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Tantti BioScaffold

台創材獨家授權自中央研究院的微流道造孔技術,首先應用於均一孔徑的三維細胞培養支架(3D Cell Culture Scaffolds),無論孔徑大小、厚度、機械性質均可依客戶的細胞需求調控。此支架可即時溶解來百分百回收細胞,可應用於藥物篩選及測試、癌症研究、類腫瘤模型、細胞治療、再生醫學、組織工程等相關領域。此技術衍生產品還包括:均一孔洞人工皮膚、多孔流體支架、注射型支架
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批次一致性
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可由胰蛋白酶降解,回收細胞
可由胰蛋白酶降解,回收細胞
均一孔徑,且可調整尺寸
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類軟組織材料
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多層次開放性三維結構
多層次開放性三維結構
價格優勢
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什麼是3D細胞培養?

 

1980年代, 美國勞倫斯伯克利國家實驗室的Mina Bissel在對乳腺癌的研究中開創了三维细胞培養的技術, 3D細胞培養是指將具有三維結構不同材料的支架與各種不同種類的細胞在體外共同培養,使細胞能夠在支架的三維立體空間結構中生長、遷移,構成三維的細胞載體複合物。支架材料主成分可分為天然聚合物(Natural Polymers)如膠原蛋白(Collagen)­、纖維素(Cellulose) 黏多醣(glycosaminoglycan)和合成材料(Synthetic material)如聚苯乙烯(Polystyrene, PS), DEAE-葡聚醣(DEAE-dextran)等。相較於合成材料而言,天然聚合物可直接由動植物或人體組織中萃取,具有高生物相容性、低毒性、免疫反應等優點,而合成材料具有較好的機械特性及批次再現性。三維細胞培養支架可模擬體內細胞外間質(Extracellular matrix, ECM)的結構,更貼近於實際細胞在人體內生長的狀況,因而漸漸取代了傳統二維平面培養皿被並應用在生物醫學的各個領域上。

 

三維細胞培養支架在生物醫學上的應用

 

三維細胞培養技術在組織工程、腫瘤學、再生醫學、藥物篩選測試和幹細胞生物學均有廣泛的應用。培養出有再生能力且有功能的器官組織是組織工程研究的最終目標,而其中包含了複雜且受調控的一系列訊號傳遞路徑,因此能夠精準預測細胞反應以及穩定再現固定的培養方法並能分化出特定的細胞表型是關鍵技術,而三維細胞培養支架已經被證實可以更有效率的再現細胞與細胞外間質的動態關係,並在細胞組織再生的合作協調與交互作用扮演重要的角色。在藥物篩選測試的研究中許多通過動物試驗的藥物因為動物模型與實際人體遺傳構成和更精細的生理差異無法準確的判定藥物的療效和副作用,利用三維細胞培養支架建立體外器官模型可幫助研究藥物直接作用於人體器官類似物,更有系統性的評估藥物使用的長期臨床效果。

 

生醫支架應用

 

Tantti®三維細胞培養支架簡介

 

Tantti®三維細胞培養支架由醫療級明膠(gelatin)製備而成,具有高機械性質和熱穩定性,獨家授權於中央研究院的微流道造孔技術使支架具備高表面積和高度連通性均一孔洞的優勢。培養細胞時,高表面積提供細胞更多貼附面積,高連通性的均一孔洞可確保支架內部細胞的生長環境如氣體交換,培養基養分代謝等均勻穩定,增加細胞的活性和增殖能力。另外,支架可即時使用胰蛋白酶(Trypsin)溶解,細胞回收率達100%。無論孔徑大小、厚度、機械性質均可依客戶的需求調控。

 

客製化生醫支架

 

 

相關論文

Springerplus. 2014 Feb 11;3:80. doi: 10.1186/2193-1801-3-80.

Bioactive Materials. Volume 3, Issue 3, September 2018, Pages 278-314

 

 

 

Q&A

 

Q:三維培養支架材料為第幾型之膠原蛋白? 其來源為何?

A:制式規格三維支架為第一型膠原蛋白所製備生產,其來源為豬皮。

 

 

Q:台創材所生產的三維培養支架之內部結構為何? 有多少表面積可提供細胞生長培養?

A:此支架之內部結構為微米尺寸之三維多孔立體空間,其內部微米孔洞規則排列且洞洞相連,亦與一般二維細胞多孔盤生長面積相比下具有很大優勢。

      (a) 6 mm (For 96 well) 三維培養支架之生長面積:

           75 um孔徑大小:16.82 cm2

           150 um孔徑大小:8.35 cm2

      (b) 10 mm (For 48 well) 三維培養支架之生長面積:

            75 um孔徑大小:46.74 cm2

            150 um孔徑大小:23.20 cm2

 

 

Q:此三維培養支架最多可乘載培養出多少細胞數?

