DE10136912A1

DE10136912A1 - Providing oxygen to cell or tissue cultures, useful e.g. for growing organs for transplantation, comprises using substances that bind oxygen reversibly

Info

Publication number: DE10136912A1
Application number: DE10136912A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fege
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-02-20
Also published as: WO2003040298B1; WO2003040298A3; WO2003040298A2; AU2002363454A1; EP1451298A2

Abstract

Use of one or more substances (I) that can bind oxygen reversibly for providing at least some oxygen to cultures of one or more tissues, organ-like tissues, organs, cell cultures, microbial cultures or a combination of at least two of these, is new.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Substanzen, welche Sauerstoff reversibel binden zum Transport, zur Weiterleitung und zur Speicherung von Sauerstoff bei der Sauerstoffversorgung von Kulturen von Mikroorganismen und/oder von tierischen und/oder menschlichen Körperzellen und/oder von Gewebekulturen. The invention relates to the use of substances which Reversibly bind oxygen for transport, for Forwarding and storage of oxygen at the Oxygenation of cultures of microorganisms and / or of animal and / or human body cells and / or tissue cultures.

Es ist bekannt, daß Hämoglobine, Myoglobine, Hämocyanine und Perfluorcarbone Sauerstoff reversibel binden, somit auch speichern und zum Sauerstofftransport und/oder Speicherung in mehrzelligen Organismen genutzt werden. It is known that hemoglobins, myoglobins, hemocyanins and Perfluorocarbons reversibly bind oxygen store and for oxygen transport and / or storage can be used in multicellular organisms.

Myoglobine werden wegen ihrer hohen Sauerstoffbindungsaffinität vornehmlich zur Sauerstoffspeicherung genutzt, denn Myoglobine geben Sauerstoff erst bei sehr niedrigem Sauerstoffpartialdruck an die Umgebung wieder ab. Myoglobins are high because of their Oxygen binding affinity primarily used for oxygen storage, because myoglobins only give oxygen at a very low level Partial pressure of oxygen to the environment.

Myoglobine bilden den roten Farbstoff der Skelettmuskulatur und haben ihre höchste Konzentration im Herzmuskel von tauchenden Seesäugern. Myoglobins form the red pigment of the skeletal muscles and have their highest concentration in the heart muscle of diving sea mammals.

Hämoglobine werden vornehmlich zum Sauerstofftransport genutzt, da ihre Sauerstoffbindungskurve so verläuft, daß bei dem üblichen Sauerstoffpartialdruck des arteriellen Blutes das Hämoglobin sauerstoffgesättigt ist und bei dem Sauerstoffpartialdruck der Blutkapillaren die Sauerstoffbindungsfähigkeit sehr gering ist, wodurch der transportierte Sauerstoff fast vollständig abgegeben werden kann. Hemoglobins are primarily used for Oxygen transport is used because of its oxygen binding curve runs so that at the usual oxygen partial pressure of arterial blood the hemoglobin is oxygenated and the oxygen partial pressure of the blood capillaries Oxygen binding capacity is very low, which makes the transported oxygen are almost completely released can.

Diese Sauerstoffbindungskurve verändert sich bei Veränderung des pH-Wertes und/oder der Temperatur und ist bei verschiedenen Hämoglobinen des Menschen wie dem Hba1, dem Hba2 und dem fetalen Hämoglobin ebenfalls unterschiedlich. Auch haben die verschiedenen tierischen Hämoglobine unterschiedliche Sauerstoffbindungseigenschaften. Hämoglobine werden bei allen Wirbeltieren in Blutkörperchen transportiert. Sie kommen aber im Blutplasma gelöst vor bei Pantoffeltierchen, Stachelhäutern, Spul- und Ringelwürmern und bei manchen Krebsen. Damit ist bewiesen, daß Hämoglobine auch effektive Sauerstofftransporteure sind, wenn sie nicht in Blutzellen verkapselt sind. This oxygen binding curve changes when the pH value and / or the Temperature and is at various hemoglobins of the People like the Hba1, the Hba2 and the fetal hemoglobin also different. Also have the different animal hemoglobins different Oxygen binding properties. Hemoglobins are found in all vertebrates Transported blood cells. But they come in the blood plasma solved in front of slipper animals, echinoderms, winding and Ringworms and some crayfish. This proves that hemoglobins are also effective oxygen carriers, if they are not encapsulated in blood cells.

