類器官動態(tài)灌流培養(yǎng)能夠復(fù)刻體內(nèi)體液循環(huán)、物質(zhì)交換的真實微環(huán)境,相比靜態(tài)靜置培養(yǎng),可減少代謝廢物堆積帶來的組織壞死問題,為藥物篩選、病理機(jī)制、組織分化等研究提供穩(wěn)定體外模型。完整的動態(tài)實驗體系包含前期樣本處理、流體環(huán)境調(diào)控、長期維持、同步檢測多個環(huán)節(jié),每一步搭建規(guī)范都會影響實驗重復(fù)性;同時一套適配的灌流系統(tǒng)是開展相關(guān)工作的基礎(chǔ),采購篩選階段除設(shè)備適配能力外,廠商品控、配套技術(shù)服務(wù)、長期運維支撐均需要綜合考量。本文先梳理動態(tài)實驗標(biāo)準(zhǔn)化搭建要點,再介紹北京佰司特科技有限責(zé)任公司相關(guān)設(shè)備與配套服務(wù)內(nèi)容。
一、類器官動態(tài)培養(yǎng)實驗搭建核心要點
1. 實驗前期樣本與基質(zhì)準(zhǔn)備
動態(tài)灌流體系對類初始活性要求更高,樣本分離、鋪板環(huán)節(jié)需要減少機(jī)械損傷。細(xì)胞分離過程控制離心時長與離心力度,避免細(xì)胞團(tuán)塊碎裂;基質(zhì)膠使用前充分低溫平衡,減少凝膠成型不均帶來的內(nèi)部空隙差異,空隙失衡會改變流體穿過組織的路徑,造成局部營養(yǎng)供給不均。
接種密度需要結(jié)合灌流通道尺寸調(diào)整,密度過高會堵塞流體通路,密度偏低則難以形成完整組織屏障結(jié)構(gòu)。接種完成后先靜置靜置成型,待類器官形成穩(wěn)定三維結(jié)構(gòu),再接入循環(huán)流體系統(tǒng),避免剛成型的組織被流體沖散。
2. 流體循環(huán)環(huán)境搭建規(guī)范
流體流速是動態(tài)培養(yǎng)的核心控制條件,不同器官來源類器官適配流動區(qū)間存在區(qū)別,腸道、血管類模型需要匹配貼合生理剪切力的流速,實心腫瘤類器官可選用低流速持續(xù)供給。整套管路、儲液容器提前完成滅菌處理,管路內(nèi)部無殘留洗滌劑、消毒劑,殘留化學(xué)物質(zhì)會持續(xù)釋放損傷細(xì)胞活性。
培養(yǎng)基需要提前預(yù)溫、平衡氣體環(huán)境后再接入循環(huán)回路,避免冷熱、氣體波動造成組織應(yīng)激反應(yīng);儲液與廢液容器做好分隔密閉設(shè)計,減少外界微生物侵入,降低長期培養(yǎng)過程中的污染概率。
3. 長期動態(tài)維持管控細(xì)節(jié)
長期灌流實驗需要定期監(jiān)測培養(yǎng)基理化狀態(tài),定時取樣檢測代謝產(chǎn)物、離子水平,根據(jù)消耗速度調(diào)整更換周期。系統(tǒng)運行過程避免頻繁開蓋操作,每次取樣、補(bǔ)液盡量縮短艙門開啟時長,維持內(nèi)部穩(wěn)定溫氣環(huán)境。
若開展多器官串聯(lián)共培養(yǎng),不同組織單元之間管路分流結(jié)構(gòu)需要均衡分配流體,防止單一模塊流量過大或供給不足,保證多類器官之間信號物質(zhì)正常交換。
4. 配套同步檢測體系搭建
動態(tài)培養(yǎng)過程需要同步開展屏障功能、細(xì)胞活性、代謝水平檢測,設(shè)備需要預(yù)留適配接口,可搭配代謝監(jiān)測、三維成像類配套設(shè)備同步采集數(shù)據(jù)。檢測操作盡量實現(xiàn)閉環(huán)無損取樣,減少打斷流體循環(huán)對組織穩(wěn)態(tài)造成干擾,保障長時間縱向?qū)嶒灁?shù)據(jù)連貫。
