Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Aislamiento de células madre por ultrasonidos

  • cavitación ultrasónica es un método mecánico altamente efectivo para aislar células madre de tejido adiposo humano.
  • Ultrasónicamente aislado fracción estromal vascular (SVF) muestran un alto potencial de regeneración para aplicaciones médicas.
  • Hielscher Ultrasonidos ofrece varias opciones de tratamiento con ultrasonidos directos e indirectos para la recolección de células madre.

El aislamiento ultrasónico de las células madre

Desde el cuerpo humano tejido adiposo extraído (a través de la liposucción) se trata por ultrasonidos para eliminar el tejido de las células madre y otras células de crecimiento. Esta porción separada de células se conoce como células de la fracción del estroma vascular (SVF).
La técnica de aislamiento ultrasónico de células madre de tejido adiposo se basa únicamente en el principio de funcionamiento de la cavitación ultrasónica derivada, que es cizallamiento mecánico. Las fuerzas de cizallamiento cavitacionales interrumpen el tejido adiposo, de modo que las células madre se liberan de la estructura del tejido graso. El aislamiento de células madre de ultrasonidos es un procedimiento libre de enzimas, evitando el uso de la colagenasa, tripsina, o dispasa.
Para separar las células madre extraídas, células madre mesenquimales, precursores endoteliales y otros tipos de células de crecimiento, se centrifuga el tejido adiposo sonicado.
Las células madre separados se recogieron y se analizaron por su calidad incluyendo el recuento celular, la viabilidad, la endotoxina, y la tinción de Gram antes se utiliza inmediatamente para el trasplante autólogo o se conservan en crio-almacenamiento.

¿Por qué evitar las enzimas?

Dado que la digestión enzimática para el aislamiento de células madre se acompaña con altos costos y los posibles riesgos de seguridad, así como falta de eficacia [Oberbauer et al. 2015], se prefieren los métodos de aislamiento no enzimáticos tales como la cavitación ultrasónica. La etapa de aislamiento ultrasónico reemplaza a la digestión enzimática mediante la separación de las células y los agregados de células mecánicamente del tejido adiposo.

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Ventajas del tratamiento con ultrasonidos
VialTweeter con VialPress montado

  • rápido
  • eficiente
  • reproducibles
  • seguro
  • Enzyme-Libre
  • económico
  • Opciones estériles
cavitación ultrasónica es un método fiable para aislar células madre de tejido graso adiposo. © Oberbauer et al. 2015

las células madre derivadas de tejido adiposo

Stem Cell Rendimiento

Publicado método de aislamiento SVF que el rendimiento en la cavitación ultrasónica en 1,67 a 2,24 × 107 con una viabilidad del 97,1-98,9%[Victor, S., 2014]. Se obtuvieron rendimientos celulares de aproximadamente 2-4 millones de células/gramo de tejido adiposo mediante la lisis ultrasónica de adipocitos maduros en tejido adiposo disociado[Bright et al., 2014].
Ultrasónicamente prepararon células poseen igualmente alto potencial de diferenciación adipogénica y osteogénico, en comparación con un método de aislamiento enzimático estándar [Oberbauer et al. 2015].

Sistemas de ultrasonidos para el aislamiento de células madre

Para garantizar la máxima seguridad y mejor calidad, equipos de ultrasonidos fiable, que permite un control preciso sobre el tratamiento con células madre, es un factor clave para el éxito del tratamiento de los pacientes. Hielscher Ultrasonidos ofrece varias opciones para un proceso de separación de la cavitación ultrasónica autólogo para aislar y tallo de cosecha y las células precursoras endoteliales.

Sonicación directa

UP200St (200W) de ultrasonidos de sonda-dispositivo con caja de sonidoPara el proceso de aislamiento de células madre a través de sonicación directa, el cuerno ultrasónico (sonotrodo, punta ultrasónica / sonda) se sumerge en el tejido graso adiposo. Via el sonotrodo, las ondas de ultrasonido se acoplan directamente en la grasa autóloga de modo que la cavitación ultrasónica libera las células madre y las células del estroma del tejido residual. procesadores de ultrasonidos Hielscher UP200Ht y UP200St con sonotrodo S26d14 son sistemas de uso común para el tratamiento de células madre autólogas. El aislamiento SVF mediante sonicación directa es sobre todo conveniente para el uso en instalaciones de sala limpia.

sonicación indirecta

Puesto que se usan las células madre para aplicaciones autólogas, la esterilidad del proceso es muy importante. Por lo tanto, Hielscher ha desarrollado varias opciones de tratamiento con ultrasonidos indirecta, tales como GDmini2, VialTweeter y otros sistemas de medida. Por sonicación indirecta, las ondas de ultrasonido se acoplan a través del recipiente de pared en el tejido adiposo. La fracción estromal vascular (SVF) se disocia a partir del tejido adiposo por la cavitación ultrasónica como lo mismo que durante la sonicación directa.
Sonotrodo de bloque VialTweeter S26d11x10 para el UP200St (clic para ampliar).El proceso de sonicación indirecta ofrece la ventaja de procesar las células en un recipiente cerrado bajo condiciones libres de contaminación ya que el riesgo de contaminación cruzada mediante la inserción del cabezal de ultrasonidos (sonotrodo) se elimina. El aislamiento de células se lleva a cabo en un sistema cerrado asegurando condiciones de proceso estériles.

dispositivos ultrasónicos digitales de Hielscher pueden controlarse con precisión mediante la pantalla táctil o el control del navegador. procedimientos de sonicación pueden ser pre-configurar mediante el menú intuitivo. Los dispositivos ultrasónicos están equipadas con la grabación de una automática de datos (todos los datos proces de sonicación se almacenan en un sistema integrado de SD-Card). La entrada de energía de ultrasonidos se puede ajustar exactamente con el protocolo de aislamiento de células.