Hämocyanine dienen ebenfalls dem Sauerstofftransport bei Weich- und Gliedertieren. Hemocyanins also help transport oxygen Soft and arthropods.

Perfluorcarbone sind synthetische Sauerstoffbinder und wurden versuchsweise dem Blutplasma als zeitweiser Hämoglobinersatz zugegeben. Perfluorocarbons are synthetic oxygen binders and were tentative of the blood plasma Hemoglobin replacement added.

Weiterhin ist bekannt, daß polymerisiertes Rinderhämoglobin im Blutplasma von Tieren und Menschen und polymerisiertes Schweinehämoglobin im Blutplasma von Tieren zur Verbesserung des Sauerstofftransportes zum Beispiel nach Blutverlust erfolgreich verwendet wurde. It is also known that polymerized bovine hemoglobin in blood plasma from animals and humans and polymerized Pig hemoglobin in animal blood plasma Improvement in oxygen transport, for example Blood loss has been used successfully.

Monomeres freies Hämoglobin findet hierbei keine Verwendung, da es zu Blutgefäßverengung führt und über die Niere zu schnell ausgeschieden wird. Diese unerwünschten Eigenschaften haben aber bei der Verwendung in den üblichen Gewebe-, Zell-, oder Mikroorganismenkulturen keine Bedeutung, so daß hier freies monomeres Hämoglobin Verwendung finden kann. Monomeric free hemoglobin is not used here, since it leads to constriction of blood vessels and over to the kidney is quickly eliminated. This unwanted But have properties when used in the usual Tissue, cell or microorganism cultures none Significance, so that here free monomeric hemoglobin Can be used.

Weiterhin ist bekannt, daß schon sehr geringe Mengen von freiem polymerisiertem Schweinehämoglobin die Sauerstoffdiffusion erheblich erhöhen. It is also known that very small amounts of free polymerized pig hemoglobin Significantly increase oxygen diffusion.

Wegen dieses großen Effektes im Verhältnis zur geringen Konzentration von polymerisiertem Hämoglobin liegt diesem Effekt wahrscheinlich kein reiner Transportmechanismus zu Grunde, sondern auch eine Sauerstoffweiterleitung. Because of this big effect in relation to the small one The concentration of polymerized hemoglobin is this Effect probably not a pure transport mechanism Reason, but also an oxygen transfer.

Sauerstoff wird wahrscheinlich über freie Hämoglobine im Gewebe ähnlich dem elektrischen Strom in einem elektrischen Leiter weitergeleitet und nicht nur transportiert. Oxygen is most likely found in free hemoglobins in the Tissue similar to the electrical current in an electrical Head forwarded and not just transported.

Dieser Vergleich ist möglicherweise zulässig, weil mithilfe des polaren Sauerstoffs Elektronen zu den zellulären Kraftwerken, den Mitochondrien transportiert werden sollen. Hierbei bindet der Sauerstoff wohl über einige der zu transportierenden Elektronen vorübergehend an elektrische Leiter, nämlich die Eisenatome im Häm oder die Kupferatome im Hämocyanin. This comparison may be allowed because using of polar oxygen to cellular electrons Power plants to be transported to the mitochondria. Here the oxygen binds through some of the transporting electrons temporarily to electrical Conductors, namely the iron atoms in the heme or the copper atoms in hemocyanin.

