کشت سلولی ریزسیالی

کشت سلولی ریزسیالی علوم زیست شناسی، بیوشیمی، مهندسی، و فیزیک را در جهت ایجاد تجهیزات و روش هایی برای کشت، نگهداری، تجزیه و تحلیل، و آزمایش کردن با سلول ها در مقیاس میکرو به هم پیوند می دهد. [ ۱] [ ۲] این روش، ریزسیال شناسی، یک مجموعه از فناوری های به کار رفته برای کارکردن با حجم های کوچک مایع ( μL, nL, pL ) در ریزسیستم های مصنوعی، و کشت سلولی را، که شامل نگهداری و رشد سلول ها در یک محیط کنترل شدهٔ آزمایشگاهی است، در هم می آمیزد. [ ۳] [ ۴] ریزسیال شناسی برای مطالعات زیست سلولی استفاده شده است زیرا ابعاد کانال های ریزسیالی با مقیاس فیزیکی سلول ها متناسب است. [ ۲] برای مثال، سلول های یوکاریوت ابعاد خطی بین ۱۰ تا ۱۰۰ میکرومتر دارند که در محدودهٔ ابعاد ریزسیالی قرار می گیرد. [ ۴] یک جزء کلیدی کشت سلولی ریزسیالی امکان تقلید ریزمحیط سلولی است که شامل فاکتورهای انحلال پذیری است که ساختار سلولی، کارکرد، رفتار و رشد آن را تنظیم می کنند. [ ۲] یک جزء مهم دیگر برای دستگاه ها، امکان تولید شیب هایی است که در بافت زنده وجود دارند زیرا این شیب ها نقش قابل توجهی را در فهم تأثیرات chemotactic ، durotactic، وhaptotactic روی سلول ها دارند. [ ۲]
برخی ملاحظات برای دستگاه های ریزسیالی مربوط به کشت سلول عبارتند از:
• مادهٔ سازنده ( مثلاً پلی دی متیل سیلوکسان ( PDMS ) ، پلی استایرن )
• هندسه منطقه کشت
• سیستم کنترل برای ارائه دادن و حذف کردن محیط کشت در هنگام نیاز با استفاده از هر دو روش منفعل ( مانند جریان گرانش محور، یا پمپ مویینگی، یا پمپاژ منفعل براساس فشار لاپلاس ) یا یک دستگاه کنترل شدهٔ دبی حجمی ( به عنوان مثال سیستم پرفیوژن ) [ ۵] [ ۶] [ ۷] [ ۸]
مادهٔ سازنده بسیار مهم است زیرا هر پلیمری زیست سازگار نیست، در حالی که برخی از مواد مانند PDMS باعث جذب سطحی نامطلوب یا جذب مولکولهای کوچک می شوند. [ ۹] [ ۱۰] به علاوه، چندپارهای uncured PDMS می توانند به درون محیط کشت سلول شسته شوند، که می تواند به ریز محیط آسیب بزند. به عنوان یک جایگزین برای PDMS پرکاربرد، پیشرفت هایی در استفاده از ترموپلاست ها ( به عنوان مثال پلی استایرن ) به عنوان یک مادهٔ جانشین وجود داشته است. [ ۱۱] [ ۱۲]
سازمان دهی فضایی سلول ها در دستگاه های ریزمقیاس تا حد زیادی به هندسه منطقه کشت بستگی دارد تا سلول ها عملکردهای in vivo را انجام دهند. [ ۱۳] [ ۱۴] به عنوان مثال کانال های بلند باریک ممکن است برای کشت سلول های عصبی مناسب باشند. سیستم پرفیوژن انتخاب شده نیز ممکن است هندسهٔ انتخاب شده را تحت تأثیر قرار دهد. برای مثال، در یک سیستم که شامل پمپ های سرنگی است، لازم است در جهت نگهداری کشت سلولی کانال هایی برای ورودی پرفیوژن، خروجی پرفیوژن، مواد زائد، و بارگذاری سلول اضافه شوند. [ ۱۵] پرفیوژن در کشت سلولی ریزسیالی مهم است زیرا دوره های طولانی کشت روی تراشه و تمایز سلول را ممکن می سازد. [ ۱۶]