FR3103825A1 - DEVICE AND METHOD FOR EXPOSING CELLS TO AN AEROSOL - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif d’exposition permettant de maîtriser le temps d’exposition des cellules à une atmosphère d’étude, tel qu’un aérosol ou un gaz. En particulier, l’invention propose un dispositif d’exposition cellulaire à une atmosphère comportant une partie supérieure (100) de décharge d’atmosphère d’étude et une partie inférieure (200) comportant une plaque de culture cellulaire pourvue d’une pluralité de chambres d’exposition, ladite partie supérieure (100) étant alimentée par une atmosphère d’étude et comportant un réseau de conduits acheminant ladite atmosphère aux chambres d’exposition, caractérisé en ce que : -la partie supérieure (100) comporte au moins une paire de conduits, un conduit d’entrée (120) et un conduit de sortie (130) d’atmosphère reliés à une buse (150) de dépôt, -ladite buse (150) se connecte de manière étanche à l’une des chambres d’exposition de la partie inférieure (200), et comporte une cloison (155) séparant un sous-conduit d’entrée (154) d’atmosphère d’un sous-conduit de sortie (156) d’atmosphère de ladite chambre d’exposition, et dans lequel une atmosphère d’étude injectée à ladite chambre d’exposition est évacuée à travers le sous-conduit de sortie (156) de la buse de dépôt (155) par aspiration, dans un temps contrôlé, et en créant un flux de passage d’atmosphère. L’invention concerne également un procédé d’étude des effets de l’exposition de cultures cellulaires à une atmosphère. Figure pour l’abrégé : Figure 1The present invention relates to an exposure device for controlling the exposure time of cells to a study atmosphere, such as an aerosol or a gas. In particular, the invention provides a device for cell exposure to an atmosphere comprising an upper part (100) for discharging study atmosphere and a lower part (200) comprising a cell culture plate provided with a plurality of cells. exposure chambers, said upper part (100) being supplied by a study atmosphere and comprising a network of conduits conveying said atmosphere to the exposure chambers, characterized in that: the upper part (100) comprises at least one pair of conduits, an inlet conduit (120) and an outlet conduit (130) of atmosphere connected to a deposit nozzle (150), said nozzle (150) sealingly connects to one of the chambers exposure of the lower part (200), and comprises a partition (155) separating an inlet sub-duct (154) of atmosphere from an outlet sub-duct (156) of atmosphere of said chamber of atmosphere. 'exhibition, and in which a study atmosphere injected into said exhibition chamber ion is evacuated through the outlet sub-duct (156) of the deposition nozzle (155) by suction, in a controlled time, and creating a passing flow of atmosphere. The invention also relates to a method of studying the effects of exposing cell cultures to an atmosphere. Figure for the abstract: Figure 1
Description
DOMAINE DE L’INVENTIONFIELD OF THE INVENTION
L’invention porte sur un dispositif et procédé d’exposition de cultures cellulaires à une atmosphère tel qu’un aérosol pour des études toxicologiques.A device and method for exposing cell cultures to an atmosphere such as an aerosol for toxicological studies.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUETECHNOLOGICAL BACKGROUND
Des dispositifs d’exposition cellulaire à un gaz ou à un aérosol ont été proposés pour étudier in vitro les effets toxiques ou thérapeutiques liés à l’inhalation de substances par voie respiratoire. Pour reproduire les caractéristiques du tissu pulmonaire, des cultures cellulaires sont adhérées sur un support perméable maintenu dans du milieu de culture liquide, de sorte à reproduire l’interface air/liquide des cellules pulmonaires.Devices for cellular exposure to a gas or an aerosol have been proposed to study in vitro the toxic or therapeutic effects associated with the inhalation of substances by the respiratory route. To reproduce the characteristics of lung tissue, cell cultures are adhered to a permeable support maintained in liquid culture medium, so as to reproduce the air/liquid interface of lung cells.
L’exposition des cellules est réalisée en diluant une substance à tester dans un gaz, un vapeur, ou un aérosol. Cette atmosphère à étudier est ensuite injectée dans un dispositif d’exposition cellulaire comportant une entrée d’atmosphère reliée à un réseau de conduits alimentant une pluralité de chambres de culture cellulaire.Cell exposure is achieved by diluting a test substance in a gas, vapor, or aerosol. This atmosphere to be studied is then injected into a cell exposure device comprising an atmosphere inlet connected to a network of ducts supplying a plurality of cell culture chambers.
Les différents échantillons de cellules reçoivent ainsi une même atmosphère injectée dans le dispositif, et ces échantillons sont ensuite utilisés pour mesurer une réponse cellulaire à l’atmosphère testée. Par exemple, Vitrocell Systems GmbH et Cultex Laboratories GmbH commercialisent ces dispositifs.The different cell samples thus receive the same atmosphere injected into the device, and these samples are then used to measure a cellular response to the tested atmosphere. For example, Vitrocell Systems GmbH and Cultex Laboratories GmbH market these devices.
L’optimisation des dispositifs d’exposition cellulaire a souvent été centrée sur le perfectionnement de la sédimentation de l’atmosphère injectée sur les cellules. L’intérêt étant d’associer une dose exacte de substance étudiée aux effets mesurés, ainsi que d’améliorer la reproductivité des essais.The optimization of cell exposure devices has often focused on perfecting the sedimentation of the atmosphere injected on the cells. The interest is to associate an exact dose of the substance studied with the effects measured, as well as to improve the reproducibility of the tests.
Par exemple, la demande de brevet américaine No. US 2018/0171280 A1 divulgue un dispositif d’exposition cellulaire comportant une partie supérieure de décharge d’aérosol comportant une entrée d’aérosol se divisant dans un réseau de conduits verticaux s’adaptant à une pluralité de chambres d’exposition d’une plaque de culture cellulaire. En particulier, ce document suggère de créer un gradient de température dans les conduits pour assurer le dépôt sur les cellules de la totalité de l’aérosol poussé au travers des conduits.For example, U.S. Patent Application No. US 2018/0171280 A1 discloses a cell exposure device having an upper aerosol discharge portion having an aerosol inlet dividing into an array of vertical ducts accommodating a plurality of exposure chambers of a cell culture plate. In particular, this document suggests creating a temperature gradient in the ducts to ensure the deposition on the cells of all the aerosol pushed through the ducts.
La demande internationale No. WO2013/155513A1 propose de perfectionner la sédimentation d’un aérosol sur des cultures cellulaires en rapprochant au maximum des cellules un nébuliseur pour générer l’aérosol.International application No. WO2013/155513A1 proposes to improve the sedimentation of an aerosol on cell cultures by bringing a nebulizer as close as possible to the cells to generate the aerosol.
L’inconvénient de ces dispositifs réside dans le fait qu’ils ne reproduisent les conditions naturelles d’inhalation des poumons, notamment du fait que l’atmosphère injectée stagne sur les cellules. Au contraire, le processus respiratoire conditionne un flux de passage d’une atmosphère inhalée sur la surface des tissus pulmonaires.The disadvantage of these devices lies in the fact that they do not reproduce the natural conditions of inhalation of the lungs, in particular because the injected atmosphere stagnates on the cells. On the contrary, the respiratory process conditions a flow of passage of an inhaled atmosphere over the surface of the lung tissues.
