Synthecon公司于1990年創(chuàng)立,創(chuàng)立者為NASA細胞研究計劃中的發(fā)明人.得到NASA的和技術轉移,重新設計了的Rotary Cell Culture System (RCCS),適用于基礎醫(yī)學、藥物研發(fā)和其他臨床的研究上.
傳統(tǒng)靜態(tài)細胞培養(yǎng)是在培養(yǎng)瓶或皿中進行的.無論是細胞或組織均生長在二維平面空間并接觸玻璃或塑料表面.這樣的方式會影響細胞中基因的表達且無法持續(xù)生長及分化.同時,平面培養(yǎng)的細胞還會發(fā)生“去分化”(dedifferentiation)現象,使培養(yǎng)的細胞逐漸失去其來源組織的許多生理特征.而大部分動態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)中,細胞或組織是有物理的外力而懸浮的,有許多包括液態(tài)剪切力在內的因素會導致細胞及組織損傷.
RCCS是一種顛覆傳統(tǒng)的三度空間微重力培養(yǎng)系統(tǒng).其利用培養(yǎng)盤或培養(yǎng)管柱進行培養(yǎng),將培養(yǎng)液、細胞或組織一起加入培養(yǎng)盤或培養(yǎng)管柱中,并去除所有氣泡.培養(yǎng)盤或培養(yǎng)管柱安裝于具旋轉馬達之基座上,內部組織、細胞或細胞團塊因旋轉切線力量及重力雙重影響下而保持懸浮狀態(tài).隨著細胞或組織成長,旋轉速度可做調整,細胞形成團塊之后,必須提高轉速使其不會沉降而碰觸底部.旋轉的目的是要讓所有細胞均勻交換養(yǎng)分和氣體,并且細胞和細胞之間可有足夠的接觸,有利于細胞聚集.另外,不論是培養(yǎng)盤或培養(yǎng)管柱背側均具備硅膠制成的換氣膜以利進行氣體交換,使細胞/組織得到充分氧氣及排除代謝后的廢氣.
生長其中的細胞或組織是以自由落體的狀態(tài)懸浮,沒有攪拌器、氣泡等破壞性壓力,故組織在培養(yǎng)液中得以自由降落、翻轉并與培養(yǎng)液充分混合,其容器內各方向的力量達到平衡,所以細胞/組織不會受到單一方向的力量影響,可朝任意方向均勻生長,是市面上*可使細胞自由生長分化,增加細胞增殖速率,減少細胞死亡和有效增加細胞產物分泌的系統(tǒng).而且,相比其他的三維細胞培養(yǎng)系統(tǒng),Synthecon的RCCS系統(tǒng)可以克服長期困擾三維細胞培養(yǎng)的內生(ingrowth)不足的限制,從而可以真正用來培養(yǎng)工程組織(engineered tissue),使之用于藥物、醫(yī)學研究及再生醫(yī)學、細胞療法
RCCS將細胞研究帶入更多元化、更進一步的領域,應用范圍十分廣泛,無論在學術研究或臨床研究上都有相當的應用價值.無論是培養(yǎng)人體組織以進行治療藥物的研究,或是培養(yǎng)替代的組織,進行再生醫(yī)學及細胞治療,例如肝臟、皮膚、骨髓、軟骨、心肌、肺或其他組織等,均提供了*的研究系統(tǒng),以達到zui接近體內環(huán)境的條件.科學家更可利用此系統(tǒng)進行腫瘤細胞、病毒或其他可生產蛋白質、酵素、荷爾蒙、抗原或抗體等重要物質的細胞的培養(yǎng).RCCS這樣的系統(tǒng)還提供了ex vivo培養(yǎng)環(huán)境,研究者可利用RCCS以探討微環(huán)境因子,對細胞分化和功能的影響.
在Synthecon三維系統(tǒng)內使用肝細胞培養(yǎng)的肝臟組織
在Synthecon三維系統(tǒng)內使用肺細胞成功培養(yǎng)出肺組織
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