Da andererseits die Diffusionsgeschwindigkeit des Sauerstoff im Gewebe ohne Diffusionshilfe schon auf den ersten 100 µm auf 1/100stel des 1 µm-Abstandes abnimmt - nach der Abschätzung der Diffusionsgeschwindigkeit des Sauerstoffs im Gewebe in Abhängigkeit vom Diffusionsabstand nach der Gleichung von EINSTEIN und SMOLUCHOWSKI - ist eine ausreichende Sauerstoffversorgung von Geweben ohne Sauerstofftransport in einem engmaschigen Kanalnetz oder ohne Transport in einem offenen System wie beim Regenwurm oder ohne Sauerstoffweiterleitung nicht möglich. On the other hand, because of the diffusion rate of oxygen in the tissue without a diffusion aid from the first 100 µm decreases to 1 / 100th of the 1 µm distance - after the Estimation of the rate of diffusion of oxygen in tissue depending on the diffusion distance after EINSTEIN and SMOLUCHOWSKI equation - is one adequate oxygen supply to tissues without Oxygen transport in a close-meshed sewer network or without transport in an open system like an earthworm or not possible without oxygen transfer.

Denn der Sauerstoffpartialdruck kann nicht beliebig erhöht werden, da Sauerstoff dann zu stark oxidierend und damit toxisch wirken würde. Because the oxygen partial pressure cannot be increased arbitrarily because oxygen is then too strongly oxidizing and therefore would be toxic.

Da die Sauerstoffdiffusionsgeschwindigkeit schon über kurze Strecken sehr schnell abnimmt, kann schon eine geringe Verbesserung der Diffusionsgeschwindigkeit eine erhebliche Verbesserung der Sauerstoffversorgung eines Gewebes zur Folge haben. So ist eine alleinige Sauerstoffweiterleitung in Gewebe-, Zell- oder Mikroorganismenkulturen zumindest über Strecken von einigen Millimetern zur Sauerstoffversorgung wahrscheinlich ausreichend. Since the oxygen diffusion rate has been short Stretch decreases very quickly, can be a little A significant improvement in the diffusion rate Improve tissue oxygenation Consequence. So is a sole oxygen transfer at least in tissue, cell or microorganism cultures over distances of a few millimeters to Oxygenation probably sufficient.

Die mögliche Streckenlänge ist aber auch abhängig vom Sauerstoffverbrauch und der Zahl oder Dichte von Zellen und Mikroorganismen. The possible route length also depends on Oxygen consumption and the number or density of cells and Microorganisms.

Dabei kann die Weiterleitung von Sauerstoff über reversibel sauerstoffbindende Substanzen kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Die Moleküle dieser Substanzen können sich also berühren oder auch nicht, können also kontinuierlich oder diskontinuierlich in einer Kultur verteilt sein. Beide Verteilungsformen können örtlich und/oder zeiltich wechseln oder gleichzeitig vorkommen. Auch kann die Verteilungsform mit der Art der Substanz wechseln. The transfer of oxygen can be reversible oxygen-binding substances continuously or done discontinuously. The molecules of these substances can touch or not, so can continuously or discontinuously in a culture be distributed. Both forms of distribution can change locally and / or line or at the same time occurrence. The distribution form can also be used with the Change the type of substance.

Darüberhinaus kann Sauerstoff mit reversibel sauerstoffbindenden Substanzen im Gewebe auch gespeichert werden. Alle diese Phänomene kann man vorteilhaft bei der extracorporalen Gewebezüchtung, der extrakorporalen Kultivierung von Zellen oder der Kultivierung von Mikroorganismen für eine Verbesserung der Sauerstoffversorgung oder zumindest für einen Teil der Sauerstoffversorgung verwenden. In addition, oxygen can be reversible oxygen-binding substances can also be stored in the tissue. All of these phenomena can be beneficial in the extracorporeal tissue engineering, the extracorporeal Cultivation of cells or the cultivation of Microorganisms for an improvement in Oxygen supply or at least for part of the Use oxygen supply.

