ES2296145T3 - Manipulacion magnetica de muestras biologicas. - Google Patents

Abstract

Soporte celular (10) para la recepción de al menos una célula biológica que presenta un elemento magnético (20), un elemento de fondo (30) y un elemento de recepción (40), en el que el elemento de recepción (40) está dispuesto en una parte opuesta al elemento de fondo (30) del soporte celular (10) y presenta una superficie (41) para la recepción de la célula biológica, caracterizado porque - el soporte celular (10) puede moverse sobre una superficie base sólida, - el elemento de fondo (30) forma un apoyo (31) estable el cual puede desplazarse sobre la superficie base en al menos una dirección, y - el elemento de recepción (40) está formado de manera que favorezca la adherencia en una zona parcial predeterminada de la superficie (41).

Description

Manipulación magnética de muestras biológicas.

La invención se refiere a soportes celulares con las características del preámbulo de la reivindicación 1, soportes de cultivo que comprenden una pluralidad de soportes celulares de este tipo, dispositivos de manipulación para el uso de soportes celulares de este tipo para la manipulación de muestras biológicas y procedimientos para la manipulación de muestras biológicas, como por ejemplo de células y/o constituyentes celulares.

Objetivos importantes de la biotecnología y la medicina consisten en la generación y el procesamiento más automatizado posible de grupos de células y asociaciones de células a partir de células biológicas individuales. Por ejemplo, deben agruparse, tratarse, multiplicarse o en general manipularse local y/o temporalmente células con propiedades deseadas. El contacto de las células biológicas con una superficie sólida (células adherentes) constituye una condición previa esencial para el cultivo de células. Muchos tipos de células relevantes, por ejemplo, para tratamientos celulares o en la biotecnología (por ejemplo fibroblastos, macrófagos, linfocitos, células madre), no pueden sobrevivir sin este roce o al menos no se dividen. Por tanto, aumenta la importancia de superficies molecularmente enmascaradas o micro y nanoestructuradas.

En la práctica han demostrado ser especialmente ventajosos los sistemas miniaturizados en forma de los denominados "laboratorios biológicos en un chip" ("Bio-Lab's on Chip") debido a la esterilidad deseada y bajos costes. Estos se fabrican frecuentemente como sistema de microcanales fluidos con, por ejemplo, componentes de funcionamiento óptico o eléctrico para la separación, tratamiento, agrupación y caracterización de células biológicas. Sin embargo, en los sistemas de microcanales habituales es desventajoso que en éstos las células sólo pueden moverse en estado no combinado suspendido, respecto a superficies sólidas, por ejemplo mediante corrientes pasivas, con campos eléctricos (electroósmosis, dielectroforesis, electroforesis) o mediante fuerzas ópticas. Los contactos anteriormente mencionados con superficies sólidas se excluyen justamente por eso. No obstante, si las células se adhieren a superficies, entonces generalmente es difícil un reemplazamiento y sólo es posible mediante vía bioquímica (tripsinación) o con fuerte tensión mecánica y pérdidas de células.

Por tanto, con los sistemas de microcanales habituales sólo pueden realizarse de forma limita los tratamientos celulares con contactos de superficies o células o cultivos de células. Para la manipulación de células adherentes no está disponible actualmente ningún coadyuvante viable. Las células adherentes no pueden moverse por separado ni respecto al sistema de canales ni respecto a ellas. Pero como justamente la adherencia de las células es de una importancia fundamental, existe aquí una gran necesidad de una técnica que pueda usarse en el laboratorio de investigación y en la industria, especialmente en la puesta en práctica de tratamientos celulares médicos.

Es conocido acoplar las células biológicas en suspensión con partículas magnéticas (las denominadas nano o microperlas) y luego realizar con un campo magnético externo un movimiento de las células. Hasta ahora, la aplicación de perlas magnéticas que poseen una geometría esférica se limita a la manipulación no específica de grupos de células (por ejemplo en la recolección de células en suspensión). Hasta la fecha no es posible una manipulación definida o individual en condiciones de células acopladas a perlas. Los complejos perla-célula muestran fuertes interacciones, de manera que rápidamente pueden producirse agregaciones no deseadas (interacciones partícula-partícula mediante el campo magnético o las superficies). Además, una extracción individual de los complejos perla-célula de una suspensión es hasta la fecha un problema sin resolver.

La Patente US-B-6355491 da a conocer un soporte para recibir una muestra biológica con un elemento de fondo, un elemento magnético y un elemento de recepción formado como promotor de la adhesión. El soporte habitual está fijado de manera inmóvil a una pieza base. Es adecuado para la recepción de biomoléculas en líquidos, pero no para la recepción de células biológicas. De la patente CN-A-12898842 se conoce un soporte para células biológicas con un elemento magnético y un elemento de recepción formado como promotor de la adhesión, pero que no hace posible la movilidad sobre una superficie base. Las partículas magnéticas para aplicaciones biotecnológicas también se describen en la patente WO03/043931A1.

El objetivo de invención es proporcionar técnicas mejoradas para la manipulación de muestras biológicas, como por ejemplo de células, grupos de células, constituyentes celulares o sustancias biológicamente activas, con las que puedan superarse las desventajas y limitaciones de los microsistemas fluidos habituales. Debe crearse especialmente una posibilidad para mover, posicionar y/o poner en contacto definido entre sí por separado o en grupo muestras biológicas en el estado adherente unidas a una base sólida, en la que deba conseguirse una flexibilidad lo más alta posible respecto a la aplicabilidad de, por ejemplo, técnicas de procedimientos bioquímicos, genéticos, médicos o biológicos. Además, con la invención debe crearse una posibilidad para manipular células adherentes por separado de una manera fidedigna y en condiciones estériles.

Este objetivo se alcanza mediante un soporte celular con las características de la reivindicación 1, un soporte de cultivo compuesto por una pluralidad de soportes celulares de este tipo con las características de la reivindicación 30, un dispositivo de manipulación para muestras biológicas con las características de la reivindicación 36 y un procedimiento para la manipulación de muestras biológicas con las características de la reivindicación 46. Formas de realización y aplicaciones ventajosas de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes.

La presente invención se basa según un primer aspecto con referencia al mecanismo especialmente en la exposición técnica para proporcionar un soporte celular para la recepción de una muestra biológica, que contiene al menos un elemento magnético que hace posible un movimiento o posicionamiento del soporte celular con una fuerza magnética, en el que está previsto un elemento de fondo con el que el soporte celular puede colocarse y desplazarse de manera mecánicamente estable sobre una superficie sólida. Mediante la creación del elemento de fondo, que forma un apoyo sobre una parte inferior del soporte celular, se consigue de manera ventajosa una estabilidad de posición del soporte celular tanto en estado en reposo como en movimiento especialmente con el campo magnético. La estabilidad del soporte celular significa que éste puede disponerse sin inclinaciones sobre la superficie sólida, que a continuación se denomina superficie base o superficie de fondo. Se excluyen reorientaciones del soporte celular respecto a la superficie base, como por ejemplo un movimiento de inclinación, una caída o una inversión completa de 180º. De manera ventajosa, los soportes celulares según la invención pueden desplazarse solos de manera predeterminada ejerciendo fuerza magnética sobre la superficie base. La fuerza magnética se genera mediante una interacción magnética del elemento magnético, que contiene un material magnético y/o magnetizable, con un campo magnético externo o un material magnetizable externo.

De manera ventajosa, mediante la capacidad del soporte celular para descansar o moverse establemente sobre una superficie base sólida se superan las desventajas de las microperlas magnéticas habituales. Pueden excluirse especialmente agregaciones no reproducibles de microperlas. Además, la manipulación habitual de células basada en perlas no ofrece la posibilidad de poner a disposición superficies planas y estructuradas complejas para el crecimiento celular en tamaño y calidad previamente ajustable.

Preferiblemente, el soporte celular comprende con el elemento magnético sobre su parte inferior el elemento de fondo, que forma el apoyo movible estable sobre un superficie base sólida en al menos una dirección, y en su parte superior un elemento de recepción que presenta una superficie para la recepción de la muestra biológica. Según una característica de la invención, el elemento de recepción está modificado como promotor de la adhesión por lo menos en una zona parcial predeterminada de su superficie, es decir, lleva un recubrimiento y/o estructuración sobre el que las células biológicas se adhieren preferiblemente. Para la aplicación práctica se prefiere especialmente cuando el recubrimiento y/o estructuración promotores de la adhesión están previstos en una zona parcial de la superficie y en otra zona parcial de la superficie un recubrimiento que impide en la adhesión, pudiendo dividirse conjuntamente o respectivamente las zonas parciales.

Los soportes celulares según la invención son preferiblemente plaquitas que contienen o llevan materiales magnéticos o partes magnetizables en las que los soportes celulares están equipados para la recepción de fuerza y forman una plataforma y superficie de cultivo para células. Los soportes celulares pueden moverse con brazos mecánicos de x-y-z miniaturizados guiados fuera de un recipiente de cultivo o microsistema. Estos sistemas pueden miniaturizarse correspondientemente al tamaño de las células hasta en el intervalo de micrómetros y en cualquier caso son más pequeños en comparación con las dimensiones típicas de las paredes del recipiente de cultivo. Los soportes celulares pueden estar recubiertos con materiales que garantizan tanto la tendencia al deslizamiento sobre las paredes como la biocompatibilidad con las células. Puede realizarse un amplio espectro de combinaciones de materiales, anisotropías de materiales y gradientes materiales.

El elemento de fondo del soporte celular según la invención puede moldearse en función de la aplicación concreta y especialmente de la forma de la superficie base sobre la que debe usarse el soporte celular. En general, la forma de la superficie del elemento de fondo puede poseer cualquier forma complementaria a la superficie base, poseyendo el elemento de fondo debido a la movilidad deseada una forma recta, sin curvaturas, en al menos una dirección.

