Нажмите на эту строку чтобы перейти к Новостям сайта "Русский врач"

Перейти
на сайт
журнала
"Врач"
Перейти на сайт журнала "Медицинская сестра"
Перейти на сайт журнала "Фармация"
Перейти на сайт журнала "Молекулярная медицина"
Перейти на сайт журнала "Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии"

Микрофлюидные устройства, адаптированные для культивирования стволовых клеток (обзор)

DOI: https://doi.org/10.29296/25877313-2021-11-01
Номер журнала: 
11
Год издания: 
2021

Е.А. Тепляшина к.б.н., доцент, кафедра биологической химии с курсом медицинской, фармацевтической и токсикологической химии, ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения РФ (г. Красноярск, Россия) E-mail: elenateplyashina@mail.ru В.А. Кутяков к.б.н., доцент, кафедра биологической химии с курсом медицинской, фармацевтической и токсикологической химии, ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения РФ (г. Красноярск, Россия) E-mail: victor-koutjakov@yandex.ru Л.Б. Шадрина ассистент, кафедра биологической химии с курсом медицинской, фармацевтической и токсикологической химии, ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения РФ (г. Красноярск, Россия) E-mail: shaliu@mail.ru А.Б. Салмина д.м.н., профессор, Отдел исследований мозга, ФГБНУ «Научный центр неврологии» Министерства науки и высшего образования РФ (Москва, Россия) E-mail: allasalmina@mail.ru

В настоящее время важное значение для исследований в области молекулярной биологии, нейробиологии и клинической медицины занимают микрофлюидные устройства различной природы и наполнения. Созданные на основе специализированных функциональных элементов модифи-цированные микрофлюидные аналитические системы обладают уникальными свойствами, направленными на изучение клеточных структур и протекающих в них биохимических процессов. К функциональным преимуществам микрофлюидных устройств относят прежде всего: создание постоянного градиента концентрации реагирую-щих компонентов, небольшие размеры данных компонентов, минимальный расход реагентов, возможность постановки высокоточных экспери-ментов. Также микрофлюидные системы позволяют контролировать состояние клеточной микросреды посредством имитирования физиологиче-ских условий. Проанализированы наиболее перспективные векторы развития микрофлюидных технологий относительно культивирования клеточных культур различного происхождения. Рассмотрены параметры создания 3D-клеточных структур. Изучены возможности применения различных микрофлю-идных систем относительно клеточных линий различного происхождения с целью исследования их функционирования и выявления определен-ных закономерностей развития. Обобщены методы культивирования клеточных культур другого происхождения с использованием микрофлюид-ных технологий, а именно: эксперименты, связанные с моделированием тканей печени, почек, клеток пульпы зуба, мышечной или хрящевой ткани.

Ключевые слова: 
микрофлюидные технологии
культуры клеток
стволовые клетки
Для цитирования: 
Тепляшина Е.А., Кутяков В.А., Шадрина Л.Б., Салмина А.Б. Микрофлюидные устройства, адаптированные для культивирования стволовых клеток (обзор) . Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 2021; (11): -https://doi.org/10.29296/25877313-2021-11-01

