英国基尔大学细胞及组织工程研究案例

——寻找合适的合作伙伴并购买他们的解决方案所带来的益处将超过投资这种新型本设备所存在的风险。

在英国基尔大学的多学科生物工程和治疗性小组中，研究人员开展了多个着重于细胞及组织工程学和使能技术的研究项目。这些内容包含在他们给诊所的介绍中。其中一个研究领域是再生机制，由医学科学&技术研究所的主管Alicia El Haj教授领头。

挑战

随着对结缔组织的组织生物工程学的关注，其中包括对骨头，软骨，肌腱和韧带的关注，El Haj教授和他的团队-博士后Dr. Yvonne Reinwald和Dr. James Henstock以及博士生Joshua Price，需要一个更为复杂的系统来对细胞和组织进行静水刺激。他们现有的机械压缩系统无法对多孔他们现有的机械压缩系统无法对多孔组织培养板上的组织再造生理压力，从而测试不同的模型组织，并允许实验中存在大量的样本。他们知道，在组织内部制造生物反应器不仅消耗时间，而且还需要一支跨专业团队，这在其他实验室很难进行。作为一个早期的解决方案而不是本土系统，他们需要行业合作伙伴提供一个可靠的生物反应器，确保可重复性结果，增加处理量，并由不同部门提供使用的灵活性。最重要的是，这一系统要求在这些新型实验过程中保证细胞处于存活状态，并保持健康。

购买静压生物反应器后，El Haj教授就能够进行不同种类的刺激，这是他们现有试验所无法完成的。但是变化会带来不确定性。

El Haj说：“因为这是一种不同的类型，需要把所产生的结果与之前已经发表的数据进行仔细比较。此外，增加样本数量会带来风险-如果无法很好地控制系统，则可能会带来更大的变数。”

因为了解到所存在的这些风险因素，因此El Haj希望从一家有声望的高端设备制造商处购买生物反应器。寻找到合适的合作伙伴并购买解决方案所带来的益处超过了投资这种新型设备可能存在的风险。

解决方案

El Haj教授和Instron共同设计了一个可以工业化生产的生物反应器。CartiGen HP生物反应器能提供静态或动态的静水压力，通过模拟生理条件，促进实验室中192份独立、同步样本中自然细胞的生长。在收集基准数据后，她就能够确定，HP生物反应器系统中所使用的多孔细胞培养板上产生了蒸发作用。

“启用一个新系统的基本要求是能够保证细胞存活，”El Haj说，“细胞需要生存在含水和养分的环境中，过度的蒸发作用会对细胞产生很大的破坏。”

在了解其重要性后，Instron团队做了一个小改变，以保证细胞连续和持续性的水化。他们在仪器的顶部粘贴了一张现成的薄膜，以减少蒸发作用，但同时能保证气体流通，确保细胞处于存活状态。

结果

生物反应器为基尔大学的再生医学团队提供了更多的可能性。因为净水压力在众多的生物系统中起着至关重要的作用，因此，研究员能借助于新的生物反应器在实验室再造一个必需的环境，在这个环境中观察了解发育生物学，将来还能把发育生物学用于改善TERM疗法。

El Haj说：“如果没有这套系统，现在进行的很多操作都无法实现。这套系统彻底提高了我们在3D模型上进行的生理力量研究的能力。”