DE102009035502A1 - Method and device for detecting the movement and attachment of cells and particles to cell, tissue and implant layers in the simulation of flow conditions - Google Patents

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Abstract

Aufgabe war es, die Bewegungs- und Anlagerungsvorgänge von Zellen und Partikeln bei der Simulation von Flussbedingungen genauer und vollständig zu erfassen. Erfindungsgemäß werden die Bewegung und Anlagerung der Zellen und Partikel in der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) optisch vollständig überwacht und ausgewertet, transmigrierende Zellen und Partikel zur Kontrolle und Auswertung aufgefangen (7, 8, 9) sowie insbesondere für Langzeituntersuchungen die Kulturbedingungen des Flussmediums für das Durchströmen der Interaktionszone (2, 3, 4), beispielsweise durch Einstellung des pH-Wertes, der Temperatur und der Nährstoffversorgung für die Zellen und Partikel, gesteuert. Die Erfindung wird beispielsweise angewendet zur Testung von Pharmaka, Pathogenen und sonstigen Wirkstoffen.The task was to record the movement and deposition processes of cells and particles more precisely and completely when simulating flow conditions. According to the invention, the movement and accumulation of cells and particles in the at least one interaction zone (2, 3, 4) are completely optically monitored and evaluated, transmigrating cells and particles are collected for control and evaluation (7, 8, 9) and, in particular, the culture conditions for long-term studies of the flow medium for flowing through the interaction zone (2, 3, 4), for example by adjusting the pH value, the temperature and the nutrient supply for the cells and particles. The invention is used, for example, for testing pharmaceuticals, pathogens and other active substances.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um Bewegungs- und Anlagerungsvorgänge von Zellen und Partikeln an Zell-, Gewebe- und Implantatschichten bei der Simulation von Flussbedingungen zu erfassen. Solche Bewegungs- und Anlagerungsvorgänge der Zellen und Partikel, insbesondere von Blutzellen, sind bedeutsam für die Untersuchung der Zell- und Gewebephysiologie und von Effekten, welche durch Pharmaka, Pathogene oder sonstige Wirkstoffe hervorgerufen werden und das Verhalten dieser Zellen und Partikel bei ihrem Durchfluss durch den Organismus beeinflussen.The The invention relates to a method and a device for detecting motion and attachment processes of cells and particles to cell, Tissue and implant layers in the simulation of flow conditions capture. Such movement and attachment processes The cells and particles, especially of blood cells, are significant for the study of cell and tissue physiology and of Effects caused by drugs, pathogens or other active substances be evoked and the behavior of these cells and particles affect their flow through the organism.

Zur Bestimmung von Haupt- und Nebenwirkungen dieser Pharmaka, verschiedener Pathogene und sonstiger Wirkstoffe auf den besagten Organismus wird deshalb deren Einfluss auf das Anlagerungs-, Durchwanderungs- und Differenzierungs-Verhalten, einschließlich sonstiger medizinisch oder biologisch relevanter Verhaltens- und Reaktionsweisen, von Suspensions- und adhärenten Zellen an Zell- und Gewebeoberflächen unter Flussbedingungen in Simulationsvorrichtungen außerhalb des Organismus verstärkt untersucht.to Determination of major and side effects of these drugs, various Pathogens and other agents on the said organism is therefore their influence on the accumulation, migration and Differentiation behavior, including other medical or of biologically relevant behaviors and reactions, of suspension and adherent cells on cell and tissue surfaces under flow conditions in simulation devices outside of the organism.

Die Simulationsvorrichtungen sollen dabei die im Körper erfolgenden Flussbedingungen möglichst naturgetreu nachbilden können, um Organismus- und geweberelevante Aussagen treffen zu können. Mit diesen Simulationsverfahren sollen insbesondere Versuche an Tieren substituiert oder zumindest eingeschränkt werden, die zwar lebensnah Analysen im komplexen System des Organismus unter Berücksichtigung vieler physiologisch relevanter Parameter ermöglichen, die aber ethisch umstritten sind, häufig keine Akzeptanz finden und dadurch immer mehr in Kritik geraten. Darüber hinaus ist bei den Tiermodellen eine Echtzeitbeobachtung des Krankheitsentstehens und des Krankheitsverlaufs nur eingeschränkt möglich. Zudem ist es häufig erforderlich, die behandelten Tiere nach Ablauf des Versuchs zu töten. Dadurch wird auch immer nur eine Momentaufnahme des Krankheitsverlaufs ermöglicht. Aufgrund der individuellen Unterschiede, wie sie auch bei Inzuchttieren auftreten, ist es so gut wie unmöglich, selbst bei einer Vielzahl von Untersuchungen und getöteten Versuchstieren einen repräsentativen Krankheitsverlauf zu rekonstruieren. Des Weiteren ist die Übertragbarkeit der beim Tiermodell gewonnenen Erkenntnisse auf dem Menschen meist fraglich ( T. M. Bocan: Animal models of atherosclerosis and interpretation of drug intervention studies, Curr Pharm Des 4, 1998, 37–52 ; A. C. McMahon, L. Kritharides and H. C. Lowe: Animal models of atherosclerosis progression: current concepts, Curr Drug Targets Cardiovasc Haematol Disord 5, 2005, 433–440 ; J. C. Russell and S. Proctor: Small animal models of cardiovascular disease: tools for the study of the roles of metabolic syndrome, dyslipidemia, and atherosclerosis. Cardiovasc Pathol 15, 2006, 318–330 ).The simulation devices should be able to reproduce the flow conditions occurring in the body as realistically as possible in order to be able to make organism and tissue-relevant statements. With these simulation methods, in particular animal experiments are to be substituted or at least limited, which allow life-like analysis in the complex system of the organism taking into account many physiologically relevant parameters, but ethically controversial, often find no acceptance and thus more and more come under criticism. Moreover, in animal models, real-time observation of disease development and disease progression is limited. In addition, it is often necessary to kill the treated animals at the end of the experiment. As a result, only a snapshot of the course of the disease is made possible. Due to the individual differences that occur in inbred animals, it is almost impossible to reconstruct a representative disease course even in a large number of examinations and killed experimental animals. Furthermore, the transferability of the findings obtained in the animal model to humans is usually questionable ( TM Bocan: Animal models of atherosclerosis and interpretation of drug intervention studies, Curr Pharm Des 4, 1998, 37-52 ; AC McMahon, L. Critharides and HC Lowe: Animal Models of Atherosclerosis Progression: Current Concepts, Curr Drug Targets Cardiovasc Haematol Disord 5, 2005, 433-440 ; JC Russell and S. Proctor: Small animal models of cardiovascular disease: tools for the study of the roles of metabolic syndrome, dyslipidemia, and atherosclerosis. Cardiovascular Pathol 15, 2006, 318-330 ).

Zur Simulation der im Organismus gegebenen Flussbedingungen ist ein Strömungsmodell zur Untersuchung der Anlagerungsprozesse von Zellen bekannt ( DE 100 19 833 C2 ), bei dem ein Endrohr in einem Winkel größer 0° auf eine Interaktionsfläche weist. Durch diese Versuchsanordnung entstehen in diesem Strömungsmodell turbulente Strömungen. Mittels einer Beobachtungseinheit, bestehend aus einem parallel zum Endrohr angebrachten Mikroskop mit Kondensor, werden die Zell-Anlagerungsprozesse im Flussmedium an die Interaktionsfläche beobachtet.To simulate the flow conditions in the organism, a flow model for the investigation of the attachment processes of cells is known ( DE 100 19 833 C2 ), in which a tail pipe at an angle greater than 0 ° points to an interaction surface. Through this experimental arrangement, turbulent flows are created in this flow model. By means of an observation unit, consisting of a mounted parallel to the tailpipe microscope with condenser, the cell attachment processes are observed in the flow medium to the interaction surface.

Das Mikroskop mit Kondensor ist auf eine Fokusebene oberhalb der Interaktionsfläche gerichtet und kann auch nur diese Ebene betrachten. Die Beobachtung ist aber ausschließlich auf diese definierte Ebene beschränkt, so dass die Zellen in ihrer Bewegung nicht kontinuierlich in Echtzeit verfolgt werden können. In der betrachteten Ebene ist es lediglich möglich, die Zellen im Wesentlichen als statische Größe von Einzelmessungen zu erfassen.The Microscope with condenser is on a focal plane above the interaction surface directed and can only look at this level. The observation but is limited to this defined level, so that the cells in their movement are not continuous in real time can be tracked. In the considered plane it is only possible, the cells essentially as static Size of single measurements to capture.

Die in der DE 100 19 833 C2 bewusst gewählte Flussrate in der Strömungskammer lässt vorrichtungsbedingt die Einstellung von Strömungs- und Druckverhältnissen nur sehr eingeschränkt zu, insbesondere lassen sich keine laminaren Strömungsverhältnisse an der Interaktionsfläche aufbauen und auswerten. Einzelbeobachtungen von Zellen sind aufgrund der hohen Dynamik der Zellbewegung räumlich nicht auflösbar.The in the DE 100 19 833 C2 deliberately selected flow rate in the flow chamber can be due to the device, the setting of flow and pressure conditions only very limited, in particular can be built and evaluate laminar flow conditions at the interaction surface. Single observations of cells are not spatially resolvable due to the high dynamics of the cell movement.

Außerdem bildet diese Vorrichtung ausschließlich die Flussbedingungen der Blutbahn nach und kann damit Zellen beobachten, die sich in dieser simulierten Blutbahn bewegen und ggf. an der Wandung hängen bleiben und anlagern. Zellen hingegen, welche diese Wandung durchwandern und damit unterhalb der Interaktionsfläche zu finden sind, können nicht erfasst und ausgewertet werden und sind damit der Untersuchung nicht zugänglich. Eine solche Aussage ist aber zur Analyse beispielsweise eines Wirkstofftransportes für Pharmaka von großem Interesse.Furthermore This device forms only the flow conditions the bloodstream and can thus observe cells that are in Move this simulated bloodstream and hang on the wall if necessary stay and attach. Cells on the other hand, which walk through this wall and thus can be found below the interaction area, can not be recorded and evaluated and are thus the Investigation inaccessible. Such a statement is but for the analysis of, for example, a drug delivery for Pharmaceuticals of great interest.

Darüber hinaus können, insbesondere für Langzeituntersuchungen, wichtige Umfeldparameter, wie Sterilität, pH-Wert etc., um der Physiologie des nachzubildenden Organismus zu entsprechen, nicht gehalten werden. Morphologische Anpassungen von Zellen an die angelegten Flussbedingungen benötigen mehrere Tage. Somit ist eine Berücksichtigung der direkten Auswirkungen des Flusses auf die Morphologie und Physiologie der Zellen nicht gegeben. Des Weiteren bietet die Vorrichtung keine Möglichkeit, mehrschichtige Zellverbände zu untersuchen. Ferner erlaubt die Vorrichtung nicht das mehrmalige Untersuchen von Partikeln und Zellen.In addition, especially for long-term studies, important environmental parameters, such as sterility, pH, etc., to comply with the physiology of the organism to be reproduced, can not be maintained. Morphological adaptations of cells to the applied flow conditions take several days. Thus, a consideration of the direct effects of flow on the morphology and physiology of the cells is not given. Furthermore, the device offers no possibility to investigate multilayer cell aggregates. Furthermore, the device does not allow the multiple Examine particles and cells.

Es ist auch bekannt, Adhäsions- und Migrationsprozesse von T-Zellen unter Flussbedingungen in einem System zu detektieren. (z. B. G. Cinamon and R. Alon: A real time in vitro assay for studying leukocyte transendothelial migration under physiological flow conditions, J Immunol Methods 273 (1-2), 2003, 53–62 ; T. Schreiber, V. Shinder et al.: Shear flow-dependent integration of apical and subendothelial chemokines in T-cell transmigration: implications for locomotion and the multistep paradigm, Blood 109 (4), 2007, 1381–1386 ).It is also known to detect adhesion and migration processes of T cells under flow conditions in a system. (eg G. Cinamon and R. Alon: A real time in vitro assay for studying leukocyte transendothelial migration under physiological flow conditions, J. Immunol. Methods 273 (1-2), 2003, 53-62 ; T. Schinder, V. Shinder et al .: Shear flow-dependent integration of apical and subendothelial chemokines in T-cell transmigration: implications for locomotion and the multistep paradigm, Blood 109 (4), 2007, 1381-1386 ).