Según un modo de realización preferido de la invención, el elemento de fondo posee una estructura superficial plana y sin estructura. De manera ventajosa se forma un apoyo plano liso que puede desplazarse libremente especialmente sobre una superficie base plana en todas las direcciones paralelamente a la superficie base. Alternativamente, el elemento de fondo puede poseer una forma de la superficie que forma un apoyo plano estructurado. Por ejemplo, pueden preverse tres o más puntos de apoyo que están en un plano común y correspondientemente también forman un apoyo plano del soporte celular según la invención. En este caso resultan ventajas de una reducción del rozamiento del soporte celular respecto a la superficie base. Según otra alternativa, el elemento de fondo puede poseer un perfil de apoyo determinado, que es complementario a la superficie base, sobre el que debe usarse el soporte celular. De manera ventajosa, mediante la especificación del perfil de apoyo puede fijarse una dirección de movimiento del soporte celular sobre la superficie base a semejanza de un movimiento de carril. En general, el perfil de apoyo de la forma de la superficie del elemento de fondo puede ser completamente cóncavo o convexo o cóncavo y convexo en zonas parciales. Si el perfil de apoyo posee una sección transversal circular de manera que el elemento de fondo forme un fragmento de un cilindro
circular recto, pueden resultar ventajas de la aplicación del soporte celular sobre superficies base curvas cilíndricas.

Como el elemento de fondo del soporte celular según la invención posee en primer lugar una función mecánicamente estabilizadora, no se produce ninguna limitación respecto al material del elemento de fondo. Sin embargo, pueden resultar ventajas de un movimiento libre de interferencias del soporte celular con mínimas fuerzas magnéticas cuando el elemento de fondo está compuesto por un material con una capacidad adhesiva reducida en comparación con materiales sólidos ajenos o posee al menos un recubrimiento de un material de este tipo. Preferiblemente se usa politetrafluoroetileno (PTFE) u otro material de plástico con una capacidad adhesiva comparativamente baja. El PTFE posee ventajas adicionales, ya que para las aplicaciones que interesan en la práctica es inerte en la manipulación de células biológicas o cultivos celulares.

Según una forma de realización preferida del soporte celular según la invención, éste está provisto del elemento de recepción anteriormente mencionado, que posee una superficie para la recepción de la muestra biológica, en el que esta superficie señala en otra dirección al elemento de fondo. Generalmente, el elemento de recepción se forma sobre un lado opuesto al elemento de fondo del soporte celular. La preparación del elemento de recepción posee la ventaja de que para la muestra biológica se crea una zona geométrica definida y delimitada que puede configurarse de manera específica en función de las propiedades de la muestra y la aplicación concreta del soporte celular. El soporte celular puede moverse con la muestra, mientras que ésta es esencialmente inmóvil respecto al soporte celular (excepto los movimientos de orientación naturales, por ejemplo, de células biológicas). Otra ventaja del elemento de recepción consiste en la preparación de una protección del elemento magnético contra influencias externas. El elemento de recepción forma una cubierta que separa el elemento magnético de un líquido ambiental o una muestra dispuesta sobre el soporte celular.

El elemento de recepción previsto sobre la parte superior del soporte celular puede formarse de manera ventajosa con una forma de la superficie predeterminada para ampliar la funcionalidad del soporte celular o adaptar la superficie del elemento de recepción para determinadas muestras. Si se prevé un elemento de recepción plano sin estructurar pueden resultar ventajas de una aplicabilidad universal del soporte celular. Además se crea una superficie de referencia definida que puede ser ventajosa para mediciones ópticas en la muestra sobre el soporte celular. Si el elemento de recepción posee una forma plana estructurada pueden resultar ventajas de la adhesión y la fijación temporal de la muestra biológica, especialmente una célula biológica. Pueden formarse especialmente nano o microestructuras con tamaños de estructura típicos correspondientemente en el intervalo de nm a \mum, que influyen la unión de la célula al elemento de recepción. Si el elemento de recepción posee una forma escalonada no plana, de manera ventajosa puede formarse una abertura que sirve para determinar la posición de la muestra y de protección lateral. La protección de la muestra sobre el soporte celular todavía puede mejorarse si el elemento de recepción presenta una cavidad para la recepción de la muestra.

El elemento de recepción del soporte celular según la invención puede modificarse según otra variante de la invención respecto a la elección de un material determinado o la aplicación de un recubrimiento. Así, la superficie del elemento de recepción puede modificarse químicamente al menos en una zona parcial de tal manera que se promueva o impida una adhesión de muestras biológicas, especialmente de células o constituyentes celulares. Para promover la adhesión puede preverse, por ejemplo, un recubrimiento de fibronectina o un recubrimiento para la formación de combinaciones receptor-ligandos. Si sobre la superficie del elemento de recepción se prevén anticuerpos específicos a los que se adhieren específicamente determinadas células, mientras que otras células no se adhieren, pueden resultar ventajas de una capacidad de unión específica para células del elemento de recepción.

Si el elemento de recepción del soporte celular según la invención posee un borde circular, de manera ventajosa puede conseguirse una delimitación de la muestra en el centro del elemento de recepción. El borde puede llevar, por ejemplo, un recubrimiento reductor de la adhesión sobre el que se impida o excluya una adhesión celular. Puede preverse, por ejemplo, un borde recubierto con PTFE o poli-HEMA. Para aplicaciones prácticas es ventajosa una anchura mínima del borde recubierto de 20 \mum.

Alternativamente puede renunciarse a un recubrimiento reductor de la adhesión del borde, que es especialmente ventajoso en aplicaciones cuando las células deben agruparse sobre soportes celulares para dar una combinación y para esto deben crecer o moverse por superficies de soportes celulares. En este caso puede elegirse preferiblemente una anchura mínima del borde de tal manera que las células en la duración del procedimiento deseado (por ejemplo de 0,5 a 2 h) no se muevan del soporte celular a la superficie base debido a un movimiento celular propio mediante la reordenación natural de los contactos de adhesión. Es preferida una extensión lateral de la superficie de al menos
200 \mum con una velocidad propia típica de las células de aprox. 100 \mum/h.

Si según la forma de realización preferida de la invención el elemento de fondo y el elemento de recepción están superpuestos y el soporte celular forma una construcción en forma de capas, resultan ventajas de la estabilidad de posición del soporte celular. La construcción en forma de capas se dimensiona preferiblemente de tal manera que su espesor sea inferior a 200 \mum y su área de la sección transversal presente una dimensión lateral inferior a 2 mm, con especial preferencia inferior a 1 mm.

Si el soporte celular según otra variante de la invención presenta una zona parcial transparente en la que el soporte celular es traslúcido, pueden resultar ventajas de una observación del soporte celular y, por ejemplo, de la comprobación de si una muestra se encuentra sobre el soporte celular.

Otra ventaja del soporte celular según la invención consiste en que los elementos de recepción, magnético y de fondo pueden formarse adaptados con gran flexibilidad a la aplicación respectiva. Puede preverse especialmente que el elemento magnético y el elemento de fondo formen una pieza común. En este caso, el apoyo estable del soporte celular se prepara mediante la parte inferior del elemento magnético. Correspondientemente, el elemento magnético puede asumir la función del elemento de recepción. En general, un soporte celular según la invención puede estar compuesto exclusivamente por el elemento magnético, cuya superficie inferior forma el apoyo sobre la superficie base y cuya superficie superior la recepción para la muestra, facilitándose en este caso una construcción especialmente sencilla del soporte celular.

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Alternativamente, el elemento magnético por una parte y los elementos de recepción y/o fondo por otra parte pueden formar piezas separadas. Por ejemplo, el elemento magnético puede unirse a semejanza de una perla magnética habitual con la muestra, que está dispuesta sobre el elemento de recepción.

El al menos un elemento magnético del soporte celular según la invención está equipado para la generación de un campo magnético o para la interacción con un campo magnético externamente generado y para esto comprende en general un material magnético o magnetizable. Según la invención, el elemento magnético puede presentar un material paramagnético, ferromagnético y/o diamagnético. Ventajas especiales de una manipulación eficaz del soporte celular con un dispositivo de ajuste magnético externo resultan a una elevada imantación propia o capacidad de imantación, de manera que el elemento magnético presenta preferiblemente metales, como por ejemplo Fe o Ni, o aleaciones, como por ejemplo FeSi (96% de Fe, 4% de Si), Permalloy o Mu-metal (Ni/Fe/Cu/Cr). Además, puede preverse el uso de materiales paramagnéticos, tal como por ejemplo el Pt, o de materiales diamagnéticos, como por ejemplo Bi.

Pueden resultar otras ventajas de una interacción magnética fuerte y la flexibilidad en la elección de materiales para el elemento magnético cuando como elemento magnético se prevé un dispositivo de inducción. De manera ventajosa pueden formarse con técnicas de microestructuración inductancias, por ejemplo en forma de capas, sobre superficies sólidas, como la parte inferior del elemento de recepción, que muestran un pequeño grosor y no obstante una alta interacción magnética. Como elemento magnético puede preverse, por ejemplo, una bobina con al menos una vuelta y, dado el caso, con un núcleo de bobina, por ejemplo de Fe. De manera ventajosa no existe ninguna limitación respecto a la forma de la bobina. Si una bobina se forma anularmente como bobina cilíndrica, pueden resultar ventajas de una alta intensidad del campo magnético. Una bobina enrollada en un plano de referencia paralelamente a los elementos de recepción y de fondo posee la ventaja de que el grosor del soporte celular puede mantenerse pequeño.

Otra ventaja de la invención consiste en que no existe ninguna limitación respecto a la forma del elemento magnético y su disposición en el soporte celular. El diseño del elemento magnético se elige más bien en función de la aplicación concreta del soporte celular. Si el elemento magnético, por ejemplo una capa continua que se extiende paralelamente al elemento de fondo, es de material magnetizable o magnético, de manera ventajosa puede conseguirse una elevada fuerza magnética.

