Mikrosysteme für die Medizintechnik und Biotechnologie - durch Nanoliter zur optimierten Kryokonservierung

Inhalt:
Der Einsatz der Mikrosystemtechnik im Bereich der Biotechnologie bietet erhebliche Vorteile bezüglich Miniaturisierung und Automatisierung verglichen mit herkömmlichen Verfahren. Die Entwicklung einer entsprechenden mikrosystemgestützten Manipulationseinheit, die biologische Objekte in entsprechende Volumenelemente aufteilt, gestattet es kostengünstig eine Vielzahl voneinander separierter biologischer Testobjekte zu handhaben und gegenüber chemischen sowie physikalischen Stressfaktoren getrennt zu exponieren. Speziell im Bereich der Kryobiologie können somit Medien-Kompartimente mit Gewebefragmenten im Nanoliter-Maßstab generiert und mit Kryoprotektiva versetzt werden. Durch das geminderte Volumen werden das Auftauen und die anschließende Regeneration des Gewebes begünstigt. Mittels Kryoablage, der mit Gewebefragmenten gefüllten Medien-Kompartimente in einem Schlauchsystem, wird die Kontaminationsgefahr wesentlich verringert und die Gewebefragmente für nachfolgende Nutzungen in hoher Qualität gelagert. Weiterhin wird durch kontrolliertes Auftauen bei Erhaltung der Vitalität sowie der Funktionalität des zellulären Gesamtsystems die Entwicklung von medikamentösen Therapien durch ein effizientes, zellbasiertes Testsystem wirksam unterstützt. Die so kryobiologisch abgelegten Gewebefragmente werden für die "Medikamentenfindung und -evaluierung" sowie dem "Gewebebanking für die Individualtherapie" eingesetzt. Mit der Entwicklung und Evaluierung eines solchen Systems ergibt sich zudem ein neuer Zugang zur Testung und Einbringung neuer kryoprotektiver Wirkstoffe für die Kryokonservierung sowie zur Untersuchung der zellulären Antwort auf zugegebene Wirkstoffe, mit dem Potenzial des Screenings derartiger Stoffe insbesondere bei therapeutisch relevanten Systemen. Hierfür wurde ein Mikrosystem entwickelt und mit einer geeigneten fluidischen und messtechnischen Peripherie versehen, die eine reproduzierbare Präparation von Zellverbänden mit deren spezifischer Extrazellulärmatrix ermöglicht.