微流控器官和细胞培养芯片
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微流控器官和细胞培养芯片

器官芯片-SynBBB血脑屏障模型


SynBBB血脑屏障模型器官芯片具有中央腔室和侧翼微通道的片上器官能够创建大脑的3D组织模型,从而加速对细胞相互作用、外渗和药物输送的实时研究。其提供了形态和生物学上逼真的微环境,可以更加准确地描述体内实际情况。


有三种可选形式:仅有芯片,入门工具包和实验套装


SynBBB是一种微流控芯片器件,可以通过与跨血脑屏障(BBB)的内皮细胞进行通讯的大脑组织细胞的组织学切片的复制,来重现大脑在体内微环境中的复杂性。通过生化或电学分析,在SynBBB模型中很容易观察到组织细胞与内皮细胞之间的相互作用。


SynBBB是唯一的BBB体外模型芯片,其可以:

● 体内精确的血流动力学切应力

● 实时观察药物转运、细胞和屏障功能

● 兼容标准分析仪器

● 健壮且易于使用的协议


此外,该芯片模型提供的IMN2 TEER选项允许您能够准确地测量电阻,从而提供了一种非侵入性方法来实时监测紧密结合部位。实际上,可以通过测量细胞之间的细胞间空间中的电阻变化来评估细胞之间紧密连接的形成例如血脑屏障。SynVivo细胞阻抗分析仪与SynBBB TEER器件的结合使用,可以测量电阻抗。


要进行SynBBB分析,有2种套装可供您选择:


起始套装

实验套装

10SynBBB芯片(选择IMN2径向,IMN2线性或IMN2径向TEER共培养芯片)

10SynBBB芯片(选择IMN2径向,IMN2线性或IMN2径向TEER共培养芯片)

相关配件包含导管,针头和注射器等

相关配件包含导管,针头和注射器等

气动注入器件(用于去除导管中的空气)

气动注入器件(用于去除导管中的空气)

细胞阻抗分析仪*SynBBB TEER测量必需)

细胞阻抗分析仪*SynBBB TEER测量必需)

*仅包含在IMN2-TEER起始套装中

也可以单独订购芯片


规格参数


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用于开发BBB模型器件的示意图。顶腔(外通道)用于培养血管(内皮细胞),而基底外侧腔(中央腔)用于培养脑组织细胞(astrocytes, pericytes, or neurons)。多孔结构使血管细胞与组织之间能够进行通讯。外通道宽度(OC),行进宽度(T),狭缝间距(SS),狭缝宽度(WS)。


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应用

已经开发出来的许多共培养方案已经建立与组织细胞连通的真正的血管单层。在这些芯片中生长的人类细胞保留了与真实组织中相似的生物学表型。领先的研究人员已经证实,与使用常规培养技术培养的细胞相比,这些芯片中生长的细胞能更准确地反映体内发现的细胞行为。


微流控器官芯片可用于研究细胞/颗粒粘附以及细胞间或细胞间相互作用,并已在神经科学、肿瘤学、炎症和毒理学应用中得到了广泛验证。


与在静态条件下进行的96孔板或8孔板或孔板测试不同,这些芯片再现了用于评估细胞-药物和细胞-细胞相互作用的实时动态条件,从而为研究和阐明成功与失败的机制提供了准确的体外平台。与体内动物研究相比,它们可以在受控环境中进行的实时可视化和分析。


在生理流体流动的条件下,您可以研究以下过程中的相互作用:

● 炎症(白细胞-内皮细胞)

● 癌症发展(肿瘤-内皮细胞)

● 血栓形成(血小板-内皮细胞)

● 感染(微生物-内皮细胞)


3D癌症模型

您可以创建基于微流体3D细胞的实验平台,以在生理上现实的肿瘤微环境中进行定量评估。该系统能够实时可视化和分析细胞-细胞和细胞-药物相互作用,包括(a)跨血管壁运输,和(b)递送至肿瘤。使用这些模型可以使肿瘤学研究的许多领域受益。这些包括:(1)理解肿瘤微环境(细胞活力,增殖,侵袭以及肿瘤基质和肿瘤-内皮相互作用)的基础研究; (2)筛选药物的功效,毒性和渗透性。