Alternativamente, el elemento magnético puede comprender varios elementos parciales que están distribuidos en el cuerpo del soporte celular, en el que pueden realizar funciones adicionales del elemento magnético. Si los elementos parciales (o un elemento magnético único) están dispuestos a una distancia de al menos un borde lateral del soporte celular pueden reducirse las interacciones mutuas entre soportes celulares contiguos. Para esto, el elemento magnético está localizado preferiblemente en el centro del soporte celular. Alternativamente, el elemento magnético o varios elementos parciales pueden estar dispuestos directamente en el borde del soporte celular para lograr una interacción no sólo con un dispositivo de ajuste magnético externo, sino también entre soportes celulares contiguos. Por ejemplo, el soporte celular puede diseñarse para un deslizamiento en una determinada dirección de movimiento. Si los elementos parciales del elemento magnético están dispuestos en el borde delantero y/o trasero respecto a la dirección de movimiento, dependiendo de la orientación de los polos magnéticos puede conseguirse un ligamiento de tipo cadena de soportes celulares continuos o directamente la creación de una distancia de seguridad entre los soportes celulares contiguos. Mediante los elementos parciales puede definirse una orientación magnética del soporte celular. Si la orientación magnética coincide con una dirección geométrica preferida del soporte celular, su manipulación puede facilitarse con control óptico.

Según otra forma de realización especialmente ventajosa de la invención, el elemento magnético o los elementos parciales del elemento magnético pueden formar al menos una célula de almacenamiento de datos. De manera ventajosa, ésta hace posible la escritura de informaciones de identificación u otros datos en los soportes celulares que caracterizan al soporte celular o a la muestra que se encuentra sobre éste.

Otra ventaja importante de la invención consiste en que, respecto a la forma externa lateral del soporte celular, tampoco existe ninguna limitación. Por ejemplo, puede crearse una forma externa que presente piezas parciales moldeadas complementariamente entre sí en distintas direcciones. De manera ventajosa, mediante esto pueden componerse estrechamente varios soportes celulares para formar un soporte de cultivo según la invención (véase más adelante) y/o lograr determinadas reacciones entre las muestras. La forma externa del soporte celular es, en general, la forma del borde lateral del soporte celular en un grosor en el que el soporte celular posee su máxima extensión. En soportes celulares cónicos o piramidales, la forma externa se forma, por ejemplo, mediante el contorno del elemento de fondo. Alternativamente, si el elemento de recepción y/o el elemento magnético pueden formar mediante el elemento de fondo un saliente, la forma externa se crea mediante el contorno del elemento de recepción y/o el elemento magnético.

Si la forma externa puede representarse mediante un polígono y correspondientemente se limita por al menos tres tramos rectos, pueden resultar ventajas de una composición sin distancia del soporte celular para un soporte de cultivo. Se elige preferiblemente una forma externa que hace posible un empaquetamiento plano sin intersticios de soportes celulares igualmente moldeados, que es, por ejemplo, el caso de una forma externa regularmente hexagonal o triangular. Las disposiciones sin intersticios de una pluralidad de soportes celulares hacen posible de manera ventajosa la construcción de superficies de sustratos cerradas para el cultivo de células.

Alternativamente, en determinadas aplicaciones puede preferirse que los soportes celulares puedan componerse directamente con intersticios o que deban formar una superficie especialmente grande del elemento de recepción. En estos casos se realiza una forma externa redondeada del soporte celular. Puede preverse, por ejemplo, una forma externa circular o una elipsoidal.

Según otra modificación de la invención, un soporte celular puede proveerse de al menos un elemento de apoyo lateral que ofrezca una protección contra una inclinación no deseada del soporte celular. Una protección de este tipo puede ser ventajosa, por ejemplo, cuando aparecen fuerzas mecánicas externas, tales como por ejemplo fuerzas de flujo en un medio de cultivo o fuerzas perturbadoras magnéticas. Un elemento de apoyo es preferiblemente una barra o banda que sobresale lateralmente del cuerpo del soporte celular que puede estar diseñada rígida o flexible. Según una variante ventajosa de la invención, los elementos de apoyo pueden desempeñar una función adicional en la composición de soportes celulares para un soporte de cultivo según la invención mediante enganche entre sí de elementos de apoyo de soportes celulares contiguos. En el cuerpo del soporte celular pueden preverse más huecos que se moldean
complementariamente a los elementos de apoyo para hacer posible un entrelazado de soportes celulares contiguos.

Si el soporte celular según la invención según otra forma de realización de la invención lleva al menos un elemento de identificación, pueden resultar ventajas del control de una pluralidad de soportes celulares, por ejemplo en un dispositivo de manipulación según la invención (véase más adelante). Como elemento de identificación puede preverse, por ejemplo, un soporte óptico de datos a semejanza de un código de barras o de los almacenamientos magnéticos de datos anteriormente mencionados.

En general, la aplicación de la invención no se limita a determinadas relaciones de tamaño. Sin embargo, las ventajas especiales para las aplicaciones biológicas y médicas propuestas resultan cuando el soporte celular se fabrica como pieza miniaturizada que está equipada para la recepción de células por separado o grupos de células por separado. La superficie del soporte celular prevista para la recepción de muestras (especialmente: del elemento de recepción del soporte celular) posee preferiblemente una superficie libre que está equipada para la adhesión adherente de cómo máximo una célula. Para esto se eligen normalmente dimensiones laterales (por ejemplo diámetros o longitudes de arista) de la superficie en el intervalo de 10 \mum a 1 cm, especialmente de 10 \mum a 5000 \mum. El apoyo formado sobre la parte inferior del soporte celular también posee preferiblemente una dimensión en este intervalo. Para un posicionamiento y/o movimiento estable del soporte celular sobre la superficie base, la altura del soporte celular se elige preferiblemente inferior a la dimensión lateral más pequeña de la superficie prevista para la recepción de la muestra. La altura se corresponde con la distancia perpendicular entre la superficie del elemento de recepción y del apoyo formado por el elemento de fondo. Se elige preferiblemente en el intervalo de 0,5 \mum a 2000 \mum, especialmente de 1 \mum a 1000 \mum. Mediante la preparación de los soportes celulares miniaturizados se crea una herramienta para la manipulación de muestras específicas para células que puede manipularse de manera sorprendente con alta fiabilidad y selectividad con dispositivos de ajuste macroscópicos.

La invención se basa según un segundo aspecto con referencia al mecanismo en la exposición técnica para proporcionar un soporte de cultivo para la recepción de células biológicas que comprende una pluralidad de soportes celulares según la invención. Si los soportes celulares están compuestos por grupos, se crea un sustrato para una pluralidad de células biológicas que puede utilizarse para el cultivo de células y en este documento se denomina correspondientemente soporte de cultivo. Una ventaja esencial del soporte celular según la invención consiste en la creación de un sustrato extremadamente flexible que, en función de la aplicación concreta, pueda componerse en las formas más diversas, deshacerse, combinarse en partes y procesarse de otra forma.

Según una primera variante, los soportes celulares del soporte de cultivo están dispuestos unos al lado de los otros en contacto lateral. En este caso, los soportes celulares no están unidos entre sí. Sólo se prevé un roce lateral mutuo. De manera sorprendente, esta agrupación suelta de soportes celulares es suficiente porque las células se ponen en contacto mecánico o material sobre soportes celulares continuos y/o aparece un cultivo de células. Alternativamente, los soportes celulares del soporte de cultivo pueden anclarse entre sí. Una unión de soportes celulares posee la ventaja de una elevada estabilidad. Los soportes celulares también pueden disponerse entre sí en una unión que pueda separarse o alternativamente pueden estar unidos de manera que no puedan separarse.

Según una forma de realización preferida de la invención, los elementos de recepción de los soportes celulares compuestos forman una superficie plana de soporte de cultivo. Esta posee la ventaja de una compatibilidad con sustratos de cultivo habituales. Alternativamente, los soportes celulares pueden formar una superficie de soporte de cultivo no plana, por ejemplo curva o escalonada. En este caso pueden resultar ventajas de la creación de cultivos celulares con determinadas geometrías, como puede desearse en la denominada "ingeniería de tejidos".

La invención se basa según un tercer aspecto con referencia al mecanismo en la exposición técnica para proporcionar un dispositivo de manipulación para muestras biológicas que presenta una superficie base para posicionar al menos un soporte celular según la invención y un dispositivo de ajuste para ejercer una fuerza magnética sobre el al menos un soporte celular. Con el dispositivo de manipulación se superan las desventajas, especialmente de microsistemas fluidos habituales con manipulaciones de partículas sin roce en campos eléctricos, de realizar manipulaciones de células a células que poseen un contacto superficial adherente y que, sin embargo, pueden moverse por separado. Las manipulaciones de células pueden realizarse con una alta estabilidad y reproducibilidad. Para un funcionamiento seguro no es necesario mantener flujos de soportes o campos eléctricos. Los soportes celulares con muestras y/o sustancias biológicamente activas pueden, por ejemplo, posicionarse, moverse y ponerse en interacción con programas espaciales y temporales previamente ajustables. Pueden realizarse esquemas temporales que se adaptan a los tiempos de cultivo e interacción prácticamente interesantes en el intervalo de minutos a horas.

La superficie base es parte de un dispositivo de cultivo, como por ejemplo un recipiente de cultivo o un microsistema fluido. El movimiento de los soportes celulares puede realizarse mediante las fuentes magnéticas más pequeñas que sean eficaces como elementos de fuerza del entorno exterior del dispositivo de manipulación respecto a la superficie base, por lo que puede garantizarse una esterilidad completa de los soportes celulares. Los elementos de fuerza pueden moldearse de tal manera que se minimice una influencia del soporte celular adyacente dado el caso presente. Los soportes celulares se llevan al interior de un recipiente de cultivo o microsistema mediante el movimiento de los elementos de fuerza que se encuentran en el exterior. Para esto pueden usarse, por ejemplo, brazos mecánicos de x-y-z
programables que, mediante alejamiento de la superficie del canal, pueden interrumpir las fuerzas sobre los soportes celulares. Un funcionamiento paralelo o un ajuste muy rápido de los brazos mecánicos de este tipo proporcionan el movimiento ordenado de varios soportes celulares al mismo tiempo.

