C - Chemistry – Metallurgy – 12 – N
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
12
N
C12N 5/00 (2006.01) C12M 1/00 (2006.01) C12M 3/00 (2006.01) C12N 1/00 (2006.01) C12Q 1/02 (2006.01)
Patent
CA 2675147
An in vitro biomechanical model used to applied hemodynamic (i.e., blood flow) patterns modeled after the human circulation to human/animal cells in culture. This model replicates hemodynamic flow patterns that are measured directly from the human circulation using non-invasive magnetic resonance imaging and translated to the motor that controls the rotation of the cone. The cone is submerged in fluid (i.e., cell culture media) and brought into close proximity to the surface of the cells that are grown on the plate surface. The rotation of the cone transduces momentum on the fluid and creates time-varying shear stresses on the plate or cellular surface. This model most closely mimics the physiological hemodynamic forces imparted on endothelial cells (cell lining blood vessels) in vivo and overcomes previous flow devices limited in applying more simplified nonphysiological flow patterns. Another aspect of this invention is directed to incorporate a transwell co-cultured dish. This permits two to three or more different cell types to be physically separated within the culture dish environment, while the inner cellular surface is exposed to the simulated hemodynamic flow patterns. Other significant modifications include custom in-flow and out-flow tubing to supply media, drugs, etc. separately and independently to both the inner and outer chambers of the coculture model. External components are used to control for physiological temperature and gas concentration. The physical separation of adherent cells by the artificial transwell membrane and the bottom of the Petri dish permits each cell layer, or surface to be separately isolated for an array of biological analyses (i.e., protein, gene, etc.).
L'invention concerne un modèle biomécanique in vitro permettant d'appliquer des schémas hémodynamiques (débit sanguin, etc.) modélisés d'après la circulation humaine à des cellules humaines/animales en culture. Ce modèle reproduit des schémas de flux hémodynamique qui sont mesurés directement à partir de la circulation humaine par imagerie par résonance magnétique non invasive, puis transposés sur le moteur qui commande la rotation du cône. Le cône est immergé dans du liquide (milieu de culture cellulaire) et amené à proximité de la surface des cellules cultivées sur la surface de la plaque. La rotation du cône transduit une impulsion sur le liquide et crée des contraintes de cisaillement variables dans le temps sur la plaque ou sur la surface cellulaire. Ce modèle permet d'imiter au plus près les forces hémodynamiques physiologiques s'exerçant sur des cellules endothéliales (cellules tapissant les vaisseaux sanguins) in vivo et de dépasser les limitations des dispositifs de débit antérieurs qui pouvaient appliquer uniquement des schémas de flux non physiologique simplifiés. Un autre aspect de l'invention concerne l'intégration d'une boîte de co-culture multicupules, ce qui permet de séparer physiquement au moins trois types de cellules différentes à l'intérieur de la boîte de culture, la surface cellulaire interne étant exposée aux schémas de flux hémodynamique simulé. D'autres modifications significatives comprennent une tubulure d'entrée et de sortie de flux sur mesure destinée à acheminer différents milieux, des médicaments, etc., séparément et indépendamment des chambres interne et externe du modèle de co-culture. Des composants externes servent à réguler la température physiologique et la concentration de gaz. La séparation physique de cellules adhérentes par la membrane multicupules artificielle et le fond de la boîte de Petri permet à chaque couche de cellules ou à la surface d'être isolée séparément pour différentes analyses biologiques (protéines, gènes, etc.).
Blackman Brett
Wamhoff Brian
Hemoshear Llc
Smart & Biggar
LandOfFree
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