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An acoustically-driven biochip – impact of flow on the cell-association of targeted drug carriers
Silke Dissauer
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Michael Wirth
DOI
10.25365/thesis.4931
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29371.46010.759870-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Kolloidale Trägersysteme stellen einen viel versprechenden Ansatz zur zielgerichteten Verabreichung von Wirkstoffen dar. Um die Effizienz solcher Applikationsformen bereits vor der Phase von Tierversuchen möglichst realistisch bewerten zu können, müssen in vitro Modelle etabliert werden, mit deren Hilfe man die Verhältnisse in vivo detailgenau simulieren kann. Bislang wurden derartige Interaktionsstudien mit Zellmonolayern zumeist stationär durchgeführt. Die unter physiologischen Bedingungen auftretenden Flüsse und damit assoziierten hydrodynamischen Kräfte werden dabei jedoch nicht berücksichtigt. Auf dieser Problemstellung gründend wurde im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit ein chipbasiertes, dynamisches in vitro Testmodell zur Charakterisierung der Partikel-Zell Interaktion entwickelt. Mittels hochfrequenzgesteuerter akustischer Oberflächenwellen werden in diesem mikrofluidischen System exakt regulierbare laminare Flüssigkeitsströme erzeugt.
Abstract
(Englisch)
The interaction of targeted drug carriers with epithelial and endothelial barriers in vivo is largely determined by the dynamics of the body fluids. To simulate these conditions in binding assays, a fully biocompatible in vitro model was developed which can accurately mimic a wide range of physiological flow conditions on a thumbnail-format cell-chip. This acoustically-driven microfluidic system was used to study the interaction characteristics of protein-coated particles with cells. Poly(D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) microparticles (2.86 ± 0.95 µm) were conjugated with wheat germ agglutinin (WGA-MP, cytoadhesive protein) or bovine serum albumin (BSA-MP, nonspecific protein) and their binding to epithelial cell monolayers was investigated under stationary and flow conditions. While mean numbers of 1500 ± 307 mm-2 WGA-MP and 94 ± 64 mm-2 BSA-MP respectively were detected to be cell-bound in the stationary setup, incubation at increasing flow velocities increasingly antagonized the attachment of both types of surface-modified particles. However, while binding of BSA-MP was totally inhibited by flow, grafting with WGA resulted in a pronounced anchoring effect. This was indicated by a mean number of 747 ± 241 mm-2 and 104 ± 44 mm-2 attached particles at shear rates of 0.2 s-1 and 1 s-1 respectively. Due to the compactness of the fluidic chip which favours parallelization, this setup represents a highly promising approach towards a screening platform for the performance of drug delivery vehicles under physiological flow conditions. In this regard, the flow-chip is expected to provide substantial information for the successful design and development of targeted micro- and nanoparticulate drug carrier systems.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
flow chip particle microfluidic WGA
Schlagwörter
(Deutsch)
Fluss Chip Partikel Microfluidic WGA
Autor*innen
Silke Dissauer
Haupttitel (Englisch)
An acoustically-driven biochip – impact of flow on the cell-association of targeted drug carriers
Paralleltitel (Deutsch)
Ein akustisch betriebener Biochip für Untersuchungen der Partikel-Zell-Interaktion
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
40 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Michael Wirth
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.03 Methoden und Techniken in den Naturwissenschaften
AC Nummer
AC07697205
Utheses ID
4396
Studienkennzahl
UA | 449 | | |