Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Towards microfluidics for mycology – material and technological studies on LOCs as new tools ensuring investigation of microscopic fungi and soil organisms

Podwin Agnieszka, Janisz Tymon, Patejuk Katarzyna, Szyszka Piotr, Walczak Rafał, Dziuban Jan

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 1

art. no. e136212

EN

This paper presents material and technological studies on lab-on-chip (LOC) devices as a first step towards biocompatible and reliable research on microscopic fungi and soil organisms on a microscale. This approach is intended to respond to the growing need for environmental control and protection, by means of modern, miniaturized, portable and dependable microfluidics instrumentation. The authors have presented herein long-term, successful cultivation of different fungi representatives (with emphasis put on Cladosporium macrocarpum) in specially fabricated all-glass LOCs. Notable differences were noted in the development of these creatures on polymer, polydimethylosiloxane (PDMS) cultivation substrates, revealing the uncommon morphological character of the fungi mycelium. The utility of all-glass LOCs was verified for other fungi representatives as well – Fusarium culmorum and Pencilium expansum, showing technical correspondence and biocompatibility of the devices. On that basis, other future applications of the solution are possible, covering, e.g. investigation of additional, environmentally relevant fungi species. Further development of the LOC instrumentation is also taken into consideration, which could be used for cultivation of other soil organisms and study of their mutual relationships within the integrated microfluidic device.

2

Systemy Cell-on-a-chip jako zaawansowane modele hodowli komórek in vitro

Jastrzębska Elżbieta

Wiadomości Chemiczne

|

2019

|

[Z] 73, 11-12

715--735

EN

In vitro study at the cellular level is an important step in evaluation of biological properties of newly developed drugs. In addition, thanks to the use of cell cultures, it is possible to study the function of the cells of a specific tissue and to mimic the conditions of cell growth or disease state. Standard (conventional) cell cultures are most often based on monolayer (two-dimensional, 2D) culture. In such culture, the cells adhere to the surface of the bottle/plate in which they grow. Nevertheless, spatial (three-dimensional, 3D) cultures are also increasingly used in culture research. However, conventional cell cultures still have a limited ability to mimic the natural environment of cell growth. Lab-on-a-chip systems (called Cell-on-a-chip) are new miniature constructional and methodical solutions useful for in vitro cell cultures. Microsystems allow the development of more advanced cell models than standard in vitro cultures so far used in biological laboratories. Thanks to this, it is possible to study cell functions under conditions that mimic the natural environment of cell growth. It should be emphasized, that the microsystems cannot completely replace animal testing. Cell-on-a-chip systems can provide alternative or complementary solutions / tools for in vivo tests, while ensuring high reliability of the obtained results. So far, Lab-on-a-chip systems have been used to assess the cytotoxicity of compounds, model intercellular interactions and mimic the function of various tissues. In this article we describe Cell-on-a-chip systems which can be used as advanced models of cell cultures. At the beginning of the manuscript, Cell-on-a- chip systems and materials used for fabrication microsystems are characterized. Next, the microsystems used as platforms for cytotoxicity study are presented. A special attention has been paid to Cell-on-a-chip for spatial cell cultures using: spheroids, hydrogels, multilayers and nanoscaffolds. Finally, Organ-on-a-chip systems are shortly discussed. Schemes of Cell-on-a-chip system, types of cell cultures obtained in microscale are presented in the article. A table showing a construction materials is also added. At the end, the article is summarized.

3

Numerical modelling of microflow and μPIV measurementin microfluidic cell culture device