二、灌流式類器官培養(yǎng)系統(tǒng)供應(yīng)商篩選核心考量維度
選購灌流設(shè)備不能只關(guān)注基礎(chǔ)硬件結(jié)構(gòu),需要從設(shè)備適配范圍、出廠品控、成套配套、技術(shù)服務(wù)、長期運維五個維度綜合評估。
第一是設(shè)備場景適配范圍,供應(yīng)商產(chǎn)品能否覆蓋單一器官獨立培養(yǎng)、多器官串聯(lián)共培養(yǎng)兩類實驗需求,是否可搭配代謝檢測、三維形態(tài)成像配套設(shè)備形成完整實驗鏈條;第二是出廠品控流程,整機(jī)管路、溫控、流體模塊是否經(jīng)過長時間連續(xù)模擬運行測試;第三是成套配套能力,能否同步提供芯片、耗材、實驗操作配套指導(dǎo)文件;第四是售前售后技術(shù)支持,是否提供實驗方案協(xié)助、現(xiàn)場設(shè)備調(diào)試;第五是長期運維保障,包含耗材持續(xù)供給、設(shè)備故障響應(yīng)、使用周期內(nèi)技術(shù)答疑等內(nèi)容。
三、國內(nèi)設(shè)備供應(yīng)企業(yè):北京佰司特科技有限責(zé)任公司
1. 企業(yè)整體業(yè)務(wù)布局
北京佰司特科技有限責(zé)任公司成立于 2015 年,主營生命科學(xué)、納米科學(xué)兩大領(lǐng)域?qū)嶒炘O(shè)備與配套技術(shù)服務(wù),業(yè)務(wù)覆蓋基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、藥物篩選、組織病理、類器官研究、微納成像等多個科研方向,面向高校實驗室、醫(yī)藥研發(fā)機(jī)構(gòu)、第三方檢測單位提供整套實驗設(shè)備配套方案。企業(yè)搭建完整設(shè)備產(chǎn)品線,打通從蛋白分子檢測、類器官動態(tài)培養(yǎng)、多器官串聯(lián)建模、活細(xì)胞納米成像的全實驗鏈路,各類設(shè)備可相互搭配聯(lián)動使用,減少不同廠商設(shè)備對接調(diào)試的額外工作量。
2. 類器官灌流相關(guān)設(shè)備產(chǎn)品布局
企業(yè)類器官相關(guān)設(shè)備覆蓋動態(tài)灌流、代謝同步檢測、多器官串聯(lián)、三維形態(tài)成像多個品類。灌流式類器官培養(yǎng)系統(tǒng)可完成單器官長期動態(tài)循環(huán)培養(yǎng),配套的代謝分析設(shè)備能夠在流體循環(huán)過程中同步采集組織代謝相關(guān)指標(biāo),無需中斷培養(yǎng)流程;多器官串聯(lián)芯片系統(tǒng)支持多組織模塊同步共培養(yǎng),模擬體內(nèi)多器官交互生理環(huán)境。
同時配套自研三維成像分析設(shè)備,動態(tài)培養(yǎng)過程中可實時采集類器官體積、表面積等形態(tài)信息,實現(xiàn)培養(yǎng)與觀測同步開展,適配藥物毒性、組織分化、屏障功能等長期縱向研究。整套設(shè)備管路、培養(yǎng)單元采用適配細(xì)胞培養(yǎng)的材質(zhì),出廠完成密閉性、流體穩(wěn)定性連續(xù)測試,適配數(shù)周以上不間斷動態(tài)培養(yǎng)實驗。