D’autre part, ces dispositifs ont été conçus pour étudier les effets d’une exposition dans un temps relativement court après cette exposition.Ces études ne sont donc pas représentatives des effets à moyen et à long terme de l’inhalation d’une atmosphère, voire de l’inhalation répétée d’une atmosphère.On the other hand, these devices were designed to study the effects of exposure in a relatively short time after this exposure. These studies are therefore not representative of the medium and long-term effects of inhalation of an atmosphere , or even repeated inhalation of an atmosphere.
Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d’exposition cellulaire permettant de se rapprocher des conditions naturelles d’exposition des tissus pulmonaires à une atmosphère tel qu’un aérosol ou un gaz.The aim of the present invention is to propose a cell exposure device making it possible to approach the natural conditions of exposure of the pulmonary tissues to an atmosphere such as an aerosol or a gas.
Un deuxième but de l’invention est d’étudier l’effet toxicologique ou thérapeutique d’une atmosphère en fonction d’un temps d’exposition d’une culture cellulaire à ladite atmosphère, ainsi que d’observer ses effets sur des cultures cellulaires à moyenne et à longue durée.A second object of the invention is to study the toxicological or therapeutic effect of an atmosphere as a function of a time of exposure of a cell culture to said atmosphere, as well as to observe its effects on cell cultures. medium and long term.
À cette fin, l’invention propose un dispositif d’exposition cellulaire à une atmosphère comportant une partie supérieure de décharge d’atmosphère d’étude et une partie inférieure comportant une plaque de culture cellulaire pourvue d’une pluralité de chambres d’exposition, ladite partie supérieure étant alimentée par une atmosphère d’étude et comportant un réseau de conduits acheminant ladite atmosphère aux chambres d’exposition, caractérisé en ce que :To this end, the invention proposes a device for exposing cells to an atmosphere comprising an upper part for discharging study atmosphere and a lower part comprising a cell culture plate provided with a plurality of exposure chambers, said upper part being fed by a study atmosphere and comprising a network of ducts conveying said atmosphere to the exposure chambers, characterized in that:
-la partie supérieure comporte au moins une paire de conduits, un conduit d’entrée et un conduit de sortie d’atmosphère reliés à une buse de dépôt,-the upper part comprises at least one pair of ducts, an inlet duct and an atmosphere outlet duct connected to a deposition nozzle,
-ladite buse se connecte de manière étanche à l’une des chambres d’exposition de la partie inférieure, et comporte une cloison séparant un sous-conduit d’entrée d’atmosphère d’un sous-conduit de sortie d’atmosphère de ladite chambre d’exposition, et dans lequel une atmosphère injectée à ladite chambre d’exposition est évacuée à travers le sous-conduit de sortie de la buse de dépôt par aspiration, dans un temps contrôlé et en créant un flux de passage d’atmosphère.-said nozzle is connected in a sealed manner to one of the exposure chambers of the lower part, and comprises a partition separating an atmosphere inlet sub-duct from an atmosphere outlet sub-duct of said exposure chamber, and wherein an atmosphere injected into said exposure chamber is exhausted through the outlet sub-duct of the vacuum deposition nozzle, in a controlled time and creating a through flow of atmosphere.
Le dispositif de l’invention permet de contrôler le temps d’exposition des cultures à une atmosphère en programmant l’évacuation de l’atmosphère de la chambre de culture. Il est également créé un flux de passage d’atmosphère sur la surface des cultures cellulaires pour mimétiser le processus du cycle respiratoire.The device of the invention makes it possible to control the exposure time of the cultures to an atmosphere by programming the evacuation of the atmosphere from the culture chamber. A flow of atmosphere is also created on the surface of cell cultures to mimic the process of the respiratory cycle.
Dans un mode de réalisation, l’entrée de l’atmosphère est contrôlée par l’ouverture d’une électrovanne reliée au conduit d’entrée,et l’évacuation d’atmosphère de la chambre d’exposition est contrôlée par une électrovanne proportionnelle reliée au conduit de sortie. Avantageusement, lorsqu’une atmosphère est injectée à la chambre d’exposition l’électrovanne proportionnelle du conduit de sortie est dans une configuration partiellement ouverte, prévenant ainsi un changement de pression interne pouvant décoller les cellules lorsque l’électrovanne est ouverte dans un degré assurant l’évacuation de l’atmosphère.In one embodiment, the entry of the atmosphere is controlled by the opening of a solenoid valve connected to the inlet conduit, and the evacuation of atmosphere from the exposure chamber is controlled by a proportional solenoid valve connected to the outlet pipe. Advantageously, when an atmosphere is injected into the exposure chamber, the proportional solenoid valve of the outlet duct is in a partially open configuration, thus preventing a change in internal pressure which can detach the cells when the solenoid valve is opened to a degree ensuring evacuation of the atmosphere.
Le principe de fonctionnement de la partie supérieure de décharge d’atmosphère peut être adapté de nombreuses manières pour délivrer une atmosphère tel qu’un aérosol à une pluralité de chambres d’exposition de la plaque de culture cellulaire. Dans des modes de réalisation préférés, la partie supérieure de décharge peut comporter toutes ou partie des caractéristiques suivantes :The principle of operation of the atmosphere discharge top can be adapted in many ways to deliver an atmosphere such as an aerosol to a plurality of exposure chambers of the cell culture plate. In preferred embodiments, the top discharge part may include some or all of the following features:
- l’au moins une paire de conduits d’entrée et de sortie d’atmosphère est reliée à une pluralité de buses de dépôt, et de préférence à trois buses de dépôt;- the at least one pair of atmosphere inlet and outlet ducts is connected to a plurality of deposition nozzles, and preferably to three deposition nozzles;
- le conduit d’entrée comporte des sorties successives pour alimenter une pluralité de buses, et une structure interne réduisant graduellement une section interne du conduit d’entrée à mesure qu’un flux d’atmosphère est divisé en son intérieur pour alimenter lesdites sorties successives.- the inlet duct comprises successive outlets to supply a plurality of nozzles, and an internal structure gradually reducing an internal section of the inlet duct as a flow of atmosphere is divided inside it to supply said successive outlets .
- l’au moins une paire des conduits d’entrée et de sortie d’atmosphère est disposée dans un axe horizontal, et est reliée à l’au moins une buse de dépôt au moyen d’un tuyau d’entrée et d’un tuyau de sortie disposés dans un axe sensiblement vertical, lesdits tuyaux étant optionnellement reliés, respectivement, à la buse de dépôt par un raccord.- the at least one pair of atmosphere inlet and outlet ducts is arranged in a horizontal axis, and is connected to the at least one deposition nozzle by means of an inlet pipe and a outlet pipe arranged in a substantially vertical axis, said pipes being optionally connected, respectively, to the deposition nozzle by a connector.