In beiden Einrichtungen werden nach dem gleichen Prinzip Einzelzellschichten aus Endothelzellen in handelsüblichen Zellkultureinsätzen kultiviert. Vor Versuchsbeginn werden die Endothelzellen mit den zu testenden Substanzen inkubiert, indem diese direkt auf die Zellen gegeben werden. Anschließend werden die Substanzen weggewaschen und der eigentliche Versuch gestartet. Der Fluss des Mediums wird über eine Spritzen-Pumpe erzeugt. Adhäsion und Transmigration werden durch ein im senkrechten Winkel über der Interaktionsfläche angebrachtes Phasenkontrastmikroskop beobachtet.In Both devices become single cell layers according to the same principle from endothelial cells in commercial cell culture inserts cultured. Before the start of the experiment, the endothelial cells with the incubated substances to be tested by placing these directly on the cells are given. Subsequently, the substances are washed away and the actual attempt started. The flow of the medium is over produces a syringe pump. Adhesion and transmigration be by a perpendicular angle above the interaction surface attached phase-contrast microscope observed.

Endotheliale Zellen benötigen Zeit, sich an Flussbedingungen anzupassen. Unter statischen Bedingungen gewachsene endotheliale Zellen weisen eine andere Physiologie auf als Zellen, die unter dem Einfluss von Strömungsverhältnissen entstehen (z. B. J. T. Butcher, A. M. Penrod, A. J. Garcia and R. M. Nerem: Unique morphology and focal adhesion development of valvular endothelial cells in static and fluid flow environments, Arterioscler Thromb Vasc Biol 24, 2004, 1429–1434 ).Endothelial cells need time to adapt to flow conditions. Under static conditions grown endothelial cells have a different physiology than cells that arise under the influence of flow conditions (eg. JT Butcher, AM Penrod, AJ Garcia and RM Nerem: Unique morphology and focal adhesion development of valvular endothelial cells in static and fluid flow environments, Arterioscler Thromb Vasc Biol 24, 2004, 1429-1434 ).

Die Vorrichtungen bieten keine Voraussetzung, die Zellen unter Flussbedingungen anzuziehen. Damit ist auch keine Möglichkeit zur längeren Kultivierung von Endothelzellen unter Flussbedingungen gegeben und die Ergebnisse sind nur sehr eingeschränkt mit der in vivo Situation vergleichbar.The Devices do not provide a requirement for cells under flow conditions to attract. There is no possibility for longer cultivation given by endothelial cells under flow conditions and the results are very limited compared with the in vivo situation.

Die transmigrierten Zellen werden in einem Behälter aufgefangen. Beim Durchdringen der Interaktionsfläche bleiben jedoch transmigrierte Zelle an deren Unterseite anhaften, die bei der Auswertung unberücksichtigt bleiben. Die Gravitation reicht nicht aus, dass alle transmigrierten Zellen nach unten fallen, um quantitativ vollständig ausgewertet werden zu können. Damit sind Adhäsions- und Migrationsprozesse nur ungenau erfassbar.The transmigrated cells are collected in a container. However, when penetrating the interaction surface remain Transmigrated cell adhere to the underside, which is disregarded in the evaluation stay. Gravity is not enough for all to be transmigrated Cells fall down to complete quantitative evaluation to be able to. These are adhesion and migration processes only inaccurately detectable.

Außerdem ermöglicht keine der Vorrichtungen die mehrmalige Untersuchung der Zellen und Partikel in ihrem Fluss durch die Interaktionszone. Auch können Zellen und Partikel in der Interaktionszone nur auf der apikalen Seite vor Versuchsbeginn mit den zu testenden Substanzen inkubiert werden.Furthermore none of the devices allows repeated examination the cells and particles in their flow through the interaction zone. Also Cells and particles in the interaction zone can only on the apical side before the start of the experiment with the substances to be tested be incubated.

Bekannt ist weiterhin ein System zur Beobachtung von Adhäsions- und Migrationsprozessen mittels eines Kapillarsystems. Tumorzellen werden in dieses Kapillarsystem eingesetzt und über eine Monozellschicht geleitet. Adhäsionsvorgänge werden dabei ebenfalls aufsichtig durch ein Mikroskop auf der Interaktionsfläche beobachtet. Hierzu wird eine handelsübliche 48-Loch-Zellkulturplatte genutzt ( C. Dong, M. J. Slattery et al.: In vitro characterization and micromechanics of tumor cell chemotactic protrusion, locomotion, and extravasation, Ann Biomed Eng 30 (3), 2002, 344–55 ).Also known is a system for monitoring adhesion and migration processes by means of a capillary system. Tumor cells are inserted into this capillary system and passed over a monocell layer. Adhesion processes are also monitored by a microscope on the interaction surface. For this purpose, a commercial 48-well cell culture plate is used ( C. Dong, MJ Slattery et al .: In vitro characterization and micromechanics of tumor cell chemotactic protrusion, locomotion, and extravasation, Ann Biomed Eng 30 (3), 2002, 344-55 ).

Auch hier können transmigrierende Zellen nach Adhäsion nicht erfasst und analysiert werden. Außerdem ist die Zelluntersuchung nur auf der besagten Monozellschicht gegeben.Also Here, transmigrating cells can become adhesions not be recorded and analyzed. In addition, the cell examination given only on said monocell layer.

Die Druck- und Strömungsverhältnisse im Kapillarsystem sind nur eingeschränkt beeinflussbar. Auch bei dieser Methode sind keine Langzeituntersuchungen möglich.The Pressure and flow conditions in the capillary system are influenced only limited. Also with this method are no long-term studies possible.

In weiteren Publikationen ( J. J. Chiu, D. L. Wang et al.: Effects of disturbed flow an endothelial cells, J Biomech Eng 120 (1), 1998, 2–8 und J. J. Chiu, C. N. Chen et al.: Analysis of the effect of disturbed flow an monocytic adhesion to endothelial cells, J Biomech 36 (12), 2003, 1883–95 ) beschreiben die Autoren ein ähnliches System wie oben von Cinamon und Alon (2003) sowie von Schreiber und Shinder et al. (2007) erwähnt. Das System ist um die Möglichkeit der Detektion von Fluoreszenzen ergänzt. Es besteht aus einem inversen Fluoreszenzmikroskop, das aufsichtig auf eine Flusskammer, bestehend aus einem Kanal, zeigt. An die Flusskammer ist ein Pumpensystem angeschlossen. Zusätzlich zu den bereits oben genannten Nachteilen sind keine Möglichkeiten zur Perfusion unterhalb der Interaktionsfläche gegeben.In further publications ( JJ Chiu, DL Wang et al .: Effects of disturbed flow on endothelial cells, J Biomech Eng 120 (1), 1998, 2-8 and JJ Chiu, CN Chen et al .: Analysis of the effect of disturbed flow on monocytic adhesion to endothelial cells, J Biomech 36 (12), 2003, 1883-95 ), the authors describe a system similar to that of Cinamon and Alon (2003) as well as from Schreiber and Shinder et al. (2007) mentioned. The system is supplemented by the possibility of detecting fluorescence. It consists of an inverted fluorescence microscope, which points to a flow chamber consisting of a channel. To the flow chamber, a pump system is connected. In addition to the disadvantages already mentioned above, there are no possibilities for perfusion below the interaction surface.

Auch hier ist insbesondere eine längere Kultivierung von Zellen unter Flussbedingungen ausgeschlossen, Möglichkeiten zur Einstellung und Anpassung für Temperatur und pH-Wert bestehen nicht. Transmigrierende Zellen können nicht erfasst werden und sind auch einer späteren Auswertung nicht zugänglich.Also here is in particular a longer cultivation of cells excluded under river conditions, opportunities for Adjustment and adjustment for temperature and pH exist Not. Transmigrating cells can not be detected and are not accessible for a later evaluation.

In der Patentfamilie zu CA 2 503 203 A1 wird ein Kammersystem mit mehreren Kammern beschrieben, wobei mindestens die erste Kammer durch einen Kanal mit einer zweiten Kammer verbunden ist. Durch diesen Kanal strömt eine Flüssigkeit über eine Zellschicht aus Endothelzellen. Es existiert eine Beobachtungseinheit zur Detektion von Zelladhäsion und Zellmigration.In the patent family too CA 2 503 203 A1 describes a chamber system with a plurality of chambers, wherein at least the first chamber is connected by a channel with a second chamber. Through this channel, a liquid flows through a cell layer of endothelial cells. There is an observation unit for the detection of cell adhesion and cell migration.

Wie auch schon in vorgenannten Systemen beschrieben (vgl. Cinamon und Alon, 2003 sowie Schreiber und Shinder et al., 2007 ), entziehen sich auch bei dieser Vorrichtung transmigrierende Zellen nach Adhäsion der Beobachtung und der nachfolgenden Auswertung. Es werden auch hier lediglich Monozellschichten zur Untersuchung genutzt. Echtzeitanalysen der Zellbeobachtung sind ebenfalls nicht möglich. Die Einstellung und Anpassung von Temperatur und pH-Wert sind nicht gegeben. Die Zellschicht kann vor Versuchsbeginn nur von der apikalen Seite mit den zu testenden Substanzen inkubiert werden. Es ist keine dynamische Perfusion während des Versuchs möglich.As already described in the aforementioned systems (cf. Cinamon and Alon, 2003, and Schreiber and Shinder et al., 2007 ), even in this device transmigrating cells evade after adhesion of the observation and the subsequent evaluation. Again, only monolayers are used for investigation. Real-time analysis of cell observation is also not possible. The adjustment and adjustment of temperature and pH are not given. The cell layer can be incubated with the substances to be tested only from the apical side before starting the experiment. No dynamic perfusion is possible during the experiment.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die bekannten Methoden zur Simulation und Analyse von Bewegungs- und Anlagerungsvorgängen der Zellen und Partikeln an Zell- und Gewebeschichten, die dem lebenden Organismus nahe kommen, unzulänglich sind. Adhäsions- und Migrationsprozesse von Zellen unter Flussbedingungen sind, sofern überhaupt möglich, nur sehr eingeschränkt und mit fehlerbehafteter quantitativer Beurteilung möglich. Langzeituntersuchungen unter den zuvor genannten Bedingungen, die insbesondere für Analysen von Pharmaka und sonstigen Wirkstoffen wichtig sind, bleiben einer solchen Auswertung weitgehend verschlossen bzw. zeigen wenig Relevanz auf die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den lebenden Organismus, so dass trotz aller Simulationsmethoden Tierversuche bei aller ethischer Problematik noch immer eine wichtige Bedeutung, insbesondere für die Biologie, Medizin und Pharmaforschung aufweisen. Die Nachteile der Tierversuche bestehen insbesondere darin, dass die Tiere während oder am Ende der Versuche getötet werden und dass eine reproduzierbare lokale Wirkung von Pathogenen, Pharmaka und anderen Wirkstoffen auf Krankheitsverläufe an definierten Stellen des Körpers selbst bei der Verwendung von Inzuchtstämmen, aufgrund der individuellen Unterschiede der einzelnen verwendeten Tiere, nur sehr schwer reproduzierbar sind. Dies führt zu der Notwendigkeit der Durchführung von einer Vielzahl von Einzelexperimenten, um diesen Nachteil unter Nutzung statistischer Hilfsmittel auszugleichen. Doch selbst die Einzelbeobachtung von fließenden und sich anlagernden Zellen in standardisierbaren Untersuchungsvorrichtungen, wie sie derzeit bekannt ist, bereitet aufgrund der auf eine Ebene determinierten visuellen Beobachtbarkeit und der hohen Dynamik der Zellbewegung größte Schwierigkeiten, so dass die Auswertung im Wesentlichen auf die Erfassung statistischer Größen hinausläuft.In summary It should be noted that the known methods of simulation and Analysis of movement and attachment processes of the cells and particles on cell and tissue layers that are the living organism come close, are inadequate. Adhesion and Migration processes of cells under flow conditions are, if at all possible, only very limited and with faulty quantitative assessment possible. Long-term studies under the aforementioned conditions, in particular for Analyzes of pharmaceuticals and other active substances are important such an evaluation largely closed or show little Relevance to the transferability of the results to the living organism, so that despite all simulation methods animal experiments in spite of all ethical problems still an important meaning, especially for biology, medicine and drug research exhibit. The disadvantages of animal experiments are in particular in that the animals during or at the end of the experiments be killed and that a reproducible local effect of pathogens, drugs and other agents on disease progression at defined points of the body even when using of inbred strains, due to individual differences the individual animals used, very difficult to reproduce are. This leads to the necessity of implementation from a variety of individual experiments to address this disadvantage To balance the use of statistical tools. But even that Single observation of flowing and accumulating cells in standardized examination devices, as they currently are is known prepares due to the determined on a plane visual observability and the high dynamics of cell movement biggest trouble, so the evaluation essentially to the collection of statistical quantities amounts.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Bewegungs- und Anlagerungsvorgänge von Zellen und Partikeln bei der Simulation von Flussbedingungen genauer und vollständig zu erfassen.Of the The invention is therefore based on the object, the movement and Anlagerungsvorgänge of Cells and particles more accurate in the simulation of flow conditions and completely grasp.