La superficie base es en general parte de una pieza para fijar los soportes celulares que preferiblemente se constituye en forma de capas o placas y se denomina placa de sujeción (especialmente placa de fondo o de protección). Si el dispositivo de ajuste está dispuesto sobre una parte trasera de la placa de sujeción que está opuesta a la superficie base con los soportes celulares, la superficie base puede formar de manera ventajosa una plataforma libre. Sobre la plataforma pueden observarse bien procedimientos, especialmente para el tratamiento o la transformación de células por separado o cultivos celulares, y dado el caso influirse mediante medidas adicionales.

Según una forma de realización preferida de la invención, la superficie base contiene al menos en zonas parciales un material magnético o magnetizable cuya interacción con el elemento magnético del al menos un soporte celular es más débil que la interacción del dispositivo de ajuste con el elemento magnético. Con esto puede conseguirse una fijación estable pasiva del soporte celular sobre la superficie base, incluso cuando el dispositivo de ajuste esté alejado o desconectado.

Si según otra variante la superficie base posee una superficie plana, pueden resultar ventajas de una movilidad general de soportes celulares. Alternativamente, la superficie base puede poseer una forma abovedada. Esto hace posible de manera ventajosa una ejecución del procedimiento en el interior de contenedores cerrados, como por ejemplo en recipientes o cilindros huecos.

La funcionalidad del dispositivo de manipulación puede ampliarse considerablemente si la superficie base posee una estructura superficial con salientes y/o entrantes. En este caso se crea una topografía con la que se pueden optimizar determinadas zonas parciales de la superficie base para determinados objetivos del procedimiento. La estructura superficial comprende como elementos moldeados preferiblemente al menos una superficie libre, un canal, una ramificación, una desviación, una senda anular y/o coronas. Una superficie libre es una zona parcial sin estructurar que es especialmente adecuada para cultivos celulares con una pluralidad de soportes celulares. Un canal es una zona parcial alargada recta o curva de la superficie base con una dirección longitudinal que sirve para delimitar la senda de movimiento de los soportes celulares entre paredes de canales laterales. Formas de canales especiales destacan por una distribución en o unión de al menos dos canales (ramificación, desviación) o una forma de canal cerrada circular (senda anular). Los canales cortos con un extremo cerrado forman las denominadas coronas y sirven como posiciones de estacionamiento para soportes celulares o grupos de soportes celulares por separado.

Según otra forma de realización de la invención, la superficie base puede presentar al menos una zona transparente. De manera ventajosa, mediante esto se hace posible una observación del soporte celular y del elemento magnético y/o de las posiciones relativas de ambas partes, especialmente durante el funcionamiento del dispositivo de manipulación.

Un dispositivo de manipulación según la invención puede estar provisto de dos placas de sujeción que forman dos superficies base cuyas superficies libres están dispuestas a una distancia que indica la una hacia la otra y ambas sirven para la recepción de soportes celulares. Entre las superficies base se crea de manera ventajosa una cámara de reacción en cuyas dos paredes pueden manipularse los soportes celulares según la invención. La distancia entre las superficies base igualmente moldeadas preferiblemente geométricas puede elegirse de tal manera que las muestras pueden interaccionar entre sí sobre soportes celulares que están situados enfrentados sobre las superficies base.

Si la superficie base del dispositivo de manipulación según la invención está cubierta de un líquido, como por ejemplo un medio de cultivo, pueden resultar ventajas del ajuste de las condiciones de cultivo.

El dispositivo de ajuste del dispositivo de manipulación presenta al menos un elemento de fuerza con el que puede generarse una interacción magnética con el soporte celular. El elemento de fuerza contiene, en función del elemento magnético del soporte celular, un imán permanente, un imán paramagnético, un imán ferromagnético, un imán diamagnético, un imán eléctricamente excitable (inductividad) y/o un líquido magnético. De manera ventajosa, cada uno de estos tipos de elemento de fuerza puede fabricarse miniaturizado. Esto hace posible la adaptación de los elementos de fuerza a los tamaños de los soportes celulares y la preparación de una pluralidad de elementos de fuerza en un espacio pequeño.

En principio, los elementos de fuerza podrían disponerse fijos, pudiendo conseguirse un desplazamiento de soportes celulares mediante el posterior ajuste de los elementos de fuerza contiguos. Sin embargo, se prefiere una forma de realización de la invención en la que el dispositivo de manipulación está provisto de un dispositivo de desplazamiento con el que los elementos de fuerza pueden desplazarse por separado respecto a la superficie base.

Si según otra forma de realización de la invención el dispositivo de manipulación está provisto de un dispositivo monitor, pueden resultar ventajas de la observación de los soportes celulares y el control del procedimiento con los soportes celulares. Como dispositivo monitor está previsto, por ejemplo, un microscopio.

La invención se basa según otro aspecto de la invención con referencia al procedimiento en la exposición técnica general para la manipulación de una muestra biológica para disponer ésta sobre un soporte celular que está posicionado en situación estable sobre una superficie base y para mover el soporte celular con una fuerza magnética o para posicionar en un sitio predeterminado. La ventaja de este procedimiento consiste en el movimiento de células unidas adherentemente sin alteración de su estado de unión. Como soporte celular se usa preferiblemente el soporte celular según la invención anteriormente descrito. La manipulación tiene lugar preferiblemente con el dispositivo de manipulación según la invención anteriormente descrito.

Según una forma de realización preferida de la invención, las muestras sobre distintos soportes celulares sobre la superficie base interaccionan mutuamente entre sí o con principios activos. Los soportes celulares se disponen contiguos entre sí de manera que las células y/o constituyentes celulares interaccionan, por ejemplo mecánica o materialmente, entre sí sobre los soportes celulares o con principios activos. Cuando las células y/o constituyentes celulares se rozan mutuamente sobre soportes celulares contiguos pueden producirse de manera ventajosa contactos de membranas.

La invención posee las siguientes ventajas. Por primera vez se crea una posibilidad viable para mover células en una disolución nutritiva en estado adherente, por ejemplo en microcanales, en condiciones estériles sobre soportes celulares individuales, sin que al mismo tiempo las fuerzas necesarias afecten a las propias células. Además, se hace posible un agrupamiento de soportes celulares, su separación de nuevo o acoplamiento fijo, un movimiento de células de soporte celular a soporte celular, un sobrecrecimiento de soportes celulares con células, una formación de modelos y agrupación repetida de soportes celulares y también una incorporación y extracción del soportes celulares y grupos de soportes celulares con células de un dispositivo de manipulación, como por ejemplo un sistema de microcanales. Una ventaja esencial de la invención es la orientación y localización definida y prefijable de la célula en el dispositivo de manipulación y relativamente entre sí. Pueden excluirse en gran parte factores causales. Mediante la libertad de forma en la creación de un soporte de cultivo según la invención puede elegirse en gran parte libremente la geometría y el material de una superficie de población para la adherencia de células.

Además, se hace posible una capacidad de observación y también una representación de las células adherentes, por ejemplo adherentemente crecientes. Pueden aplicarse todos los procedimientos de microscopía conocidos, la representación puede tener lugar con la mayor resolución microscópica.

La manipulación de los soportes celulares hace posible por primera vez un movimiento libre hasta la fecha no realizado en contra de una corriente o incluso en diferentes direcciones, por ejemplo en un canal atravesado de un dispositivo de manipulación. Las células también pueden moverse contra una tensión superficial de un orificio de salida del dispositivo de manipulación.

Otra ventaja consiste en que es posible una manipulación paralela de varios soportes celulares y un movimiento de los soportes celulares en la mayor superficie de pared posible de un dispositivo de manipulación, de manera que también puedan moverse distintos soportes celulares con células unos respecto a los otros o incluso en dirección contraria. En este sentido, la precisión del movimiento puede estar en el intervalo de micro y nanómetros y permitir movimientos de muy rápidos (mm/s) hasta muy lentos (\mum/h).

A continuación se describen formas de realización y aplicaciones ventajosas de la invención con referencia a los dibujos adjuntos. Muestran:

la fig. 1: vistas en sección de distintas formas de realización de soportes celulares según la invención,

las fig. 2 y 3: vistas en perspectiva de más formas de realización de soportes celulares según la invención,

la fig. 4: vistas en planta desde arriba de distintas formas de realización de soportes de cultivo según la invención,

la fig. 5: una vista lateral de otra forma de realización de un soporte de cultivo según la invención,

la fig. 6: ilustraciones de una forma de realización de un dispositivo de manipulación según la invención,

las fig. 7 y 8: vistas laterales de más formas de realización de dispositivos de manipulación según la invención,

las fig. 9 y 10: ilustraciones de formas de realización del procedimiento de manipulación de células según la invención,

las fig. 11 y 12: ilustraciones del ejercicio de fuerza a soportes celulares según la invención,

las fig. 13 y 14: vistas en planta desde arriba de más formas de realización de dispositivos de manipulación según la invención, y

las fig. 15 y 16: ilustraciones de formas de realización de los dispositivos de manipulación según la invención con superficies base abovedadas.

La invención se describe a continuación con referencia a título de ejemplo a formas elementales esquemáticamente ilustradas de soportes celulares y de cultivo. Destaca que la puesta en práctica de la invención no se limita a los ejemplos ilustrados, sino que puede realizarse correspondiente y especialmente con formas, tamaños y materiales modificados que se adaptan al objetivo concreto de una aplicación.