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Literatura/Referencias

  • Oberbauer, Eleni; Steffenhagen, Carolin; Wurzer, Christoph; Gabriel, Christian; Redl, Heinz; Wolbank, Susanne (2015): Sistemas de aislamiento enzimático y no enzimático para células derivadas de tejidos adiposos: estado actual de la técnica. Regeneración celular (2015) 4:7.


Información interesante

Células madre

Las células madre son células indiferenciadas de un organismo multicelular que tienen la capacidad de producir indefinidamente más células del mismo tipo. Se caracterizan por el notable potencial de desarrollarse en muchos tipos diferentes de células en el cuerpo durante los primeros estados de vida y crecimiento. La característica más distintiva de las células madre es su capacidad de renovarse por división celular y su capacidad para convertirse en células específicas de tejidos u órganos con funciones especiales. Las células madre pluripotentes tienen el potencial de diferenciarse en cualquiera de las tres células germinales: endodermo (revestimiento interno del estómago, tracto gastrointestinal, pulmones), mesodermo (músculo, hueso, sangre, urogenital) o ectodermo (tejidos epidérmicos y sistema nervioso).
En algunos órganos, como el intestino y la médula ósea, las células madre se dividen regularmente para reparar y reemplazar los tejidos desgastados o dañados. En otros órganos, como el páncreas y el corazón, las células madre sólo dividen en condiciones especiales.
Mesenquimales del estroma / células madre (MSC), que ofrecen un alto potencial para aplicaciones terapéuticas múltiple en medicina regenerativa y aestethic, se encuentran principalmente en la médula ósea, pero que se puede aislar de otros tejidos (por ejemplo, cartílago, grasa, células musculares), también. Las células madre mesenquimales se consideran como células madre adultas prototípicos que se caracterizan por su capacidad de auto-renovación.
la investigación de células madre y los tratamientos se utilizan para cultivar tejidos y órganos para trasplantes (ingeniería de tejidos). Otros campos de la medicina para la aplicación de células madre se pueden encontrar en el tratamiento de la enfermedad cerebral (por ejemplo, de la enfermedad de Alzheimer Parkinson y), la terapia de la deficiencia celular, enfermedad de la sangre (por ejemplo, leucemia), degeneración de la articulación y el cartílago (por ejemplo, osteoartritis), así como tratamientos cosméticos (por ejemplo, tratamientos anti-envejecimiento). En general, las células madre tienen un tamaño de aprox. 15-25 micras de diámetro.
Células madre mesenquimales (MSC) son células multipotentes estromales, que tienen la capacidad de diferenciarse en una variedad de tipos celulares, incluyendo los osteoblastos (células óseas), condrocitos (células del cartílago), miocitos (células musculares), y adipocitos (células grasas).

Del estroma vascular fracción (SVF)

Del estroma vascular fracción (SVF) es un componente de la lipoaspirado que se puede extraer a través de la liposucción a partir de tejido adiposo en el cuerpo humano. El lipoaspirado consiste en una mezcla heterogénea de células y tiene un alto contenido de células madre, conocidas como células derivadas de tejido adiposo madre (ASC o ADSC), que muestran similitudes con las células madre de médula ósea, tales como su capacidad para diferenciarse en células multilinaje.
La población heterogénea de SVF incluye células endoteliales, eritrocitos, fibroblastos, linfocitos, monocitos / macrófagos, y pericitos entre otros, así como una fracción importante de las células madre derivadas de tejido adiposo.

Las células estromales / madre derivadas de tejido adiposo (ASC)

Las células troncales / estromales derivadas de tejido adiposo (ASC / ADSC) liberan altos niveles de factores de crecimiento bioactivo como factor de crecimiento epidérmico (EGF), factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), factor de crecimiento de fibroblastos básico (FCFb), factor de crecimiento de queratinocitos (KGF) , factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), factor de crecimiento de hepatocitos (HGF), factor de crecimiento transformante beta (TGF-β), factor de crecimiento de insulina (IGF) y factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF). ACS no solo libera factores de crecimiento, también secretan citoquinas incluyendo ligando de tirosina cinasa 3 (Flt-3) relacionado con fms, factor estimulante de colonias de granulocitos (G-CSF), factor estimulante de colonias de granulocitos macrófagos (GM-CSF), macrófago -Factor estimulante de colonias (M-CSF), interleuquina (IL) como IL-6, IL-7, IL-8, IL-11 e IL-12, factor inhibidor de la leucemia (LIF) y factor alfa de necrosis tumoral (TNF-α).

Extracción de Tipos de Células Madre

Las células madre adultas autólogas de humanos pueden extraerse de las siguientes fuentes:

  • La médula ósea, lo que requiere la extracción de la cosecha, es decir, la perforación en el hueso.
  • El tejido adiposo (células de lípidos), que requiere la extracción por liposucción.
  • Blood, que requiere la extracción a través de aféresis, en la que la sangre del donante pasa a través de una “diálisis” máquina en la que se extraen las células madre mientras que los otros componentes de la sangre se devuelve al donante.