Камера многокамерного биореактора для выращивания тканеинженерных конструкций

Авторы патента:

Оганесян Рубен Вагеевич (RU)

C12N5/07 - Недифференцированные клетки человека, животных или растений, например клеточные линии; ткани; культивирование или сохранение их; питательные среды для них (размножение растений из тканевых культур A01H 4/00)

C12M3/00 - Устройства для работы с клетками тканей, человека, животных или растений и(или) культурами вирусов

Владельцы патента RU 2727359:

Оганесян Рубен Вагеевич (RU)

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложена камера многокамерного биореактора для выращивания тканеинженерных конструкций. Камера состоит из сосуда с прозрачными стенками и герметичными крышками с обеих сторон. Передняя крышка содержит сквозные отверстия для прохождения трубок притока и оттока жидкостей, а задняя крышка имеет сообщающиеся глухие отверстия для крепления трубок. Передняя и задняя крышки жестко соединены между собой эксцентричной трубкой внутреннего оттока и имеющей торцевое отверстие трубкой наружного притока. В зоне центрального отверстия передней крышки с наружной стороны закреплена герметизирующая подвижное соединение трубки внутреннего притока и передней крышки фиксирующая деталь. На трубке внутреннего притока крепится один конец образца, а на центральной трубке оттока крепится второй конец образца. Изобретение обеспечивает упрощение процесса смены и фиксации образцов, а также уменьшение риска их повреждения. 1 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к устройству для культивирования клеток и может быть использовано в клеточной биологии, молекулярной биологии, биоинженерии, экспериментальной биологии и хирургии для создания тканеинженерного органа.

Трансплантация органов является эффективным методом лечения пациентов, страдающих заболеваниями в терминальной стадии. К сожалению, она связана с постоянным недостатком донорских органов и необходимостью пожизненной иммуносупрессивной терапии, имеет высокий процент смертности, а пересадка органов по этическим соображениям не производится во многих странах. Это вызывает потребность в новых методах лечения для восстановления или замещения поврежденных органов и тканей. В этом плане перспективным является развитие тканевой инженерии. В настоящее время существует ряд примеров применения биоинженерных тканей и органов в клинической практике (см. Dohmenetal., 2011, Atala et al., 2006, Roya-Riveraetal., 2011, Macchiarini et al., 2008, Biancosino et al., 2006, Zehr et al., 2005, Cebotari et al., 2006, Brever et al., 2011). Тканевая инженерия может стать альтернативным способом лечения органов с нарушенными функциями, где одним из определяющих компонентов является биореактор - это устройство, которое можно использовать для рецеллюляризации, т.е. заселения клетками реципиента, как естественных, так и синтетических каркасов. Важным свойством такого устройства является точное воспроизведение физиологических параметров определенной ткани или органа, которое служит важнейшим стимулом для размножения клеток в биореакторе.

Известен патент US 2015/0329816 A1 от 19.11.2015, в котором раскрыто устройство камеры биореактора с возможностью протока среды внутри и снаружи фиксированного образца, а также регулировки длины. Камера биореактора состоит из основы с пазами и зажимами для стекол, а также трубок для фиксации образца и тока жидкости внутри его и снаружи. Устройство может быть использовано следующим образом: образец фиксируется в камере биореактора на двух трубках, в соответствующие пазы вставляются стекла, которые далее фиксируются зажимами, обеспечивая герметичность камеры, после чего производится проток питательной среды.

Недостатком данной конструкции является невозможность вращения камеры с фиксированным образцом на обычных лабораторных вращающих устройствах, что приводит к невозможности вращательного заселения образца клетками, что сужает область применения данного устройства.

Также известен патент US 8,507,263 В2 от 31.08.2013, в котором раскрыто устройство камеры биореактора для тканевой инженерии трубчатых органов с возможностью вращения образца, тока питательной жидкости через его просвет и по наружной поверхности. Камера для размещения трубчатого органа, состоит из каркаса с крышкой, а также множества деталей полого вращающегося центрального вала, центральная часть которого имеет радиальные отверстия для притока жидкости, также на валу расположены эксцентричные отверстия для оттока среды из внутреннего просвета образца. Устройство может быть использовано следующим образом: в камеру помещают трубчатый орган, производят сборку центрального вала, используя дополнительные переходники для соответствия вала длине образца, производят заселение поверхностей образца клетками, далее по системе коммуникационных трубок подаются питательные жидкости при одновременном вращении образца.