La figura 1 muestra en las figuras parciales A a M vistas en sección vertical de soportes celulares 10 según la invención que comprenden respectivamente el elemento magnético 20, el elemento de fondo 30 y el elemento de recepción 40. Estos elementos pueden comprender distintas partes o estar realizados por partes comunes. En general, el soporte 10 celular posee según la invención la forma de una placa o disco cuyo grosor (o: altura) es inferior a la extensión lateral mínima. La forma de placa se extiende esencialmente en un plano x-y que transcurre paralelamente a la alineación de una superficie base plana de un dispositivo de manipulación (véase más adelante). Los elementos 20, 30 y 40 están dispuestos superpuestos, en la mayoría de los ejemplos esencialmente como una pila. La fabricación de los soportes celulares tiene lugar con procedimientos micromecánicos o microquímicos conocidos en sí de la técnica de microestructuras, por ejemplo de silicio, vidrio y/o plástico.

Según la figura 1A, el elemento magnético 20, el elemento de fondo 30 y el elemento de recepción 40 poseen respectivamente una forma de capa. El elemento magnético 20 contiene hierro y posee un espesor en el intervalo de 100 nm a 500 \mum, preferiblemente en el intervalo de 1 \mum a 100 \mum, por ejemplo 40 \mum. El elemento de fondo 30 está compuesto por una capa que forma un apoyo 31 laminar plano, por ejemplo de PTFE. El apoyo 31 forma de manera ventajosa una capa protectora entre el elemento magnético 20 y el entorno. La capa de PTFE posee un espesor de algunos \mum. El elemento de recepción 40 es una capa de plástico, por ejemplo de polietileno (PE) o poliuretano (PU), con un espesor de 0,1 \mum a 100 \mum. Sobre el elemento de recepción 40 está dispuesta una célula 1. Los elementos 20, 30 y 40 poseen según la figura 1A en el plano x-y la misma forma externa, de manera que constituyen una pila recta. El área de la sección transversal perpendicular a la dirección z es, por ejemplo, redonda con un diámetro de
300 \mum. La dimensión lateral del soporte celular está, por ejemplo, en el intervalo de 10 \mum a 1 cm y es preferiblemente inferior a 2 mm, con especial preferencia inferior a 1 mm, mientras que su altura posee un valor, por ejemplo, en el intervalo de 1 \mum a 1000 \mum y preferiblemente asciende a menos de 200 \mum.

El elemento de fondo 30 y el elemento de recepción 40 pueden presentar superficies que se fabrican ambas del mismo material (por ejemplo, PE o PU), de manera que la construcción del soporte celular en la dirección z es simétrica a un plano central. Esta simetría puede ser ventajosa para la manipulación del soporte celular.

La carga del elemento de recepción 40 con la célula 1 o con constituyentes celulares puede tener lugar con técnicas de distribución conocidas en sí, por ejemplo con una pipeta. Alternativamente puede preverse un desplazamiento de soportes celulares contiguos mediante un movimiento propio de las células. En caso de que sobre el elemento de recepción 40 sólo se disponga una huella de células como constituyente celular, como se deja como residuo de material de células migratorias sobre sustratos, la carga puede tener lugar mediante una migración del elemento de recepción 40.

La figura 1B ilustra el soporte celular con un elemento de fondo 30 que comprende una pluralidad de estructuras semiesféricas o semicilíndricas con puntos 32 de apoyo, que están en un plano común y forman el apoyo 31, y posee una fricción reducida en comparación con la figura 1A sobre una superficie base. Además, la figura 1B muestra que el elemento de recepción 40 posee en el centro 42 como superficie estructurada un picado con dimensiones estructurales típicas de, por ejemplo, de 0,01 \mum a 100 \mum.

Según la figura 1C, el elemento de recepción está formado con una cavidad 44 que presenta una abertura 45. Por la abertura 45 puede depositarse una célula 1 en la cavidad 44. La figura 1C ilustra además que el elemento magnético 20 asume la función del elemento de fondo 30.

Los elementos de apoyo ilustrados 11 en la figura 1D sirven especialmente como una protección contra inclinaciones del soporte celular. Los elementos de apoyo 11 se forman como bandas dirigidas hacia el suelo que sobresalen lateralmente y se forman, por ejemplo, de una sola pieza con el material del elemento de recepción 40 o del elemento de fondo 30. El elemento magnético 20 posee en este ejemplo una forma de capa, que no se extiende por todo el cuerpo del soporte celular, sino que en el borde está separado del entorno por una capa protectora 21 , por ejemplo de plástico. La capa 21 protectora también puede formarse de una sola pieza con el elemento de recepción 40.

Según la invención puede preverse que los elementos de apoyo 11 asuman parcial o completamente la función del elemento de fondo 30. Así, el elemento de fondo 30 según la figura 1B puede presentar solamente uno o dos puntos de apoyo 32 que forman conjuntamente con al menos otro elemento de apoyo 11 el apoyo estable deseado. Además, el soporte celular puede descansar completamente sobre al menos tres elementos de apoyo 11.

Si la capa protectora 21 se elige especialmente gruesa, resulta la disposición centrada mostrada en la figura 1E del elemento magnético 20 en el cuerpo del soporte celular. La zona magnetizable o magnética se limita a una parte central del cuerpo, de manera que las interacciones magnéticas entre los soportes celulares contiguos pueden mantenerse más o menos pequeñas o excluirse (véase también la figura 12).

Según las figuras 1F y 1G, el elemento magnético 20 comprende varios elementos 22, 23, 24 parciales distribuidos en el soporte celular 10. Los elementos 22, 23 parciales en los bordes del soporte celular (figura 1F) pueden influir la interacción con soportes celulares contiguos (formación de cadenas o repulsión dependiendo de la distribución y polaridad de los elementos parciales). La figura 1F también muestra que los elementos de recepción y de fondo pueden fabricarse de una sola pieza de un material, por ejemplo en forma de un disco circular o de un paralelepípedo rectangular plano, en el que los elementos 22, 23 parciales se admiten lateralmente. Alternativamente, los elementos 22, 23 parciales pueden aplicarse en forma de capas sobre el cuerpo del soporte celular (véanse las figuras 2A, C).

Los elementos 22, 23, 24 parciales en los bordes y en el interior del soporte celular (figura 1G) pueden usarse para almacenamiento de datos. Comprenden, por ejemplo, partículas o dominios separadamente magnetizables de un elemento magnético cuyas direcciones de magnetización pueden ajustarse por separado con un campo magnético externo.

La figura 1G ilustra una estructuración del elemento de recepción 40 con un escalonamiento, de manera que se forma un rebaje 46. El rebaje 46 está fresado o atacado, por ejemplo, con técnicas de microestructuración conocidas en sí en el elemento de recepción 40 con una profundidad de, por ejemplo, de 0,01 \mum a 100 \mum, de manera que para células adherentes se forma una protección lateral eficaz. En el fondo del rebaje 46 o en general sobre la superficie del elemento de recepción 40 (figura 1H) puede preverse un recubrimiento 47 promotor de la adhesión que cubra por lo menos una zona parcial o, por ejemplo, el centro de la superficie 41. El recubrimiento 47 está compuesto por fibronectina con un grosor de 10 nm hasta algunos \mum. Está rodeado de un borde 48 reductor de la adhesión de PTFE. Alternativamente, el recubrimiento puede contener moléculas fisiológicamente eficaces para generar interacciones con las células.

Las figuras 1I y 1J ilustran soportes celulares con elementos de fondo que forman una apoyo 33 perfilado con un perfil de apoyo convexa o cóncavamente abovedado. Estos soportes celulares son adecuados con sus perfiles de apoyo cilíndricos para un apoyo estable sobre superficies base abovedadas, que se representan en las figuras 15 y 16.

La figura 1K muestra elementos 12 de anclaje laterales, que se incorporan como salientes y rebajes con formas relativamente complementarias entre sí a los lados del soporte celular. Sirven para el anclaje mutuo de soportes celulares contiguos y, dado el caso, como elementos de apoyo en el caso de suficiente extensión lateral (véase la variante punteada). Las uniones de soportes celulares sólidos, que dado el caso ya no pueden desligarse, pueden ser ventajosas, por ejemplo, en las salidas de un sistema de microcanales cuando un grupo de soportes celulares deba transferirse a un nuevo sistema o una cámara de cultivo. De esta manera puede conseguirse un alto grado de automatización, como se desea para las aplicaciones en biotecnología.

Según la figura 1L, el elemento magnético 20 y el elemento de fondo 30 se preparan como partes separadas. Por ejemplo, el elemento magnético 20 puede unirse a semejanza de una perla magnética habitual con la muestra 1, que está dispuesta sobre la superficie del elemento de fondo 30.

La figura 1M ilustra una variante del soporte celular con un elemento 40 de recepción esférico que destaca por una superficie de adsorción ampliada.

La figura 2 muestra varios ejemplos de realización del soporte 10 celular en vista esquemática en perspectiva. Las figuras 2A y 2B ilustran, como las figuras 1B y 1H, zonas 42 superficiales (campos estructurados) a los que las células 1 pueden adherirse bien y sobrevivir. En la superficie del elemento de apoyo se incorpora según la figura 2A el elemento 13 de identificación en forma de un código de barras.

Las zonas 42 superficiales a las que las células 1 se adhieren bien pueden extenderse como distancias 42A recorridas con forma de banda hasta el borde del soporte celular (véase la figura 2B). En el estado compuesto, como soportes de cultivo (véase la figura 4) pueden interaccionar las distancias 42A recorridas para la emigración celular entre soportes celulares contiguos.

Los elementos magnéticos 20 del soporte 10 celular se ejecutan de forma compacta (figura 2A) como capa insertada (figura 2B), como elementos parciales insertados (figura 2C) o como un recubrimiento inferior (figura 2D). Es importante que los soportes 10 celulares no tiendan a girar o a inclinarse debido al propio campo magnético o en un campo magnético externo. Mediante esto, las células no pueden presionarse a las paredes de los canales o una superficie base (véase más adelante) y allí adherirse.

La geometría del soporte 10 celular puede elegirse libremente en amplios intervalos, por ejemplo, para facilitar un ensamblaje o una determinación de la orientación. Las figuras 2A a 2C muestran una forma externa poligonal 14 con una dirección preferida (A, B) o con una simetría hexagonal (C).

