Mikroukłady do prowadzenia hodowli komórek w gradiencie substancji bioaktywnej

Nazwa technologii

Mikroukłady do prowadzenia hodowli komórek w gradiencie substancji bioaktywnej

Abstrakt (krótki opis oferowanej technologii)

Przedmiotem oferowanej technologii są: urządzenie mikrofluidalne (bioczip) do prowadzenia hodowli komórkowych w układzie stacjonarnym w ciągłym gradiencie substancji aktywnej i prowadzenia badań procesów biologicznych przebiegających w jej gradiencie, (ii) sposób wytwarzania przedmiotowego mikrourządzenia oraz (iii) szybkie i bezpośrednie sposoby generowania stabilnych gradientów stężenia substancji aktywnych wykorzystujące adwekcyjny transport masy, które znajdą zastosowanie w urządzeniach mikrofluidalnych do prowadzenia hodowli komórek.

Szczegóły technologiczne i opis oferowanej technologii

Na technologię składa się pięć wynalazków zgłoszonych do ochrony patentowej:

1.) Urządzenie mikrofluidalne do prowadzenia hodowli komórek w gradiencie substancji bioaktywnej (numer zgłoszenia: P.419754, data zgłoszenia: 09.12.2016)

2.) Sposób wytwarzania urządzenia mikrofluidalnego do prowadzenia hodowli komórek w gradiencie substancji bioaktywnej (numer zgłoszenia: P.419758, data zgłoszenia: 09.12.2016)

3.) Sposób generowania stabilnego, przeciwbieżnego gradientu stężenia dwóch substancji aktywnych w mikrosystemach do prowadzenia hodowli komórek (numer zgłoszenia: P.419809, data zgłoszenia: 15.12.2016)

4.) Sposób wytwarzania stabilnego gradientu stężenia substancji aktywnej w mikrosystemach do prowadzenia hodowli komórek (numer zgłoszenia: P.419813, data zgłoszenia: 15.12.2016)

5.) Sposób generowania dynamicznie zmiennego gradientu stężenia substancji bioaktywnej w mikrosystemach do prowadzenia hodowli komórek (numer zgłoszenia: P.419814, data zgłoszenia: 15.12.2016).

Rozwiązania umożliwiają jednoczesne szybkie wytwarzanie gradientu stężenia substancji aktywnych w komorze hodowlanej oraz prowadzenia hodowli w warunkach stacjonarnych, nie przepływowych bez zaburzenia profilu czynników biochemicznych.

Technologia została zwalidowana w skali laboratoryjnej. Zbudowano także prototyp urządzenia mikrofluidalnego do prowadzenia hodowli komórek i realizowania procesu generowania stabilnego gradientu. 

Docelowe branże dla oferowanej technologii

Technologia znajdzie zastosowanie w biologii, medycynie, farmacji, biotechnologii oraz inżynierii biomedycznej umożliwiając wytworzenie mikrośrodowiska właściwego do prowadzenia badań podstawowych, m.in.: proliferacji, wzrostu i różnicowania komórek, odpowiedzi immunologicznej, leczenia uszkodzeń, embriogenezy i metastazy nowotworowej itp. – zjawisk zależnych od gradientów molekularnych, koniecznych do odwzorowania i regulacji szlaków sygnalizacji komórkowej, charakterystycznych dla tych procesów.

Innowacyjność i korzyści z zastosowania technologii

Głównym elementem innowacyjnym technologii jest funkcjonalność oferowanych rozwiązań.

Podstawową przewagą technologiczną mikrosystemu jest możliwość prowadzenia badań w ciągłym gradiencie substancji bioaktywnej o bardzo niskim stężeniu. Dzięki zastosowaniu odseparowanego kanału z substancją wskaźnikową, która nie ma kontaktu z badanym materiałem biologicznym, możliwa jest pośrednia analiza profilu stężenia tej substancji w czasie, w prosty sposób metodą spektrofotometryczną.

Konstrukcja biochipu umożliwia jednoczesne prowadzenie hodowli kontrolnej (tzw. ślepa próba) oraz hodowli właściwej w stabilnym gradiencie substancji aktywnej o ultraniskim stężeniu oraz ciągłą, pośrednią detekcję tego stężenia.

Gradienty w urządzeniu są tworzone w prosty, szybki i powtarzalny sposób dzięki wykorzystaniu zjawiska konwekcyjnego transportu masy, a hodowle i badania prowadzone są w warunkach stacjonarnych (nie przepływowych), dzięki czemu naturalna sekrecja czynników biochemicznych przez komórki jest niezaburzona.

Poziom gotowości wdrożeniowej oferowanej technologii

TRL 5 – Dokonano walidacji technologii w środowisku zbliżonym do rzeczywistego

Poziom gotowości wdrożeniowej oferowanej technologii (old)

Testy w warunkach laboratoryjnych

Imię i nazwisko konsultanta

Jacek Pietrzak

Numer telefonu stacjonarnego

71 320 43 42

Adres e-mail

jacek.pietrzak@pwr.edu.pl

Słowa kluczowe (opcjonalnie)

lab-on-chip, medycyna spersonalizowana, układy mikrofluidalne