Einerseits sollen die Bewegungs- und Anlagerungsvorgänge unter Bedingungen simuliert und ausgewertet werden können, die dem Druck- und Strömungsverhalten im nachzubildenden Organismus bzw. körpereigenen Gefäß auch für Langzeituntersuchungen wesentlich näher kommen. Andererseits soll dabei ebenfalls das Adhäsions- und Migrationsverhalten der Zellen und Partikel möglichst vollständig und mit hoher Auswertegenauigkeit erfasst werden können.On the one hand should the movement and attachment processes under conditions can be simulated and evaluated, which correspond to the pressure and flow behavior in the organism or body's own vessel also for Long term investigations come much closer. on the other hand should also be the adhesion and migration behavior the cells and particles as completely as possible and can be detected with high evaluation accuracy.

Mit der Erfindung wird die Bewegung und Anlagerung der Zellen und Partikel, einschließlich deren Migration durch die Zell-, Gewebe- und Implantatschicht, in der gesamten zumindest einen Interaktionszone (und nicht nur durch Blick von oben) optisch erfasst und ausgewertet. Die Erfassung erfolgt vorzugsweise durch mehrere Beobachtungsstrahlengänge, beispielsweise durch zwei Stereomikroskopie-Systeme, räumlich visuell, so dass die Interaktionszone in einem Bereich nicht nur oberhalb, sondern auch innerhalb und ggf. unterhalb derselben visuell räumlich aufgelöst und vollständig überwacht wird. Mit dieser Überwachung kann auch gleichzeitig eine spektroskopische Erfassung der Bewegung und Anlagerung der Zellen und Partikel, einschließlich der Interaktionszone mit ihren Zell-, Gewebe- und Implantatschichten selbst, verbunden sein, indem an wenigstens einen der besagten Beobachtungsstrahlengänge eine Spektroskopieeinheit gekoppelt ist.With The invention relates to the movement and attachment of the cells and particles, including their migration through the cell, tissue and implant layer, throughout the at least one interaction zone (and not only by looking from above) optically recorded and evaluated. The detection is preferably carried out by a plurality of observation beam paths, for example, by two stereomicroscopy systems, spatially visually, so that the interaction zone in an area not only above, but also inside and possibly below it visually spatially resolved and completely monitored. With this monitoring can also simultaneously a spectroscopic Detecting the movement and attachment of cells and particles, including the Interaction zone with its cell, tissue and implant layers itself, connected to at least one of said observation beam paths a spectroscopy unit is coupled.

Durch die Zell-, Gewebe- und Implantatschicht dieser zumindest einen Interaktionszone transmigrierende Zellen und Partikel, welche auf diese Weise optisch verfolgt und dabei gegebenenfalls spektrometrisch analysiert werden können, werden in wenigstens einer Perfusionskammer unterhalb der Interaktionszone aufgefangen und sind somit einer weiteren Auswertung zuführbar. Insbesondere für Langzeituntersuchungen werden die Flussbedingungen des Flussmediums für das Durchströmen der Interaktionszone, beispielsweise durch Einstellung des pH-Wertes, der Temperatur, der Sauerstoffsättigung und der Nährstoffversorgung für die Zellen und Partikel, speziell eingestellt, beispielsweise durch eine dosierbare Regelung.By the cell, tissue and implant layer transmigrating this at least one interaction zone Cells and particles which are optically traced in this way and may optionally be analyzed spectrometrically be in at least one perfusion chamber below the interaction zone collected and are thus a further evaluation fed. Especially for long-term studies, the flow conditions the flow medium for the passage of the interaction zone, For example, by adjusting the pH, the temperature, oxygen saturation and nutrient supply for the cells and particles, specially adjusted, for example by a metered control.

Mit der hier beschriebenen Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, Bewegungs-, Adhäsions- und Transmigrationsprozesse von Zellen unter Flussbedingungen, wie sie z. B. in Blut- und Lymphgefäßen eines lebenden Organismus vorliegen, nahezu naturgetreu nachzubilden, diese Vorgänge räumlich als auch zeitlich aufzulösen und gewünschte Zielzellen nach der Untersuchung vital zu isolieren und somit diese Zellen/Partikel für anschließende Untersuchungen nutzbar zu machen. Weiterhin können Zellen/Partikel unter naturnahen Bedingungen kontakt- und markierungsfrei spektrometrisch analysiert werden. Die Erfindung integriert Komponenten der Zell- und Gewebekultur und der optischen Bildaufnahme- und -verarbeitung und ist daher vielseitig einsetzbar.With the invention described herein, the possibility is created, movement, adhesion and Transmigrationsprozesse of cells under flow conditions, as z. B. present in blood and lymph vessels of a living organism, to replicate almost lifelike, these processes spatially and temporally dissolve and isolate desired target cells vital after the study and thus to make these cells / particles for subsequent studies available. Furthermore, cells / particles under near-natural conditions can be analyzed spectrometrically without contact and label. The invention integrates components of the cell and tissue culture and optical imaging and processing and is therefore versatile.

Untersuchungen an Zellen des Blutes und der Blutgefäße werden häufig unter statischen Bedingungen durchgeführt. Dies entspricht jedoch nicht der Situation in einem lebenden Organismus, in dem diese Zellen verschiedenen Flussbedingungen ausgesetzt sind. Die Zellen adaptieren sich an den Fluss und weisen unter fließenden Bedingungen abweichende zellphysiologische Eigenschaften gegenüber statischen Bedingungen auf. Untersuchungen von an den Fluss adaptierten Zellen geben somit genauere Auskunft über das Verhalten und die Eigenschaften von Zellen in und am Blutgefäß in vivo. Die Erfindung erlaubt Untersuchungen dieser Art unter verschiedenen Typen von Strömungsbedingungen (turbulent, laminar, pulsierend) und erlaubt darüber hinaus die Regulation wichtiger physiologischer Parameter wie hydrostatischer Druck, Flussgeschwindigkeiten, Zell/Partikelkonzentration im Flussmedium, pH-Wert und Sauerstoffsättigung. Es ist möglich, ganze Gewebeschichten entweder in der Zellkultur vorzuzüchten und in die Erfindung zu integrieren oder das Zusammenwachsen des Gewebes schon unter Flussbedingungen im System durchzuführen. Dazu gestattet die Erfindung eine individuelle Anpassung von physiologischen bzw. auch pathologischen Flussbedingungen für die zu untersuchenden Zellen über gewünschte Zeiträume. So erlaubt dieses System zum einen, die frei regelbare Zugabe verschiedener Substanzen nicht nur von der apikalen sondern auch von der basolateralen Seite der Zell-/Gewebe- bzw. Implantatschicht. Dies ist von Bedeutung, da z. B. subzellulär gelegene bioaktive Stoffe, wie beispielsweise modifizierte LDL, einen starken Einfluss auf die Interaktion von Leukozyten mit dem gesamten Gewebeverband haben. Zudem ist mit dieser Erfindung die Untersuchung der Effekte verschiedener Pharmaka, biologisch wirksamer Moleküle, chemischer Noxen und mikrobiologischer Organismen, wie Bakterien, Parasiten und Pilzen, nicht nur auf die Interaktion von Zellen im Flussmedium mit den apikal gelegenen Zellen der Gefäßwand beschränkt, sondern erlaubt ebenso eine Untersuchung der die Gefäßwand transmigrierenden und/oder im Gewebe differenzierenden Zellen. Mittels der in der Erfindung integrierten Perfusionskammern und den darin enthaltenen Zellfallen, ist es möglich, vollständig migrierte Zellen vital aufzufangen und anschließenden analytischen und/oder funktionellen Untersuchungen zugänglich zu machen. Weiterhin verfügt die Erfindung über eine frei regelbare Kontrolle der Umweltparameter pH-Wert, Temperatur, Sauerstoffmenge und Nährstoffzugabe, womit physiologische Bedingungen eingestellt werden können bzw. durch die einstellbaren Umweltparameter bedingte pathologische Ereignisse, wie Alkalose, Azidose, Nährstoffrestriktion, Hypoxie standardisiert und nah an der in vivo-Situation analysiert werden können.investigations to cells of the blood and blood vessels often performed under static conditions. However, this does not correspond to the situation in a living organism, in which these cells are exposed to different flow conditions. The cells adapt to the flow and show under flowing Conditions deviating cell physiological properties against static Conditions. Investigation of cells adapted to the flow give thus more exact information about the behavior and the Characteristics of cells in and on the blood vessel in vivo. The invention allows investigations of this kind among various Types of flow conditions (turbulent, laminar, pulsating) and also allows the regulation of important physiological Parameters such as hydrostatic pressure, flow velocities, cell / particle concentration in the flow medium, pH and oxygen saturation. It is possible, whole tissue layers either in cell culture vorzuzüchten and integrate into the invention or the Growing of the tissue already under flow conditions in the system perform. For this purpose, the invention allows an individual Adaptation of physiological or pathological flow conditions for the cells to be examined over desired Periods. So this system allows for the one, the free controllable addition of various substances not only from the apical but also from the basolateral side of the cell / tissue or Implant layer. This is important because z. B. subcellular bioactive substances such as modified LDL, a strong influence on the interaction of leukocytes with the have entire tissue association. In addition, with this invention, the investigation the effects of various drugs, biologically active molecules, chemical pollutants and microbiological organisms, such as bacteria, parasites and fungi, not just the interaction of cells in the flow medium with the apical cells of the vessel wall limited, but also allows an investigation of the vascular wall transmigrating and / or in the tissue differentiating cells. By means of integrated in the invention Perfusion chambers and the cell traps they contain, it is possible completely migrated cells to catch vital and subsequent accessible to analytical and / or functional studies close. Furthermore, the invention has over a freely controllable control of the environmental parameters pH value, temperature, Amount of oxygen and nutrient addition, thus physiological Conditions can be set or by the adjustable Environmental parameters related pathological events, such as alkalosis, Acidosis, nutrient restriction, hypoxia standardized and can be analyzed close to the in vivo situation.