- le dispositif comporte une pluralité de paires de conduits d’entrée et de sortie d’aérosol, chaque conduit d’entrée permettant une alimentation indépendante d’une atmosphère d’étude.- the device comprises a plurality of pairs of aerosol inlet and outlet ducts, each inlet duct allowing independent supply of a study atmosphere.
Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif d’exposition comporte un incubateur dans lequel sont intégrées la partie supérieure de décharge d’atmosphère et la partie inférieure, ledit incubateur comportant:In a preferred embodiment, the exposure device comprises an incubator in which the atmosphere discharge upper part and the lower part are integrated, said incubator comprising:
- des moyens de contrôle et de réglage d’une atmosphère de culture régnant à l’intérieur dudit incubateur;- means for controlling and adjusting a culture atmosphere inside said incubator;
- au moins un sas d’entrée et/ou de sortie de matériel et de réactifs.- at least one entry and/or exit airlock for equipment and reagents.
Ce mode de réalisation permet de continuer la culture de cellules suite à leur exposition temporaire à une atmosphère d’étude spécifique (tel qu’un aérosol) dans un environnement contrôlé, c'est-à-dire dans une atmosphère de culture configurable, et sans nécessité de manipulations supplémentaires pouvant stresser ou contaminer les cellules.This embodiment makes it possible to continue the culture of cells following their temporary exposure to a specific study atmosphere (such as an aerosol) in a controlled environment, that is to say in a configurable culture atmosphere, and without the need for additional manipulations that can stress or contaminate the cells.
De préférence, l’incubateur comporte également:Preferably, the incubator also comprises:
-des moyens de guidage et de mouvement de la partie supérieure pour la connecter et la déconnecter de la partie inférieure;-means for guiding and moving the upper part to connect and disconnect it from the lower part;
-un bras robotique comportant des outils de préhension interchangeables et permettant de manipuler les plaques de culture de la partie inférieure d’exposition cellulaire;-a robotic arm comprising interchangeable gripping tools and allowing manipulation of the culture plates of the lower cell exposure part;
-une paroi avant permettant une visibilité de l’intérieur de l’incubateur et comportant une paire de gants reliés de manière étanche.- a front wall allowing visibility of the interior of the incubator and comprising a pair of gloves connected in a sealed manner.
L’invention concerne également un procédé d’étude des effets de l’exposition de cultures cellulaires à une atmosphère comportant les étapes suivantes:The invention also relates to a method for studying the effects of exposure of cell cultures to an atmosphere comprising the following steps:
-une étape de culture dans laquelle des échantillons de cellules sont cultivés dans une plaque de culture cellulaire comportant une pluralité de chambres d’exposition, chaque chambre d’exposition étant pourvue d’un puits comportant du milieu de culture liquide et d’un échantillon de cellules soutenu par un insert, ledit insert s’introduisant dans le puits de manière à que les cellules soient situées à l’interface air/liquide;-a culture step in which cell samples are cultured in a cell culture plate comprising a plurality of exposure chambers, each exposure chamber being provided with a well comprising liquid culture medium and a sample cells supported by an insert, said insert being introduced into the well so that the cells are located at the air/liquid interface;
- une étape d’exposition dans laquelle une atmosphère d’étude est injectée dans la pluralité des chambres d’exposition au moyen d’un dispositif de décharge d’atmosphère comportant des buses se connectant de manière étanche à la pluralité des chambres d’exposition, et dans laquelle un flux de passage d’atmosphère d’étude est créé sur les cellules par une sortie concomitante de ladite atmosphère d’étude injecté.- an exposure step in which a study atmosphere is injected into the plurality of exposure chambers by means of an atmosphere discharge device having nozzles sealingly connecting to the plurality of exposure chambers , and in which a study atmosphere passage flow is created on the cells by a concomitant outflow of said injected study atmosphere.
Dans des modes de réalisation préférés, le procédé de l’invention peut comporter toutes ou partie des caractéristiques suivantes :In preferred embodiments, the method of the invention may comprise all or part of the following characteristics:
- lors de l’étape d’exposition, uniquement une partie des chambres d’exposition est connectée et exposée par les buses de dépôt à l’atmosphère d’étude, et une partie des chambres d’exposition non exposées est utilisée comme témoin (contrôle) pour l’étude.- during the exposure step, only a part of the exposure chambers is connected and exposed by the deposition nozzles to the study atmosphere, and a part of the unexposed exposure chambers is used as a control ( control) for the study.
- lors de l’étape d’exposition, un temps d’exposition de cellules à ladite atmosphère d’étude est contrôlé par un débit de sortie de l’atmosphère d’étude injectée à la chambre d’exposition.- During the exposure step, a cell exposure time to said study atmosphere is controlled by an output flow rate of the study atmosphere injected into the exposure chamber.
- à la fin de l’étape d’exposition le dispositif de décharge d’atmosphère est déconnecté des chambres d’exposition et l’on réalise une étape de culture post-exposition.- at the end of the exposure step, the atmosphere discharge device is disconnected from the exposure chambers and a post-exposure culture step is carried out.
- les étapes de culture, d’exposition et de culture post-exposition sont réalisées dans un seul environnement confiné et dans lequel l’on configure des paramètres d’une atmosphère de culture tels qu’une température, une humidité relative et une composition d’air. Le fait de réaliser les trois étapes dans un environnement ou endroit unique permet en outre d’observer l’effet de l’atmosphère de culture sur les cultures cellulaires. Notamment, lorsqu’une partie des chambres d’exposition désignée comme témoin (contrôle) est uniquement exposée à ladite atmosphère de culture, et pas à l’atmosphère d’étude. Ce mode de réalisation permet également de prolonger la durée de vie de cultures cellulaires.- the stages of culture, exposure and post-exposure culture are carried out in a single confined environment and in which parameters of a culture atmosphere such as temperature, relative humidity and composition of 'air. Performing all three steps in a single environment or location further allows observation of the effect of the culture atmosphere on the cell cultures. In particular, when part of the exposure chambers designated as control (control) is only exposed to said culture atmosphere, and not to the study atmosphere. This embodiment also makes it possible to prolong the life of cell cultures.
PRÉSENTATION DES FIGURESPRESENTATION OF FIGURES
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés.Other advantages, aims and particular characteristics of the present invention will emerge from the description which will follow given, for the purpose of explanation and in no way limiting, with reference to the appended drawings.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATION DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
La présente invention propose un dispositif d’exposition permettant de maîtriser le temps d’exposition des cellules à une atmosphère d’étude, ainsi que reproduisant les conditions naturelles d’exposition de cellules pulmonaires lors de l’inhalation d’une atmosphère telle qu’un gaz ou qu’un vapeur. En particulier, le dispositif de l’invention permet d’étudier les effets du passage contrôlé d’une atmosphère sur des tissus cellulaires cultivés à l’interface liquide/air.The present invention proposes an exposure device making it possible to control the time of exposure of the cells to a study atmosphere, as well as reproducing the natural conditions of exposure of lung cells during the inhalation of an atmosphere such as a gas or a vapour. In particular, the device of the invention makes it possible to study the effects of the controlled passage of an atmosphere on cell tissues cultured at the liquid/air interface.