Loska Michał

Archiwum Instytutu Techniki Cieplnej

|

2019

|

Vol. 6

55--72

EN

Microfluidics is a relatively young field of study and production of microfluidic devices still has roomfor improvement. Microfluidic devices can be found in many applications, especially in biology due toimmense capabilities to mimic physiological conditions of a living organism. To make the productionmore convenient and predict the conditions in designed microdevice CFD modelling can be used. Itallows predicting, among the others, flow pattern through microchannels and thermal conditions. It cansave expensive and time-consuming trial and error method in microdevice prototyping as a modificationof geometry and working conditions is much simpler in CFD modelling. In this work construction of the CFD model of flow through microfluidic cell culture device is presented. To verify the CFD modelan analytical solution was used. The CFD model results were very close to analytical ones, the averagerelative difference between the flow velocity was equal to 2.57%. Analysis of flow field results indicatedpossible improvement of medicine transport to cell culture chambers. The attempt to use simplified μPIV measurement was also a part of the research. These results were compared to the analytical model, the average relative error was equal to 34.55%. The main purpose of measurement attempt was to gainexperience inμPIV measurement so the average relative error value was still tolerable. Thanks to this attempt, useful conclusions were drawn allowing for more accurate measurements in the future.

PL

Badania nad urządzeniami mikroprzepływowymi to stosunkowo młoda dziedzina nauki, a w produkcji urządzeń mikroprzepływowych wci ̨a ̇z jest miejsce na poprawę. Urządzenia mikroprzepływowe znajdują wiele zastosowań, zwłaszcza w biologii ze względu na ogromne możliwości w naśladowaniu warunków fizjologicznych ̇żywego organizmu. Aby ułatwić produkcję i przewidzieć warunki panujące w projektowanym mikrourządzeniu, można zastosować modelowanie CFD. Pozwala ono przewidzieć m.in. warunki przepływu przez mikrokanały oraz warunki termodynamiczne w nich panujące. Modelowanie CFD pozwala zaoszczędzić na kosztownej i czasochłonnej metodzie prób i błędów w produkcji mikrourządzeń, ponieważ ̇z modyfikacja geometrii i warunków pracy jest znacznie prostsza w modelowaniu CFD. W tej pracy przedstawiono konstrukcję modelu CFD przepływu przez mikroukład w systemie mikro przepływowej hodowli komórek. Aby zweryfikować model CFD, skonstruowano model analityczny. Wyniki modelu CFD były bardzo zbliżone do wyników analitycznych, ponieważ średnia względna różnica między profilami prędkości przepływu wynosiła 2,57%. Analiza wyników polowych wskazała na możliwą poprawę efektywności dostarczenia leku do komór hodowlanych. Opracowanie wyników próbnego pomiaru μPIV było równie ̇z częścią tego badania. Po opracowaniu wyników, porównano je z wynikami modelu analitycznego - średni błąd względny wyniósł 34,55%. Głównym celem próbnego pomiaru było zdobycie doświadczenia w pomiarze μPIV, więc średnia wartość błędu względnego była nadal dopuszczalna. Dzięki tej próbie wyciągnięto użyteczne wnioski pozwalające na dokładniejsze pomiary w przyszłości.

4

Thermoresponsive polymer surfaces and their application in tissue engineering

Utrata-Wesołek A., Oleszko-Torbus N., Bochenek M., Kosowski D., Kowalczuk A., Trzebicka B., Dworak A.

Polimery

|

2018

|

T. 63, nr 5

327--338

EN

This short review addresses the synthesis of thermoresponsive polymer surfaces and their application for cell tissue engineering. Four classes of synthetic thermoresponsive polymers are discussed: poly(N-isopropylacrylamide)s, poly[oligo(ethylene glycol)methacrylate]s, polyoxazolines and polyethers, most notably, polyglycidol. Synthetic routes leading to thermoresponsive layers on solid support are described. Relationships between structures of the layers and their interactions with cells are analyzed. Chemical (copolymerization or the inclusion of biologically active species) and physical (patterning or themorphology of the surfaces) modifications of macromolecular surfaces are described and their relations to the growth and detachment of cell sheets are reviewed. The application of cell sheets grown and detached from thermoresponsive surfaces to treat diseases is also presented.