Krankheiten, wie Krebs und Sepsis, deren Ausbreitung durch den Blutfluss erfolgen, können mit dieser Erfindung sehr viel genauer, gründlicher und umfassender als mit bisherigen in vitro Methoden untersucht werden. Durch die Erfindung ist es möglich, die Metastasierung von Tumorzellen kosteneffizient, standardisiert und ohne Einsatz von Tiermodellen nachzustellen. Hierbei können physiologische Bedingungen simuliert werden, um ein umfassendes Bild über die Ausbreitung von Tumorzellen in vivo zu erhalten. Es ist möglich durch den Einsatz verschiedener Gewebeverbände, verschiedene Gewebebereiche des Körpers nachzuahmen und somit die Metastasierung von bestimmten Tumoren in definierten Geweben zu simulieren. Zudem ist es möglich, die Untersuchungen über lange Zeiträume durchzuführen und mit ein- oder mehrmaligem Mediumumlauf innerhalb des Systems zu arbeiten. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen langfristig ablaufende pathophysiologische Vorgänge, wie beispielweise das Entstehen atherosklerotischer Läsionen, in Echtzeit zu erfassen. Ferner ist es möglich die Wirkung von pharmakologisch wirksamen Substanzen, Partikel oder Zellen beim Ablauf pathophysiologischer Vorgänge in Echtzeit zu dokumentieren. Hierdurch können Untersuchungen zur Entwicklung von Interventionstherapien effektiver ausgestaltet werden, da Wirkstoffkonzentrationen dynamisch verändert werden können und die Auswirkung auf pathophysiologische Vorgänge direkt beobachtet werden können. Diese Möglichkeiten eröffnen beispielsweise bei der Untersuchung von atherosklerotischen Läsionen, damit verbundenen inflammatorischen Reaktionen und der Wirkung pharmakologisch wirksamer Substanzen neue Möglichkeiten, da Zellen humanen Ursprungs eingesetzt werden können und auf die Nutzung von Tiermodellen verzichtet werden kann. Hierdurch können für die Krankheitsentstehung beim Menschen relevante Vorgänge besser untersucht werden. Die Vorzüge der Erfindung kommen in ähnlicher Weise auch bei der Untersuchung anderer krankheitsrelevanter Vorgänge (z. B. bei Sepsis, Krebs, Autoimmunkrankheiten usw.) am und im Gewebe zu tragen. Zu den Vorteilen der Erfindung zählt weiterhin die Möglichkeit, die Adhäsion und Transmigration von Zellen sowohl aufsichtig als auch seitlich auf und im Gewebe zu erfassen. Um dies zu erreichen, kommen Stereomikroskope zum Einsatz, die in der Lage sind, auch Fluoreszenzsignale zu detektieren. Durch den Einsatz von Fluoreszenzfarbstoffen, die im langwelligen Infrarotbereich emittieren, ist es möglich, Zellbewegungen auch innerhalb von Geweben zu erfassen. Durch das Einbringen von horizontalen transparenten Zwischenschichten in zu untersuchende Gewebe ist es weiterhin möglich, auch Zellbewegungen im Graufeld mittels Phasenkontrast zu erfassen.Diseases, like cancer and sepsis, whose spread occurs through blood flow, can with this invention much more accurate, more thorough and more extensively than with previous in vitro methods become. The invention makes it possible to metastasize of tumor cells cost-efficient, standardized and without use of animal models. Here, physiological Conditions are simulated to give a comprehensive picture of to maintain the spread of tumor cells in vivo. It is possible through the use of different tissue associations, different Imitate tissue areas of the body and thus metastasis of certain tumors in defined tissues. moreover It is possible to study for a long time To carry out periods and with one or more times Medium circulation to work within the system. This will be the opportunity created long-term pathophysiological processes, such as the emergence of atherosclerotic lesions, in real time. Furthermore, it is possible the effect of pharmacologically active substances, particles or cells in the To document the course of pathophysiological processes in real time. This may allow studies on the development of interventional therapies be made more effective, since drug concentrations are dynamic can be changed and the impact on pathophysiological processes can be observed directly. These possibilities open up, for example the study of atherosclerotic lesions, with it associated inflammatory reactions and pharmacological action effective substances provide new opportunities since cells are human Origin can be used and on the use can be dispensed with animal models. This allows processes relevant to the pathogenesis in humans be better examined. The advantages of the invention come in a similar way also in the study of other disease-relevant Events (eg sepsis, cancer, autoimmune diseases etc.) to wear on and in the tissue. Among the advantages of the invention continue the possibility of adhesion and transmigration of cells both in the eye and on the side and in the tissue capture. To achieve this, stereomicroscopes are used, which are also able to detect fluorescence signals. By the use of fluorescent dyes in the long-wave infrared range emit, it is possible cell movements also within of tissues. By introducing horizontal transparent Intermediate layers in tissues to be examined, it is still possible Also to detect cell movements in the gray field by means of phase contrast.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Kammerkörpers als Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Ansichten näher erläutert werden.The invention will be described below with reference to a chamber body shown in the drawing as an exemplary embodiment in different Ansich be explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1: Kammerkörper mit drei unterhalb der Interaktionszone angeordneten Perfusionskammern in geschnittener schematischer Seitenansicht 1 : Chamber body with three arranged below the interaction zone perfusion chambers in a sectional schematic side view

2: frontale Ansicht des Kammerkörpers mit angedeutetem aufsichtigem Objektiv- und Tubussystem 2 : frontal view of the chamber body with indicated objective lens and tube system

3: seitliche Ansicht des Kammerkörpers in der Längsachse mit angedeuteten aufsichtigen und seitlichen Objektiv- und Tubussystemen inklusive Fluoreszenzeinheit 3 : lateral view of the chamber body in the longitudinal axis with indicated supervisory and lateral lens and tube systems including fluorescence unit

4: seitliche Ansicht des Kammerkörpers in der Längsachse mit angedeuteten aufsichtigen Objektiv- und Tubussystemen und seitliche angeordnetem Ramanmikroskop und Laser 4 : Side view of the chamber body in the longitudinal axis with indicated objective lens and tube systems and lateral Raman microscope and laser

5: schematische Darstellung der Flüssigkeitsumläufe 5 : schematic representation of the liquid circulations

1 zeigt einen Kammerkörper 1 mit drei Interaktionszonen 2, 3, 4, bestehend jeweils aus einer dem menschlichen Körper nachgebildeten Zell-, Gewebe- und Implantatschicht. Der Kammerkörper 1 weist einen Zufluss 5 auf, über welchen ein Flussmedium 6 mit den zu untersuchenden Zellen und Partikel (angedeutet durch Pfeildarstellung) in den Kammerkörper 1 eingeleitet wird, so dass die Zellen und Partikel des einströmenden Flussmediums 6 nacheinander die Interaktionszonen 2, 3, 4, unter welchen drei Perfusionskammern 7, 8, 9 angeordnet sind, durchströmen und mit der jeweiligen Zell-, Gewebe- und Implantatschicht in Kontakt treten. Nach Durchströmen des Kammerkörpers 1 mit den Interaktionszonen 2, 3, 4 tritt das Flussmedium über einen Abfluss 10 wieder aus. Der Kammerkörper wird über ein integriertes Heiz-/Kühlwasserkanalsystem 11 temperiert. 1 shows a chamber body 1 with three interaction zones 2 . 3 . 4 , each consisting of a replicated to the human body cell, tissue and implant layer. The chamber body 1 has an inflow 5 on, over which a flow medium 6 with the cells and particles to be examined (indicated by the arrow) in the chamber body 1 is introduced so that the cells and particles of the incoming flow medium 6 successively the interaction zones 2 . 3 . 4 , under which three perfusion chambers 7 . 8th . 9 are arranged, flow through and come into contact with the respective cell, tissue and implant layer. After flowing through the chamber body 1 with the interaction zones 2 . 3 . 4 the flow medium enters via a drain 10 out again. The chamber body is via an integrated heating / cooling water duct system 11 tempered.

Die Interaktion der Zellen und Partikel des Flussmediums mit den Interaktionszonen 2, 3, 4 kann durch ein seitlich bzw. aufsichtig angeordnetes Mikroskopsystem 12 beobachtet werden (vgl. 2). Als Mikroskopsystem 12 können in an sich bekannter Weise sowohl Stereomikroskopsysteme als auch konfokale Laserscanning Mikroskope oder andere Mikroskop- und Spektroskopiesysteme zum Einsatz kommen. Die Beobachtung der Interaktionszonen 2, 3, 4 durch das Mikroskopsystem 12 erfolgt durch im Kammerkörper 1 vorgesehenen und den Interaktionszonen 2, 3, 4 zugeordnete austauschbare Glas- oder Quarzeinsätze 13, 14, 15. Zur vollständigen Beobachtung der Gesamtheit aller Interaktionszonen 2, 3, 4 ist das Mikroskopsystem 12 über (aus Übersichtsgründen nicht in der Zeichnung dargestellte Mittel, beispielsweise an sich bekannte schienenartige Führungselemente zur transversalen Positionsveränderung und ebenfalls an sich bekannte Schwenk- bzw. Rotationselemente zur Veränderung der Winkellage, über die Seite des Kammerkörpers 1 mit den Glas- oder Quarzeinsätzen 13, 14, 15 verfahrbar.The interaction of the cells and particles of the flow medium with the interaction zones 2 . 3 . 4 can by a laterally or prudently arranged microscope system 12 be observed (cf. 2 ). As a microscope system 12 Both stereomicroscope systems and confocal laser scanning microscopes or other microscopy and spectroscopy systems can be used in a manner known per se. The observation of the interaction zones 2 . 3 . 4 through the microscope system 12 done by in the chamber body 1 and the interaction zones 2 . 3 . 4 associated replaceable glass or quartz inserts 13 . 14 . 15 , For complete observation of the totality of all interaction zones 2 . 3 . 4 is the microscope system 12 about (for reasons of clarity not shown in the drawing means, for example, known rail-like guide elements for transversal position change and also known per se pivot or rotation elements for changing the angular position, on the side of the chamber body 1 with the glass or quartz inserts 13 . 14 . 15 traversable.

Durch das Mikroskopsystem 12 kann die Adhäsion, Migration und Differenzierung der Zellen und Partikel des Flussmediums sowie der Zell-, Gewebe- und Implantatschichten der Interaktionszonen 2, 3, 4 in Echtzeit beobachtet und ausgewertet werden.Through the microscope system 12 may be the adhesion, migration and differentiation of the cells and particles of the flow medium as well as the cell, tissue and implant layers of the interaction zones 2 . 3 . 4 be observed and evaluated in real time.

In 3 sind zwei Mikroskopsysteme 12 dargestellt, welche die Interaktionszonen 2, 3, 4 des Kammerkörpers 1 sowohl aufsichtig und als auch seitlich (Beobachtungsstrahlengang 36) beobachten. Die beiden aus Übersichtsgründen getrennt dargestellten Mikroskopsysteme 12 können beispielsweise durch separate und vorzugsweise in rechtwinkliger Lage zueinander angeordnete Mikroskopsysteme oder auch durch ein einziges Mikroskopsystem mit entsprechenden Beobachtungsstrahlengängen (mit aufsichtigem Strahlengang 37 und seitlichem Strahlengang 36 an den Kammerkörpers 1 angreifend) realisiert werden.In 3 are two microscope systems 12 representing the interaction zones 2 . 3 . 4 of the chamber body 1 both overseer and laterally (observation beam path 36 ) observe. The two microscope systems shown separately for reasons of clarity 12 For example, by separate and preferably in a right angle to each other arranged microscope systems or by a single microscope system with corresponding observation beam paths (with supervisory beam path 37 and lateral beam path 36 to the chamber body 1 attacking).

Zur Auswertung und Dokumentation der durch die getrennt dargestellten Mikroskopsysteme 12 detektierten Signale, sind die beiden Mikroskopsysteme 12 jeweils über einen Kameraport 16 bzw. 17 mit einem Computersystem 18 gekoppelt (vgl. 3).For the evaluation and documentation of the microscope systems shown separately 12 detected signals are the two microscope systems 12 each via a camera port 16 respectively. 17 with a computer system 18 coupled (cf. 3 ).

