Entwicklung anwendungsspezifischer Mikrofluidik / Multi-Organ-Chip

CAD-Modell eines mikrofluidischen Multilagensystems mit integrierter Hohlfaser
© Fraunhofer IWS Dresden
CAD-Modell eines mikrofluidischen Multilagensystems mit integrierter Hohlfaser

Die Herausforderung bei der Entwicklung von Systemen zur Testung von neuen Medikamenten und kosmetischen Produkten besteht in der Kultivierung mehrerer, komplexer Gewebekulturen, wie Haut, Leber und Niere, in einem Chip. Die dafür notwendige Mikrofluidik besteht u. a. aus Kanalstrukturen, Ventilen, Pumpen und Reservoiren und wird am Fraunhofer IWS entwickelt.


Aufbau und Funktionsprinzip

Die Mikrofluidik ist aus PDMS gegossen oder aus Folienmultilagen aufgebaut. Darin integriert befinden sich pneumatisch angesteuerte Mikropumpen, Mikroventile sowie mehrlagige Kanäle und Kulturkammern. Der Anschluss der Pneumatik, der fluidischen Ein- und Ausgänge sowie der Reservoire erfolgt über eine Anschlussplatte aus Polycarbonat (PC) oder Cyclo-Olefin-Copolymeren (COC).


Technische Daten

  • Größe der Mikrofluidik 25 mm x 75 mm
  • Temperierung von 20 °C bis 40 °C
  • Durchsatz der internen Pumpen von 0,3 µL/s bis 2 µL/s
  • Eintrag von Sauerstoff über die Mikropumpe möglich
  • nichtinvasive Sauerstoffmessung im Chip möglich


Anwendung

Mit der Entwicklung der Technologie-Plattform ist ein neues leistungsfähiges Werkzeug für die Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Geweberekonstruktion, Arzneimitteluntersuchung und für Zytotoxizitätsuntersuchungen bereitgestellt.