Según otras variantes no representadas, el soporte celular presenta una base regularmente octogonal, rectangular, cuadrada, elipsoidal o circular.

La figura 3A muestra el soporte 10 celular en una realización de cono o pirámide truncada con el rebaje 46 en la zona central, en el que pueden asentarse una o varias células 1, que producen una cierta protección debido a esta implementación geométrica. El elemento magnético 20 en forma de capas está recubierto respecto a la parte del fondo por el elemento de fondo 30. El ejemplo de realización representado dispone de excelente estabilidad de posición al mismo tiempo que libertad de la forma del entorno de la superficie de cultivo celular. El elemento de recepción del soporte 10 celular según la figura 3 se fabrica, por ejemplo, mediante ataque anisotrópico a partir de silicio.

La figura 3B muestra el soporte 10 celular con un elemento magnético que comprende elementos 22, 23 parciales. El soporte 10 celular está compuesto por una placa transparente, por ejemplo de vidrio o plástico, sobre cuya superficie está previsto como elemento de recepción 40 un recubrimiento 42 opaco estructurado. En el recubrimiento 42 está formado un hueco 43 circular. El rebaje 43 representa una superficie de observación transparente que hace posible una observación óptica de una muestra sobre el elemento de recepción 40. En el borde del recubrimiento 42 queda al descubierto el soporte celular transparente. Análogamente a la variante mostrada en la figura 2B se prevén distancias 42A recorridas para el movimiento celular sobre soportes celulares contiguos.

En la figura 4 se muestran ejemplos de realización de soportes 50 de cultivo según la invención respectivamente con varios soportes 10 celulares. Las variantes A a D ilustran cómo a partir de soportes 10 celulares con formas externas geométricas iguales o distintas se realizan disposiciones ordenadas de diferentes tipos de modelos. Debido a que los soportes celulares forman modelos que cubren la superficie, los soportes de cultivo 50 poseen superficies de soportes 51 de cultivo cerradas que se utilizan como sustratos para cultivos celulares o monocapas celulares con una alta versatilidad para la aplicación concreta. De manera ventajosa, mediante la flexibilidad en la composición de los soportes celulares pueden crearse cultivos celulares con una asignación de capas definida de células específicas, dado el caso distintas.

La variante según la figura 4A con soportes celulares hexagonales regulares presenta la ventaja de que los soportes celulares pueden componerse de manera que se cubra la superficie de una gran superficie de soportes celulares por separado. La variante según figura 4D con soportes celulares con forma de flecha presenta la ventaja de que se crea una dirección preferida geométrica que puede reconocerse desde fuera o detectarse ópticamente. Los soportes celulares en forma de flecha conforman una banda con una punta en un extremo (delantero) y una muesca en el extremo opuesto (trasero). La punta y la muesca están moldeadas complementariamente entre sí. Los extremos delantero y trasero definen la dirección preferida geométrica, que preferiblemente coincide con una alineación magnética del elemento magnético o sus partes. Otros soportes celulares pueden presentar puntas o muescas en ambos extremos.

En la figura 5 se muestra otro grado de libertad en la forma de los cultivos celulares sobre los soportes de cultivo 50 según la invención. Si sobre una superficie 61 base común se combinan soportes celulares 10 de distinta altura se forma una superficie de soporte 53 de cultivo con una topografía escalonada. En este sentido, los soportes celulares pueden disponerse colindantes, deslizantes el uno sobre el otro o enganchados entre sí o anclados.

En las figuras 6 a 16 se ilustran particularidades de dispositivos de manipulación 60 según la invención para muestras biológicas. En general, el dispositivo de manipulación 60 comprende una superficie 61 base sólida, sobre la que puede posicionarse y moverse al menos un soporte 10 celular, y un dispositivo de ajuste 70 para ejercer una fuerza magnética sobre los soportes 10 celulares. Esta combinación puede realizarse según la invención con distintos dispositivos para el cultivo celular, como por ejemplo con cápsulas de cultivo u otras plataformas de trabajo. La siguiente descripción se refiere a la realización preferida del dispositivo de manipulación 60 con un microsistema fluido, que destaca por una realización miniaturizada de compartimentos y canales rellenos de líquido para la recepción de las células que van a manipularse. Los microsistemas fluidos y su fabricación a partir de placas de fondo o de protección estructuradas, que están separadas entre sí por espaciadores, por ejemplo de plástico, vidrio y/o materiales semiconductores, son conocidos en sí, de manera que en esta descripción no se exponen sus particularidades.

A continuación se hace referencia a microsistemas orientados horizontalmente. La invención puede ponerse en práctica correspondientemente con superficies base orientadas verticalmente o inclinadas de otro modo hasta tal punto que mediante una unión magnética inherente con el dispositivo de ajuste u otro dispositivo de adherencia se proporciona que los soportes celulares se desplacen en estado de reposo no bajo la acción de la fuerza de gravedad.

La figura 6A muestra como parte del dispositivo de manipulación 60 en vista en sección un canal 64 que se forma entre una placa de fondo 62 y una placa de protección 63. La superficie 61 base sólida se forma mediante la superficie de la placa de fondo 62 que indica hacia el canal 64. Las placas de fondo y de protección 62, 63 son transparentes y se fabrican, por ejemplo, de vidrio, silicio y/o material de plástico con un grosor, por ejemplo, de 50 \mum a 3 mm. La distancia en la dirección z entre las placas de fondo y de protección 62, 63 abarca a, por ejemplo, de 10 \mum a 5 mm. La anchura del canal en la dirección y abarca a, por ejemplo, de 40 \mum a 10 mm. El canal 64 está relleno de un líquido, que puede estar en reposo o circulación. Si en el caso del líquido se trata de un medio fisiológico o medio nutritivo, entonces las células pueden mantenerse con vida sobre el soporte 10 celular, dado el caso también se multiplican crecientemente sobre el soporte celular. Las superficies de las placas de fondo y de protección pueden estar recubiertas al menos en zonas parciales con PTFE o un material similarmente reductor de la adhesión. Un canal posee, por ejemplo, las siguientes dimensiones: altura inferior a 1 mm, anchura inferior a 10 mm, preferiblemente inferior a 5 mm, longitud: depende de la aplicación concreta, por ejemplo en el intervalo de cm a m.

Según la invención, el soporte 10 celular con al menos una célula 1 por la pared del canal (en este caso: placa de fondo 62) se mantiene por fuera con el dispositivo de ajuste 70 en un campo magnético. El lado de crecimiento del soporte 10 celular siempre está orientado hacia el canal 64. El dispositivo de ajuste 70 presenta al menos un elemento de fuerza 71, que, en este caso, es un imán permanente, una partícula magnetizable o una bobina. El elemento de fuerza 71 puede moverse mecánicamente con el dispositivo de desplazamiento 72 respecto a la placa de fondo 62. El movimiento tiene lugar dependiendo de la aplicación concreta en al menos una dirección de impulsión, por ejemplo paralelamente a la dirección longitudinal del canal (dirección x) y, en general, en todas las direcciones del espacio. El dispositivo de desplazamiento 72 comprende un motor de ajuste o un accionamiento piezoeléctrico. Mediante la realización plana y el pequeño tamaño (por ejemplo, para el movimiento de células humanas que van a adherirse o células de mamífero con un diámetro de 10 \mum a 100 \mum), el soporte celular puede mantenerse en posición definida y moverse por el lado interior del canal 64 sin deteriorar la esterilidad con una exactitud < 0,1 \mum.

La figura 6B muestra la disposición del soporte 10 celular con la célula 1 sobre la placa de fondo 62 entre las paredes laterales 65 del canal en esta vista en planta desde arriba. El soporte 10 celular posee una forma externa elipsoidal que se desvía de la forma del elemento de fuerza 71 mostrado rayado. En cada estado de funcionamiento, la célula 1 posee una distancia suficiente de las paredes del canal 64.

Según figura 7, el elemento de fuerza puede formarse mediante gotas 73 de un líquido magnético, que en otro canal 66 se mueven fluídicamente separadas del primer canal 64. El movimiento del líquido magnético tiene lugar como corriente líquida continua o temporalmente interrumpida en dicho canal 66. El líquido magnético es un aceite en el que están distribuidas de manera dispersa partículas magnéticas o magnetizables. Las gotas magnéticas 73 están separadas entre sí por zonas de líquido con las que el líquido magnético no es miscible. De esta manera pueden moverse soportes celulares unos después de los otros en distancias constantes previamente ajustables. Análogamente, los elementos de fuerza pueden usarse, por ejemplo, en forma de imanes permanentes o bobinas.

El movimiento de varios soportes 10 celulares puede tener lugar en distintas paredes de canales, tal como se muestra en la figura 8. Un primer soporte 10 celular se mueve con el elemento de fuerza 73 de un primer dispositivo de ajuste a la placa de fondo 62 mientras que, independientemente de esto, un segundo soporte 10 celular se mueve con el elemento de fuerza 71 de un segundo dispositivo de ajuste a la placa de protección 63. Los dispositivos de ajuste pueden construirse iguales o distintos tal como se representa.

Las figuras 9 y 10 ilustran ejemplos de realización de procedimientos según la invención en los que en general los soportes 10 celulares se posicionan contiguos los unos a los otros de manera que las células y/o constituyentes celulares pueden interaccionar entre sí sobre los soportes celulares. En este sentido se prevé, por ejemplo, un movimiento celular de un soporte celular a uno contiguo (figura 9) y/o una interacción adherente entre células sobre distintos soportes celulares (figura 10).

