Un biorreactor para monitorizar la actividad celular en presencia de estímulos físico-químicos,

que comprende:

- al menos una cámara (2) de cultivo que tiene una entrada y una salida;

- una cámara (1) de premezcla, separada de dicha al menos una cámara de cultivo, para preparar un medio de cultivo;

- un circuito (4, 3) conectado a dicha entrada y a dicha salida y que comprende dicha cámara de premezcla;

- medios para conducir de forma controlada dicho medio de cultivo a través de dicho circuito;

- medios para generar al menos un estímulo físico-químico que tiene que ser aplicado a las células que están siendo probadas, estando seleccionado dicho estímulo del grupo de temperatura, pH, presión o una combinación de los mismos;

- medios para controlar (51) dichos medios para generar al menos un estímulo físico-químico, de forma que dicho estímulo, o cada uno de ellos, alcanza valores predeterminados

Biorreactor para estudiar los efectos de estímulos impuestos sobre la actividad celular.

Campo de la invención

La presente invención versa acerca de un biorreactor para estudiar los efectos de estímulos de naturaleza física, química, mecánica y electromagnética sobre la actividad celular, para aplicaciones en muchos campos entre los que figuran: en ingeniería de tejido para el desarrollo de construcciones biológicas; en el campo industrial para "pruebas" farmacológicas, y en el campo cosmético para estudiar reacciones alérgicas a los productos desarrollados.

Descripción de la técnica anterior

Es bien conocido que cada tejido biológico durante su evolución y su actividad normal está sometido a estímulos físicos y químicos que determinan tanto su estado patológico como fisiológico y afectan a su función normal. Para este fin, se han intentado conseguir sistemas que son capaces de reproducir estímulos físicos o químicos para estudiar su influencia sobre la actividad celular normal.

En la actualidad, se conocen sistemas reales que reproducen un estímulo de presión, para estudiar la influencia sobre las células ganglionares o endoteliales. Otros sistemas conocidos reproducen un flujo laminar, o flujo turbulento, para estimular la permeación de nutrientes a través de la membrana celular, como ocurre normalmente en cualquier tejido biológico debido al flujo sanguíneo.

Con respecto a un cultivo celular isobárico se conocen dos sistemas:

También existen los denominados biorreactores de flujo, que proporcionan una cámara para el cultivo celular que está dispuesta en serie con un sistema de flujo de nutrientes. Las aplicaciones de dichos biorreactores son diversas, tal como el estudio de patologías, la regeneración de tejidos cardiomusculares, el desarrollo de sustitutos funcionales hepáticos, la regeneración y la prueba de cartílago.

Se han estudiado los biorreactores de flujo para cultivos de densidad elevada. De hecho, el flujo de nutrientes que pasa a través de un biorreactor permite una perfusión mucho más fácil de los mismos y una eliminación más eficaz de los catabolitos celulares. Estos sistemas aumentan la velocidad de crecimiento de monocapas celulares hasta una confluencia del 100% hasta el 200% y optimizan la función, la morfología y la diferenciación de las células.

En el mercado, los diversos biorreactores difieren entre sí esencialmente para una variedad de tipos de las cámaras de cultivo:

El límite principal de estos sistemas es que no son autónomos, dado que requieren una incubadora para garantizar unos valores requeridos de pH y de temperatura en la cámara. La presencia de la incubadora no permite, en particular, el uso de un ordenador para seguir en tiempo real el cambio progresivo de los parámetros para ajustarlos durante el experimento.

También existen biorreactores en los que la presencia de una incubadora no es necesaria; sin embargo, la estructura de la cámara para el cultivo de células no permite seguir el experimento en tiempo real, por medio de un microscopio óptico y/o fluorescencia, y luego determinar el desarrollo de los procesos celulares.

En conclusión, en la actualidad no existen biorreactores autónomos que sean capaces al mismo tiempo de mantener la presión, el pH y la temperatura en una cámara de cultivo y cambiarlos rápidamente de forma controlada, al igual que capaces de generar en las celdillas un flujo constante del medio de cultivo, con la posibilidad de observar en tiempo real lo que está pasando en el interior.

Resumen de la invención

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un dispositivo con las funciones de un biorreactor que utiliza cámaras de cultivo que son fácilmente moldeables y conformables, y que permite el uso de transductores y reguladores, para monitorizar en tiempo real lo que ocurre en una cámara de cultivo y para ajustar los parámetros y los estímulos físico-químicos que están simulando las condiciones fisiológicas y/o patológicas.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo con la función de biorreactor en el que hay presente un flujo de medio de cultivo que permite una reducción de la cantidad de medio de cultivo utilizado para cada experimento que es desde 10 a 30 veces menor con respecto a otros dispositivos presentes en el mercado, con ahorros considerables con respecto tanto a la cantidad de medio de cultivo como a los análisis de las sustancias contenidas en el mismo.