PL

Praca stanowi przegląd literatury dotyczącej syntezy termoczułych powierzchni polimerowych i ichzastosowania w inżynierii tkankowej. Omówionocztery klasy termoczułych polimerów: poli(N-izopropyloakryloamidy),poli(metakrylany glikoli oligoetylenowych), polioksazoliny i polietery, w tymprzede wszystkim poliglicydol. Opisano syntetyczne szlaki prowadzące do termoczułych warstw stabilnie i kowalencyjnie związanych ze stałym podłożem. Przeanalizowano zależności między strukturą warstw a ich oddziaływaniem z komórkami. Omówiono chemiczne(kopolimeryzacja, dołączenie do polimerubiologicznie aktywnego związku) i fizyczne (modelowanie, morfologia powierzchni) modyfikacje powierzchni polimerowych oraz ich związek ze wzrostem i odczepianiem komórek. Przedstawiono również zastosowanie wyhodowanychi odczepionych od termoczułych powierzchni komórek w postaci arkusza wleczeniu różnych chorób.

5

Biomimetyczne matryce do przestrzennej hodowli komórek

Stefanek A, Ciach T.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2014

|

Nr 4

294--295

PL

Celem badań było opracowanie biomimetycznej matrycy z nośnikiem tlenu do długoterminowej hodowli komórek. Przedstawiono wyniki wstępne obejmujące opracowanie warunków procesu produkcji dwufazowych matryc oraz przeprowadzenie hodowli ludzkich chondrocytów w uproszczonej matrycy. Przeprowadzone badania dowodzą, iż rozmiar produkowanych mikrokapsułek maleje wraz ze wzrostem częstotliwości drgań dyszy. Hodowla komórek CP5 wykazuje konieczność zwiększenia stopnia dotlenienia enkapsulowanych komórek.

EN

The purpose of this work was to develop biomimetic matrix with oxygen carrier for long-term cell culture. Preliminary research results including: microcapsules production conditions and results of human chondrocytes culture in simplified matrices are presented. The size of microcapsules decreases with the increase of nozzle vibration frequency. The chondrocytes culture showed that a greater oxygen supply to the cultured cells is needed.

6

Laboratoria hodowli komórek: klasyfikacja bezpieczeństwa i wyposażenie

Bisewska E.

Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna

|

2013

|

nr 4

160--164

PL

Hodowla pozwala na utrzymanie poza organizmem żywym komórek przez ponad 24 godziny. Dzięki temu możliwe jest prowadzenie badań sprawdzających wpływ innowacyjnych związków chemicznych (w tym leków) na komórki. Zaletą hodowli jest również koszt badań, który jest wielokrotnie niższy niż koszt prowadzenia eksperymentów na zwierzętach. Do tego celu niezbędne jest odpowiednio przygotowane laboratorium. W artykule przedstawiono klasyfikację bezpieczeństwa biologicznego dla takich pomieszczeń oraz stosowane w nich techniki aseptyczne. Omówiono standardowe wyposażenie laboratorium przeznaczonego do prowadzenia hodowli komórek.

EN

Cells kept in cultures are able to stay alive out of the organism for over 24 hours. Thus the influence of new medicines and chemicals on the cells is possible to test. Costs of such investigations is much lower than costs of experiments on animals. For this purpose well prepared and equipped laboratory is needed. In the paper biological safety classification of such laboratories and used aseptic techniques are presented. Standard equipment of laboratories for cell cultures is described.

7

Magnetyczna komora badawcza dedykowana do hodowli komórek

Gawron S., Glinka M., Wolnik T.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2012

|

Nr 4(97)