Für die Detektion von Fluoreszenzsignalen an Zellen und Partikeln des Flussmediums und/oder an den besagten Zell-, Gewebe- und Implantatschichten der Interaktionszonen 2, 3, 4 und/oder der Perfusionskammern 7, 8, 9 werden diese Bereiche durch eine geeignete und Fluoreszenzfarbstoffe anregende Lichtquelle 19 bestrahlt.For the detection of fluorescence signals on cells and particles of the flow medium and / or on the said cell, tissue and implant layers of the interaction zones 2 . 3 . 4 and / or the perfusion chambers 7 . 8th . 9 these areas are illuminated by a suitable and fluorescent dyes stimulating light source 19 irradiated.

Zur Detektion von metabolischen Vorgängen an Zellen und Partikeln des Flussmediums und/oder an den besagten Zell-, Gewebe- und Implantatschichten der Interaktionszonen 2, 3, 4 und/oder der Perfusionskammern 7, 8, 9 können ferner Spektroskopiemessungen durchgeführt werden. Hierfür erfolgt die optische Anregung durch einen Laser 20 (vgl. 4).For the detection of metabolic processes on cells and particles of the flow medium and / or on the said cell, tissue and implant layers of the interaction zones 2 . 3 . 4 and / or the perfusion chambers 7 . 8th . 9 In addition, spectroscopy measurements can be carried out. For this purpose, the optical excitation is carried out by a laser 20 (see. 4 ).

Die Messung der Spektren erfolgt durch einen Detektor 21, der beispielsweise in Form eines an sich bekannten Ramanmikroskops in das System integriert werden kann, Der Detektor 21 ist zur Signaldigitalisierung an ein Wandlersystem 22 gekoppelt, der ebenfalls mit dem Computersystem 18 zur Datenauswertung in Verbindung steht.The measurement of the spectra is carried out by a detector 21 , which can be integrated in the system, for example in the form of a known Raman microscope, the detector 21 is for signal digitization to a transducer system 22 coupled with the computer system 18 for data analysis.

Zum Einbringen von Zellen oder Partikeln in das Flussmedium dient ein Zellreservoir 23, das an ein beheiz-/kühlbares Mediumreservoir 24 gekoppelt ist (vgl. schematische Darstellung 5). Eine Steuerung von pH-Wert und pO2-Wert kann durch Begasungsanlagen erfolgen, die im Mediumreservoir 24 oder auch im Zellreservoir 23 integriert sein können (aus Übersichtsgründen nicht explizit in der Zeichnung dargestellt). Eine Zugabe von Substanzen in das Flussmedium kann durch ein Substanzapplikationsventil 25 erfolgen. Das Zellreservoir 23, das Mediumreservoir 24 und das Substanzapplikationsventil 25 sind in einen Mediumkreislauf 26 eingebunden. 5 zeigt diesen Mediumkreislauf 26, in welchem auch eine Sensorkammer 27 mit Sensorelementen zur Erfassung der Zellkulturparameter, wie pH-Werte, Temperatur und Nährstoffversorgung, für die im Flussmedium 5 vorhandenen Zellen und Partikel angeordnet ist. Auf diese Weise werden die besagten Zellkulturparameter im Mediumkreislauf 26 kontrolliert und können beispielsweise, wie vorgenannt, über die erwähnten Begasungsanlagen des Mediumreservoirs 24 oder des Zellreservoir 23 anwendungsspezifisch gesteuert werden.For introducing cells or particles into the flow medium, a cell reservoir is used 23 connected to a heatable / coolable medium reservoir 24 is coupled (see schematic illustration 5 ). Control of pH value and pO 2 value can be effected by gassing plants, which are in the medium reservoir 24 or in the cell reservoir 23 can be integrated (for reasons of clarity not explicitly shown in the drawing). An addition of substances into the flow medium may be through a substance application valve 25 respectively. The cell reservoir 23 , the medium reservoir 24 and the substance application valve 25 are in a medium cycle 26 involved. 5 shows this medium cycle 26 , in which also a sensor chamber 27 with sensor elements for the detection of cell culture parameters, such as pH, temperature and nutrient supply, for those in the flow medium 5 existing cells and particles is arranged. In this way, the said cell culture parameters in the medium cycle 26 controlled and can, for example, as mentioned above, via the mentioned gassing of the medium reservoir 24 or the cell reservoir 23 be controlled application-specific.

Die Temperierung des Kammerkörpers 1 erfolgt über einen Heizungs-/Kühlungskreislauf 28. An welchen ein temperierbares Heizwasserreservoir 29 angeschlossen ist, das den Heizungs-/Kühlungskreislauf 28 speist.The temperature of the chamber body 1 via a heating / cooling circuit 28 , At which a temperatureable Heizwasserreservoir 29 connected to the heating / cooling circuit 28 fed.

Unterhalb des Kammerkörpers 1 sind an demselben (entsprechend den drei besagten Interaktionszonen) drei Perfusionskammern 30, 31, 32 angeordnet (vgl. auch Perfusionskammern 7, 8, 9 in 1) angebracht, an die jeweils ein Vorratsbehälter 33, 34, 35 für zusätzlich in den Mediumkreislauf 26 einzubringende Testubstanzen und sonstige Applikationen angeschlossen ist.Below the chamber body 1 there are three perfusion chambers (corresponding to the three said interaction zones) on the same 30 . 31 . 32 arranged (see also perfusion chambers 7 . 8th . 9 in 1 ), to each of which a reservoir 33 . 34 . 35 for additional in the medium circulation 26 introduced test substances and other applications is connected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kammerkörperchamber body
2, 3, 42, 3, 4
InteraktionszoneInteraction zone
55
Zuflussinflow
66
einströmendes Flussmediuminflowing flow medium
7, 8, 97, 8, 9
Perfusionskammerperfusion chamber
1010
Abflussoutflow
1111
Heiz-/KühlwasserkanalsystemHeating / cooling water channel system
1212
Mikroskopsystemmicroscope system
13, 14, 1513 14, 15
Glas- oder Quarzeinsatz im Kammerkörper 1Glass- or quartz insert in the chamber body 1
16, 1716 17
Kameraportcamera port
1818
Computersystemcomputer system
1919
Lichtquellelight source
2020
Laserlaser
2121
Detektordetector
2222
Wandlersystemconverter system
2323
Zellreservoircell reservoir
2424
Mediumreservoirmedium reservoir
2525
SubstanzapplikationsventilDrug application valve
2626
MediumkreislaufMedium circuit
2727
Sensorkammersensor chamber
2828
Heizungs-/KühlungskreislaufHeating / cooling cycle
2929
HeizwasserreservoirHeizwasserreservoir
30, 31, 3230 31, 32
Perfusionskammerperfusion chamber
33, 34, 3533 34, 35
Vorratsbehälterreservoir
36, 3736 37
BeobachtungsstrahlengangObservation beam path

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10019833 C2 [0004, 0006] - DE 10019833 C2 [0004, 0006]
  • - CA 2503203 A1 [0020] - CA 2503203 A1 [0020]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - T. M. Bocan: Animal models of atherosclerosis and interpretation of drug intervention studies, Curr Pharm Des 4, 1998, 37–52 [0003] TM Bocan: Animal Models of Atherosclerosis and Interpretation of Drug Intervention Studies, Curr Pharm Des. 4, 1998, 37-52 [0003]
  • - A. C. McMahon, L. Kritharides and H. C. Lowe: Animal models of atherosclerosis progression: current concepts, Curr Drug Targets Cardiovasc Haematol Disord 5, 2005, 433–440 [0003] AC McMahon, L. Critharides and HC Lowe: Animal Models of Atherosclerosis Progression: Current Concepts, Curr Drug Targets Cardiovasc Haematol Disord 5, 2005, 433-440 [0003]
  • - J. C. Russell and S. Proctor: Small animal models of cardiovascular disease: tools for the study of the roles of metabolic syndrome, dyslipidemia, and atherosclerosis. Cardiovasc Pathol 15, 2006, 318–330 [0003] - JC Russell and S. Proctor: Small animal models of cardiovascular disease: tools for the study of the roles of metabolic syndrome, dyslipidemia, and atherosclerosis. Cardiovascular Pathol 15, 2006, 318-330 [0003]
  • - G. Cinamon and R. Alon: A real time in vitro assay for studying leukocyte transendothelial migration under physiological flow conditions, J Immunol Methods 273 (1-2), 2003, 53–62 [0009] G. Cinamon and R. Alon: A real-time in vitro assay for studying leukocyte transendothelial migration under physiological flow conditions, J. Immunol. Methods 273 (1-2), 2003, 53-62 [0009]
  • - T. Schreiber, V. Shinder et al.: Shear flow-dependent integration of apical and subendothelial chemokines in T-cell transmigration: implications for locomotion and the multistep paradigm, Blood 109 (4), 2007, 1381–1386 [0009] - T. Schreiber, V. Shinder et al .: Shear flow-dependent integration of apical and subendothelial chemokines in T-cell transmigration: implications for locomotion and the multistep paradigm, Blood 109 (4), 2007, 1381-1386 [0009]
  • - J. T. Butcher, A. M. Penrod, A. J. Garcia and R. M. Nerem: Unique morphology and focal adhesion development of valvular endothelial cells in static and fluid flow environments, Arterioscler Thromb Vasc Biol 24, 2004, 1429–1434 [0011] - JT Butcher, AM Penrod, AJ Garcia and RM Nerem: Unique morphology and focal adhesion development of valvular endothelial cells in static and fluid flow environments, Arterioscler Thromb Vasc Biol 24, 2004, 1429-1434 [0011]
  • - C. Dong, M. J. Slattery et al.: In vitro characterization and micromechanics of tumor cell chemotactic protrusion, locomotion, and extravasation, Ann Biomed Eng 30 (3), 2002, 344–55 [0015] - C. Dong, MJ Slattery et al .: In vitro characterization and micromechanics of tumor cell chemotactic protrusion, locomotion, and extravasation, Ann Biomed Eng 30 (3), 2002, 344-55 [0015]
  • - J. J. Chiu, D. L. Wang et al.: Effects of disturbed flow an endothelial cells, J Biomech Eng 120 (1), 1998, 2–8 [0018] JJ Chiu, DL Wang et al .: Effects of disturbed flow on endothelial cells, J Biomech Eng 120 (1), 1998, 2-8 [0018]
  • - J. J. Chiu, C. N. Chen et al.: Analysis of the effect of disturbed flow an monocytic adhesion to endothelial cells, J Biomech 36 (12), 2003, 1883–95 [0018] JJ Chiu, CN Chen et al .: Analysis of the effect of disturbed flow on monocytic adhesion to endothelial cells, J. Biomech 36 (12), 2003, 1883-95. [0018]
  • - Cinamon und Alon (2003) [0018] - Cinamon and Alon (2003) [0018]
  • - Schreiber und Shinder et al. (2007) [0018] - Schreiber and Shinder et al. (2007) [0018]
  • - Cinamon und Alon, 2003 sowie Schreiber und Shinder et al., 2007 [0021] Cinamon and Alon, 2003, and Schreiber and Shinder et al., 2007 [0021]

Claims (52)