Und zwar können eine oder mehrere reversibel Sauerstoff bindende Substanzen oder ein Substanzgemisch oder mehrere Substanzgemische an einer oder mehreren externen Sauerstoffquellen mit Sauerstoff beladen und danach den oben beschriebenen Kulturen zugeführt werden. Namely, one or more reversible oxygen binding substances or a mixture of substances or several Mixtures of substances on one or more external Load oxygen sources with oxygen and then the one above described cultures are supplied.

Dabei können diese Substanzen oder Gemische den Kulturen angelagert, in sie eingelagert oder durch die Kulturen hindurchgeleitet werden. Dies kann in einem offenen, halboffenen oder geschlossenen Kreislauf geschehen, aber auch ganz ohne Kreislauf dieser Substanzen oder Gemische erfolgen. Auch ist eine beliebige örtliche und zeitliche Kombination aus allen oben angeführten Verfahren möglich. Eine oder mehrere Sauerstoffquellen können sich auch an oder in solchen Kulturen befinden. In einfachster Form wäre eine solche Quelle der Sauerstoff der umgebenden oder zugeleiteten Luft aber auch anderer umgebender oder zugeleiteter Gasgemische oder zugeleiteter oder eingeleiteter Sauerstoff selber. Die Anordnung und/oder Auswahl von Sauerstoffquellen ist aber auch beliebig kombinierbar. These substances or mixtures can be used in cultures attached to, embedded in or through cultures be passed through. This can be done in an open, semi-open or closed cycle happen, however also without any circulation of these substances or mixtures respectively. Also is any local and temporal A combination of all of the above methods is possible. One or more oxygen sources can also be on or are in such cultures. The simplest would be one such source of oxygen of the surrounding or supplied air but also other surrounding or supplied gas mixtures or supplied or introduced oxygen itself. The arrangement and / or The choice of oxygen sources is also arbitrary combined.

Hierbei müssten die reversibel Sauerstoff bindenden Substanzen nicht unbedingt bewegt werden, wenn die Sauerstoffversorgung der Kultur über eine Weiterleitung mithilfe dieser Substanzen ausreichend ist. Aber auch jede Kombination aus Sauerstofftransport und Sauerstoffweiterleitung und/oder Sauerstoffspeicherung ist möglich. Hierzu können unterschiedliche reversibel Sauerstoff bindende Substanzen homogen und/oder in jedeweder Art und/oder Kombination inhomogen verteilt sein oder werden, welche nicht nur Sauerstoff unterschiedlich binden und/oder weiterleiten und/oder speichern, sondern auch aufgrund ihrer unterschiedlichen chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften unterschiedliche Affinitäten zu Teilen in der Kultur im Allgemeinen aber auch unterschiedliche Bindungskräfte im Besonderen haben. This would require reversible oxygen binding Substances are not necessarily moved when the Oxygen supply to the culture via a relay with the help of these substances is sufficient. But also everyone Combination of oxygen transport and Oxygen transfer and / or oxygen storage is possible. Different reversible oxygen can be used for this purpose binding substances homogeneous and / or in any kind and / or combination be or will be distributed inhomogeneously, which not only bind oxygen differently and / or forward and / or save, but also because of their different chemical and / or physical Features different affinities to parts in the Culture in general but also different Have binding forces in particular.

Sie können über elektrostatische oder kovalente Bindungen an einzelne Kulturbestandteile verfügen oder aufgrund ihrer räumlichen Struktur in bestimmten molekularen Regionen bevorzugt anlagern. You can contact via electrostatic or covalent bonds individual cultural components or because of their spatial structure in certain molecular regions prefer to invest.

Es können diese Substanzen auf das Gewebe aufgetragen werden, sie können einmassiert werden, mittels Druckwellen und insbesondere mittels Ultraschall, aber auch mittels Elektrophorese oder durch Flüssigkeitsstrom in die Kulturen, in den Kulturen oder an den Kulturen entlang bewegt werden. Reversibel Sauerstoff bindende Substanzen können aber auch in den Kulturen selbst hergestellt werden. These substances can be applied to the tissue they can be massaged in using pressure waves and in particular by means of ultrasound, but also by means of Electrophoresis or by fluid flow into the cultures, be moved in the cultures or along the cultures. Reversible oxygen-binding substances can also are produced in the cultures themselves.

