По мере углубления знаний о суставной хрящевой ткани всё больше исследователей уделяют внимание её культивированию и изучению in vitro. Биореактор суставного хряща, имитирующий среду человеческого сустава, постепенно становится важным инструментом исследований.
Биореактор суставного хряща— устройство для культивирования и поддержания человеческих суставных хондроцитов, применяемое для изучения биологии хряща и методов лечения. Обычно оно состоит из нескольких уровней компонентов, включая камеру культивирования, систему циркуляции жидкости, датчик давления и регулятор температуры. Основной принцип — культивирование суставной хрящевой ткани на проницаемой, пористой и эластичной искусственной матрице с имитацией движения сустава, давления, сдвига потока и других физиологических стимулов для роста и развития. Основные части включают культуральную камеру, искусственную матрицу, датчик давления, жидкостный насос и систему управления.
1. Подготовка:
① Очистка: перед использованием убедитесь в чистоте оборудования. Очистите культуральные чашки, каркасы, герметичные крышки и все другие компоненты стерильным моющим и дезинфицирующим средством, затем тщательно промойте.
② Асептика: поддерживайте стерильную среду. Работайте в стерильном шкафу, используйте стерильные перчатки, маску и лабораторную одежду.
2. Культивирование клеток:
① Выбор клеток: выберите подходящий тип. Обычно используются хондроциты, стволовые клетки и другие клетки, связанные с тканями сустава.
② Культуральная среда: приготовьте состав для выбранных клеток и требований опыта. Убедитесь в наличии необходимых питательных веществ и факторов роста.
③ Посев: внесите клетки в культуральную чашку. Плотность и способ посева определяйте по требованиям опыта.
3. Настройка биореактора суставного хряща:
① Установка каркаса: установите его в культуральную чашку и обеспечьте плотный контакт с дном.
② Герметизация чашки: поместите крышку и обеспечьте плотный контакт с краем. Убедитесь, что крышка создаёт подходящую газо- и жидкостную герметичность.
③ Добавление жидкости: внесите подходящий объём среды согласно требованиям опыта, чтобы она покрывала клетки.
4. Контроль параметров среды:
① Температура: поместите биореактор в термостатическую камеру или инкубатор. Задайте подходящую температуру с учётом типа клеток и требований опыта.
② Концентрация CO2: некоторым типам клеток требуется контроль CO2. Используйте соответствующее устройство для поддержания стабильной концентрации.
③ Влажность: поддерживайте подходящую влажность, предотвращая испарение среды и обезвоживание клеток. Используйте регулятор или поддон с водой.
5. Культивирование и наблюдение:
① Продолжительность: определите подходящее время с учётом цели и типа клеток. Регулярно наблюдайте и записывайте рост и морфологические изменения.
② Замена среды: периодически меняйте её по необходимости, сохраняя подходящую среду роста.
③ Обработка клеток: согласно задачам добавляйте лекарства или факторы роста либо применяйте клеточную стимуляцию.
6. Анализ результатов:
① Сбор клеток: после культивирования соберите их для последующего анализа, например подсчёта, анализа экспрессии генов или определения белков.
② Гистологический анализ: при необходимости фиксируйте и готовьте срезы, затем окрашивайте и исследуйте под микроскопом.