Para la manipulación de distintos tipos de células 1a, 1b y 1c, éstas se preparan primero sobre soportes 10 celulares separados (figura 9, etapa A). La carga de un soporte celular con una célula tiene lugar, por ejemplo, mediante un proceso de sedimentación en un medio de cultivo, con una pinza óptica o con una manipulación dielectroforética. En el modo anteriormente descrito, los soportes 10 celulares pueden ensamblarse, por ejemplo, en un sistema de canales u otro volumen de líquido, para dar un soporte 50 de cultivo (figura 9, etapa B). Ahora las células pueden buscar el contacto entre ellas mediante su propio movimiento activo o mediante filopodios y formar agregados, que se deseen (figura 9, etapa C). En caso de necesidad, las agrupaciones formadas también pueden volver a separarse después (figura 9, etapa D), por ejemplo, para someterse a otro cultivo.

Correspondientemente al modo de proceder mostrado en la figura 9 pueden interaccionar entre sí, por ejemplo, células madre adultas de procedencia animal o humana, células sanguíneas, células cancerosas o células inmunes.

El proceso mostrado en la figura 9 posee la ventaja de que de un modo cuidadoso y sin una utilización no fisiológica de las células éstas pueden hacerse interaccionar en estado adherente de un modo predeterminado.

En la figura 10 se muestran en tres etapas A, B y C fases esenciales de una toma de contacto y unión entre distintas células 1d, 1e sobre distintos soportes 10 celulares. El contacto célula-célula desempaña un papel fundamental para la ingeniería de tejidos y también especialmente para los tratamientos con células madre en la medicina en el "sellado" de células con el fin, por ejemplo, de una diferenciación en un tipo de células determinadas. Análogamente a la figura 8, en las placas de fondo y de protección 62, 63 de un canal o un compartimento laminar pueden moverse independientemente soportes 10 celulares sobre los cuales se encuentran las células 1d, 1e, que deben ponerse en contacto (etapa A). Las células se colocan superpuestas con fuerzas magnéticas, de manera que entre ellas permanece una rendija de menos de 10 \mum (etapa B).

Entonces, la mayoría de las células animales y humanas empiezan a estirar independientemente filopodios 2 y a buscar activamente el contacto entre ellas (en la etapa B se representa mediante rayas negras entre las células). A continuación se intensifican activamente los contactos locales hasta que se realiza un contacto celular intenso y extenso (etapa C). En otro procedimiento, la unión 15 celulares de dos soportes celulares que inciden el uno hacia el otro con los elementos de recepción, y que están unidos mediante las células adherentes, puede someterse a otro movimiento y/o manipulación especialmente correspondiente a la técnica según la invención.

Las figuras 11 y 12 ilustran más particularidades de los elementos de fuerza de dispositivos de ajuste magnéticos. Debajo de la placa de sujeción 67, sobre la que se encuentra un soporte 10 celular con una célula, se ilustran en la figura 11 distintos imanes 74, 75 y 76 moldeados que llevan al movimiento de soportes celulares desde fuera a la placa de sujeción 67 y luego se desplazan lateralmente. Para implementar campos magnéticos lo más locales posibles pueden utilizarse pequeños anclajes (74), puntas (75) y/o imanes permanentes (76). El lado del imán que señala hacia la placa de sujeción 67 puede ser claramente más pequeño que el soporte 10 celular. Mediante elección adecuada de imanes permanentes también pueden crearse fuerzas de repulsión, cuando los soportes celulares deban acercarse mucho (76).

Según una variante modificada (no representada), un elemento de fuerza comprende una construcción cilíndrica con un núcleo magnético permanente (diámetro aprox. 2 mm) y una carcasa externa (diámetro aprox. 8 mm) para proteger el núcleo, para fijar el elemento de fuerza en el dispositivo de ajuste y, dado el caso, para la formación del campo. El núcleo magnético permanente está incorporado, por ejemplo, en plástico, por ejemplo, PVC, en la carcasa, por ejemplo, de hierro o acero. En lugar del núcleo magnético permanente puede preverse una bobina eléctricamente excitable.

La figura 12 ilustra esquemáticamente una construcción del mecanismo para un sistema complejo de múltiples canales. Sobre la placa de fondo 62 de un microsistema se encuentran varios soportes 10 celulares según la figura 1E (células no representadas) que pueden moverse independientemente entre sí. En la realización de elementos de fuerza 77 con forma de barra, los soportes 10 celulares pueden dirigirse en el plano de la placa de fondo 62 uno dentro del otro y en cada posición deseada. Los elementos de fuerza 77 con forma de barra están compuestos, por ejemplo, por una barra de soporte en cuyo extremo libre está incorporado un imán permanente o una partícula magnetizable. Para el movimiento de los elementos de fuerza 77 con forma de barra se usan unidades de posicionamiento x-y-z conocidas en sí con una exactitud en el intervalo de \mum. Debajo de la placa de fondo 62 pueden encontrarse, dependiendo de la necesidad, una pluralidad de elementos de fuerza 77 paralelamente accionables. Pueden realizarse sistemas totales de extensión laminar considerable incluso si las dimensiones de los canales están en el intervalo de micrómetros hasta milímetros. El tamaño de estas placas de vidrio, plástico, cerámica, silicio, etc., pueden llegar a alcanzar metros cuadrados.

La superficie 61 base de un dispositivo de manipulación 60 según la invención posee preferiblemente una estructura superficial 80 con salientes y/o entrantes con la que pueden delimitarse distintas zonas con funciones específicas. En microsistemas fluidos, la estructura 80 superficial se forma mediante paredes divisorias, por ejemplo, de canales o compartimentos laminares. La variabilidad en la forma de los microsistemas, cuya estructura superficial comprende superficies 81 libres, canales 82, ramificaciones 83, sendas 84 anulares y coronas 85, se muestra a modo de ejemplo en las figuras 13 y 14.

La figura 13 ilustra un sistema de cuatro canales en vista en planta desde arriba en el que las zonas claras muestran canales 82 rellenos de líquido, mientras que las zonas negras muestran paredes 86 de canales y zonas separadoras 87. En las zonas claras, la superficie base para los soportes celulares es transparente. Los soportes celulares redondos 10 (en este caso se muestra sin células) pueden moverse siguiendo la flecha, sobre la placa de fondo 62 mediante un elemento 71 de fuerza magnético o magnetizable.

Elementos básicos importantes que se usan preferiblemente en los microsistemas para la combinación y el crecimiento celular (desde la célula individual hasta el grupo de células) comprenden ramificaciones 83 con pasos entre los canales 82 y coronas 85 que pueden usarse como posiciones de estacionamiento para soportes celulares (figura 13). Los canales que transcurren paralelamente también pueden usarse como distancias de adelantamiento. La combinación de elementos de este tipo permite el diseño de sistemas de microcanales complejos para la manipulación de células y el cultivo in vitro con absoluta esterilidad, con variadas posibilidades, por ejemplo, de observación e iluminación.

Las coronas 85 forman posiciones de reposo protegidas para los soportes celulares, en los que pueden ejecutarse determinadas etapas de procedimiento, como por ejemplo un crecimiento de cultivo, la interacción con un principio activo y/o la formación o fijación de la unión de la célula con el soporte celular.

Los dispositivos de manipulación según la invención (especialmente sistemas de microcanales) pueden proveerse además de componentes ópticos, eléctricos y fluidos. Pueden preverse, por ejemplo, electrodos para la generación de campos eléctricos (electroporación, electrofusión, electroósmosis, dielectroforesis, electroforesis).

En la figura 14 se ilustra un procedimiento en el que en entradas paralelas 68 del dispositivo de manipulación 60 se utilizan primero soportes 10 celulares con determinadas células. La superficie libre 81 forma una zona de agrupación para la formación de una cadena 55 de soportes celulares cuyos soportes celulares por separado se transfieren en el canal 82 para la realización de interacciones específicas en la corona 85, un canal cruzado o un canal adyacente, que forma un bucle de estacionamiento. Además, los soportes celulares pueden disponerse sobre una senda anular 84 que forma una combinación o anillo de agrupación de soportes celulares. De la senda anular 84 puede dirigirse una ramificación 83 en otro canal 82 o hacia las salidas 69.

La figura 14 ilustra las posibilidades universales de la manipulación y agrupación de soporte celulares, como se necesitan para la ingeniería de tejidos y el "sellado" de células sobre sus superficies en la biotecnología. Análogamente, todavía pueden desarrollarse y reticularse entre sí y combinarse sistemas de canales mucho más complejos.

La puesta en práctica de la invención no se limita a estructuras rectangulares. La figura 15 muestra un soporte 10 celular según la figura 1I sobre una superficie 61 base curva que se forma mediante la pared interior de un cilindro hueco, por ejemplo un capilar. El volumen interno del cilindro hueco forma un canal 64 atravesado por líquido. En una implementación adecuada del elemento de fondo 30 de los soportes 10 celulares, éstos pueden moverse con células 1 del modo deseado por todos los lados (figuras parciales B y C). De esto resultan muchas posibilidades para preparar una vecindad determinada para células. Se resuelve especialmente el objetivo de la agrupación definida de tipos de células distintas o similares, que se aplica especialmente en la ingeniería de tejidos.

En la figura 16 se representan a título de ejemplo más configuraciones básicas para la agregación celular. En un canal cilíndrico 64 se encuentran cuatro soportes 10 celulares sobre los que se encuentran células 1 similares o distintas. Éstas pueden establecer contacto lateralmente entre sí (16A) o también llenar el espacio interior restante mediante multiplicación, de manera que también allí se encuentran células 1f (16B). Mediante ello se forma a partir de los cuatro soportes celulares una unión 15 de soportes celulares coherente que puede manipularse adicionalmente de nuevo como unidad. En las células en la parte interior también puede tratarse de células o cuerpos sintéticos inyectados mediante el líquido, de manera que se ponen a disposición formas muy extensas y variables de la formación definida de agregados para la biotecnología.

En este punto debe señalarse que las fuerzas magnéticas pueden hacerse suficientemente grandes para también separar de nuevo el agregado celular. Este objetivo no puede ponerse en práctica con la mayoría de los otros procedimientos (dielectroforesis, pinzas ópticas, etc.), sin embargo es una exigencia básica de la ingeniería de tejidos. Este procedimiento puede tener lugar rápidamente, debiendo contarse con daños celulares, pero también puede ejecutarse con una velocidad que se corresponde con la tasa de fluctuación de los contactos de adhesión de las células. Entonces, esto serían velocidades de movimiento en el intervalo de pocos hasta algunos 100 \mum/h. Las velocidades de este tipo pueden realizarse fácilmente mediante los campos magnéticos externos.