Dies kann z. B. durch solche Stoffe produzierende Zellen oder Mikroorganismen geschehen. This can e.g. B. cells producing such substances or Microorganisms happen.

Alle diese Methoden der Zuführung von reversibel Sauerstoff bindenden Substanzen sind aber auch beliebig kombinierbar und können in beliebigem zeitlichem und räumlichem Wechsel durchgeführt werden, so wie auch alle anderen dargestellten Vorgehensweisen wie z. B. die Wahl und/oder Anordnung der Sauerstoffquelle oder Sauerstoffquellen oder die Wahl der reversibel Sauerstoff bindenden Substanzen oder Substanzgemische in zeitlichem und/oder räumlichem Wechsel beliebig variierbar ist. All of these methods of reversible oxygen delivery binding substances can also be combined as desired and can change in any time and space be carried out, as well as all other shown Procedures such as B. the choice and / or arrangement of Oxygen source or sources or the choice of reversible oxygen binding substances or Mixtures of substances in a temporal and / or spatial change is freely variable.

Auch die räumliche oder flächige Anordnung von solchen Substanzen oder Substanzgemischen kann beliebig variiert werden. The spatial or flat arrangement of such Substances or mixtures of substances can be varied as desired become.

Dabei können reversibel sauerstoffspeichernde Substanzen, darunter auch noch nicht bekannte Substanzen, einzeln oder in beliebigen Gemischen der Nährflüssigkeit oder Teilen der Nährflüssigkeit zugegeben werden. Diese Substanzen können über einen Oxygenator mit Sauerstoff versorgt werden und diesen danach in der Umgebung des zu züchtenden Gewebes, der Zell- oder Mikroorganismenkultur und/oder über eine Durchleitung und/oder Einleitung direkt in der Gewebe-, Zell-, oder Mikroorganismenkultur wieder abgeben. Reversible oxygen-storing substances, including unknown substances, individually or in any mixture of the nutrient liquid or parts of the Nutrient fluid can be added. These substances can are supplied with oxygen via an oxygenator and this in the vicinity of the tissue to be grown, the Cell or microorganism culture and / or via a Conduction and / or introduction directly into the tissue, cell, or release microorganism culture again.

Auch oder in Kombination hiermit können solche reversibel sauerstoffbindenden Substanzen einzeln oder im beliebigen Gemisch im zu züchtenden Gewebe, in der Zell oder Mikroorganismenkultur homogen und/oder inhomogen angeordnet sein. Hierbei würde Sauerstoff dann nicht nur tranportiert, sondern eben auch weitergeleitet und durch eine inhomogene Anordnung der reversibel Sauerstoff bindenden Substanzen kann ein Gewebewachtum oder eine Kultur von Zellen oder Mikroorganismen in verschiedenen Bereichen unterschiedlich beeinflusst werden. Darüberhinaus kann Sauerstoff in diesen Substanzen auch gespeichert werden. Also or in combination with this, such can be reversible oxygen-binding substances individually or in any Mixture in the tissue to be grown, in the cell or Microorganism culture can be arranged homogeneously and / or inhomogeneously. This would not only transport oxygen, but also forwarded and through an inhomogeneous Arrangement of the reversible oxygen-binding substances can be a tissue growth or a culture of cells or Microorganisms differ in different areas to be influenced. In addition, oxygen can be found in these Substances can also be stored.

