طراحي و ساخت سيستم ميكروفلوييدي و ارزيابي قابليت آن جهت توليد اينترلوكين 2 توسط سلول هاي جوركت

Designing and Constructing the Microfluidic System and Evaluating its Ability to Produce IL-2 by Jurkat Cells

سابقه و هدف: سيستم های ميكروفلوييدی ريزسازه هايی هستند كه جهت تحقق كامل پروتوكل های كشت سلولي مرسوم در آزمايشگاه به كار گرفته می شوند. هدف اين پژوهش طراحی و ساخت سيستم ميكروفلوييدی و ارزيابی قابليت آن جهت توليد اينترلوكين 2 توسط سلول های جوركت بود. مواد و روش ها: ابتدا نقشه كانا لهای سيستم ميكروفلوييدی با نرم افزار كورل دراو طراحی و با استفاده از ليتوگرافي نرم روی پليمر پلی دی متيل سيلوكسان ساخته شد و پس از تعبيه سوراخ های ورودی و خروجی روی آن، به كمك روش با سرعت 3 ميكروليتر در RPMI اكسيژن پلاسما روی اسلايد شيشه ای چسبانيده و به يك پمپ حاوی محيط كشت 1640 ساعت متصل گرديد. سپس سلول های جوركت درسيستم تلقيح شدند. در تمام مدت انكوباسيون جريان پيوسته ای از محيط كشت و مواد محرك در كانال های اين سيستم با سلول ها برخورد داشت. همزمان سلو لها در فلاسك نيز كشت داده شدند سپس از نظر تكثير و توليد اينترلوكين با سيستم ميكروفلوييدی مقايسه شدند. يافته ها: نتايج پژوهش حاكی از ميزان تكثير و توليد اينترلوكين 2 توسط سلول های جوركت در سيستم ميكروفلوييدی، به مقدار تقريبی دو برابر نسبت به كشت معمول بود ضمن آن كه اين سيستم روی حيات سلول ها نيز اثر منفی نگذاشت. استنتاج: سيستم ميكروفلوييدی به دليل ايجاد شرايط ديناميكی حاصل از جريان پيوسته مواد غذايی و حذف مواد زائد می تواند تقريبا شرايطی مشابه درون بدن برای تكثير و توليد فرآورده های سلولی ايجاد كند علاوه بر اين به دليل كارايی بالاتر، مصرف مواد و محيط كشت به مراتب كم تر، می تواند جانشين روش های كشت سلولی مرسوم گردد.

Background and purpose: Microfluidic systems are microstructures that could be used to improve the conventional cell culture protocols used in laboratories. The aim of this research was to design and construct the microfluidic system and evaluating its ability to produce IL-2 by jurkat cells. Material and methods: At first, the sketch of microfluidic canals was designed by Corel draw and was built on poly dimethyl siloxan using soft lithography. After embedding entry and exit pores, it was attached to glass slide via oxygen plasma technique. It was then connected to a pump containing RPMI1640 culture medium by 3 μL/hour speed. Afterwards, Jurkat cells were inoculated in the system. In the course of incubation, a continuous flow of culture medium and stimulants were encountered with cells in system canals. Simultaneously, the cells were cultured in flasks regarding proliferation and IL-2 production. The cultured cells were then compared with microfluidic system. Results: The rate of proliferation and IL-2 production by jurkat cells was about twice in microfluidic system compared with that of the conventional cell culturing method and the system did not show negative effect on cell viability. Conclusion: Microfluidic system can create a condition similar to the in-vivo for proliferation and production of cell culture products due to dynamic condition resulted from continuous flow of food and waste removal. Moreover, this system showed higher performance and consumed less culture medium and materials, so it could be used as an alternative method for conventional cell cultures.