La figura 16C muestra una guía de canal angular en sección transversal que forma una superficie 61 base angular. Los soportes 10 celulares con elementos 20 magnéticos magnetizables o magnéticos (en negro) pueden moverse por sendas, por ranuras, etc. En ellos pueden encontrarse como elementos 40 de recepción, por ejemplo, partes esféricamente moldeadas, a las que ahora pueden adherirse de nuevo las células (en este caso no representadas). De esta manera se consigue una cierta distancia de las células respecto a la superficie del canal, lo que ayuda a evitar la adhesión de las células a la pared del canal. Análogamente pueden ejecutarse carriles, guías y regruesamientos/estrechamientos en la forma del canal.

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Documentos indicados en la descripción

Esta lista de documentos indicados por el solicitante se ha recogido exclusivamente para información del lector, y no es parte constituyente del documento de patente europeo. Ha sido recopilada con el mayor cuidado; sin embargo, la EPA no asume ninguna responsabilidad por posibles errores u omisiones.

Documentos de patente indicados en la descripción

\bullet US 6355491 B [0006]

\bullet WO 03043931 A1 [0006]

\bullet CN 12898842 A [0006]

Claims (51)

1. Soporte celular (10) para la recepción de al menos una célula biológica que presenta un elemento magnético (20), un elemento de fondo (30) y un elemento de recepción (40), en el que el elemento de recepción (40) está dispuesto en una parte opuesta al elemento de fondo (30) del soporte celular (10) y presenta una superficie (41) para la recepción de la célula biológica,

caracterizado porque

-

el soporte celular (10) puede moverse sobre una superficie base sólida,

-

el elemento de fondo (30) forma un apoyo (31) estable el cual puede desplazarse sobre la superficie base en al menos una dirección, y

-

el elemento de recepción (40) está formado de manera que favorezca la adherencia en una zona parcial predeterminada de la superficie (41).

2. Soporte celular según la reivindicación 1, en el que el elemento de fondo (30) forma un apoyo plano (31).

3. Soporte celular según la reivindicación 2, en el que el apoyo plano (31) es una placa laminar o está formado por al menos tres puntos de apoyo (32).

4. Soporte celular según la reivindicación 1, en el que el elemento de fondo (30) forma un apoyo perfilado (33) con un perfil de apoyo predeterminado.

5. Soporte celular según la reivindicación 4, en el que el perfil de apoyo forma un fragmento de una superficie cilíndrica.

6. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento de fondo (30) presenta un recubrimiento reductor de la adherencia.

7. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento de recepción (40) presenta por lo menos en una zona parcial por lo menos una de las formas superficiales que comprenden una forma sin estructurar plana (41), una forma estructurada plana (42), una abertura (45) y una cavidad (44).

8. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento de fondo (30) y el elemento de recepción (40) están dispuestos superpuestos y forman una construcción en estructura de capas.

9. Soporte celular según la reivindicación 8 que presenta un grosor inferior a 200 \mum y un área de la sección transversal con una dimensión lateral inferior a 2 mm.

10. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el elemento de recepción (40) presenta un borde (47) provisto de un recubrimiento reductor de la adherencia.

11. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes que presenta una zona parcial transparente (43).

12. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento magnético (20) forma el elemento de fondo (30) y/o el elemento de recepción (40) o comprende una partícula separada unida con la muestra (1).

13. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento magnético (20) está formado por lo menos de un material que se elige del grupo que comprende materiales paramagnéticos, ferromagnéticos y diamagnéticos.

14. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento magnético (20) está formado por lo menos por un dispositivo de inducción.

15. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento magnético (20) forma una capa continua que se extiende por el soporte celular (10).

16. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes 1 a 12, en el que el elemento magnético (20) comprende varios elementos parciales (22, 23) distribuidos en el soporte celular (10).

17. Soporte celular según la reivindicación 16, en el que los elementos parciales (22) están dispuestos con una distancia de al menos un borde lateral del soporte celular (10).

18. Soporte celular según la reivindicación 16, en el que los elementos parciales (23) están dispuestos en al menos un borde lateral del soporte celular (10).

19. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento magnético (20) forma al menos una célula de almacenamiento (24).

20. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes que presenta una forma externa (12), la cual posee unas piezas parciales que están formadas de diferentes lados y complementariamente entre sí.

21. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes que presenta una forma externa (14) poligonal o redonda.

22. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes, cuya forma externa (14) se elige de tal manera que una pluralidad de soportes celulares (10) unos al lado de los otros forman un ensamblaje plano sin intersticios.

23. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes, que presenta elementos de anclaje (12), que se forman con al menos un saliente y al menos un hueco lateral en el soporte celular (10).

24. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes que presenta al menos un elemento de apoyo (11) que sobresale lateralmente del soporte celular (10).

25. Soporte celular según la reivindicación 24, en el que varios elementos de apoyo (11) forman el elemento de fondo.

26. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes que presenta al menos un elemento de identificación (13).

27. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes que está equipado para la recepción de al menos una célula biológica (1).

28. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes, cuya superficie (41) presenta una dimensión lateral que se elige en el intervalo de 10 \mum a 1 cm.

29. Soporte celular según al menos una de las reivindicaciones precedentes que posee una altura que se elige en el intervalo de 0,5 \mum a 2000 \mum.

30. Soporte de cultivo (50) para la recepción de células biológicas que presenta una pluralidad de soportes celulares (10) según al menos una de las reivindicaciones precedentes.

31. Soporte de cultivo según la reivindicación 30, en el que los soportes celulares (10) están dispuestos los unos al lado de los otros, estando los soportes celulares (10)en contacto los unos con los otros.

32. Soporte de cultivo según la reivindicación 31, en el que los soportes celulares (10) están anclados los unos con los otros.

33. Soporte de cultivo según al menos una de las reivindicaciones 30 a 32, en el que los elementos de recepción (40) de los soportes celulares (10) forman una superficie de soportes de cultivo plana (51).

34. Soporte de cultivo según al menos una de las reivindicaciones 30 a 33, en el que los elementos de recepción (40) de los soportes celulares (10) forman una superficie de soportes de cultivo curva (52).

35. Soporte de cultivo según al menos una de las reivindicaciones 30 a 34, en el que los elementos de recepción (40) de los soportes celulares (10) forman una superficie de soportes de cultivo (53) con escalones.

36. Dispositivo de manipulación (60) para muestras biológicas que presenta:

-

una superficie base (61) sólida que está equipada para el posicionamiento de al menos un soporte de células (10) según al menos una de las reivindicaciones 1 a 29, y

-

un dispositivo de ajuste (70) para ejercer una fuerza magnética sobre el al menos un soporte celular (10).

37. Dispositivo de manipulación según la reivindicación 36, en el que la superficie base (61) posee una forma plana.

38. Dispositivo de manipulación según la reivindicación 36, en el que la superficie base (61) posee una forma abovedada.

39. Dispositivo de manipulación según al menos una de las reivindicaciones 36 a 38, en el que la superficie base (61) posee una estructura superficial (80) con salientes y/o rebajes.

40. Dispositivo de manipulación según la reivindicación 39, en el que la estructura superficial (80) forma al menos un elemento moldeado que se selecciona del grupo de elementos moldeados que comprende unas superficies libres (81), unos canales (82), unas ramificaciones (83), unas sendas anulares (84) y unas coronas (85).

41. Dispositivo de manipulación según al menos una de las reivindicaciones 36 a 40, en el que se prevén dos superficies base (61) cuyas superficies libres están dirigidas la una hacia la otra a una cierta distancia y que están ambas equipadas para la recepción de soportes celulares.

42. Dispositivo de manipulación según al menos una de las reivindicaciones 36 a 41, en el que la superficie base (61) presenta al menos en zonas parciales un material magnético o magnetizable.

43. Dispositivo de manipulación según al menos una de las reivindicaciones 36 a 42, en el que el dispositivo de ajuste (70) presenta al menos un elemento de fuerza (71, 73-77) que se selecciona del grupo de elementos de fuerza que comprende imanes permanentes, imanes paramagnéticos, imanes ferromagnéticos e imanes diamagnéticos, imanes eléctricamente excitables y líquidos magnéticos.

44. Dispositivo de manipulación según la reivindicación 43, en el que el elemento de fuerza (71, 73-77) puede desplazarse con un dispositivo de desplazamiento (72) respecto a la superficie base (61).

45. Dispositivo de manipulación según al menos una de las reivindicaciones 36 a 44 que presenta un dispositivo monitor.

46. Procedimiento para la manipulación células biológicas, con las etapas:

-

posicionamiento de al menos una célula biológica (1) sobre al menos un soporte celular (10) que está dispuesto de manera desplazable sobre una superficie base sólida (61), y

-

desplazamiento del soporte celular (10) con la al menos una célula biológica (1) sobre la superficie base (61) mediante ejercicio de una fuerza magnética.

47. Procedimiento según la reivindicación 46, en el que varios soportes celulares se posicionan los unos al lado de los otros, de manera que las células (1) y/o constituyentes celulares interaccionan entre sí sobre los soportes celulares.

48. Procedimiento según la reivindicación 47, en el que las células (1) se desplazan entre los soportes celulares contiguos (10).

49. Procedimiento según la reivindicación 47, en el que las células (1) y/o constituyentes celulares están en contacto los unos con los otros sobre soportes celulares contiguos.

50. Procedimiento según la reivindicación 49, en el que sobre soportes celulares contiguos (10) tiene lugar un sellado biológico celular de células (1).

51. Procedimiento según la reivindicación 50, en el que la fuerza magnética actúa sobre la muestra (1) y/o sobre los soportes celulares (10).