Verfahren zur Erfassung der Bewegung und Anlagerung von Zellen und Partikeln an Zell-, Gewebe- und Implantatschichten bei der Simulation von Flussbedingungen, bei dem die Zellen und Partikel in einem Flussmedium durch zumindest eine Interaktionszone im Bereich der ggf. durch Trägermaterialien stabilisierten Zell-, Gewebe- und Implantatschicht geleitet werden sowie die Bewegungs- und Anlagerungsprozesse in laminaren, turbulenten und pulsierenden Strömungen visuell durch Aufsicht auf die zumindest eine Interaktionszone erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung und Anlagerung der Zellen und Partikel, einschließlich deren Migration durch die Zell-, Gewebe- und Implantatschicht, in der gesamten zumindest einen Interaktionszone optisch erfasst und ausgewertet werden, dass durch die Zell-, Gewebe- und Implantatschicht transmigrierende Zellen und Partikel in wenigstens einer Perfusionskammer vorzugsweise unterhalb der zumindest einen Interaktionszone aufgefangen werden und dass die Flussbedingungen des Flussmediums außerhalb und innerhalb der zumindest einen Interaktionszone, insbesondere für Langzeituntersuchungen, durch Einstellung der Zellkulturparameter, wie pH-Werte, Temperatur und Nährstoffversorgung für die Zellen und Partikel, gesteuert werden.Method for detecting the movement and attachment of cells and particles to cell, tissue and implant layers in the simulation of flow conditions, in which the cells and particles in a flow medium through at least one interaction zone in the area of possibly stabilized by support materials cell, tissue and the implantation layer processes are conducted and the movement and attachment processes in laminar, turbulent and pulsating flows are detected visually by monitoring the at least one interaction zone, characterized in that the movement and attachment of the cells and particles, including their migration through the cell, Tissue and implant layer, are optically detected and evaluated in the entire at least one interaction zone, that by the cell, tissue and implant layer transmigrating cells and particles are collected in at least one perfusion chamber preferably below the at least one interaction zone and the flow conditions of the flow medium outside and within the at least one interaction zone, in particular for long-term studies, are controlled by adjusting cell culture parameters such as pH, temperature and nutrient supply to the cells and particles. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung und Anlagerung der Zellen und Partikel in getrennten und von mehreren Seiten auf den Bereich der zumindest einen Interaktionszone gerichteten Beobachtungsstrahlengängen erfasst wird.Process according to claim 1, characterized characterized in that the movement and attachment of the cells and Particles in separate and from several sides on the area of the at least one interaction zone directed observation beam paths is detected. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optisch erfassten Daten der Bewegung und Anlagerung der Zellen und Partikel digitalisiert und rechentechnisch ausgewertet werden.Process according to claim 1, characterized characterized in that the optically detected data of the movement and Attachment of cells and particles digitized and computationally be evaluated. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Erfassung der Bewegung und Anlagerung der Zellen und Partikel durch wenigstens einen Beobachtungsstrahlengang erfolgt.Process according to claim 1, characterized characterized in that the optical detection of movement and attachment the cells and particles are carried out by at least one observation beam path. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Beobachtungsstrahlengang gleichzeitig mit der Beobachtung der zumindest einen Interaktionszone eine spektroskopische Erfassung der Bewegung und Anlagerung der Zellen und Partikel folgt.A method according to claim 4, characterized characterized in that in the at least one observation beam path simultaneously with the observation of the at least one interaction zone a spectroscopic detection of the movement and attachment of the Cells and particles follow. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flussbedingungen sowie die Umweltbedingungen, wie Einstellung des pH-Wertes, Sauerstoffsättigung, der Temperatur und der Nährstoffversorgung für die Zellen und Partikel, einstellbar geregelt werden.Process according to claim 1, characterized characterized in that the flow conditions as well as the environmental conditions, like pH adjustment, oxygen saturation, the Temperature and nutrient supply for the Cells and particles, adjustable to be regulated. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen und Partikel zum Zweck ihrer Erfassung durch Zugabe eines oder mehrerer Fluoreszenzmarker, beispielsweise AlexaFluor 488, AlexaFluor 534 oder AlexaFluor 647, zusätzlich optisch markiert werden.Process according to claim 1, characterized characterized in that the cells and particles for the purpose of their detection by adding one or more fluorescent markers, for example AlexaFluor 488, AlexaFluor 534 or AlexaFluor 647, additional be optically marked. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen und Partikel durch mehrere unterschiedliche Fluoreszenzmarker, zusätzlich optisch markiert werden.Process according to claim 7, characterized characterized in that the cells and particles by several different Fluorescence marker, additionally optically labeled. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen und Partikel zum Zweck ihrer Erfassung, beispielsweise durch Zugabe eines oder mehrerer Isotope, zusätzlich radioaktiv markiert werden.Process according to claim 1, characterized characterized in that the cells and particles are for the purpose of their detection, for example, by adding one or more isotopes, in addition be radioactively marked. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zell-, Gewebe- und Implantatschichten der zumindest einen Interaktionszone durch Zugabe eines oder mehrerer Fluoreszenzmarker, beispielsweise AlexaFluor 488©, AlexaFluor 534© oder AlexaFluor 647© oder geeigneter Qdots©, optisch markiert werden.A method according to claim 1, characterized in that the cell, tissue and implant layers of at least one interaction zone by the addition of one or more fluorescent markers, such as AlexaFluor 488 © , AlexaFluor 534 © or AlexaFluor 647 © or suitable Qdots © , optically labeled. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zell-, Gewebe- und Implantatschichten der zumindest einen Interaktionszone, beispielsweise durch Zugabe eines oder mehrerer Isotope, zusätzlich radioaktiv markiert werden.Process according to claim 1, characterized characterized in that the cell, tissue and implant layers of the at least one interaction zone, for example by adding a or more isotopes, additionally be radioactively labeled. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem die zumindest eine Interaktionszone durchströmenden Flussmedium Wirksubstanzen und/oder biologisch wirksame Partikel, insbesondere mikrobiologischen Ursprungs, wie Bakterien, Sporen, Pilze und Parasiten, in abgetöteter und/oder vitaler Form, und/oder biologisch nicht wirksame Partikel, wie Mikrobeads, zugegeben werden.Process according to claim 1, characterized characterized in that the at least one interaction zone flowing through Flow medium active substances and / or biologically active particles, especially of microbiological origin, such as bacteria, spores, Fungi and parasites, in dead and / or vital form, and / or non-biologically active particles, such as microbeads added become. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikation der Wirksubstanzen und/oder biologisch wirksamen Partikel unmittelbar in der zumindest einen Interaktionszone erfolgt.A method according to claim 12, characterized characterized in that the application of the active substances and / or biologically active particles directly in the at least one Interaction zone takes place. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirksubstanzen und/oder biologisch wirksamen und/oder biologisch inerten Partikel mit veränderlich dosierbarer Konzentration während der Erfassung der Bewegung und Anlagerung von Zellen und Partikel zugegeben werden.A method according to claim 12, characterized characterized in that the active substances and / or biologically active and / or biologically inert particles with variably dosable Concentration during the detection of movement and attachment of Cells and particles are added. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen und Partikel die zumindest eine Interaktionszone mehrfach durchströmen.Process according to claim 1, characterized characterized in that the cells and particles are at least one Flow through the interaction zone several times. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Zell-, Gewebe- und Implantatschicht transmigrierenden sowie in der wenigstens einen Perfusionskammer aufgefangenen Zellen und Partikel einer separaten zusätzlichen Analyse unterzogen werden.A method according to claim 1, characterized in that the transmigrating through the cell, tissue and implant layer and in the we at least one of the perfusion chambers collected cells and particles are subjected to a separate additional analysis. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert und die Sauerstoffsättigung des Flussmediums durch Potentiometrie gemessen werden.Process according to claim 1, characterized characterized in that the pH and the oxygen saturation of the flow medium can be measured by potentiometry. Vorrichtung zur Erfassung der Bewegung und Anlagerung von Zellen und Partikeln an Zell-, Gewebe- und Implantatschichten bei der Simulation von Flussbedingungen, bei dem die Zellen und Partikel in einem Flussmedium durch zumindest eine Interaktionszone im Bereich der ggf. durch Trägermaterialien stabilisierten Zell-, Gewebe- und Implantatschicht geleitet werden sowie die Bewegungs- und Anlagerungsprozesse in laminaren, turbulenten und pulsierenden Strömungen visuell durch Aufsicht auf die zumindest eine Interaktionszone erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mikroskopieeinrichtung (12) mit mindestens einem Beobachtungsstrahlengang (36, 37) zur optischen Erfassung der Zellen und Partikel nicht nur oberhalb, sondern auch innerhalb und außerhalb, vorzugsweise unterhalb, der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4), einschließlich der Erfassung der Migration der Zellen und Partikel durch deren Zell-, Gewebe- und Implantatschicht, vorgesehen ist, dass in und/oder an der Vorrichtung Sensor- und Steuerungselemente (28) angeordnet sind, durch die insbesondere für Langzeituntersuchungen die Zellkulturparameter zumindest eines Medienkreislaufs (26) der Vorrichtung, beispielsweise pH-Wert, Sauerstoffsättigung, Temperatur und Nährstoffversorgung der Zellen und Partikel, gesteuert und einstellbar geregelt werden können, und dass vorzugsweise unterhalb der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) wenigstens eine Perfusionskammer (7, 8, 9, 30, 31, 32) zur Einbringung von Testsubstanzen in die zumindest eine Interaktionszone (2, 3, 4) sowie zur Anreicherung von durch die Zell-, Gewebe- und Implantatschicht transmigrierenden Zellen und Partikeln vorgesehen ist.Device for detecting the movement and attachment of cells and particles to cell, tissue and implant layers in the simulation of flow conditions, in which the cells and particles in a flow medium through at least one interaction zone in the possibly stabilized by support materials cell, tissue and implant layer are passed and the movement and attachment processes in laminar, turbulent and pulsating flows are visually detected by supervision of the at least one interaction zone, characterized in that a microscopy device ( 12 ) with at least one observation beam path ( 36 . 37 ) for the optical detection of the cells and particles not only above, but also inside and outside, preferably below, the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ), including the detection of the migration of the cells and particles through their cell, tissue and implant layer, it is provided that sensor and control elements (in and / or on the device) ( 28 ) are arranged, through which, in particular for long-term studies, the cell culture parameters of at least one medium cycle ( 26 ) of the device, for example pH, oxygen saturation, temperature and nutrient supply of the cells and particles, can be controlled and adjusted in an adjustable manner, and that preferably below the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) at least one perfusion chamber ( 7 . 8th . 9 . 30 . 31 . 32 ) for introducing test substances into the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) as well as for the enrichment of cells and particles transmigrating through the cell, tissue and implant layer. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroskopieeinrichtung (12) zusätzlich zu dem aufsichtig auf die zumindest eine Interaktionszone gerichteten Beobachtungsstrahlengang einen im Wesentlichen seitlich auf dieselbe Interaktionszone gerichteten Beobachtungsstrahlengang (36) aufweist.Device according to claim 18, characterized in that the microscopy device ( 12 ), in addition to the observation beam path which is directed to the at least one interaction zone in a supervisory manner, has an observation beam path directed substantially laterally onto the same interaction zone (US Pat. 36 ) having. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Mikroskopieeinrichtung (12) eine Spektroskopieeinheit (20, 21) zur Erfassung und Auswertung der Zellen und Partikel, einschließlich der Analyse der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) selbst, vorgesehen ist.Device according to claim 18, characterized in that in addition to the microscopy device ( 12 ) a spectroscopy unit ( 20 . 21 ) for the detection and evaluation of the cells and particles, including the analysis of the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) itself, is provided. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Daten der Spektroskopieeinheit (20, 21) ein Laserscanning Mikroskop vorgesehen ist.Device according to claim 20, characterized in that for detecting the data of the spectroscopy unit ( 20 . 21 ) A laser scanning microscope is provided. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Spektroskopieeinheit (12) zur Datenauswertung mit einem Rechner (18) in Verbindung stehtDevice according to claim 20, characterized in that the spectroscopy unit ( 12 ) for data evaluation with a computer ( 18 ) Vorrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in den Beobachtungsstrahlengängen (36, 37) der Mikroskopieeinrichtung (12) Kameras (16, 17) zur Bilderfassung vorgesehen sind, die zur Bildauswertung vorzugsweise mit einem Rechner (18) in Verbindung stehen.Device according to claim 19, characterized in that in the observation beam paths ( 36 . 37 ) of the microscopy device ( 12 ) Cameras ( 16 . 17 ) are provided for image acquisition, preferably for image evaluation with a computer ( 18 ) keep in touch. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Spektroskopieeinheit (20, 21) zur synchronen Auswertung der spektrometrischer Daten mit der Mikroskopieeinrichtung (12) gekoppelt ist, um die Zellen und Partikel in der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) räumlich lokalisiert zu analysieren.Device according to claim 20, characterized in that the spectroscopy unit ( 20 . 21 ) for the synchronous evaluation of the spectrometric data with the microscopy device ( 12 ) is coupled to the cells and particles in the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) spatially localized. Vorrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen seitlich auf die zumindest eine Interaktionszone (2, 3, 4) gerichtete Beobachtungsstrahlengang (36) an eine separate Aufzeichungseinheit (17) gekoppelt ist.Apparatus according to claim 19, characterized in that the substantially laterally on the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) directed observation beam path ( 36 ) to a separate recording unit ( 17 ) is coupled. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Mikroskopieeinrichtung (12) zwei Stereomikroskopie-Systeme vorgesehen sind.Device according to claim 18, characterized in that as a microscopy device ( 12 ) two stereo microscopy systems are provided. Vorrichtung gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stereomikroskopie-Systeme zur synchronen Auswertung der Bild- und/oder Videodaten und einer möglichst genauen Darstellung von Interaktions- und Migrationsvorgängen der Partikel und Zellen im dreidimensionalen Raum hard- und/oder softwaremäßig miteinander gekoppelt sind.Device according to claim 26, characterized in that the two stereomicroscopy systems for synchronous evaluation of the image and / or video data and a as accurate as possible representation of interaction and migration processes the particles and cells in three-dimensional space hard and / or software-coupled with each other. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel, beispielsweise ein Stativsystem, vorgesehen sind, die es gestatten, die Mikroskopieeinrichtung oder deren die optischen Aufnahmeelemente in ihrer Position relativ zu der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) zu verändern.Device according to claim 18, characterized in that means, for example a tripod system, are provided which allow the microscope device or its optical receiving elements to be in position relative to the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) to change. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel, beispielsweise ein Stativsystem, vorgesehen sind, die es gestatten, die Spektroskopieeinheit in ihrer Position relativ zu der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) zu verändern.Apparatus according to claim 20, characterized in that means, for example a tripod system, are provided, which allow the spectroscopic unit in position relative to the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) to change. Vorrichtung gemäß Anspruch 28 und/oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel schienenartige Führungselemente, insbesondere zur transversalen Positionsveränderung entlang der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) enthalten.Device according to claim 28 and / or 29, characterized in that said means rail-like guide elements, in particular for the transversal position change along the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) contain. Vorrichtung gemäß Anspruch 28 und/oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel Schwenk- oder Rotationselemente zur Veränderung der Winkellage zu der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) enthalten.Device according to claim 28 and / or 29, characterized in that these means pivot or rotation elements for changing the angular position to the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) contain. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere zum Zweck einer parallel durchführbaren Testung verschiedener Wirkstoffe oder unterschiedlicher Wirkstoffkonzentrationen, vorzugsweise unterhalb der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) mehrere, beispielsweise drei, in Flussrichtung der Zellen und Partikel gesehen hintereinander angeordnete Perfusionskammern (7, 8, 9, 30, 31, 32) angeordnet sind.Device according to claim 18, characterized in that, in particular for the purpose of a parallel feasible testing of different active ingredients or different active substance concentrations, preferably below the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) a plurality, for example three, in the flow direction of the cells and particles successively arranged perfusion chambers ( 7 . 8th . 9 . 30 . 31 . 32 ) are arranged. Vorrichtung gemäß Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Perfusionskammern (7, 8, 9, 30, 31, 32) zum Zweck einer schnellen und aufwandgeringen Montage und/oder mechanischen Umrüstung modular aufgebaut und angeordnet sind.Device according to claim 32, characterized in that the perfusion chambers ( 7 . 8th . 9 . 30 . 31 . 32 ) are constructed and arranged modularly for the purpose of fast and low-cost assembly and / or mechanical conversion. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der wenigstens einen Perfusionskammer (7, 8, 9, 30, 31, 32) Mittel, beispielsweise Strömungskanäle, zum Erzeugen einer Medienverwirbelung vorgesehen sind, so dass sich transmigrierende Zellen und Partikel des Flussmediums (6) von der Unterseite der durchdrungenen Zell-, Gewebe- und Implantatschichten lösen und in der wenigstens einen Perfusionskammer (7, 8, 9, 30, 31, 32) aufgefangen werden.Device according to claim 18, characterized in that in the at least one perfusion chamber ( 7 . 8th . 9 . 30 . 31 . 32 ) Means, for example flow channels, are provided for generating a media swirl, so that transmigrating cells and particles of the flow medium ( 6 ) from the underside of the penetrated cell, tissue and implant layers and in the at least one perfusion chamber ( 7 . 8th . 9 . 30 . 31 . 32 ) are caught. Vorrichtung gemäß Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass in der wenigstens einen Perfusionskammer (7, 8, 9, 30, 31, 32) Mittel, beispielsweise ein oder mehrere Zellsiebe, zum Auffangen der transmigrierenden Zellen und Partikel vorgesehen sind.Device according to claim 32, characterized in that in the at least one perfusion chamber ( 7 . 8th . 9 . 30 . 31 . 32 ) Means, for example one or more cell sieves, are provided for collecting the transmigrating cells and particles. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, beispielsweise ein Ventilsystem (25), die es gestatten, zusätzlich Wirkstoffe in das Flussmedium (6) mit den Zellen und Partikeln einzubringen.Apparatus according to claim 18, characterized in that means are provided, for example a valve system ( 25 ), which allow additional active ingredients in the flow medium ( 6 ) with the cells and particles. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zell-, Gewebe- und Implantatschicht der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) durch eine oder mehrere für die Beobachtungsstrahlengänge optisch durchlässige Trägerschichten, beispielsweise bakterielle Nanocellulose, stabilisiert ist.Device according to claim 18, characterized in that the cell, tissue and implant layer of the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) is stabilized by one or more optically transparent carrier layers, for example bacterial nanocellulose, for the observation beam paths. Vorrichtung gemäß Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Zell-, Gewebe- und Implantatschicht der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) aus mehreren Einzelzellschichten besteht, die jeweils sandwichartig durch eine für die Beobachtungsstrahlengänge (36, 37) optisch durchlässige Trägerschicht, beispielsweise bakterielle Nanocellulose, getrennt sind.Device according to claim 37, characterized in that the cell, tissue and implant layer of the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) consists of several individual cell layers, each sandwiched by one for the observation beam paths ( 36 . 37 ) Optically transparent carrier layer, such as bacterial nanocellulose, are separated. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (5, 10) zur Beschickung, Halterung und Entnahme der Zell-, Gewebe- und Implantatschicht in oder aus der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) vorgesehen sind.Device according to claim 18, characterized in that means ( 5 . 10 ) for loading, holding and removing the cell, tissue and implant layer into or out of the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) are provided. Vorrichtung gemäß Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel aus einem in die zumindest eine Interaktionszone (2, 3, 4) einfügbaren Rahmensystem bestehen.Device according to claim 39, characterized in that said means move from one to the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) comprise an insertable frame system. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, beispielsweise eine Blasenfalle, welche ein homogenes und blasenfreies Vorbeiströmen der Zellen und Partikel an der Zell-, Gewebe- und Implantatschicht der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) gewährleisten.Device according to claim 18, characterized in that means are provided, for example a bubble trap, which permits a homogeneous and bubble-free passage of the cells and particles past the cell, tissue and implant layer of the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) guarantee. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Kreislaufsystem (26) ausgebildet ist, in welchem die Zellen und Partikel die zumindest eine Interaktionszone (2, 3, 4) mehrfach durchströmen.Device according to claim 18, characterized in that the device is in the form of a circulatory system ( 26 ) in which the cells and particles form the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) flow through several times. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere für langfristige Wirkstofftestungen Reservoirs (23, 24) für Zellen, Partikel und erforderliche Nährmedien vorgesehen sind.Device according to claim 18, characterized in that, in particular for long-term drug tests, reservoirs ( 23 . 24 ) are provided for cells, particles and required nutrient media. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Austausch von verbrauchtem und Zuführung von frischem Nährmedium semipermeable Membranen vorgesehen sind, an denen die Flüssigkeit mit den Zellen, Partikeln und Nährmedium in ihrem Kreislauf (26) vorbeiströmt.Device according to claim 18, characterized in that semipermeable membranes are provided for the exchange of spent and supply of fresh nutrient medium, at which the liquid with the cells, particles and nutrient medium in its circulation ( 26 ) flowed past. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (11, 27, 29) zur Beheizung der Vorrichtung vorgesehen sind, beispielsweise ein beheizbares Reservoir (29), das ebenfalls von dem Flussmedium mit den Zellen, Partikeln des Flussmediums (6) durchströmt wird.Device according to claim 18, characterized in that means ( 11 . 27 . 29 ) are provided for heating the device, for example a heatable reservoir ( 29 ), also from the flow medium with the cells, particles of the flow medium ( 6 ) is flowed through. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur CO2-Zumischung des Flussmediums (6) vorgesehen sind, beispielsweise ein Düsensystem, welches das CO2 dem Flussmedium (6) in einem Reservoir (24) zumischt.Apparatus according to claim 18, characterized in that means for CO 2 admixing of the flow medium ( 6 ) are provided, for example, a nozzle system, the CO 2 the flow medium ( 6 ) in a reservoir ( 24 ) mixes. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (28) vorgesehen sind zur Messung des pH-Wertes des Flussmediums (6), beispielsweise ionenselektive Feldeffekt-Transistoren (ISFET) oder potentiometrische Indikatorelektroden.Device according to claim 18, characterized in that means ( 28 ) are provided for measuring the pH of the flow medium ( 6 ), for example, ion selective field effect transistors (ISFET) or potentiometric indicator electrodes. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Sauerstoff-Zumischung des Flussmediums vorgesehen sind, beispielsweise ein mit Sauerstoff begasbares Reservoir (24) für das Flussmedium (6).Apparatus according to claim 18, characterized in that means are provided for the oxygen admixture of the flow medium, for example an oxygen-gassable reservoir ( 24 ) for the flow medium ( 6 ). Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (28) vorgesehen sind zur Messung des pO2-Wertes vom Flussmedium (6), beispielsweise membranbedeckte Elektroden oder elektrochemische Zellen mit festen Elektrolyten.Device according to claim 18, characterized in that means ( 28 ) are provided for measuring the pO 2 value of the flow medium ( 6 ), for example membrane-covered electrodes or electrochemical cells with solid electrolytes. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Messung der Flussgeschwindigkeit des Flussmediums (6) vorgesehen sind, beispielsweise eine im Flussmedium (6) eingebrachte Sonde mit rotatorischen Messflügeln.Apparatus according to claim 18, characterized in that means for measuring the flow velocity of the flow medium ( 6 ), for example one in the flow medium ( 6 ) introduced probe with rotary blades. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Anregung von Fluoreszenzfarbstoffen innerhalb des Kammerkörpers (1) vorgesehen sind, beispielsweise eine Lichtquelle, über welche Anregungslicht mittels Lichtleitkabel seitlich an den Kammerkörper (1) herangeführt ist.Device according to claim 18, characterized in that means for exciting fluorescent dyes within the chamber body ( 1 ) are provided, for example, a light source, via which excitation light by means of light guide laterally to the chamber body ( 1 ) is introduced. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Anregung von Molekülschwingungen in Zellen oder Partikeln oberhalb, innerhalb oder unterhalb der zumindest einen Interaktionszone (2, 3, 4) vorhanden sind, beispielsweise ein Laser, der die zumindest eine Interaktionszone (2, 3, 4) ausleuchtet und an ein konfokales Mikroskop gekoppelt ist.Device according to claim 18, characterized in that means for exciting molecular vibrations in cells or particles above, inside or below the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) are present, for example a laser, the at least one interaction zone ( 2 . 3 . 4 ) and coupled to a confocal microscope.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013200613A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device for determining strength of adhesion of biological material, has flow channel, one or multiple electrodes, which are arranged at or in flow channel and evaluation device, where electrodes carry out electro-chemical measurement
DE102014106423A1 (en) 2014-05-08 2015-11-12 Universitätsklinikum Jena Methods and apparatus for the in vitro production of cell layer arrays