Par atmosphère on entend un mélange gazeux (i. e. de l’air) comportant une composition chimique spécifique et pouvant comporter des particules liquides ou solides en suspension. L’atmosphère d’étude est par exemple un aérosol, de la vapeur, de la fumée, un gaz ou une suspension de particules dans l’air.By atmosphere is meant a gaseous mixture (i.e. air) with a specific chemical composition and which may include liquid or solid particles in suspension. The study atmosphere is, for example, an aerosol, vapour, smoke, gas or a suspension of particles in the air.
Le dispositif d’exposition de l’invention comporte une partie supérieure de décharge d’atmosphère et une partie inférieure de culture cellulaire comportant une pluralité de chambres d’exposition. La partie supérieure du dispositif est alimentée par une atmosphère et comporte un réseau de conduits acheminant ladite atmosphère aux chambres d’exposition. En particulier, le dispositif de l’invention comporte la configuration suivante:The exposure device of the invention comprises an upper atmosphere discharge part and a lower cell culture part comprising a plurality of exposure chambers. The upper part of the device is fed by an atmosphere and comprises a network of ducts conveying said atmosphere to the exposure chambers. In particular, the device of the invention comprises the following configuration:
- La partie supérieure comporte au moins une paire de conduits, un conduit d’entrée et un conduit de sortie d’atmosphère reliés à une buse de dépôt;- The upper part comprises at least a pair of ducts, an inlet duct and an atmosphere outlet duct connected to a deposition nozzle;
-La buse de dépôt se connecte de manière étanche à l’une des chambres d’exposition de la partie inférieure, et comporte une cloison séparant un sous-conduit d’entrée d’atmosphère d’un sous-conduit de sortie d’atmosphère.-The deposition nozzle connects in a sealed manner to one of the exposure chambers of the lower part, and has a partition separating an atmosphere inlet sub-duct from an atmosphere outlet sub-duct .
Lorsqu’une atmosphère d’étude est injectée à ladite chambre d’exposition, cette configuration permet d’évacuer l’atmosphère à travers le sous-conduit de sortie de la buse de dépôt par aspiration, dans un temps contrôlé.When a study atmosphere is injected into said exposure chamber, this configuration allows the atmosphere to be evacuated through the outlet sub-duct of the suction deposition nozzle, in a controlled time.
Avantageusement, l’injection de l’atmosphère et son évacuation par aspiration peuvent être réglées de manière à créer un flux de passage d’atmosphère sur des inserts des cultures cellulaires présentes dans les chambres d’exposition. Ce flux de passage empêche que l’atmosphère stagne sur les cellules, de sorte à imiter les conditions naturelles d’inhalation d’air ou d’un vapeur sur les tissus pulmonaires d’une personne. Par exemple, lorsque l’atmosphère est un aérosol, le dispositif permet de prévenir la condensation de gouttelettes sur les cultures cellulaires.Advantageously, the injection of the atmosphere and its evacuation by suction can be regulated so as to create a flow of passage of atmosphere on the inserts of the cell cultures present in the exposure chambers. This flow of passage prevents the atmosphere from stagnating on the cells, so as to mimic the natural conditions of inhaling air or vapor on a person's lung tissue. For example, when the atmosphere is an aerosol, the device prevents the condensation of droplets on cell cultures.
Par ailleurs, pour faciliter la description de l’invention, une paire de conduits comportant un conduit d’entrée d’atmosphère et un conduit de sortie d’atmosphère est entendue, au sens de la présente invention comme une paire de conduits d’entrée et de sortie d’atmosphère. Le terme injection est utilisé pour décrire l’introduction d’une atmosphère dans le conduit d’entrée, et à la chambre d’exposition, indépendamment du mécanisme ou de la méthode utilisés pour effectuer ladite introduction.Furthermore, to facilitate the description of the invention, a pair of ducts comprising an atmosphere inlet duct and an atmosphere outlet duct is understood, within the meaning of the present invention as a pair of inlet ducts and out of atmosphere. The term injection is used to describe the introduction of an atmosphere into the inlet duct, and to the exposure chamber, regardless of the mechanism or method used to effect said introduction.
Pour contrôler l’injection et l’évacuation de l’atmosphère, le conduit d’entrée d’atmosphère et le conduit de sortie d’atmosphère sont pourvus, respectivement, d’une électrovanne ouvrant ou fermant l’accès et la sortie de l’atmosphère. En particulier, le conduit de sortie est pourvu d’une électrovanne proportionnelle permettant d’ajuster le débit du flux de passage d’atmosphère.To control the injection and the evacuation of the atmosphere, the atmosphere inlet pipe and the atmosphere outlet pipe are provided, respectively, with a solenoid valve opening or closing the access and the outlet of the atmosphere. 'atmosphere. In particular, the outlet duct is provided with a proportional solenoid valve allowing the flow rate of the atmosphere passing through to be adjusted.
Le temps d’exposition des cellules peut être ainsi aisément contrôlé en programmant l’ouverture et la fermeture des électrovannes, et notamment le degré d’ouverture de l’électrovanne proportionnelle relié au conduit de sortie.The exposure time of the cells can thus be easily controlled by programming the opening and closing of the solenoid valves, and in particular the degree of opening of the proportional solenoid valve connected to the outlet conduit.
Dans un mode de réalisation préféré, lorsqu’une atmosphère est injectée à la chambre d’exposition, l’électrovanne proportionnelle du conduit de sortie est dans une configuration partiellement ouverte pour éviter un différentiel de pression pouvant décoller les cellules lors de l’évacuation de l’atmosphère injectée à la chambre d’exposition.In a preferred embodiment, when an atmosphere is injected into the exposure chamber, the proportional solenoid valve of the outlet conduit is in a partially open configuration to avoid a pressure differential which can cause the cells to take off during the evacuation of the atmosphere injected into the exposure chamber.
Les figures 1 et 2 illustrent de manière schématique et simplifiée un mode de réalisation de la partie supérieure 100 de décharge d’atmosphère et la partie inférieure 200 de culture cellulaire. La partie inférieure de culture comporte un support 210 apte à recevoir une plaque de culture cellulaire comportant une pluralité de puits pour cultiver des échantillons individuels de cellules sur des inserts à membrane pour culture cellulaire s’adaptant audits puits. Les inserts sont par exemple des inserts disponibles dans le commerce et commercialisés sous la marque enregistrée Corning TranswellRcomportant une membrane de polyéthylène téréphtalate (PET).Figures 1 and 2 schematically and simplified illustrate an embodiment of the upper part 100 of atmosphere discharge and the lower part 200 of cell culture. The lower culture part comprises a support 210 capable of receiving a cell culture plate comprising a plurality of wells for cultivating individual samples of cells on membrane inserts for cell culture fitting said wells. The inserts are, for example, commercially available inserts marketed under the registered trademark Corning Transwell R comprising a polyethylene terephthalate (PET) membrane.