Durch diese Zuleitung, Einleitung, Durchleitung oder Anordnung von reversibel Sauerstoff bindenden Substanzen kann ein in Züchtung befindliches oder gezüchtetes Gewebe, Gewebegemisch, Organoid oder Organ so lange ausreichend sauerstoffversorgt werden, bis möglicherweise unter Zugabe von Wachstumsfaktoren sich Blutgefäße gebildet haben. Through this supply line, introduction, transmission line or Arrangement of reversible oxygen binding substances a tissue that is in cultivation or has been bred, Tissue mixture, organoid or organ sufficient for so long be oxygenated until possibly adding blood vessels have formed from growth factors.

Da aber neu gebildete Blutgefäße den Anschluß an blutdurchflossene bereits vorhandene Blutgefäße suchen, ist es sinnvoll, Nährflüssigkeit über Kanäle in dieses Gewebe einzuleiten. But since newly formed blood vessels connect look for blood-infused already existing blood vessels, it makes sense to put nutrient fluid into this through channels Initiate tissue.

Diese Kanäle können perforiert sein, so daß Kapillaren Anschluß an die Perforationen finden können. Auch können sich die Kanäle verzweigen. Dies kann ähnlich einem Kapillarnetz erfolgen. Eine Perforation der Kanäle ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Kanäle durchgeleitet werden und somit nicht im Gewebe enden. These channels can be perforated so that capillaries Can find connection to the perforations. Can too the channels branch out. This can be similar to one Capillary network. There is a perforation of the channels particularly advantageous if the channels are routed through and therefore do not end in the tissue.

Eine Anlagerung von einzelnen oder verschiedenen reversibel Sauerstoff bindenden Substanzen an Fasern oder Einlagerung in Hohlfasern kann hilfreich sein, den Sauerstoff gezielt in bestimmte Gewebebereiche zu transportieren. Auch kann so die Richtung des Kapillarwachstums, welches in Richtung des Sauerstoffpartialdruckes erfolgt durch inhomogene Verteilung der reversibel sauerstoffbindenden Substanzen beeinflusst werden. Kapillaren könnten z. B. entlang oder in Richtung von mit diesen Substanzen beschichteten Fasern wachsen oder in mit diesen Substanzen gefüllten Hohlfasern wachsen. An attachment of single or different reversible Oxygen binding substances on fibers or storage in hollow fibers can be helpful in targeting the oxygen to transport certain areas of tissue. So can that Direction of capillary growth, which in the direction of Oxygen partial pressure occurs through inhomogeneous distribution which reversibly influences oxygen-binding substances become. Capillaries could e.g. B. along or in the direction of fibers coated with these substances grow or in hollow fibers filled with these substances grow.

Kapillarwachstum kann zudem unterstützt werden durch Anlagerung von Wachstumsfaktoren an und/oder in Fasern und/oder Hohlfasern. Capillary growth can also be supported by Accumulation of growth factors on and / or in fibers and / or hollow fibers.

Es können aber auch Gewebe, welche üblicherweise keine oder wenig Blutgefäße besitzen wie z. B. Knorpelgewebe vor und/oder während und/oder nach der Züchtung mit reversibel Sauerstoff bindenden Substanzen beladen werden, um eine bessere Sauerstoffversorgung während der Einheilung zu erreichen. Diese Substanzen können angelagert werden, injiziert werden, durch Diffusion z. B. mit dem Nährflüssigkeitsstrom eingebracht, zu Beginn der Züchtung untergemischt werden oder zu Beginn inhomogen verteilt werden. All dies kann örtlich und/oder zeitlich beliebig kombiniert werden. However, it is also possible to use tissues which usually have no or have little blood vessels such as B. Cartilage before and / or reversible during and / or after cultivation Oxygen binding substances are loaded to a better oxygen supply during healing to reach. These substances can be added be injected by diffusion z. B. with the Nutrient liquid flow introduced at the beginning of the breeding are mixed in or distributed inhomogeneously at the beginning become. All of this can be at any location and / or time be combined.

