Incubadoras de CO₂

Los Tissue Engineered Products (en español: productos de tejido procesados biotecnológicamente), también denominados Productos de ingeniería Tisular, son medicamentos biológicos que contienen células o tejidos procesados biotecnológicamente, o que están compuestos por ellos. Se utilizan para la regeneración, la restauración o la sustitución de tejido humano. 
En la ingeniería tisular se extraen células del cuerpo humano para cultivarlas en el laboratorio hasta formar conjuntos celulares más grandes, con el fin de sustituir o regenerar tejido enfermo —por ejemplo, piel, cartílago u hueso— en un paciente.
 

La fecundación in vitro (FIV) es un método de fecundación artificial utilizado en la medicina reproductiva humana. El objetivo de esta aplicación es la fusión del óvulo y el espermatozoide en una placa de Petri con medio de cultivo celular. 

La fecundación y el desarrollo de los embriones humanos comienzan en una incubadora de CO₂. Tras dos o tres días, los embriones pueden transferirse de nuevo al útero. Los valores óptimos en la cámara de incubación se sitúan en torno a los 37 °C, un 5 % o un 6 % en volumen de CO₂ y unos niveles de humedad en torno al 95 %.

Para evitar confusiones, el personal etiqueta las placas de Petri con precisión. Las puertas interiores de cristal de las Incubadoras de CO₂ permiten, además, una supervisión constante de las placas de Petri.
En medicina veterinaria, por ejemplo, en el caso del ganado bovino, el proceso es similar. Los ovocitos se colocan en una placa de Petri junto con los espermatozoides. El tiempo de incubación es de 21 horas, durante las cuales los espermatozoides fecundan los ovocitos. El octavo día tras la fecundación, los embriones se transfieren desde la incubadora de CO₂ a los animales receptores.
 

El estudio de los cultivos celulares desempeña un papel importante en el análisis diagnóstico de los agentes patógenos. A partir de los resultados, es posible formular pruebas precisas de higiene, así como evaluar la resistencia de los virus frente a los productos biofarmacéuticos. Un método de uso frecuente en este contexto es la muestra por frotis, en la que se exponen cultivos celulares sensibles a los virus a la presencia de estos, con el fin de comprobar su función biológica. Las incubadoras de CO₂ son la herramienta adecuada para las distintas etapas del proceso, como la descongelación y la transferencia de las células, así como la infección de las líneas celulares y la tinción de los cultivos celulares. En el interior de estas incubadoras, la temperatura suele ser de 37 °C y la concentración de CO₂ del 5 % en volumen.

Las muestras se evalúan a más tardar tras 72 horas. Gracias a la tinción azulada del lecho celular, las placas pueden caracterizarse con mayor detalle a simple vista o bajo el microscopio. Las incubadoras de CO₂ de BINDER son especialmente adecuadas para determinaciones diagnósticas y la detección de virus, ya que mantienen unas condiciones de incubación particularmente estables. A ello contribuyen también las puertas interiores de cristal, que permiten un acceso por segmentos. Además, la esterilización automática con aire caliente a 180 °C evita de forma fiable y constante los riesgos de contaminación cruzada y la propagación silenciosa de la contaminación.
 

Los biosensores son sensores que constan de un elemento de detección biológico y un sensor físico (transductor), los cuales se encuentran en contacto directo. El componente biológico puede consistir en una enzima, un anticuerpo, ADN, receptores, pero también en células completas y secciones de tejido. Tras la interacción de la sustancia que se desea analizar con el componente biológico, se genera en primer lugar una señal bioquímica, que el transductor convierte en una señal eléctrica u óptica. Los biosensores se clasifican, por lo general, según el principio físico de medición en el que se basan. Por lo tanto, existen sensores electroquímicos, sensores ópticos y biosensores de célula completa. Los biosensores se utilizan, por ejemplo, en medicina, en el control de calidad de los alimentos y en el análisis medioambiental. Uno de los ejemplos más conocidos son los sensores enzimáticos para la medición de la glucosa.

Un ejemplo impresionante: se reagruparon cardiomiocitos de embriones de pollo en cultivo rotatorio para formar esferoides (arquitectura 3D) y se acoplaron a microelectrodos. Se utilizaron sustancias de referencia para comprobar en qué medida es posible extraer conclusiones sobre el estímulo en un sistema vivo. La producción de los esferoides se llevó a cabo en incubadoras de CO₂ en placas de Petri a 37 °C, con un 5 % en volumen de CO₂, a 72 rpm y con una órbita de 20 mm.
 

Las incubadoras de CO₂ juegan un papel importante en la preparación de pruebas o de experimentos en todas las áreas de la investigación sobre el cáncer, como la investigación de principios activos, el desarrollo de invasiones 3D, ensayos y biosensores, desde sencillos monocapa a la reproducción de tumores de pacientes mediante modelos de cultivos de células en 3D (investigación de medicamentos y desarrollo de terapias).

En las áreas de inmunología y biología de tumores (desarrollo de tumores malignos), se utilizan, en función de los cultivos celulares, tanto incubadoras de CO₂ a 37 °C con un volumen de CO₂ del 5 % y un 95 % de humedad relativa para condiciones de cultivo normóxicas, como incubadoras de CO₂/O₂ a 37 °C con un volumen de CO₂ del 5 % y un volumen del 1 % de O₂ en condiciones hipóxicas.

En la investigación clínica, por ejemplo, en trabajos de investigación con oncogenes y supresores tumorales, se utilizan incubadoras de CO₂ a 37 °C y un volumen del 5 % de CO₂ en condiciones normóxicas.

Una incubadora de CO₂ es una incubadora de gasificación que se utiliza para el cultivo de células in vitro. Se denomina “cultivo de células” al proceso de cultivo y multiplicación de células vivas fuera de un organismo en condiciones controladas. Los cultivos de células suelen constituir la base de la investigación clínica y biotecnológica. En la incubadora de CO₂, el crecimiento celular se hace posible gracias a una atmósfera lo más similar posible a la natural. Para ello, la temperatura, la humedad y el contenido de CO₂ deben ajustarse exactamente a los requisitos de los cultivos celulares.

Una incubadora de CO₂ cuenta con un interior totalmente aislado del entorno para crear una atmósfera definida en el interior del equipo. Para poder observar las muestras durante la fase de crecimiento, la mayoría de las incubadoras de CO₂ cuentan, además de la puerta habitual, con una puerta de cristal que ofrece una protección adicional contra la contaminación.

El interior está fabricado con materiales inoxidables, como el acero inoxidable, y debe presentar el menor número posible de bordes afilados y ranuras para evitar que la contaminación se acumule en ellos. Precisamente en los ámbitos sensibles del cultivo de células, un solo germen puede echar por tierra el trabajo de semanas.

El CO₂ que entra pasa por un filtro estéril y debe distribuirse de manera uniforme por todo el interior, ya que las muestras suelen colocarse en bandejas situadas a diferentes alturas. El reto consiste en garantizar la homogeneidad en todo el interior, de modo que se asegure una concentración uniforme de CO₂ para todas las muestras, con condiciones constantes de temperatura y humedad.