Comme illustré, la partie supérieure 100 comporte trois paires de conduits d’entrée 120 et de sortie 130 d’atmosphère, chaque paire de conduits étant relié à une ou plusieurs buses 150 de dépôt au moyen des tuyaux 141 et d’un raccord 145. Dans un mode de réalisation préféré, chaque conduit d’entrée est disposé dans un axe horizontal et alimente avec la même atmosphère trois buses de dépôt.As illustrated, the upper part 100 comprises three pairs of atmosphere inlet 120 and outlet 130 ducts, each pair of ducts being connected to one or more deposition nozzles 150 by means of pipes 141 and a connector 145. In a preferred embodiment, each inlet duct is arranged in a horizontal axis and supplies three deposition nozzles with the same atmosphere.
Avantageusement, le conduit d’entrée 120 est pourvu d’une structure 121 interne diminuant graduellement la section interne du conduit pour alimenter les trois buses avec la même pression.Advantageously, the inlet duct 120 is provided with an internal structure 121 gradually reducing the internal section of the duct to supply the three nozzles with the same pressure.
La figure 3 montre un exemple de réalisation de la structure 121 interne dans lequel un diamètre interne du conduit diminue graduellement dans le sens d’arrivée du flux d’atmosphère et forme trois segments, chacun alimentant une sortie S1, S2, S3 d’atmosphère reliée à une buse de dépôt. De préférence, un segment de conduit à section constante est laissé avant d’alimenter une sortie.FIG. 3 shows an embodiment of the internal structure 121 in which an internal diameter of the duct gradually decreases in the direction of arrival of the flow of atmosphere and forms three segments, each supplying an outlet S1, S2, S3 of atmosphere connected to a deposition nozzle. Preferably, a segment of conduit with a constant section is left before supplying an outlet.
En particulier, les buses 150 de dépôt sont supportées par une base mobile 110 de la partie supérieure superposant lesdites buses aux puits de la plaque de culture cellulaire de la partie inférieure 200. Les buses 150 de dépôt sont positionnées sur les puits de culture cellulaire, formant une connexion étanche entre les tube-inserts des puits et lesdites buses. Cette connexion étanche est par exemple assurée au moyen d’un joint torique.In particular, the deposition nozzles 150 are supported by a mobile base 110 of the upper part superimposing said nozzles on the wells of the cell culture plate of the lower part 200. The deposition nozzles 150 are positioned on the cell culture wells, forming a tight connection between the tube-inserts of the wells and the said nozzles. This tight connection is for example ensured by means of an O-ring.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, la base mobile 110 comporte deux plaques 111, 111’ horizontales, parallèles et pourvues des orifices 115 de positionnement et de réception des buses de dépôt. Sur la figure 1, les buses de dépôt sont illustrées en voie d’insertion et sur la figure 2 les buses 150 sont illustrées insérées dans leurs orifices 115 de positionnement.In the embodiment illustrated in Figures 1 and 2, the mobile base 110 comprises two plates 111, 111' horizontal, parallel and provided with orifices 115 for positioning and receiving the deposition nozzles. In Figure 1, the deposition nozzles are shown being inserted and in Figure 2 the nozzles 150 are shown inserted into their positioning holes 115.
Le dispositif de l’invention est très avantageux en ce qu’il permet d’utiliser des plaques de cultures cellulaires disponibles dans le commerce et d’adapter les dimensions et le nombre de chambres d’exposition du dispositif suivant un type de plaque de culture cellulaire souhaitée.The device of the invention is very advantageous in that it makes it possible to use commercially available cell culture plates and to adapt the dimensions and the number of exposure chambers of the device according to a type of culture plate. desired cell.
Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif est compatible avec une plaque de culture de 18 puits, et comporte 9 buses de dépôt de manière à laisser un puits de culture cellulaire témoin pour chaque puits de culture cellulaire exposé à un aérosol.In a preferred embodiment, the device is compatible with an 18-well culture plate, and comprises 9 deposition nozzles so as to leave one control cell culture well for each cell culture well exposed to an aerosol.
La figure 4 illustre une vue schématique d’une section longitudinale de la buse de dépôt et d’un insert. La buse 150 de dépôt comporte une structure générale en «Y» présentant dans une partie supérieure un port d’entrée 152, et un port de sortie 153 pour relier ladite buse de dépôt aux conduits d’entrée 120 et de sortie 130 respectivement. Une cloison 155 interne de la buse permet de diviser un flux d’entrée d’atmosphère, descendant sur un insert 250 de culture cellulaire, d’un flux d’évacuation d’atmosphère ascendant par ladite buse 150 de dépôt. Suivant ce mode de réalisation, la buse de dépôt est reliée au conduit d’entrée et au conduit de sortie au moyen de tuyaux de dépôt et de raccords 145. Néanmoins, plusieurs modes de réalisation peuvent être envisagés pour relier la buse 150 de dépôt et les conduits d’entrée 120 et de sortie 130 d’aérosol sans que cela sorte du cadre de l’invention. A titre d’exemple, la buse de dépôt est réalisée comme un tuyau comportant une cloison interne et étant relié directement au conduit d’entrée et de sortie d’aérosol.Figure 4 shows a schematic view of a longitudinal section of the deposition nozzle and an insert. The deposition nozzle 150 comprises a general "Y" structure having in an upper part an inlet port 152, and an outlet port 153 to connect said deposition nozzle to the inlet 120 and outlet 130 ducts respectively. An internal partition 155 of the nozzle makes it possible to divide an atmosphere inlet flow, descending on a cell culture insert 250, from an upward atmosphere evacuation flow via said deposition nozzle 150. According to this embodiment, the deposition nozzle is connected to the inlet conduit and to the outlet conduit by means of deposition pipes and fittings 145. Nevertheless, several embodiments can be envisaged for connecting the deposition nozzle 150 and the aerosol inlet 120 and outlet 130 ducts without departing from the scope of the invention. By way of example, the deposition nozzle is made as a pipe comprising an internal partition and being directly connected to the aerosol inlet and outlet duct.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 4 à 6, la buse de dépôt comporte une partie inférieure cylindrique comportant une gorge 159 inférieure pour recevoir un joint torique, et un collet 151 permettant de bloquer l’insertion de la buse avec une partie supérieure de l’insert 250. Par exemple, le collet 151 de la buse se bloque contre un anneau 259 supérieur de l’insert 250 illustré à la figure 5.In the embodiment illustrated in FIGS. 4 to 6, the deposition nozzle comprises a cylindrical lower part comprising a lower groove 159 to receive an O-ring, and a collar 151 making it possible to block the insertion of the nozzle with an upper part of the insert 250. For example, the collar 151 of the nozzle locks against an upper ring 259 of the insert 250 shown in Figure 5.