Недостатками данной конструкции являются недостижимость естественного ламинарного тока жидкости в просвете фиксированного образца, необходимость использования множества переходников-удлинителей для фиксации образцов различной длины, сложность конструкции, что затрудняет работу с образцом, а также повышает вероятность контаминации.

В качестве прототипа изобретения взят патент РФ №2645455 от 27.04.2017 «Универсальный биореактор для выращивания тканеинженерных конструкций», в которой раскрыто устройство камеры биореактора, способной обеспечивать возможность перфузии питательной среды внутри и снаружи фиксированного трубчатого образца, а также возможность его растяжения и скручивания. Камера биореактора состоит из прозрачного сосуда с крышками с обеих сторон, содержащего внутри подвижный поршень и внутреннюю камеру. Образец фиксируется в камере на переходниках, один из которых фиксирован к подвижному узлу, а второй к поршню. Устройство может быть использовано следующим образом: в камеру помещают орган или ткань, вносят на его поверхности клеточные суспензии, производят проток питательных жидкостей, при одновременном скручивании и растяжении образца.

К недостаткам данного устройства можно отнести сложность фиксации образцов в камере биореактора, в ходе которой возможно их повреждение.

Задачей изобретения является повышение удобства эксплуатации и надежности конструкции.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемая камера биореактора для выращивания тканеинженерных конструкции состоит из сосуда с прозрачными стенками и герметичными крышками с обеих сторон, выполненными в виде литых цилиндров, передняя из которых содержит сквозные отверстия для прохождения трубок притока и оттока жидкостей, перекачиваемых при помощи насосов, для фиксации образцов различной конфигурации и диаметра биореактор снабжен соответствующими переходниками. Новым является то, что передняя и задняя крышки камеры биореактора жестко соединены между собой посредством эксцентричной трубки внутреннего оттока и трубки наружного притока, имеющей торцевое отверстие, в зоне центрального отверстия передней крышки с наружной стороны закреплена фиксирующая деталь, герметизирующая подвижное соединение трубки внутреннего притока, на которой фиксируется один конец образца, и передней крышки, задняя крышка имеет сообщающиеся и глухие отверстия, в которых крепятся трубки, в том числе центральная трубка оттока, на которой фиксируется второй конец образца.

Фиксация образцов, диаметр которых отличается от диаметра трубки внутреннего притока и центральной трубки оттока осуществляется при помощи переходников.

Предлагаемая конструкция упрощает процесс смены и фиксации образцов, уменьшает риск их повреждения за счет соответствующего расположения трубок в камере биореактора и жесткой фиксации крышек между собой.

На фиг. 1 прилагаемых изображений показан общий вид камеры биореактора, вид в плане;

на фиг. 2 - передняя крышка;

на фиг. 3 - фиксирующая деталь;

на фиг. 4 - задняя крышка;

на фиг. 5 - сосуд;

на фиг. 6 - трубка внутреннего притока;

на фиг. 7 - центральная трубка оттока;

на фиг. 8 - эксцентричная трубка внутреннего оттока;

на фиг. 9 - трубка наружного притока;

на фиг. 10 - трубка наружного оттока;

на фиг. 11 - переходники;

на фиг. 12 - фиксированный в камере образец;

на фиг. 13 - фиксированный в камере образец с диаметром отличным от диаметра трубки внутреннего притока и центральной трубки оттока.

Камера многокамерного биореактора для выращивания тканеинженерных конструкций состоит из сосуда 1 с прозрачными стенками и передней и задней крышек, выполненных в виде литых цилиндров, жестко соединенных между собой посредством эксцентричной трубки внутреннего оттока 2 и трубки наружного притока 3, имеющей торцевое отверстие 4. Передняя крышка 5 содержит сквозные отверстия 6 для прохождения трубок притока и оттока жидкостей, в том числе трубки наружного оттока 7. В зоне центрального отверстия передней крышки 5 с наружной стороны закреплена фиксирующая деталь 8, герметизирующая подвижное соединение трубки внутреннего притока 9, на которой фиксируется один конец образца 10 и передней крышки 5. Задняя крышка 11 имеет сообщающиеся 12 и глухие отверстия 13, в которых крепятся трубки, в том числе центральная трубка оттока 14, на которой фиксируется второй конец образца 10. Для фиксации образца 15, диаметр которого отличается от диаметра трубки внутреннего притока 9 и центральной трубки оттока 14 используются соответствующие переходники 16.

Камера многокамерного биореактора работает следующим образом.

1. Работа с образцом, диаметр которого совпадает с диаметром трубки внутреннего притока и центральной трубки оттока.

