Verbundprojekt: Parallelisierte Organ-on-Chip Plattform mit integrierter Echtzeit-Überwachung der Viabilität – Teilprojekt: Mikrofluidische Plattform für die dynamische Kultur von Organmodellen

Das Projekt befasst sich mit einer neuartigen mikrofluidischen Plattform mit integrierten Sensoren für die dynamische Zellkultur von Organmodellen. Die Größe soll einem Mikrotiterplatten-Format entsprechen, und die Organmodelle sollen auf porösen Membranen kultiviert werden, die sich jeweils zwischen zwei mikrofluidischen Kanälen befinden. Es ist geplant die Plattform im Rahmen des Projekts auf ein humanes Darmmodell anzupassen. Um physiologische Bedingungen für dieses Organmodell zu erzeugen, müssen zusätzlich hypoxische Bedingungen auf einer Seite der Membranen erzeugt werden. Die Verwendung der Plattform soll zu Zeitersparnis und verringerten Kosten bei der Medikamentenentwicklung führen. ibidi wird im Rahmen des Projektes die mikrofluidische Plattform etablieren. Dabei wird zunächst ein mikrofluidischer Chip aus Kunststoff in der Größe eines Mikroskop-Objektträgers aufgebaut, mit dem die grundsätzlichen Komponenten erforscht werden. Dies ist zunächst die Integration von porösen Membranen und optisch auslesbaren Sensorspots für Sauerstoff und pH. Anschließend wird eine skalierbare Perfusion untersucht, die mit Hilfe von passiven Ventilen im Chip die Anzahl der üblicherweise für die Perfusion verwendeten Schläuche stark reduzieren soll. Die Perfusion soll zusätzlich auch so modifiziert werden, dass der Sauerstoffgehalt des zirkulierenden Mediums reduziert werden kann, um physiologische hypoxische Bedingungen zu erzeugen. Für die Charakterisierung sollen in dem Chip dynamische Zellkultur-Versuchsreihen mit dem Darmmodell von Dynamic42 durchgeführt werden. Das Chipformat soll im weiteren Projektverlauf auf ein Plattenformat (Mikrotiterplatte) skaliert werden mit einer entsprechend höheren Anzahl an unabhängig perfundierbaren funktionalen Einheiten mit der integrierten Sensorik. Nach entsprechenden umfangreichen Zellkulturversuchen mit dem humanen Darmmodell wird diese auch für exemplarische Wirkstofftests mit Referenzsubstanzen eingesetzt.