Razvoj in optimizacija mikrofluidnega sistema endotelija na čipuKolar, Jakob (Avtor) Žiberna, Lovro (Mentor) Kirbus, Klemen (Komentor) endotelij na čipukolagenska prevlekamikrofluidikaoksidativni stres na čipuorgan na čipuOrgani na čipu so mikrofluidne naprave, ki v svojih kapilarah vsebujejo celice, čez katere neprekinjeno teče celični medij. Z regulacijo koncentracijskih gradientov, strižnih sil in posnemanjem barier ter interakcij med tkivi omogočajo in vitro simulacijo fizioloških pogojev tkiv in organov. Razvijemo lahko različne vrste teh sistemov, med drugim tudi endotelij na čipu. Ker endotelij nadzoruje prepustnost žilne stene in regulira žilni tonus preko sproščanja različnih snovi, omogočajo ti sistemi proučevanje permeabilnosti molekul in difuzije čez žilni endotelij, vpliva zdravil na endotelijsko funkcijo ter patofizioloških procesov pri endotelijski disfunkciji. Namen magistrske naloge je bil vzpostavitev in optimizacija endotelija na čipu ter vrednotenje vpliva induciranega oksidativnega stresa na humane endotelijske celice EA.hy926 v statičnih in pretočnih pogojih. Pred vezavo čipa v mikrofluidni sistem smo se seznanili z delovanjem vseh komponent sistema ter ovrednotili vpliv različnih medijev na viabilnost celic v atmosferi brez CO2. Določili smo koncentracijo celične suspenzije, ki je zagotavljala optimalno konfluentnost celic na površini kapilare, ter ovrednotili vpliv kolagenske prevleke na hitrost pritrjevanja celic. Z večanjem pretoka medija skozi kapilaro smo preverili ustreznost našega sistema za posnemanje fizioloških razmer arteriol in arterij, pri čemer smo razvili tudi metodo za določanje celične viabilnosti v kapilari. Po optimizaciji sistema smo inducirali oksidativni stres z vodikovim peroksidom ter primerjali viabilnost celic v statičnih in pretočnih pogojih. Naši rezultati so pokazali, da sistem deluje v skladu s Hagen Poiseuillovim zakonom ter opazili vpliv hidrostatskega tlaka na pretok tekočine v mikrofluidnem sistemu. Poskuse na čipu smo izvajali z od CO2 neodvisnim medijem, ki je edini izmed testiranih zagotavljal preživetje celic v atmosferi brez CO2. Pri menjavi medija smo ovrednotili tudi pomen adaptacije celic na nov medij in spremenjene atmosferske pogoje. Za nanos celic v kapilaro smo izbrali takšno koncentracijo celične suspenzije, ki je omogočala takojšnjo konfluentnost celic ob minimalnem številu nepritrjenih celic. Prekritje površine kapilare s kolagenom je pospešilo hitrost pritrjevanja celic ter izboljšalo njihovo vezavo na površino. S poskusi induciranega oksidativnega stresa smo ugotovili, da je vodikov peroksid v pretočnih pogojih bolj toksičen kot v statičnih. Sistem endotelija na čipu smo uspešno razvili in optimizirali do te mere, da omogoča izvedbo meritve viabilnosti celic izpostavljenih različnim dejavnikom.20242024-09-12 07:45:05Magistrsko delo/naloga161504sl