Dispositivo microfluidico e relativo metodo per la generazione e/o la coltivazione e/o la maturazione di costrutti cellulari e/o tissutali tridimensionali

Data di pubblicazione

02-09-2015

Codice

DEIB.15.008.A

Stato

Licenza a Spin off

Data di priorità

29-04-2015

Fase

Brevetto concesso in Italia ed Europa; Domanda di brevetto negli Stati Uniti, Cina, India

Titolare

Politecnico di Milano e Fondazione Cariplo

Dipartimento

DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA, INFORMAZIONE E BIOINGEGNERIA

Autori

Rasponi Marco, Redaeli Alberto, Occhetta Paola

Descrizione

L’invenzione riguarda un dispositivo microfluidico in grado di generare e coltivare costrutti cellulari tridimensionali alla microscala (microtessuti). In particolare, esso è dotato di un meccanismo di attuazione meccanica che permette la trazione uniassiale (eventualmente ciclica) dei costrutti in coltura, fornendo benefici in termini prestazionali. In particolare ha dimostrato l’ottenimento di costrutti funzionali cardiaci (battenti in maniera sincrona) a partire da miociti cadiaci primari di ratto. Le cellule, disperse in un pre-polimero, che reticola solo dopo l’iniezione nel dispositivo, rimangono intrappolate in una maglia tridimensionale confinata entro un’area delimitata da micropillar; i costrutti cellulari possono essere nutriti con mezzo di coltura che occupa la restante parte del volume del dispositivo. Gli analoghi dispositivi attualmente in uso sono dotati di micropillar che attraversano l’intera altezza del dispositivo. Nel dispositivo qui proposto i micropillar rimangono sospesi, lasciando sul fondo un margine libero sufficientemente piccolo da mantenere confinato il pre-polimero durante la fase di iniezione nel dispositivo. Tale spazio libero consente il movimento di una membrana che, quando messa in pressione, riduce il volume della camera di coltura, deformando così il costrutto cellulare. Le cellule subiscono, quindi, una compressione che si trasduce in una trazione in direzione ad essa perpendicolare. Tale stimolazione meccanica ciclica si è rivelata rilevante nell’ambito dell’ingegneria del tessuto cardiaco.

Campo di applicazione

Laboratori di ricerca biologici: piattaforme avanzate per la coltura cellulare tridimensionale. Generazione di microcostrutti funzionali cardiaci da usare come modelli tissutali in vitro per: screening farmaceutico di principi attivi o farmaci; valutazione degli effetti di molecole e/o nanoparticelle; modellizzazione di patologie rare; drug discovery.

Vantaggi

Il dispositivo permette la crescita di cellule in microambienti tridimensionali simili alla matrice nativa dei tessuti biologici, a cui può essere applicato uno sforzo meccanico uniassiale. L’utilizzo di mix di cardiomiociti e fibroblasti ha dimostrato in questa piattaforma l’ottenimento in vitro di un tessuto cardiaco notevolmente maturo, aprendo la strada ad esempio all’utilizzo della piattaforma per studi di drug screening e drug discovery.

Stadio di sviluppo

Prototipo funzionante.

Contatto

licensing.tto@polimi.it