Avantageusement, le collet 151 comporte un profil hexagonal permettant d’immobiliser la buse de dépôt contre une paroi interne de l’anneau 259 de l’insert 250.Advantageously, the collar 151 has a hexagonal profile making it possible to immobilize the deposition nozzle against an internal wall of the ring 259 of the insert 250.
L’invention propose d’introduire la buse 150 de dépôt dans l’insert 250 pour la positionner au plus près des cellules cultivées au fond de l’insert (Fig. 5). De préférence, une extrémité inférieure de la buse de dépôt est située à 7 mm ± 1 mm des cellules lorsque la buse est insérée dans l’insert. Les dimensions de la partie cylindrique de la buse de dépôt sont donc adaptées aux dimensions de l’insert afin de permettre ce positionnement.The invention proposes to introduce the deposition nozzle 150 into the insert 250 to position it as close as possible to the cells cultured at the bottom of the insert (Fig. 5). Preferably, a lower end of the deposition nozzle is located 7 mm ± 1 mm from the cells when the nozzle is inserted into the insert. The dimensions of the cylindrical part of the deposition nozzle are therefore adapted to the dimensions of the insert in order to allow this positioning.
Un deuxième but de l’invention et de fournir un dispositif d’exposition permettant une culture prolongée des cultures cellulaires dans des conditions contrôlées suite à leur exposition à une atmosphère d’étude.A second object of the invention is to provide an exposure device allowing prolonged cultivation of cell cultures under controlled conditions following their exposure to a study atmosphere.
À cette fin, le dispositif d’exposition cellulaire comporte un incubateur (Fig. 7) dans lequel sont intégrées la partie supérieure de décharge d’atmosphère et la partie inférieure de culture cellulaire. L’incubateur 300 permet de contrôler les conditions atmosphériques dans lesquelles sont cultivées les cellules suite à leur exposition à une atmosphère d’étude telle qu’un aérosol généré par la vaporisation d’un liquide de cigarette électronique, une fumée etc.For this purpose, the cell exposure device has an incubator (Fig. 7) in which the atmosphere discharge upper part and the cell culture lower part are integrated. The incubator 300 makes it possible to control the atmospheric conditions in which the cells are cultured following their exposure to a study atmosphere such as an aerosol generated by the vaporization of an electronic cigarette liquid, smoke, etc.
L’incubateur du dispositif comporte:The device incubator includes:
- des moyens de contrôle et de réglage des paramètres d’une atmosphère de culture régnant à l’intérieur dudit incubateur tels que l’humidité relative, la composition de l’air, et la température.- Means for controlling and adjusting the parameters of a culture atmosphere prevailing inside said incubator such as the relative humidity, the composition of the air, and the temperature.
- au moins un sas 310 d’entrée et/ou de sortie de matériel et de réactifs permettant de maintenir les conditions atmosphériques configurées lors de l’entrée et la sortie desdits éléments.- at least one airlock 310 for entry and/or exit of material and reagents making it possible to maintain the atmospheric conditions configured during the entry and exit of said elements.
Le dispositif de l’invention permet de maintenir les cellules dans des conditions contrôlées pendant une durée totale d’exposition et de culture cellulaire souhaitée. Ainsi, les risques de contamination microbienne et de stress cellulaire liés à la manipulation des cultures suite à leur exposition à une atmosphère sont avantageusement réduits. Bien entendu, lors de la phase d’exposition, les chambres de cultures seront exposées à l’atmosphère d’étude injectée au moyen de la partie supérieure du dispositif. Une fois l’exposition terminée, la partie supérieure est déconnectée et les chambres d’exposition sont en contact direct de l’atmosphère de culture contrôlée régnant à l’intérieur de l’incubateur.The device of the invention makes it possible to maintain the cells under controlled conditions for a total duration of exposure and of cell culture desired. Thus, the risks of microbial contamination and cellular stress linked to the manipulation of the cultures following their exposure to an atmosphere are advantageously reduced. Of course, during the exposure phase, the culture chambers will be exposed to the study atmosphere injected through the upper part of the device. Once exposure is complete, the upper part is disconnected and the exposure chambers are in direct contact with the controlled culture atmosphere inside the incubator.
Dans un mode de réalisation préféré, une partie des chambres d’exposition n’est pas connectée par des buses de dépôt lors de l’étape d’exposition à l’atmosphère d’étude, ces chambres d’exposition «témoin» sont donc en contact direct et constant avec l’atmosphère de culture régnant à l’intérieur de l’incubateur. Grâce à ces témoins, il peut être avantageusement pris en compte l’effet de l’atmosphère de culture sur la réponse des cellules.In a preferred embodiment, part of the exposure chambers are not connected by deposition nozzles during the step of exposure to the study atmosphere, these “control” exposure chambers are therefore in direct and constant contact with the culture atmosphere inside the incubator. Thanks to these controls, it can be advantageously taken into account the effect of the culture atmosphere on the response of the cells.
À titre d’exemple, l’atmosphère de culture peut être configurée pour ressembler au mieux à une atmosphère dans les poumons avec 100% d’humidité relative, 5 % de CO2, et 37°C de température.For example, the culture atmosphere can be configured to best resemble an atmosphere in the lungs with 100% relative humidity, 5% CO 2 , and 37°C temperature.
La figure 7 représente une vue schématique de l’incubateur 300 du dispositif de l’invention. En particulier, la partie supérieure de décharge 100 et la partie inférieure 200 d’exposition cellulaire sont intégrées dans une enceinte étanche supportée par des pieds 312 et comportant un sas 310 latéral pour l’entrée et pour la sortie de matériel, notamment des plaques de culture cellulaire, des inserts et du milieu de culture.FIG. 7 represents a schematic view of the incubator 300 of the device of the invention. In particular, the upper discharge part 100 and the lower cell exposure part 200 are integrated into a sealed enclosure supported by feet 312 and comprising a side airlock 310 for the entry and exit of equipment, in particular plates of cell culture, inserts and culture medium.
Une paroi avant de l’enceinte est avantageusement réalisée dans un matériau transparent permettant d’observer l’intérieur de l’enceinte et comporte également une paire de gants permettant d’effectuer des manipulations à l’intérieur de l’enceinte sans perdre l’atmosphère confinée en son intérieur.A front wall of the enclosure is advantageously made of a transparent material allowing the interior of the enclosure to be observed and also comprises a pair of gloves allowing manipulations to be carried out inside the enclosure without losing the confined atmosphere within.
La figure 8 illustre de manière très simplifiée l’intérieur de l’enceinte de l’incubateur. Dans ce mode de réalisation, l’intérieur de l’enceinte est configuré pour recevoir deux parties inférieures 200, 200‘ de culture cellulaire et deux parties supérieures de décharge d’atmosphère (tuyaux 141 non visibles). En particulier, chaque partie inférieure 200, 200’ de culture cellulaire est installée sur un bloc chauffant 340 et entre une paire de rails 315 verticaux servant de support à la partie supérieure de décharge d’aérosol et guidant son mouvement descendant et ascendant sur la partie inférieure. De préférence, un ascenseur 350 et un moteur assurent un mouvement automatisé de la partie supérieure.Figure 8 illustrates in a very simplified way the interior of the enclosure of the incubator. In this embodiment, the interior of the enclosure is configured to receive two lower parts 200, 200' of cell culture and two upper parts of atmosphere discharge (pipes 141 not visible). In particular, each lower part 200, 200' of cell culture is installed on a heating block 340 and between a pair of vertical rails 315 serving to support the upper part of the aerosol discharge and guiding its downward and upward movement on the part lower. Preferably, an elevator 350 and a motor provide automated movement of the top.