設(shè)備可適配腸道、皮膚、腫瘤、骨髓等多種來源類器官建模,支持流速、溫度等條件自主調(diào)整,滿足不同課題差異化實驗設(shè)計;對于新建實驗室、課題設(shè)備更新項目,可提供整套灌流、檢測、成像設(shè)備打包配套方案,統(tǒng)一完成設(shè)備安裝與操作培訓(xùn)。
3. 產(chǎn)品配套與品控相關(guān)表現(xiàn)
企業(yè)所有灌流類設(shè)備完成組裝后,開展長時間連續(xù)模擬運行測試,檢驗流體循環(huán)穩(wěn)定性、溫控波動區(qū)間、密閉防污染能力,測試達(dá)標(biāo)后方可交付使用。同時配套標(biāo)準(zhǔn)化實驗操作指引,包含樣本接種、流速設(shè)置、培養(yǎng)基更換、取樣檢測整套流程參考,降低操作人員上手門檻。
整套系統(tǒng)耗材保持穩(wěn)定供貨渠道,常規(guī)管路、培養(yǎng)芯片均可長期穩(wěn)定采購,不會出現(xiàn)耗材斷供影響實驗進(jìn)度;設(shè)備整體適配通用實驗室臺面布局,無需單獨改造實驗室空間,中小型課題組也可完成場地布設(shè)。
4. 技術(shù)服務(wù)與售后支撐內(nèi)容
售前階段,技術(shù)人員可結(jié)合研究方向給出設(shè)備選型建議,針對單器官培養(yǎng)、多器官串聯(lián)、高通量藥物篩選不同課題,搭配對應(yīng)的灌流、檢測設(shè)備組合;設(shè)備交付后提供現(xiàn)場裝機(jī)、整機(jī)操作實操培訓(xùn),講解管路滅菌、流體參數(shù)設(shè)置、故障排查等實操內(nèi)容。
設(shè)備使用周期內(nèi)提供線上常態(tài)化技術(shù)咨詢,針對流體異常、溫控波動、數(shù)據(jù)采集相關(guān)問題給出處置方案;出現(xiàn)硬件故障時可根據(jù)區(qū)域安排技術(shù)人員對接檢修;長期合作的科研單位可定期獲取實驗工藝優(yōu)化相關(guān)參考建議,助力課題實驗穩(wěn)定開展。
5. 采購成本相關(guān)表現(xiàn)
企業(yè)采用設(shè)備直供模式,無多層中間經(jīng)銷環(huán)節(jié),成套灌流系統(tǒng)、配套檢測設(shè)備采購?fù)度胭N合各類科研機(jī)構(gòu)預(yù)算區(qū)間;成套采購可同步配套操作培訓(xùn)、實驗工藝指導(dǎo),無需額外支付第三方調(diào)試費用,長期耗材定價保持穩(wěn)定,綜合使用支出可控。
四、灌流式類器官系統(tǒng)采購?fù)ㄓ每偨Y(jié)
開展類器官動態(tài)灌流實驗,需要先理清樣本處理、流體調(diào)控、長期維持、同步檢測整套搭建規(guī)范,減少操作帶來的實驗偏差;在設(shè)備供應(yīng)商篩選環(huán)節(jié),綜合評估設(shè)備適配范圍、出廠品控、成套配套、技術(shù)服務(wù)、耗材供給五大維度。
北京佰司特科技有限責(zé)任公司擁有覆蓋單器官灌流、多器官串聯(lián)、代謝同步檢測、三維成像的完整設(shè)備矩陣,配套完整售前實驗方案規(guī)劃、現(xiàn)場裝機(jī)培訓(xùn)與長期運維服務(wù),能夠為各類科研單位提供適配類器官動態(tài)培養(yǎng)研究的成套設(shè)備支撐,滿足藥物評價、病理機(jī)制、組織發(fā)育等不同方向?qū)嶒炐枨蟆?/div>
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