Трубка внутреннего притока 9 располагается так, чтобы расстояние между ней и центральной трубкой оттока 14 соответствовало длине выбранного образца 10. Фиксирующая деталь 8 крепится к первой крышке 5, фиксируя трубку внутреннего притока 9. Образец 10 фиксируется на трубке внутреннего притока 9 и на центральной трубке оттока 14. На поверхности образца вносятся клеточные суспензии. Фиксируется сосуд 1 камеры биореактора. К трубкам 2, 3, 7, 9 камеры биореактора подсоединяются гибкие трубки (на черт. не показаны), соединяющие ее с резервуарами с питательной средой и насосами.

2. Работа с образцом с диаметром отличным от диаметров трубки внутреннего притока и центральной трубки оттока.

Переходники 16, диаметр которых соответствует диаметру выбранного образца 15, фиксируются на трубке внутреннего притока 9 и на центральной трубке оттока 14. Трубка внутреннего притока 9 располагается так, чтобы расстояние между переходниками 16 соответствовало длине выбранного образца 15. Фиксирующая деталь 8 крепится к передней крышке 5, фиксируя трубку внутреннего притока 9 в выбранном положении. Образец 15 фиксируется на переходниках 16. На поверхности образца вносятся клеточные суспензии. Фиксируется сосуд 1 камеры биореактора. К трубкам 2, 3, 7, 9 камеры биореактора подсоединяются гибкие трубки (на черт, не показаны), соединяющие ее с резервуарами с питательной средой и насосами.

1. Камера многокамерного биореактора для выращивания тканеинженерных конструкций, состоящая из сосуда с прозрачными стенками и герметичными крышками с обеих сторон, выполненными в виде литых цилиндров, передняя из которых содержит сквозные отверстия для прохождения трубок притока и оттока жидкостей, а для фиксации образцов различной конфигурации и диаметра камера биореактора снабжена соответствующими переходниками, отличающаяся тем, что передняя и задняя крышки камеры жестко соединены между собой посредством эксцентричной трубки внутреннего оттока и трубки наружного притока, имеющей торцевое отверстие, в зоне центрального отверстия передней крышки с наружной стороны закреплена фиксирующая деталь, герметизирующая подвижное соединение трубки внутреннего притока, на которой крепится один конец образца, и передней крышки, задняя крышка имеет сообщающиеся глухие отверстия, в которых крепятся трубки, в том числе центральная трубка оттока, на которой крепится второй конец образца.

2. Камера многокамерного биореактора для выращивания тканеинженерных конструкций по п. 1, дополнительно включающая переходники для фиксации образцов, диаметр которых отличается от диаметра трубки внутреннего притока и центральной трубки оттока.

Настоящее изобретение относится к иммунологии. Предложен CD123-специфический химерный антигенный рецептор (CAR), а также кодирующий его полинуклеотид, экспрессионный вектор, экспрессирующая CAR цитотоксическая Т-клетка и способ ее создания.

Получение гетеромультимерных белков с использованием клеток млекопитающих // 2727012

Изобретение относится к области биотехнологии. Описана группа изобретений, включающая способ получения гетеромультимерного белка, включающего первый полипептид, содержащий шарнирный участок, имеющий первый домен гетеродимеризации, где первый полипептид, содержащий шарнирный участок, связан с первой легкой цепью, и второй полипептид, содержащий шарнирный участок, имеющий второй домен гетеродимеризации, где второй полипептид, содержащий шарнирный участок, связан со второй легкой цепью, где второй домен гетеродимеризации взаимодействует с первым доменом гетеродимеризации на поверхности взаимодействия, и где первый и второй полипептиды, содержащие шарнирный участок, соединены, по меньшей мере, одной межцепьевой дисульфидной связью (варианты).

Способ получения лимфоцитов крупнорогатого скота // 2727007

Изобретение относится к биотехнологии, ветеринарной медицине, в частности к генной инженерии, и касается выделения жизнеспособных клеток из периферической крови крупного рогатого скота.