Citations (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1919628A1 (en) * 1969-04-18 1971-04-08 Dittrich Wolfgang Flow photometry of particles of a dispersion with an automatic measuring and counter device
DE2508637B2 (en) * 1975-02-28 1977-04-21 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen METHODS AND ARRANGEMENTS FOR OPTICAL MEASUREMENT OF BLOOD GASES
DE2632556C2 (en) * 1976-07-20 1984-09-20 Max Planck Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen Light feed for a device for the optical measurement of substance concentrations
DD218959A1 (en) * 1983-07-04 1985-02-20 Univ Leipzig DEVICE FOR THE PHOTOMETRIC MEASUREMENT OF MECHANICAL PROPERTIES OF BIOLOGICAL PARTICLES
DE3736027A1 (en) * 1987-10-24 1989-05-03 Gerhard Dipl Phys Artmann Method for determining the shape of cells which prevails at a specific instant and device for carrying out the method
US5278048A (en) * 1988-10-21 1994-01-11 Molecular Devices Corporation Methods for detecting the effect of cell affecting agents on living cells
WO1994006010A1 (en) * 1992-09-02 1994-03-17 Reinhard Teichmann Process and device for in-vitro testing of effects on biological structures
DE4305405C1 (en) * 1993-02-22 1994-05-26 Hering Steffen Dr Sc Med Cell examination device using perfusion chamber - has perfusion fluid inlet and outlet on opposite sides and opening on underside of chamber sealed to substrate
US5363052A (en) * 1993-02-16 1994-11-08 Solid State Farms, Inc. Permittivity spectroscopy apparatus and method
WO1996002627A1 (en) * 1994-07-14 1996-02-01 Smithkline Beecham Corporation Diffusion chamber system and method for transport studies
DE4440383A1 (en) * 1994-11-11 1996-05-15 Stephan Prof Dr Rer Nat Nees Micro-rheological behaviour of human blood in-vitro examination method
US5601997A (en) * 1995-02-03 1997-02-11 Tchao; Ruy Chemotaxis assay procedure
DE19610146C1 (en) * 1996-03-15 1997-06-12 Wolf Prof Dr Bertling Container for biological or medical samples comprising body and lid
WO1997039624A1 (en) * 1996-04-23 1997-10-30 Advanced Tissue Sciences, Inc. Diffusion gradient bioreactor and extracorporeal liver device
US5919712A (en) * 1993-05-18 1999-07-06 University Of Utah Research Foundation Apparatus and methods for multi-analyte homogeneous fluoro-immunoassays
WO1999066329A1 (en) * 1998-06-12 1999-12-23 Cenes Limited High throughput screen
WO2000078920A1 (en) * 1999-06-21 2000-12-28 The General Hospital Corporation Methods and devices for cell culturing and organ assist systems
DE10027524A1 (en) * 2000-06-02 2001-12-13 Max Planck Gesellschaft Device and method for processing substrate-bound samples
US6485905B2 (en) * 1998-02-02 2002-11-26 Signature Bioscience, Inc. Bio-assay device
DE10019833C2 (en) 2000-04-20 2003-07-03 Acm Biotech Gmbh Device and method for simulating fluid flow conditions
WO2004020341A2 (en) * 2002-08-27 2004-03-11 Vanderbilt University Bioreactors with substance injection capacity
CA2503203A1 (en) 2002-10-22 2004-05-06 Surface Logix, Inc. Device and method for monitoring leukocyte migration
WO2005056788A1 (en) * 2003-12-08 2005-06-23 Excellin Life Sciences, Inc. Device and method for controlled electroporation and molecular delivery into cells and tissue
WO2005108983A1 (en) * 2004-05-12 2005-11-17 Pamgene B.V. Cell permeability assay in a living array of multiple cell types and multiple layers of a porous substrate
WO2007106868A2 (en) * 2006-03-14 2007-09-20 University Of Rochester Cell culture devices having ultrathin porous membrane and uses thereof
US7459303B2 (en) * 2002-07-20 2008-12-02 Acea Biosciences Impedance based apparatuses and methods for analyzing cells and particles

