Разработка микрожидкостных устройств для экспериментального изучения миграционной активности клеток, использование численных методов

Оценка миграционного потенциала клеток опухоли, а также клеток иммунной системы в опухолевые очаги актуальна в связи с потребностью в высокоинформативных и быстрых методах диагностики и прогнозирования онкозаболеваний. Для изучения активного перемещения клеток разработана и изготовлена методом мягкой фотолитографии двухуровневая миграционная ячейка. Она состоит из подводящих жидкость каналов и двух камер («градиентной» и «накопительной») высотой 50 мкм, которые сообщаются через «миграционные» каналы высотой 10 мкм. К «градиентной» камере ячейки подавались хемоаттрактант и питательная среда. За счет диффузии происходит массообмен между двумя ламинарными потоками хемоаттрактанта и питательной среды, формируется градиент концентрации хемоаттрактанта перпендикулярный направлению течения, стимулирующий движение клеток, расположенных в «накопительной» камере. Особенностями модели являются плавные переходы на стыках каналов и в переходных зонах; герметизированные емкости «накопительной» камеры, дегазация вводимых жидкостей. Для адгезии клеток внутренние стенки ячейки покрывались коллагеном. С помощью численного моделирования в программе Comsol Multiphysics, с учетом диффузии, найдено распределение поля скоростей в подводящих каналах и в «градиентной» камере, скорости в центре каналов практически совпадают с полученными при течении люминесцентных латексных шариков: 180 мкм/с в подводящих каналах и 150 мкм/с в «градиентной камере». Разработка микрожидкостных устройств для наблюдения за миграцией клеток является важным шагом на пути улучшения диагностики и терапии онкологических заболеваний.