Bien entendu, l’enceinte de l’incubateur comporte également des entrées étanches (non illustrées) pour alimenter une atmosphère aux conduits d’entrée 120 d’aérosol du dispositif, ainsi que pour évacuer l’atmosphère des conduits de sortie 130. L’enceinte peut également être pourvue d’une ou plusieurs prises électriques, des capteurs de température, de pression et/ou d’humidité, des lampes, des filtres d’air, des portes supplémentaires permettant l’entrée de matériaux ou d’équipement volumineux, etc. De préférence, le toit de l’enceinte suit un plan incliné de sorte à promouvoir l’écoulement de la condensation à l’intérieur de l’enceinte et de récupérer et évacuer cette eau au moyen d’une rigole de récupération d’eau.Of course, the enclosure of the incubator also includes sealed inlets (not shown) for supplying an atmosphere to the aerosol inlet ducts 120 of the device, as well as for evacuating the atmosphere from the outlet ducts 130. enclosure may also be provided with one or more electrical outlets, temperature, pressure and/or humidity sensors, lamps, air filters, additional doors allowing entry of bulky materials or equipment , etc. Preferably, the roof of the enclosure follows an inclined plane so as to promote the flow of condensation inside the enclosure and to collect and evacuate this water by means of a water collection channel.
Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif d’exposition cellulaire comporte un bras robotique 320 à l’intérieur de l’enceinte de l’incubateur. Ce bras permet d’automatiser la préparation des plaques de culture et comporte des outils de préhension interchangeables permettant de manipuler les plaques de culture, de placer les inserts dans les puits, et de rajouter le milieu de culture. Par exemple, le bras robotique utilise des porte plaques 321 pour déplacer les blocs chauffants et les plaques de culture.In a preferred embodiment, the cell exposure device includes a robotic arm 320 inside the incubator enclosure. This arm automates the preparation of culture plates and includes interchangeable gripping tools for handling the culture plates, placing the inserts in the wells, and adding the culture medium. For example, the robotic arm uses 321 plate carriers to move heating blocks and culture plates.
L’invention concerne également un procédé d’étude des effets de l’exposition de cultures cellulaires à un aérosol. En particulier, le procédé 20 de l’invention comporte les étapes suivantesschématisées sur la figure 9 :The invention also relates to a method for studying the effects of exposure of cell cultures to an aerosol. In particular, the method 20 of the invention comprises the following steps shown diagrammatically in FIG. 9:
-une étape de culture 21 dans laquelle des échantillons de cellules sont cultivés dans une plaque de culture cellulaire comportant une pluralité de chambres d’exposition, chaque chambre d’exposition étant pourvue d’un puits comportant du milieu de culture liquide et d’un échantillon de cellules soutenu par un insert, ledit insert s’introduisant dans ledit puits de manière à que les cellules soient situées à l’interface liquide/air;-a culture step 21 in which cell samples are cultured in a cell culture plate comprising a plurality of exposure chambers, each exposure chamber being provided with a well comprising liquid culture medium and a sample of cells supported by an insert, said insert being introduced into said well so that the cells are located at the liquid/air interface;
- une étape d’exposition 22 dans laquelle un aérosol est injecté dans la pluralité des chambres d’exposition au moyen d’un dispositif de décharge d’aérosol comportant des buses se connectant de manière étanche à ladite pluralité des chambres d’exposition, et dans laquelle un flux de passage d’aérosol est créé sur les cellules par une sortie concomitante dudit aérosol injecté.- an exposure step 22 in which an aerosol is injected into the plurality of exposure chambers by means of an aerosol discharge device comprising nozzles sealingly connected to said plurality of exposure chambers, and wherein an aerosol passage flow is created on the cells by a concomitant output of said injected aerosol.
De même manière que le dispositif de l’invention, le procédé de l’invention est avantageux en ce qu’il propose d’exposer les cellules à un flux de passage d’aérosol se rapprochant des conditions naturelles d’inhalation/expiration.In the same way as the device of the invention, the method of the invention is advantageous in that it proposes exposing the cells to an aerosol passage flow approaching the natural conditions of inhalation/expiration.
D’autre part, le procédé de l’invention est particulier en ce qu’il propose d’exposer uniquement une partie de la pluralité des chambres d’exposition présentes dans une seule plaque de culture. Les chambres d’exposition, ou puits non exposés, peuvent être utilisées comme des témoins. Avantageusement, ces témoins auront suivi une manipulation quasi-identique aux échantillons exposés, améliorant ainsi la précision de résultats et facilitant l’organisation des essais.On the other hand, the method of the invention is particular in that it proposes to expose only part of the plurality of exposure chambers present in a single culture plate. Exposure chambers, or unexposed wells, can be used as controls. Advantageously, these controls will have undergone almost identical handling to the exposed samples, thus improving the precision of the results and facilitating the organization of the tests.
Le procédé de l’invention propose de contrôler le temps d’exposition des cellules en configurant un débit de sortie de l’atmosphère injectée aux chambres d’exposition.The method of the invention proposes to control the exposure time of the cells by configuring an output rate of the atmosphere injected into the exposure chambers.
Une troisième étape de culture post-exposition 23 est ensuite effectuée pour un tempstdonné, et à la fin de laquelle les échantillons de cultures cellulaires seront étudiés pour évaluer leur réponse à l’atmosphère d’étude. En particulier, le procédé de l’invention propose de réaliser l’ensemble des étapes de culture 21, d’exposition 22, et de culture post-exposition 23 dans un seul environnement confiné et dans lequel l’on configure des paramètres d’une atmosphère de culture tels qu’une température, une humidité relative et une composition d’air. Le fait de réaliser les trois étapes dans un environnement ou endroit unique permet de limiter au maximum la manipulation des cellules et de prolonger leur capacité de vie, ainsi que d’observer l’effet de l’atmosphère de culture.A third post-exposure culture step 23 is then carried out for a given time t , and at the end of which the cell culture samples will be studied to evaluate their response to the study atmosphere. In particular, the method of the invention proposes carrying out all the steps of culture 21, exposure 22, and post-exposure culture 23 in a single confined environment and in which the parameters of a culture atmosphere such as temperature, relative humidity and air composition. Carrying out the three steps in a single environment or place makes it possible to minimize the manipulation of the cells and to prolong their capacity for life, as well as to observe the effect of the culture atmosphere.