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5665599A (en) * 1994-12-01 1997-09-09 Minuth; Will Chamber for cultivating cells
DE4443902C1 (en) * 1994-12-01 1996-04-18 Will Prof Dr Minuth Chamber for long term cell culture
DE10244859B4 (en) * 2002-09-20 2007-01-11 Leibniz-Institut Für Polymerforschung Dresden E.V. Bioreactor with modular structure, in particular for ex-vivo cell proliferation
JP4858870B2 (en) * 2006-02-16 2012-01-18 財団法人生産技術研究奨励会 Electrical signal measurement device for cultured cells and electrical signal measurement method using the device
US9023642B2 (en) * 2006-07-07 2015-05-05 The University Of Houston System Method and apparatus for a miniature bioreactor system for long-term cell culture

Patent Citations (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1919628A1 (en) * 1969-04-18 1971-04-08 Dittrich Wolfgang Flow photometry of particles of a dispersion with an automatic measuring and counter device
DE2508637B2 (en) * 1975-02-28 1977-04-21 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen METHODS AND ARRANGEMENTS FOR OPTICAL MEASUREMENT OF BLOOD GASES
DE2632556C2 (en) * 1976-07-20 1984-09-20 Max Planck Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen Light feed for a device for the optical measurement of substance concentrations
DD218959A1 (en) * 1983-07-04 1985-02-20 Univ Leipzig DEVICE FOR THE PHOTOMETRIC MEASUREMENT OF MECHANICAL PROPERTIES OF BIOLOGICAL PARTICLES
DE3736027A1 (en) * 1987-10-24 1989-05-03 Gerhard Dipl Phys Artmann Method for determining the shape of cells which prevails at a specific instant and device for carrying out the method
US5278048A (en) * 1988-10-21 1994-01-11 Molecular Devices Corporation Methods for detecting the effect of cell affecting agents on living cells
WO1994006010A1 (en) * 1992-09-02 1994-03-17 Reinhard Teichmann Process and device for in-vitro testing of effects on biological structures
US5363052A (en) * 1993-02-16 1994-11-08 Solid State Farms, Inc. Permittivity spectroscopy apparatus and method
DE4305405C1 (en) * 1993-02-22 1994-05-26 Hering Steffen Dr Sc Med Cell examination device using perfusion chamber - has perfusion fluid inlet and outlet on opposite sides and opening on underside of chamber sealed to substrate
US5919712A (en) * 1993-05-18 1999-07-06 University Of Utah Research Foundation Apparatus and methods for multi-analyte homogeneous fluoro-immunoassays
WO1996002627A1 (en) * 1994-07-14 1996-02-01 Smithkline Beecham Corporation Diffusion chamber system and method for transport studies
DE4440383A1 (en) * 1994-11-11 1996-05-15 Stephan Prof Dr Rer Nat Nees Micro-rheological behaviour of human blood in-vitro examination method
US5601997A (en) * 1995-02-03 1997-02-11 Tchao; Ruy Chemotaxis assay procedure
DE19610146C1 (en) * 1996-03-15 1997-06-12 Wolf Prof Dr Bertling Container for biological or medical samples comprising body and lid
WO1997039624A1 (en) * 1996-04-23 1997-10-30 Advanced Tissue Sciences, Inc. Diffusion gradient bioreactor and extracorporeal liver device
US6485905B2 (en) * 1998-02-02 2002-11-26 Signature Bioscience, Inc. Bio-assay device
WO1999066329A1 (en) * 1998-06-12 1999-12-23 Cenes Limited High throughput screen
WO2000078920A1 (en) * 1999-06-21 2000-12-28 The General Hospital Corporation Methods and devices for cell culturing and organ assist systems
DE10019833C2 (en) 2000-04-20 2003-07-03 Acm Biotech Gmbh Device and method for simulating fluid flow conditions
DE10027524A1 (en) * 2000-06-02 2001-12-13 Max Planck Gesellschaft Device and method for processing substrate-bound samples
US7459303B2 (en) * 2002-07-20 2008-12-02 Acea Biosciences Impedance based apparatuses and methods for analyzing cells and particles
WO2004020341A2 (en) * 2002-08-27 2004-03-11 Vanderbilt University Bioreactors with substance injection capacity
CA2503203A1 (en) 2002-10-22 2004-05-06 Surface Logix, Inc. Device and method for monitoring leukocyte migration
WO2005056788A1 (en) * 2003-12-08 2005-06-23 Excellin Life Sciences, Inc. Device and method for controlled electroporation and molecular delivery into cells and tissue
WO2005108983A1 (en) * 2004-05-12 2005-11-17 Pamgene B.V. Cell permeability assay in a living array of multiple cell types and multiple layers of a porous substrate
WO2007106868A2 (en) * 2006-03-14 2007-09-20 University Of Rochester Cell culture devices having ultrathin porous membrane and uses thereof

Non-Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. C. McMahon, L. Kritharides and H. C. Lowe: Animal models of atherosclerosis progression: current concepts, Curr Drug Targets Cardiovasc Haematol Disord 5, 2005, 433-440
C. Dong, M. J. Slattery et al.: In vitro characterization and micromechanics of tumor cell chemotactic protrusion, locomotion, and extravasation, Ann Biomed Eng 30 (3), 2002, 344-55
Cinamon und Alon (2003)
Cinamon und Alon, 2003 sowie Schreiber und Shinder et al., 2007
G. Cinamon and R. Alon: A real time in vitro assay for studying leukocyte transendothelial migration under physiological flow conditions, J Immunol Methods 273 (1-2), 2003, 53-62
J. C. Russell and S. Proctor: Small animal models of cardiovascular disease: tools for the study of the roles of metabolic syndrome, dyslipidemia, and atherosclerosis. Cardiovasc Pathol 15, 2006, 318-330
J. J. Chiu, C. N. Chen et al.: Analysis of the effect of disturbed flow an monocytic adhesion to endothelial cells, J Biomech 36 (12), 2003, 1883-95
J. J. Chiu, D. L. Wang et al.: Effects of disturbed flow an endothelial cells, J Biomech Eng 120 (1), 1998, 2-8
J. T. Butcher, A. M. Penrod, A. J. Garcia and R. M. Nerem: Unique morphology and focal adhesion development of valvular endothelial cells in static and fluid flow environments, Arterioscler Thromb Vasc Biol 24, 2004, 1429-1434
Schreiber und Shinder et al. (2007)
T. M. Bocan: Animal models of atherosclerosis and interpretation of drug intervention studies, Curr Pharm Des 4, 1998, 37-52
T. Schreiber, V. Shinder et al.: Shear flow-dependent integration of apical and subendothelial chemokines in T-cell transmigration: implications for locomotion and the multistep paradigm, Blood 109 (4), 2007, 1381-1386

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013200613A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device for determining strength of adhesion of biological material, has flow channel, one or multiple electrodes, which are arranged at or in flow channel and evaluation device, where electrodes carry out electro-chemical measurement
DE102014106423A1 (en) 2014-05-08 2015-11-12 Universitätsklinikum Jena Methods and apparatus for the in vitro production of cell layer arrays
WO2015169287A1 (en) 2014-05-08 2015-11-12 Universitätsklinikum Jena Method and devices for the in vitro production of arrangements of cell layers
US10731119B2 (en) 2014-05-08 2020-08-04 Universitaetsklinikum Jena Method and devices for the in vitro production of arrangements of cell layers

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Publication number Publication date
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