Способ получения и культивирования фибробластоподобных клеток из пульпы молочных зубов // 2726554

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения и культивирования фибробластоподобных клеток из пульпы молочных зубов, включающий забор, подготовку, ферментативную обработку материала, выделение суспензии клеток при центрифугировании, где при появлении признаков выпадения молочного зуба у ребенка его родителям выдают стерильный пенициллиновый флакон с раствором Хенкса с антибиотиками, в который помещают выпавший зуб; после доставки флакона в лабораторию, зуб извлекают стерильным инструментом в чашку Петри и трижды отмывают стерильным раствором Хенкса с антибиотиками; переносят зуб в новую пробирку со стерильным раствором Хенкса с антибиотиками и помещают ее в медицинский холодильник на 24 часа; в оставшийся в транспортировочном флаконе раствор добавляют три капли сыворотки плодов коровы и помещают его в термостат, инкубируя при 37° в течение 24 часов, после чего проводят контроль стерильности забора; при отсутствии признаков контаминации материала в инсулиновый шприц набирают 0,2 мл 0,1% коллагеназы из панкреаса краба ООО «БиолоТ»; иглу шприца вводят в канал молочного зуба и аспирируют содержимое канала в шприц; переносят содержимое в центрифужную пробирку и инкубируют ее в течение двух минут при комнатной температуре; инактивируют действие фермента, добавляя в пробирку 2 мл стерильного 0,02% раствора Версена и 1 мл 10% полной ростовой среды α-МЕМ с глютамином; центрифугируют пробирку в холодовой центрифуге при температуре 4°С, скорости вращения 1200 об/мин в течение 5 минут; надосадочную жидкость утилизируют; осадок клеток ресуспендируют в полной питательной среде α-МЕМ с глютамином, включающей 10% FBS, 8 мкг/мл гентамицина; подсчитывают количество выделенных жизнеспособных клеток в камере Горяева, используя 0,4% раствор трипанового синего; высевают клетки в дозе 1×105 жизнеспособных кл./см2 в культуральный флакон с полной питательной средой α-МЕМ с глютамином, включающей 10% FBS, 8 мкг/мл гентамицина; культивирование проводят в CO2-инкубаторе при температуре 37°С, 5% CO2 и постоянной влажности; через день добавляют во флакон 0,2 мл новую аналогичную питательную среду; первую смену среды проводят на 7 сутки; кондиционированную культуральную среду из флакона с клетками отбирают пипеткой, центрифугируют ее в холодовой центрифуге при температуре 4°С, скорости вращения 1500 об/мин в течение 10 минут, после чего возвращают в культуральный флакон и добавляют свежую среду в соотношении 1:1; по достижении 80% конфлюентного монослоя проводят пересев клеток из расчета 1:2; 1 ПФ.

Способы конструирования высокоактивных т-клеток для иммунотерапии // 2725542

Данная группа изобретений относится к иммунологии. Предложен способ получения первичных Т-клеток, включающий генетическую модификацию Т-клеток с помощью редкощепящих эндонуклеаз, в частности TALE-нуклеаз, способных селективно инактивировать ген, кодирующий белок иммунной контрольной точки, и ген, кодирующий компонент Т-клеточного рецептора (TCR), и введение в Т-клетки нуклеиновой кислоты, кодирующей химерный антигенный рецептор против антигена к CD19.

Субстанция для получения средства, повышающего жизнеспособность и подвижность сперматозоидов млекопитающих // 2725491

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к субстанции, выделенной из семенников быков, и может быть использовано в медицине. Субстанция может быть использована для разработки средств, повышающих жизнеспособность и подвижность сперматозоидов.

Способ повышения удельной скорости и продуцирования в эукариотических клетках // 2725191

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к применению мета-тирозина для увеличения удельной продуктивности, представляющей собой количество продуцированного полипептида в сутки, клетки яичника китайского хомяка CHO-K1, которая продуцирует экзогенный полипептид, а также к продуцированию экзогенного полипептида в CHO-K1 и увеличению удельной продуктивности в CHO-K1.

Терапия стволовыми клетками при патологиях эндометрия // 2725006

Настоящее изобретение относится к способности аутологичных CD133+ стволовых клеток костного мозга (BMDSC) к индукции регенерации эндометрия и лечению патологий эндометрия, таких как синдром Ашермана и атрофия эндометрия.

Химерный антигенный рецептор (car) против cd123 для использования в лечении злокачественных опухолей // 2724999

Настоящее изобретение относится к иммунологии. Предложены CD123-связывающий домен, содержащий его химерный антигенный рецептор (CAR) и кодирующая рецептор нуклеиновая кислота.

Модифицированные эпитопы для усиления ответов cd4+ т-клеток // 2724994

Настоящее изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к иммуногенным пептидам, содержащим T-клеточный эпитоп, и может быть использовано в медицине для лечения, супрессии или предотвращения таких заболеваний, как инфекционные или аллергические заболевания и аутоиммунные заболевания для предотвращения или супрессии отторжения трансплантата, или для уничтожения клеток опухолей.

Многокамерный биореактор для выращивания тканеинженерных конструкций // 2723955

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен многокамерный биореактор для выращивания тканеинженерных конструкций.