Ces trois étapes peuvent être réalisées au moyen du dispositif d’exposition de l’invention comportant un incubateur dans lequel sont intégrées la partie supérieure de décharge d’atmosphère et la partie inférieure de culture cellulaire.These three steps can be carried out by means of the exposure device of the invention comprising an incubator in which the upper part of the atmosphere discharge and the lower part of the cell culture are integrated.
Le dispositif et procédé de l’invention sont particulièrement utiles dans les études de toxicologie de liquides pour cigarette électronique. Dans ce mode de mise en œuvre de l’invention, un robot vapoteur est relié au dispositif de l’invention, alimentant avec une seule vapeur, ou différentes vapeurs, les conduits d’entrée d’atmosphère du dispositif. Bien entendu, le dispositif est également compatible avec un robot fumeur, et d’autres dispositifs générateurs de vapeur ou de gaz, ainsi que des dispositifs permettant l’injection d’une atmosphère des particules suspendues dans l’air (type nébulisateur).The device and method of the invention are particularly useful in toxicology studies of liquids for electronic cigarettes. In this embodiment of the invention, a vaping robot is connected to the device of the invention, supplying with a single vapor, or different vapors, the atmosphere inlet ducts of the device. Of course, the device is also compatible with a smoking robot, and other steam or gas generating devices, as well as devices allowing the injection of an atmosphere of particles suspended in the air (nebulizer type).
Claims (11)
-la partie supérieure (100) comporte au moins une paire de conduits, un conduit d’entrée (120) et un conduit de sortie (130) d’atmosphère reliés à une buse (150) de dépôt,
-ladite buse (150) se connecte de manière étanche à l’une des chambres d’exposition de la partie inférieure (200), et comporte une cloison (155) séparant un sous-conduit d’entrée (154) d’atmosphère d’un sous-conduit de sortie (156) d’atmosphère de ladite chambre d’exposition,
et dans lequel une atmosphère d’étude injectée à ladite chambre d’exposition est évacuée à travers le sous-conduit de sortie (156) de la buse de dépôt (150) par aspiration, dans un temps contrôlé, et en créant un flux de passage d’atmosphère.Device for exposing cells to an atmosphere comprising an upper part (100) for discharging study atmosphere and a lower part (200) comprising a cell culture plate provided with a plurality of exposure chambers, said upper part (100) being fed by a study atmosphere and comprising a network of ducts conveying said atmosphere to the exposure chambers, characterized in that:
- the upper part (100) comprises at least one pair of ducts, an inlet duct (120) and an atmosphere outlet duct (130) connected to a deposition nozzle (150),
- said nozzle (150) connects in a sealed manner to one of the exposure chambers of the lower part (200), and comprises a partition (155) separating an inlet subduct (154) from the atmosphere of an atmosphere outlet subduct (156) from said exposure chamber,
and wherein a study atmosphere injected into said exposure chamber is exhausted through the outlet subduct (156) of the deposition nozzle (150) by suction, in a controlled time, and creating a flow of passage of atmosphere.
-l’entrée ou injection de l’aérosol est contrôlé par l’ouverture d’une électrovanne reliée au conduit d’entrée (120);
-l’évacuation d’aérosol de la chambre d’exposition est contrôlée par une électrovanne proportionnelle reliée au conduit de sortie (130), et lorsqu’une atmosphère est injectée à la chambre d’exposition l’électrovanne proportionnelle du conduit de sortie (130) est dans une configuration partiellement ouverte.A cell exposure device according to claim 1, wherein:
-the entry or injection of the aerosol is controlled by the opening of a solenoid valve connected to the inlet pipe (120);
- the evacuation of aerosol from the exposure chamber is controlled by a proportional solenoid valve connected to the outlet conduit (130), and when an atmosphere is injected into the exposure chamber the proportional solenoid valve of the outlet conduit ( 130) is in a partially open configuration.
- des sorties (S1,S2, S3) successives pour alimenter ladite pluralité de buses (155), et
- une structure interne (121) réduisant graduellement une section interne dudit conduit d’entrée (120) à mesure qu’un flux d’atmosphère se divise en son intérieur pour alimenter lesdites sorties (S1,S2, S3) successives.Cell exposure device according to one of the preceding claims, in which the at least one pair of atmosphere inlet (120) and outlet (130) conduits is connected to a plurality of deposition nozzles (150) , and preferably with three deposition nozzles, and in which the inlet conduit (120) comprises:
- successive outputs (S 1 , S 2 , S 3 ) for supplying said plurality of nozzles (155), and
- an internal structure (121) gradually reducing an internal section of said inlet duct (120) as a flow of atmosphere divides inside it to supply said successive outlets (S 1 , S 2 , S 3 ).
- des moyens de contrôle et de réglage d’une atmosphère de culture régnant à l’intérieur dudit incubateur;
- au moins un sas (310) d’entrée et/ou de sortie de matériel et de réactifs.Cell exposure device according to one of the preceding claims, comprising an incubator (300) in which the upper part (100) for discharging atmosphere and the lower part (200) are integrated, said incubator (300) comprising:
- Means for controlling and adjusting a culture atmosphere prevailing inside said incubator;
- at least one airlock (310) for entry and/or exit of material and reagents.
-des moyens de guidage (315) et de mouvement de la partie supérieure (100) pour la connecter et la déconnecter de la partie inférieure (200), et/ou
-un bras (320) robotique comportant des outils de préhension interchangeables et permettant de manipuler les plaques de culture de la partie inférieure, et/ou
-une paroi avant permettant une visibilité de l’intérieur de l’incubateur (300) et comportant une paire de gants reliés (330) de manière étanche.A cell exposure device according to claim 6, wherein the incubator (300) has within it:
-means for guiding (315) and moving the upper part (100) to connect and disconnect it from the lower part (200), and/or
-a robotic arm (320) comprising interchangeable gripping tools and making it possible to manipulate the culture plates of the lower part, and/or
- a front wall allowing visibility of the interior of the incubator (300) and comprising a pair of connected gloves (330) in a sealed manner.
- une étape d’exposition (22) dans laquelle une atmosphère d’étude est injectée dans la pluralité des chambres d’exposition au moyen d’un dispositif de décharge d’atmosphère comportant des buses se connectant de manière étanche à ladite pluralité des chambres d’exposition, et dans laquelle un flux de passage d’atmosphère d’étude est créé sur les cellules par une sortie concomitante de ladite atmosphère d’étude injectée.Method (20) for studying the effects of exposure of cell cultures to an atmosphere by means of the exposure device according to one of claims 1 to 7, said method comprising a culture step (21) in which samples of cells are cultured in a cell culture plate comprising a plurality of exposure chambers, each exposure chamber being provided with a well comprising liquid culture medium and a sample of cells supported by an insert, said insert s introducing into said well so that the cells are located at the air/liquid interface, said method being characteristic in that one carries out:
- an exposure step (22) in which a study atmosphere is injected into the plurality of exposure chambers by means of an atmosphere discharge device comprising nozzles sealingly connecting to said plurality of chambers of exposure, and in which a study atmosphere passage flow is created on the cells by a concomitant outflow of said injected study atmosphere.
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