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Fragestellung: Für die 3D-Gewebezüchtung sind oftmals Eigenkonstruktionen nötig, um neue Ansätze evaluieren zur können. Neben der Verwendung geeigneter Werkstoffe oder der Sicherstellung der Sterilität ist auch ein homogener, nicht schwankender Temperaturverlauf von entscheidendem Interesse. Ein neuer Miniaturinkubator soll daher exemplarisch auf dessen Eignung im Hinblick auf Temperaturregelung evaluiert werden. Bei Erfüllung der Anforderung soll zudem eine ersten Zellkultivierung erfolgen und das Zellwachstum quantifiziert werden.

Methodik: Um das Temperaturverhalten im Inneren der Inkubationskammer zu messen, kann sich an der Norm DIN EN ISO 12880 orientiert werden. Aus dieser wird eine Messung in 3 Ebenen abgeleitet. Für die mögliche Zellkultivierung werden in die Inkubationskammer drei Dreifachstapel aus 35 mm PS Petrischalen mit primären humanen Osteoblasten in einer Konzentration von 10000 Zellen pro cm² ausgesät und über einen Zeitraum von 3 Tagen bei 37,0°C und 5% CO₂ kultiviert (Abbildung 1 [Abb. 1]).

Zur Charakterisierung des Zellwachstums bzw. der Zellaktivität werden die Zellen im Hinblick auf Vitalität mittels Live/Dead Färbung und Zytotoxizität mittels WST-1 hin untersucht. Als Kontrollgruppe dient eine identische Kultur in einem handelsüblichen Brutschrank, ebenfalls bei den beschriebenen Standardbedingungen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Innerhalb der Inkubationskammer wurde bei einem Sollwert von 37,0°C eine Temperatur von 36,6°C (±0,61) in der obersten der drei Messebenen (Höhe=60 mm), von 36,8°C (±0,77) in der mittleren Messebene (Höhe=40 mm) bzw. 36,9°C (± 0,67) in der unteren Messebene (Höhe=20 mm) gemessen. Die Vitalitätsfärbung zeigte ein Verhältnis von vitalen zu avitalen Zellen im Referenzinkubator von 90% zu 10% bzw. 97% zu 3% im Miniaturinkubator. Der Zytotoxizitätstest über das WST-1 Reagenz ergab einen Median im Referenzinkubator bzw. im Miniaturinkubator von 2,73 bzw. 2,24 in der oberen Messebene, 3,29 bzw. 2,13 in der mittleren Messebene und 2,39 bzw. 2,11 in der unteren Messebene. Die aufgenommenen Messdaten haben gezeigt, dass das System das erwartete Milieu hinreichend genau für eine erfolgreiche Kultivierung bereitstellen kann. Für die Evaluierung von Konstruktionsvarianten oder Neukonstruktionen wird diese Vorgehensmethode aufgrund ihrer klaren Handhabung zukünftig wiederverwendet.