Research to Business
Angebot: 644

Magnetlift für 3D-Zellkulturen

Verfahren zur berührungsfreien Bewegung von 3D-Zellkulturen sorgt für verbesserte Nährstoffversorgung im flüssigen Nährmedium.

Der magnetische Zellträger wird in einen Magnetlift gesetzt. Die umschließenden Ringmagneten werden periodisch auf- und ab bewegt, wodurch der Zellträger mitbewegt und mit Nährlösung durchströmt wird.
In der pharmazeutischen und medizinischen Forschung werden Zellkulturen als Testsysteme eingesetzt. Standardmäßig werden hierzu 2D-Kulturen verwendet, obwohl die meisten Zellen natürlicherweise in 3D-Gewebe eingebettet sind. Die für Zellen unnatürliche 2D-Umgebung kann das Zellverhalten beeinflussen. 3D-Kulturen bilden hingegen die natürliche Umgebung von Zellen nach, weisen jedoch Defizite auf. Oft reicht der Ausgleich von Konzentrationsunterschieden durch Diffusion für die Nährstoffversorgung, etwa mit Glucose oder Salz, nicht aus.

Durch Strömung kann der Nährstoffaustausch unterstützt werden. Dazu werden 3D-Zellkulturen etwa mithilfe eines Pumpensystems mit Nährlösung durchspült, bekannt als Perfusionskultur. Der apparative Aufwand und eine unerwünschte Ablösung von Zellen sind hier nachteilig. Alternativ kann der Kulturträger im Nährmedium mechanisch gerührt oder geschüttelt werden, wobei die Gefahr einer Zellschädigung durch Kollisionen besteht.

Eine Entwicklung aus dem Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG) des KIT überwindet diese Nachteile, indem ein neuer 3D-Einwegkulturträger berührungslos im Kulturgefäß durch das Nährmedium bewegt wird. Als Impulsgeber fungiert Magnetismus: Ein magnetischer 3D-Kulturträger kombiniert mit einem speziellen Magnetlift.

Der Kulturträger basiert auf einem Hydrogel, das mit magnetischen Nanopartikeln angereichert ist. Durch Polymerisation entsteht eine makroporöse Gerüststruktur mit magnetischen Eigenschaften. Diese magnetische Gerüststruktur ermöglicht die Ansiedlung der Zellen und das Umspülen dieser Zellen mit Nährmedium in einem speziellen Magnetlift. Hierzu wird ein Dauermagnet außerhalb des Kulturgefäßes positioniert und automatisiert periodisch auf und ab bewegt. Ausgelöst durch die Positionsänderung des Magneten und die damit einhergehende Bewegung des Zellkulturträgers im Kulturgefäß wird der Austausch an löslichen Nährstoffen gefördert.

Das neue Verfahren kann parallelisiert werden und eignet sich zur Kultivierung unterschiedlichster Zelllinien. Das KIT sucht Hersteller von Zellkulturmaterialien oder Unternehmen aus der Pharmabranche, die die Technologie weiterentwickeln möchten.

Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Frauke Helms, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanagerin, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-26036

E-Mail: frauke.helms@kit.edu

Angebot der Merkliste hinzufügen