Darüberhinaus kann der Umstand genutzt werden, daß unterschiedliche reversibel Sauerstoff bindende Substanzen verschiedene Sauerstoffbindungskurven haben und daß sich bei diesen Substanzen Sauerstoffbindungskurven bei Veränderung von Temperatur und pH-Wert ebenfalls ändern. In addition, the fact that different reversible oxygen binding substances have different oxygen binding curves and that at these substances oxygen binding curves when changing of temperature and pH also change.

Auch kann die unterschiedliche Molekülgröße wie z. B. von monomerem Hämoglobin und polymerem Hämoglobin, aber auch unterschiedliche Polarität genutzt werden, um eine unterschiedliche Durchdringung und eine unterschiedlich schnelle Durchdringung der Kulturen oder des Gewebes während der Perfusion, ähnlich einer Chromatographie zu erreichen. The different molecular size such as. B. from monomeric hemoglobin and polymeric hemoglobin, but also different polarity can be used to make a different penetration and one different rapid penetration of cultures or tissues during perfusion, similar to a chromatography to reach.

So ist die Bindungsfähigkeit im Gewebe abhängig von Polarität und Molekülgröße dieser Substanzen unterschiedlich, so daß bei gleicher Perfusionsgeschwindigkeit und gleichem Perfusionsdruck manche dieser Substanzen sich nicht oder nur wenig fortbewegen und somit den Sauerstoff vornehmlich weiterleiten, während andere sich schnell bewegende Substanzen den Sauerstoff vornehmlich transportieren. Auch können künstlich verkapselte Substanzen, welche reversibel Sauerstoff binden bei der Sauerstoffversorgung oben angeführter Kulturen Verwendung finden. Eine mögliche Verwendung wäre die als Sauerstoffspeicher. This is how the tissue binds depending on the polarity and molecular size of these substances different, so that at the same Perfusion speed and the same perfusion pressure some of these Substances do not move or move only slightly and thus primarily pass on the oxygen while others pass fast moving substances primarily oxygen transport. Can also be artificially encapsulated Substances that reversibly bind oxygen in the Oxygenation of the cultures listed above Find use. A possible use would be as Oxygen storage.

Zur verbesserten Sauerstoffweiterleitung können reversibel sauerstoffbindende Substanzen strangförmig und/oder verzweigt aneinander gelagert und/oder chemisch in dieser Konfiguration miteinander verbunden werden, wobei Substanzen mit hoher Sauerstoffaffinität wie z. B. das Myoglobin in der Funktion eines Schalters eingebaut werden können und Sauerstoff nur dann weiterleiten, wenn der Sauerstoffpartialdruck dahinter sehr niedrig ist. Reversible for improved oxygen transmission oxygen-binding substances strand-like and / or branches stored together and / or chemically in them Configuration are linked together, taking substances with high affinity for oxygen such. B. the myoglobin in the Function of a switch can be installed and Only pass on oxygen if the Oxygen partial pressure behind it is very low.

Werden solche Schalter nach Verzweigungen nur auf der einen Seite zwischengeschaltet, wird der Sauerstoffstrom vornehmlich in die andere Verzweigungsrichtung gelenkt, bei drohender Hypoxie beide Seiten aber ausreichend mit Sauerstoff versorgt. After branching, such switches are only on one Intermediate side, the oxygen flow mainly directed in the other branch direction, at impending hypoxia both sides with enough Oxygen supplied.

