刚刚展示了一种用于肝细胞培养的新型灌注微反应器演示。这些肝源性细胞被认为在培养条件方面特别需要。

“在微反应器，不像传统的静态细胞培养在微孔板中，有精确控制的可能性细胞环境并为细胞提供良好的生长条件。然而，由于肝细胞有很高的要求，满足这些要求，即使在微流控系统工程博士Dorota Pijanowska教授说。, IBIB锅。

内置在IBIB PAN中的微流控生物反应器是一些小的透明聚合物板，可以放在手上。每一个生物反应器由两个部分结合而成，其中一个部分配备微通道系统和细胞培养室(使用复制模塑方法创建)。接下来，将细胞引入生物反应器的培养室，细胞培养基以连续的方式流经系统，为细胞提供营养并去除代谢产物。

肝细胞对氧气的需求量很大。在生物反应器的整个培养室中向他们提供足够数量的这种元素可能会有问题。“因为氧气在细胞中的溶解度较低培养基Barbara Wawro博士(IBIB PAN)解释道。靠近介质入口的细胞有足够的氧气，而距离较远的细胞可能仍然缺氧。

“通过简单地提高介质流速可以解决氧气提供的问题。不幸的是，更高的流速导致肝细胞非常敏感的剪切应力的增加。这就是我们必须寻找其他解决方案的原因”，Wawro博士继续解释。

研究人员利用了用于建造微反应器的聚合物的特性，即聚二甲基硅氧烷(PDMS)——一种透气性最高的聚合物。在新型生物反应器中，细胞生长在厚度为150微米的PDMS膜上。它的强度足以让设备正常运行，但同时又很薄，以至于环境中的氧气可以进入生长室。

腔室的小高度仅100微米 - 允许在整个生物反应器室中扩散和均匀分布氧气。PDMS的额外优点是其透明度 - 因此微反应器允许在培养过程中连续显微镜观察生长细胞。

目前，研究人员正在对生物反应器进行改造。罗兹技术大学的一个团队参与了这个项目，他们负责在PDMS表面覆盖各种不同纹理的类金刚石碳层(DLC)。这种类型的表面影响细胞的生长，并可能允许其发展所需的特征。此外，来自科学技术大学(AGH)的工程师也参与了光电子器件的开发细胞检测传感器。

“单个生物反应器中没有太多肝细胞。但是我们的生物反应器是模块化的，可以相互结合。在未来，在重新扫描和其他必要的调整之后，这种复杂性可能是足够的效率，以便足够有效地用作人工Pijanowska教授所指出的肝脏。

微反应器的建设肝细胞文化是刚刚完成的MNS-DIAG项目(化学和生物医学诊断中的微纳米系统)的目标之一，该项目由欧洲创新经济运作计划资助。该项目由电子技术研究所(ITE)协调-为肝细胞生物反应器硅大师的开发者。该项目涉及来自波兰主要科学机构的14个研究小组，其中包括技术、医学和农业大学以及研发机构和波兰科学院的研究所。

用于检测人体流体中的精神药物的五分析和诊断示意图，用于分析纳米升的体内分泌物，用于研究病理状态，用于测定受控特性的生物细胞培养物（组织）的生物细胞培养物（组织），对于使用微系统技术的人体状态的所选特征的研究，并用于检测革兰氏阴性细菌和它们分泌的内毒素构成了MNS-DIAG项目的合作的目标。

Na ? ?位于华沙的波兰科学院(IBIB PAN)生物控制学和生物医学工程研究所(IBIB PAN)是该领域最大的研究中心生物医学工程在波兰。该研究所的主要研究领域是通过使用技术和混合工具的医疗诊断和支持和丢失的身体功能的计算机数据处理和分析，包括所选器官和生理系统的物理和数学模型以及他们的计算机模拟。卓越中心，处理人工和杂交内脏支持代谢的杂交内脏，由学院运营。IBIB Pan是生物医学工程领域生物生国家研究网络的协调员。该研究的结果是原始诊断系统和治疗方法的形式，已纳入一些波兰医疗中心的临床实践。

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