A:制式規格三維支架為厚度1 mm的圓柱狀,規格大小分別有直徑10 mm (For 48 well)及直徑6 mm (For 96 well),而直徑10 mm (For 48 well)的支架約可乘載1*106的細胞數,直徑6 mm (For 96 well)的支架約可乘載1*105的細胞數。(此數據為使用NIH 3T3細胞株做培養測試,起始seeding的細胞數為2 x 104,培養10~14天。然而每種細胞特性不同,於同樣的培養條件下,是否能增生到上述的乘載細胞數,這還需做進一步的測試。以間質幹細胞為例,若使用不同的所屬幹細胞培養液,其培養幾天能增生到多少細胞數皆會不一樣)

 

 

Q:三維支架制式孔徑規格有75及150微米,其那種孔徑又適合哪種細胞培養?

A:此支架於不同孔徑 (75及150微米) 但同體積情況下,其孔徑越小、給予的細胞生長表面積越大,亦能提供細胞較好的生長微環境。若以培養癌細胞為例,台創材所提供之不同孔徑規格的支架,可來比較癌細胞成團大小的不同,其分析對藥物的影響。而培養哺乳類來源細胞或幹細胞而言,其最佳培養孔徑為100~200 um,亦台創材支架規格以150 um孔徑大小會比較適合。

 

 

Q:此三維培養支架可溶解回收細胞嗎?

A:台創材三維培養支架可用胰蛋白酵素(Trypsin)於37℃、5分鐘內完全溶解以回收細胞。但當細胞於我們三維培養支架生長數目超過 10時,則建議用膠原蛋白分解酵素(Collagenase type I,activity: ≥125 units per mg dry weight)來溶解。

 

 

Q:此三維培養支架是否也可用胰蛋白酵素(Trypsin)替代品(如TrypLE Express Enzyme或Acctuase)溶解嗎?

A:可以,於37℃下溶解時間約20分鐘。                                                               

 

 

Q:此三維培養支架可任意搭配使用任何市售細胞多孔盤(well plate)?

A:可以,但建議搭配使用"未經靜電力或其他方式處理過 (如Petri Dish)" 的多孔盤。(因一般所使用的二維細胞培養多孔盤大多皆有經靜電力或其他方式處理過,以利於二維細胞的貼附,為了防止或避免三維培養時,細胞可能會大量爬出至二維平面培養盤上此問題,建議搭配使用未經過處理之多孔盤)。

 

 

Q:細胞培養於此三維培養支架時易於即時觀察嗎?

A:可以,此支架於細胞培養時為透明圓柱膠狀 (未培養時為白色固態圓柱狀),亦可使用相位差倒立顯微鏡即時觀察細胞於三維培養下之細胞生長情況。也可使用掃描式電子顯微鏡(SEM)及共軛焦顯微鏡(Confocal Microscope)從事更進一步的細胞型態分析。

 

 

Q:此三維培養支架出貨時有經過任何滅菌處理嗎?

A:有,皆經由Gamma滅菌處理,取得支架後直接於無菌環境下使用即可。

 

 

Q:台創材三維培養支架所發表之文獻期刊?

 

Hsieh T. W., et al., Matrix dimensionality and stiffness cooperatively regulate osteogenesis of mesenchymal stromal cells. Acta Biomaterialia (Impact factor: 6.383), 2016, 32: p. 210-222.

 

Lo Y. P., et al., Three-dimensional spherical spatial boundary conditions differentially regulate osteogenic differentiation of mesenchymal stromal cells. Scientific Reports (Impact factor: 4.122), 2016, article number: 21253.

 

Huang S. B., et al., Development of a pneumatically driven active cover lid for multi-well microplates for use in perfusion three-dimensional cell culture. Scientific Reports (Impact factor: 4.122), 2015, article number: 18352.

 

Ling T. Y., et al., Differentiation of lung stem/progenitor cells into alveolar pneumocytes and induction of angiogenesis within a 3D gelatin-Microbubble scaffold. Biomaterials (Impact factor: 8.806), 2014, 35(22): p. 5660-5569.

 

Lee Y. H., et al., Three-dimensional fibroblast morphology on compliant substrates of controlled negative curvature. Integrative Biology (Impact factor: 3.294), 2013, 5(12): 1447-1455.

 

Sun Y. S., et al., Electrotaxis of lung cancer cells in ordered three-dimensional scaffolds. Biomicrofluidics (Impact factor: 2,571), 2012, 6(1): 014102.

 

Wang C. C. et al., Cartilage regeneration in SCID mice using a highly organized three-dimensional alginate scaffold. Biomaterials (Impact factor: 8.806), 2012, 33(1): p. 120-127.

 

Lin J. Y. et al., Morphology and organization of tissue cells in 3D microenvironment of monodisperse foam scaffolds. Soft Matter (Impact factor: 3,709), 2011, 7: 10010.

 

Wang C. C. et al., A highly organized three-dimensional alginate scaffold for cartilage tissue engineering prepared by microfluidic technology. Biomaterials (Impact factor: 8.806), 2011, 35(29): p. 7118-7126.

 

 

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