Список литературы: 
  1. Bragheri F., Martínez Vázquez R., Osellame R. Three-Dimensional Microfabrication Using Two-Photon Polymerization. Microfluidics. 2020; 493–526. doi:10.1016/b978-0-12-817827-0.00057-6.
  2. Спиров А.В. Подходы микрофлюидики в современной биологии развития. Онтогенез. 2018; 49(3): 165–180 (Spirov A.V. Podhody mikrofljuidiki v sovremennoj biologii razvitija. Ontogenez. 2018; 49(3): 165–180).
  3. Gale B.K., A.R. Jafek, Lambert C.J., Goenner B.L., Moghimifam H., Nze U.C. Kamarapu S.K. A Review of Current Methods in Microfluidic Device Fabrication and Future Commercialization Pro-spects. Inventions. 2018; 3(60).
  4. Hansen C.L., Skordalakes E., Berger J.M., Quake S.R. A robust and scalable microfluidic metering method that allows protein crys-tal growth by free interface diffusion. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. .2002; 99: 16531–16536.
  5. Takayama S., Ostuni E., LeDuc P., Naruse K., Ingber D.E., White-sides G.M. Subcellular positioning of small molecules. Nature. 2001; 411: 1016.
  6. Son J., Samuel R., Gale B.K., Carrell D.T., Hotaling J.M. Separa-tion of sperm cells from samples containing high concentrations of white blood cells using a spiral channel. Biomicrofluidics. 2017; 11; 054106.
  7. Jafek A.R., Harbertson, S., Brady H.; Samuel R., Gale B.K. In-strumentation for xPCR Incorporating qPCR and HRMA. Anal. Chem. 2018; 90: 7190–7196.
  8. Xia Y., Whitesides G.M. Soft Lithography. Annu. Rev. Mater. Sci. 1998; 28: 153–184.
  9. Pfohl T., Mugele F., Seemann R., Herminghaus S. Trends in Mi-crofluidics with Complex Fluids. Chem Phys Chem. 2003; 4(12): 1291–1298. doi:10.1002/cphc.200300847.
  10. Halldorsson S., Gómez-Sjöberg R., Lucumi E., Fleming R. Ad-vantages and challenges of microfluidic cell culture in polydime-thylsiloxane devices. Biosens. Bioelectron. 2015; 63: 218–231.
  11. Глушкова Е.Г., Максимова Е.С., Иванова Ю.А., Глушков В.С. Моделирование гемодинамических процессов в микроцир-куляторном русле с помощью микрофлюидных устройств. Медицинская наука и образование Урала. 2020; 1: 140–144 (Glushkova E.G., Maksimova E.S., Ivanova Ju.A., Glushkov V.S. Modelirovanie gemodinamicheskih processov v mikro-cirkuljatornom rusle s pomoshh'ju mikrofljuidnyh ustrojstv. Medicinskaja nauka i obrazovanie Urala. 2020; 1: 140–144).
  12. Bain G., Kitchens D., Yao M., Huettner J.E., Gottlieb D.I. Embry-onic stem cells express neuronal properties in vitro. Dev Biol. 1995; 168: 342–357.
  13. Vina-Almunia J., Mas-Bargues C., Borras C. et al Influence of Partial O(2) Pressure on the Adhesion, Proliferation, and
  14. Osteogenic Differentiation of Human Dental Pulp Stem Cells on beta-Tricalcium Phosphate Scaffold. Int. J. Oral Maxillofac. Im-plant. 2017; 32: 1251–1256.
  15. Chen C., Tang Q., Zhan Y., Yu M., Jing W., Tian W. Physioxia: A more effective approach for culturing human adipose-derived stem cells for cell transplantation. Stem Cell Res. Ther. 2018; 9: 148.
  16. Levi M., Hunt B.J. A critical appraisal of point-of-care coagulation testing in critically ill patients. J. Thromb. Haemost. 2015; 13: 1960–1967.
  17. Zhang C., Neelamegham S. Application of microfluidic devices in studies of thrombosis and hemostasis. Platelets. 2017; 28: 434–440.
  18. Cosson S., Lutolf M.P. Hydrogel microfluidics for the patterning of pluripotent stem cells. Sciecitific Report. 2014; 4(1): 4462.
  19. Li L., Tan D., Liu S., Jiao R., Yang X., Li F., Wu H., Huang W. Optimization of Factor Combinations for Stem Cell Differentiations on a Design-of-Experiment Microfluidic Chip. Anal. Chem. 2020; 92 (20): 14228–14235.
  20. Hidalgo L., Stephens P., Song B., Barrow D. Microfluidic Encap-sulation Supports Stem Cell Viability, Proliferation, and Neuronal Differentiation. Tissue Engineering Part C: Methods. 2018; 24(3): DOI:10.1089/ten.TEC.2017.0368.
  21. Patel B.B., Sharifi F., Stroud D.P., Montazami R., Hashemi N.N., Sakaguchi D.S. 3D Microfibrous Scaffolds Selectively Promotes Proliferation and Glial Differentiation of Adult Neural Stem Cells: A Platform to Tune Cellular Behavior in Neural Tissue Engineer-ing. Macromol Biosci. 2019; 19(2): e1800236. doi: 10.1002/mabi.201800236. Epub 2018 Nov 27.