Konkret aber wäre eine vorteilhafte Vorgehensweise bei der Gewebezüchtung z. B., dem Patienten, welchem gezüchtetes Gewebe implantiert werden soll, Blut abzunehmen, die hierin enthaltenen roten Blutkörperchen zu öffnen mittels Unterdruck, Osmose, Pressen und/oder Saugen durch einen Filter mit kleineren Poren als die Größe der roten Blutkörperchen oder jedwede andere mechanische Krafteinwirkung, Hämoglobin und Serum abzufiltern und in die Perfusionflüssigkeit des zu züchtenden Gewebes zu geben und/oder in das Gewebe selber zu geben und/oder auf das Gewebe aufzutragen. Auch können intakte rote Blutkörperchen in das Gewebe gegeben werden z. B. mittels Injektion oder Untermischung z. B. zur Verwendung als Sauerstoffspeicher. Auch können insbesondere zu Zell- oder Mikroorganismenkulturen gentechnisch veränderte Zellen oder Mikroorganismen zugegeben werden, welche selbst reversibel Sauerstoff bindende Substanzen produzieren, wobei sie diese Substanzen ausschleusen und/oder in sich anreichern können. Specifically, however, would be an advantageous approach to Tissue engineering z. B., the patient who bred Tissue to be implanted to take blood from here contained red blood cells to open Vacuum, osmosis, pressing and / or suction by one Filters with smaller pores than the size of the red ones Blood cells or any other mechanical Force, filter out hemoglobin and serum and into the To give perfusion liquid of the tissue to be cultivated and / or in the tissue itself and / or on the Apply tissue. You can also keep intact red blood cells be given in the tissue z. B. by injection or Mixing z. B. for use as an oxygen storage. Also can in particular to cell or Microorganism cultures of genetically modified cells or microorganisms are added, which are themselves reversible oxygen produce binding substances, taking these substances can discharge and / or enrich themselves.

Claims

1. use of one or more substances, which has the ability to reversibly have oxygen bind and / or from a mixture of substances which At least they can bind oxygen reversibly partial oxygen supply to a tissue culture or a culture of several tissues or one in cultivation organ-like tissue or one in Culturing organ or a cell culture or a microorganism culture or a combination of at least two of these cultures and / or breeds.

2. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any mixture applied to the culture from such substances will become.

3. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any Mixture of such substances across the culture will be passed over.

4. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any mixture brought into the culture from such substances will become.

5. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any mixture passed through the culture from such substances will become.

6. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any mixture from such substances in one or more channels Channels are passed through the culture.

7. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any Mixture of such substances via a channel or via several channels are introduced into the culture.

8. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any mixture from such substances from microorganisms or / and Cells are formed in the culture.

9. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any mixture from such substances homogeneously distributed in the culture is / are.

10. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any mixture from such substances in at least part of the Culture is / are distributed inhomogeneously.

11. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any mixture from such substances in culture, at least in part is / are bound to fibers.

12. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any mixture from such substances in culture, at least in part is / are bound to non-fibrous solids.

13. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any mixture from such substances in culture, at least in part is / are arranged in hollow fibers.

14. Use according to claim 1, characterized in that the substance or substances or any mixture from such substances in culture, at least in part encapsulated is / are present.

15. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances monomeric hemoglobin.

16. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances polymeric hemoglobin.

17. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances is human hemoglobin.

18. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances Hemoglobin from the recipient of the tissue culture or Is cell culture.

19. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances is a heme is.

20. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances Is myoglobin.

21. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances Is hemocyanin.

22. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances Perfluorocarbon is.

23. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances an animal hemoglobin or myoglobin.

24. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances a polymerized myoglobin.

25. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances a combination of at least two of those in the Claims 15th to 24th substances mentioned.

26. Use according to claim 1, characterized in that the substance or at least one of the substances one in the claims 14 to 24 substance not mentioned is capable of reversible oxygen binding.

27. Use according to claim 1, characterized in that reversible oxygen storage substances in series are arranged.

28. Use according to claim 1, characterized in that reversibly branched oxygen storage substances are arranged.

29. Use according to claim 1, characterized in that reversible substances storing oxygen directly and / or indirectly with one another via binding molecules are chemically linked.

30. Use according to claim 1 and claim 29, characterized characterized that reversible oxygen storage Substances are linked together in series.

31. Use according to claim 1 and claim 29, characterized characterized that reversible oxygen storage Substances are branched together.

32. Use according to claim 1 and claims 27 to 31, characterized in that in a row or at a branch of substances with lower Oxygen binding strength substances with high Oxygen bond strength are temporarily stored.