11-16

EN

At present the most popular, and most commonly applied, permanent magnets are ferrite and neodymium magnets. Their broader and broader industrial use connected with the drop of the costs of their production is connected with the need to broaden the basic tests evaluating their influence upon the functions of living organisms. So far only few studies cited in the world's medical literature have been devoted to the problem of evaluating the activity of permanent magnetic fields onto cell cultures. The permanent magnets used in the studies had no descriptions of their characteristics nor previously prepared spatial models of distribution of the permanent magnetic field intensities. Our goal was an attempt to optimize these studies. We created computer simulations of 3D distribution of the intensities of the permanent magnetic field for several permanent magnets, which, as we assumed, could be used for tests with cell cultures. The next step was the construction of model circuits for several sizes of magnets on the basis of the spatial parameters of a standard plastic container used for growing cell cultures. We compared the assumptions of the intensity simulations with real measurements carried out on models of real circuits. Our research is to be developed in a proposal of a model for testing the impact of permanent magnetic fields on various factors of cell cultures in vitro. Our Assumption are based on the existing 3D simulations carried out for permanent magnets used in the production of electric engines. The calculations of the magnetic induction were carried out with the application of the 3D finite elements method. The results of the measurements were presented in a form of visualization of 3D distribution of the simulations and the real measurements. The measurement differences were statistically compared; no statistically significant differences in the computer simulations (on the basis of the producer's assumptions) and the real measurements were revealed. 3D simulations allow to select appropriate parameters of magnets and to provide design preparation of stations for testing the impact of permanent magnetic fields onto cell cultures.

8

Wpływ reaktywności jonowej biomateriałów na żywotność komórek in vitro

Przekora A., Kołodyńska D., Ginalska G., Ślósarczyk A.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 114

59--65

PL

Powszechnie wiadomo, że reaktywne jonowo biomateriały indukują różne interakcje z otaczającym środowiskiem, powodując zmiany stężenia jonów, zwłaszcza kluczowych jonów takich jak wapń, magnez i fosfor, co może wpływać na metabolizm i żywotność komórek. Głównym składnikiem części mineralnej kości i zębów jest hydroksyapatyt (HAp) (Ca10(PO4)6(OH)2). W celu polepszenia własności mechanicznych oraz poręczności chirurgicznej hydroksyapatytu można połączyć go z dodatkowym komponentem organicznym np. polisacharydowym. W niniejszej pracy oznaczano reaktywność jonową oraz cytotoksyczność 2 typów kompozytów na bazie glukanu (kompozytu glukan-HAp i kompozytu glukan-C-HAp) oraz poszczególnych ich składników: wysokoporowatych granul hydroksyapatytu (HAp), wysokoporowatych granul HAp węglanowo-magnezowych (C-HAp) oraz glukanu. Reaktywność jonową testowanych materiałów oznaczono za pomocą absorpcyjnej spektrometrii atomowej (ASA). Badania in vitro przeprowadzono z zastosowaniem linii komórkowej hFOB 1.19 (ludzkie płodowe osteoblasty) oraz pierwotnej hodowli fibroblastów skóry (HSF). Cytotoksyczność ekstraktów z biomateriałów określono z użyciem 2 testów - MTT i NRU. Wyniki badań wyraźnie wskazały, że dodatek wysokoporowatych granul HAp i C-HAp do glukanu powoduje, że kompozyt jest reaktywny jonowo, co wpływa na metabolizm i żywotność hodowanych komórek.

EN

It is widely known that surface-reactive biomaterials induce various interaction with surrounded environment, causing changes in the ion concentration, especially with respect to the crucial ions such as calcium, magnesium and phosphorous, what may significantly affect the cell metabolism and viability. Hydroxyapatite (HAp) (Ca10(PO4)6(OH)2) is the main inorganic component of bones and teeth. In order to improve mechanical properties and surgical handiness of hydroxyapatite, an organic component e.g. polysaccharide can be added. In this work, the ion reactivity and cytotoxicity of 2 types of glucan-based composites (composite glucan-HAp and composite glucan-C-HAp) were evaluated. Additionally, the ion reactivity and cytotoxicity of each component of the composites: highly porous hydro- xyapatite (HAp), highly porous carbonated-Mg-HAp (C-HAp) and glucan were evaluated. The ion reactivity of tested materials was assessed by atomic absorption spectrometry (AAS). In vitro tests were carried out using hFOB 1.19 cell line (human fetal osteoblast cells) and human skin fibroblast primary cell culture (HSF). The cytotoxicity of biomaterials extracts was estimated by 2 methods - MTT and NRU. Our studies clearly indicated that addition of highly porous HAp and C-HAp granules to the glucan, make the composite ion reactive, what affects the metabolism and viability of cultured cells.