设计1的芯片用于研究癌症转移。这是一个多步骤的过程,始于癌细胞离开原始肿瘤部位,然后通过血液或淋巴系统迁移到身体的远处。 该过程涉及复杂的步骤,包括通过转移性肿瘤细胞破坏细胞外基质,逃逸到循环系统中,在较远位置粘附到血管壁,随后迁移/侵入组织和随后的增殖。


设计2的芯片适用于药物筛选。药物或递送系统(纳米颗粒,聚合物,脂质体等)可以在静态和生理流体流动条件下通过血管通道或直接在肿瘤腔内注入,并且可以在模拟体内条件的同时实时观察到它们的反应 。 


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3D癌症模型芯片技术手册,here 


血脑屏障模型芯片

BBB 3D模型通过模仿与BBB上皮内皮细胞通讯的脑组织细胞的组织学来重建体内微环境。在该模型中,使用生理流体流很容易实现在Transwell模型中无法实现的剪切诱导的内皮细胞紧密连接。脑组织细胞和内皮细胞之间的相互作用很容易在此分析中观察到。Transwell模型不允许实时显示这些细胞的相互作用,这对于了解BBB微环境至关重要。


设计1的芯片-选项A(狭缝屏障)是一种高度通用的器官培养芯片,可用于以下方面的研究:

● 紧密连接蛋白:确定紧密连接蛋白的水平,即调节BBB的小带闭合蛋白,claudins和occludins。

● 转运蛋白:分析正常和功能异常的血脑屏障中转运蛋白例如Pgp的功能。

● 药物渗透性:评估治疗剂和小分子在BBB内皮中的实时渗透性。

● 炎症:了解炎症反应对血脑屏障调节的潜在机制。

● 细胞迁移:可视化并量化免疫细胞在BBB中的实时迁移。

● 渗透性变化:对正常和功能异常的血脑屏障进行基因组,蛋白质组和代谢分析。

● 神经毒性:分析化学,生物和物理试剂对血脑屏障细胞的毒性作用。

● 神经肿瘤学:研究肿瘤细胞对血脑屏障的影响。 


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该参考文献介绍了BBB 3D模型应用的科学出版物

A Novel Dynamic Neonatal Blood-Brain Barrier on a Chip. S. Deosarkar, B. Prabhakarpandian, B. Wang, J.B. Sheffield, B. Krynska, M. Kiani. PLOS ONE, 2015 


3D BBB模型芯片的技术手册,here 


毒理学模型

当前的体外模型在静态条件下使用细胞的2D单层或3D聚集体来研究药物毒性。这些模型无法重现体内的生理特征,例如被研究的特定器官的形态大小,生理血流和细胞(生物)组成。其他微流体模型采用基于膜的上下两室架构,固有地限制了关键的所需功能,例如实时可视化以及同时分析多细胞培养物的能力。


具有设计1和2-选项A(狭缝屏障)的芯片是唯一具有实时光学监控和多隔室,多细胞架构且试剂需求低的3D毒理学模型。该器官芯片的其他好处是:


● 生理上逼真的形态,流体和3D细胞条件

● 具有所需器官特定架构的通用平台

● 大大减少了成本和时间

● 易用的芯片使用协议

● 与标准分析仪器兼容,可用于芯片内和芯片外分析,包括用于系统生物学和生物信息学分析的Omic方法论 


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毒理学模型芯片技术手册,here 


炎症模型(滚动、粘附和迁移分析)

炎症模型可以在现实和动态的环境中研究整个炎症的途径。通过创建细胞共培养物和内皮细胞管腔,该芯片可模仿生理现实模型,其中包括流动和剪切。该芯片可以实时跟踪滚动,粘附和迁移过程。


使用设计1或2-选项B(支柱屏障),您可以创建提供实际测试环境的炎症模型,其中包括:


● 微血管环境中的生理切应力

● 具有完全封闭腔的体内类血管形态

● 细胞间相互作用的共培养能力

● 单个实验的实时定量滚动,粘附和迁移数据 


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炎症模型芯片技术手册,here 



如下视频介绍了如何使用这些器官芯片



Alternate method for Priming the device - Passive Priming



Tumor Cell Seeding and Simple Migration Assay Setup



Co-Culture of Endothelial Cells



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