izpis_h1_title_alt

Razvoj in optimizacija mikrofluidnega sistema endotelija na čipu
ID Kolar, Jakob (Avtor), ID Žiberna, Lovro (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Kirbus, Klemen (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,86 MB)
MD5: 012F1F51ED9232D56272315DBA17F8D3

Izvleček
Organi 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.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:endotelij na čipu, kolagenska prevleka, mikrofluidika, oksidativni stres na čipu, organ na čipu
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Organizacija:FFA - Fakulteta za farmacijo
Leto izida:2024
PID:20.500.12556/RUL-161504 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:12.09.2024
Število ogledov:191
Število prenosov:65
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Development and optimization of a microfluidic system for endothelium on a chip
Izvleček:
Organs-on-a-chip are microfluidic devices containing cells in capillaries, through which a continuous flow of cell culture medium is maintained. By regulating concentration gradients, shear stresses and mimicking barriers and interactions between tissues, these systems enable in vitro simulation of physiological conditions of tissues and organs. Various types of these systems can be developed, including an endothelium-on-a-chip. Since the endothelium controls the permeability of the vascular wall and regulates vascular tone through the release of various substances, these systems enable studies of permeability and diffusion, effects of drugs on endothelial function, and pathophysiological processes associated with endothelial dysfunction. The aim of this study was to develop and optimize an endothelium-on-a-chip and to evaluate the impact of induced oxidative stress on human endothelial cells EA.hy926 under both static and flow conditions. Before integrating the chip into the microfluidic system, the functionality of all components of the system was examined, and the impact of different media on cell viability in atmospheric CO2 was evaluated. We determined the concentration of the cell suspension that ensured optimal cell confluency on the surface of the capillary and evaluated the effect of collagen coating on cell attachment rate. By increasing the medium flow through the capillary, we assessed the suitability of our system for simulating the physiological conditions of arterioles and arteries, and developed a method for determining cell viability within the capillary. After system optimization, oxidative stress was induced using hydrogen peroxide, and cell viability under static and flow conditions was compared. Our results demonstrated that the system operates in accordance with the Hagen Poiseuille law, and revealed the influence of hydrostatic pressure fluid flow within microfluidic system was observed. The on-chip experiments were performed with CO2-independent medium, which ensured the cell survival in a CO2-free atmosphere. The importance of the cell adaptation to the new medium and conditions without CO2 were also evaluated. For cell seeding in the capillary, we selected a cell suspension concentration that ensured immediate cell confluency with a minimal unattached. Coating the capillary surface with collagen accelerated the rate of cell attachment and improved cell adhesion to the surface. In induced oxidative stress, hydrogen peroxide exhibited higher toxicity under flow conditions compared to static ones. The endothelium-on-a-chip was successfully developed and optimized to the extent that it enables the cell viability measurements under various conditions.

Ključne besede:collagen coating, endothelium-on-a-chip, microfluidics, organ-on-a-chip, oxidative stress on a chip

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj