Toda la información necesaria sobre las incubadoras de CO2

¿Qué es una incubadora de CO2?

Definición 

En una incubadora de CO2, también llamadas incubadoras de gasificación, se garantiza el desarrollo de cultivos celulares y de tejidos creando una atmósfera natural. Este cultivo de organismos vivos in vitro es una de las aplicaciones principales de las incubadoras de CO2.

Este proceso puede darse durante varias semanas. El crecimiento y la seguridad de las pruebas son siempre la máxima prioridad. Para garantizar esto, la temperatura, la humedad y el contenido de CO2 deben cumplir los requisitos de los cultivos celulares de la mejor manera posible.

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Estructura y función de una incubadora de CO2

Estructura

Una incubadora de CO2 cuenta con un interior completamente aislado del entorno para no contaminar la atmósfera dentro del equipo. Además de una puerta normal, la mayoría de incubadoras de CO2 disponen de una puerta de cristal para que los técnicos puedan echar un vistazo a las pruebas durante la fase de crecimiento; la puerta de cristal ofrece protección adicional contra la contaminación.

El interior está hecho de materiales inoxidables, como acero inoxidable, y debería tener el menor número posible de bordes rectos, para evitar rincones en los que se pueda acumular contaminación. En especial en los ámbitos sensibles del cultivo de células, un único germen puede estropear el trabajo de semanas.

El aire que entra pasa a través de un filtro estéril y debe distribuirse de forma uniforme por todo el interior, ya que las pruebas suelen colocarse a distintas alturas. El reto consiste en conseguir una atmósfera homogénea en el interior, de modo se garantice que todas las pruebas tengan un abastecimiento uniforme de CO2 con condiciones climáticas y de humedad constantes.

 

 

Los siguientes parámetros son decisivos en el cultivo de células:

•Nivel de CO2
•Temperatura
•Humedad del aire

Áreas de aplicación de incubadoras de CO2 en medicina, farmacia, etc.

Aplicación

Las incubadoras de CO2 se usan principalmente en investigación médica y en la industria farmacéutica. En otras áreas en las que se necesitan cultivos de células en condiciones absolutamente estériles también se utilizan incubadoras de CO2 para garantizar condiciones de cultivo estériles.

Hemos resumido otras áreas de aplicación en la entrada del blog "5 campos de aplicación emocionantes para las incubadoras de CO2" .

O eche un vistazo a nuestros estudios de caso.

1. Incubadoras de CO2 para Tissue Engineered Products

Los Tissue Engineered Products son medicamentos desarrollados especialmente para nuevas terapias. Mediante estas nuevas formas de tratamiento, la ciencia espera poder curar enfermedades hasta ahora incurables, como tumores malignos o fallos cardiovasculares.  En la investigación, el desarrollo y el control de calidad de estos medicamentos, las incubadoras de CO2 se encargan de la creación de cultivos celulares y de tejidos.
CO2 Inkubator Tissue Engineered Products

3 ejemplos de uso de incubadoras de CO2 en el desarrollo de Tissue Enginereed Products:

  1. En trabajos de investigación para terapia génica basada en lípidos en un modelo de piel humana, se utilizaron incubadoras de CO2 de BINDER para aislar queratocitos epidérmicos, para realizar pruebas de rojo neutro y para la preparación de queratinocitos epidérmicos para su transfección.
  2. Se producen células en centros autorizados para terapia celular. Para la preparación, las incubadoras de CO2 se usan en salas blancas de clase C.
  3. El Centro de Medicina Regenerativa (CMR) de la Universidad de Zúrich usa incubadoras de CO2 en sus investigaciones de terapias con Tisue Engineering y el cultivo de vendajes celulares y de tejidos. De este modo, es posible reproducir en el laboratorio tejido vivo, como válvulas cardíacas o vasos sanguíneos, a partir de células madre.

2. Incubadoras de CO2 para fecundación in vitro

La fecundación in vitro describe un método de fecundación artificial en medicina reproductiva humana. El objetivo de esta aplicación es la fusión de un óvulo y un espermatozoide en una placa de Petri con fluido de cultivo celular.
CO2 Inkubator in vitro fertilisation

La fecundación y el desarrollo de embriones humanos comienzan en una incubadora de CO2. Después de entre dos y tres días, los embriones pueden implantarse en el útero. Los valores óptimos en la sala de incubación son 37°C, 5 o 6 % de volumen de CO2 y valores de humedad en torno al 95 %.

El personal rotula las placas de Petri en detalle para que no haya errores. Las puertas de cristal interiores de las incubadoras de CO2 permiten controlar permanentemente las placas de Petri.
En medicina veterinaria, por ejemplo, en vacas, el proceso es similar. Los ovocitos se combinan con espermatozoides en una placa de Petri. El tiempo de incubación es de 21 horas, en el cual los espermatozoides fecundan en ovocito. El 8.º día después de la fecundación, los embriones se sacan de la incubadora de CO2 y se implantan en los animales receptores.

3. Incubadoras de CO2 en medicina diagnóstica

El análisis de cultivos celulares tiene un papel importante en el análisis diagnóstico de patógenos. Con los resultados se pueden formular indicaciones de higiene precisas, así como evaluar la residencia de biomedicamentos frente a virus. En este sentido, un método común consiste en el análisis de muestras aleatorias, en el cual los cultivos de células susceptibles a los virus se enfrentan a virus para comprobar su función biológica.
CO2 Inkubator Diagnostik

Para los distintos pasos del proceso, como la descongelación y la colocación de las células, así como en la infección de las líneas celulares y la coloración de los cultivos de células, las incubadoras de CO2 son la herramienta correcta. En esta aplicación, las condiciones del interior suelen ser 37°C y un volumen de CO2 del 5 %.

Las pruebas se analizan tras un máximo de 72 horas. La coloración azul de la capa monocelular permite caracterizar la placa a simple vista o con ayuda de un microscopio.

Las incubadoras de CO2 de BINDER son especialmente adecuadas para propósitos diagnósticos de pruebas de virus, ya que mantienen las condiciones de incubación particularmente estables. A ello contribuyen también las puertas interiores de cristal para un acceso por segmentos. Además, los riesgos de contaminación cruzada y la propagación de contaminaciones se eliminan de forma fiable con la esterilización automática por aire caliente a 180 ºC.

4. Incubadoras de CO2 para el desarrollo de biosensores

Cada vez se utilizan más biosensores en sectores como la medicina, el control de fermentación, el control de calidad de alimentos y en análisis medioambiental. Un biosensor transforma un elemento biológico sensible en una señal digital, gracias a la cual es posible realizar análisis sobre estimulación física o química.
CO2 Inkubator Biosensoren

Posibles elementos biológicos sensibles:

  • enzimas
  • anticuerpos
  • orgánulos
  • células completas
  • redes celulares

Para esta aplicación, BINDER ofrece:

Los sistemas celulares in vitro en combinación con sensores se utilizan en aplicaciones de la industria farmacéutica, en toxicología y en investigación básica. Uno de los ejemplos más conocidos es el de sensores enzimáticos para la medición de la glucosa.

Un ejemplo impresionante: cardiomiocitos de embriones de pollos se reagregaron en cultivos rotativos en esferoides (arquitectura 3D) y se acoplaron a microelectrodos. Con sustancias de referencia se comprobó hasta qué punto son plausibles las declaraciones acerca del estímulo a un sistema vivo. La producción de esferoides se realizó en incubadoras de CO2 en placas de Petri a 37ºC, con un volumen de CO2 del 5 %, 72 rpm y con una órbita de 20 mm.

5. Incubadoras de CO2 en investigación sobre el cáncer

Como demostró en 2017 la asociación americana de investigación del cáncer (American Association for Cancer Research AACR18) de forma impresionante, en el área de la investigación sobre el cáncer se han realizado enormes avances.

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 agentes 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).

CO2 Inkubatoren Krebsforschung

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

En la investigación clínica, por ejemplo, en trabajos de investigación con oncogenes y supresores tumorales, se utilizan incubadoras de CO2 a 37ºC y un volumen del 5 % de CO2 en condiciones de normoxia. La misión de la American Association for Cancer Research AACR es la prevención y la cura del cáncer a través de la investigación, la formación continua, la comunicación y la cooperación.

En nuestros estudios de caso podrá descubrir más información acerca de las aplicaciones de las incubadoras de CO2. Hemos agrupado todos los estudios de caso para usted en una descarga:

Descargar ahora los estudios de caso sobre incubadoras de CO2

Todos los estudios de caso de incubadoras de CO2

De la "medicina del futuro" a la multiplicación con éxito de células cutáneas humanas

1. La medicina del futuro

Descubra en este estudio de caso cómo puede garantizar la máxima seguridad en pruebas con el mínimo riesgo de contaminación.

2. Los trasplantes de piel salvan vidas humanas

En este estudio de caso, se habla de la incubación de células cutáneas humanas en incubadora y de la distribución homogénea del CO2.

3. Investigación con células madre para combatir enfermedades

En este estudio de caso se muestran soluciones sobre condiciones de crecimiento reproducibles y un riesgo de contaminación reducido.

4. Multiplicación satisfactoria de células cutáneas humanas

Lea en el estudio de caso cómo garantizar el cultivo seguro y eficiente de tejidos celulares con el máximo ahorro de tiempo y costes.

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Directivas sobre el manejo de incubadoras de CO

Validación

Varias directivas regulan el manejo de incubadoras de CO2. En la industria farmacéutica, las exigencias de las buenas prácticas de laboratorio (BPL) y las Buenas prácticas de Manufactura (GMP) de la norma 21 CFR parte 11 describen y regulan la manipulación de los dispositivos de medición, que deben calibrarse y comprobarse en intervalos definidos. Un registrador de datos debe registrar todos los parámetros de pruebas y transferirlos al software y al soporte de memoria en el que se va a procesar y archivar.

Encontrará todo lo que necesita saber sobre las BPL en nuestro libro blanco: Las "Buenas prácticas de laboratorio", ¿qué hay detrás de ellas?

¿Cuándo está preparada una incubadora de CO2 para su uso?

En general, las incubadoras de CO2 pasan por tres pasos en su validación:

  • Cualificación de la instalación (Installation Qualification, IQ): en el primer paso, se prueba la función de todos los componentes de la incubadora de CO2.
  • Cualificaciones operativas (Operational Qualifications, OQ): en este paso, se prueba el rendimiento de la incubadora de CO2 con la cámara vacía, para comprobar si es posible mantener un rango de temperatura determinado y si el registrador de datos está calibrado correctamente.
  • Cualificaciones de rendimiento (Performance Qualifications, PQ): a continuación, se determina si la incubadora también mantiene los niveles de temperatura cuando tiene carga en su interior.

Encontrará toda la información importante sobre las "Buenas prácticas de laboratorio" en nuestra lista de comprobación

Las "Buenas prácticas de laboratorio" (BPL): su lista de comprobación para investigación y desarrollo conforme a las BPL

Las preguntas básicas sobre las BPL:

¿qué significan las BPL para incubadoras, cámaras climáticas y cámaras de secado al vacío? ¿Cómo se pueden aplicar en concreto? ¿Qué puntos hay que tener en cuenta? ¿Qué comprobantes y documentos son importantes? ¿Qué soluciones le ofrece BINDER para cumplir las directivas de BPL? 

En nuestra lista de comprobación sobre "Buenas prácticas de laboratorio" queremos responder a esas preguntas candentes. Además, también incluye criterios de las BPL específicos de equipos.

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Qué tener en cuenta al elegir una incubadora de CO2.

Criterios que tener en cuenta: 

Las incubadoras de CO2 deben asegurar las mejores condiciones posibles para los cultivos celulares para investigación y, al mismo tiempo, prevenir la posible contaminación. Por eso, antes de la compra de una incubadora de CO2, debería preguntarse lo siguiente:

  1. Prevención de la contaminación: ¿Qué medidas se aplican para prevenir una posible contaminación?
  2. Uso: ¿Cómo debería estar idealmente diseñada la incubadora de CO2 para facilitar su uso?
  3. Concepto de cámara interior: ¿Qué distingue a un equipo bien diseñado?
  4. Gestión de la humedad: ¿Cuál es la mejor manera de proteger los cultivos celulares de la sequedad?
  5. Gasificación de CO2: ¿Qué tipo de gasificación de CO2 es el más efectivo y seguro?

1. Prevención de la contaminación

Tres características de equipos que reducen el riesgo de contaminación:

  1. Evita las vías de contaminación como ventiladores y juntas en el interior de la incubadora.
  2. Bordes y esquinas redondeados para una fácil desinfección por pulverización y fregado.
  3. Posibilidad de esterilización total del interior completo con aire caliente.
Encontrará más información sobre riesgos de contaminación en esta entrada del blog.

2. Uso y limpieza

El manejo intuitivo del menú facilita los procesos y hace más sencillo el trabajo. Igualmente importante es el desmontaje sencillo de las incubadoras de CO2, ya que es necesario limpiarlas y volver a montarlas con frecuencia. El tiempo necesario para este proceso puede variar según el fabricante.

Comparativa de tiempos de desmontaje de incubadoras de CO2:

3. Concepto de interior

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El interior debería caracterizarse por la simplicidad: sencillo, claro, de fácil limpieza y con poco mantenimiento. Las superficies de contaminación deben limitarse al mínimo, para garantizar unas condiciones de crecimiento óptimas para cultivos celulares y de tejidos.

La esterilización por aire caliente debería realizarse fácilmente, con tan solo pulsar un botón. La descontaminación completa del interior conforme a la norma se realiza a 180 °C para asegurar la asepsia.

4. Gestión de la humedad

Una humedad del aire suficiente impide que los cultivos celulares se sequen, Una gestión inteligente de la humedad proporciona alta humedad con mínima evaporación y, en lo posible, sin riesgo de contaminación. 

Las ventajas más importantes de una buena gestión de la humedad:

  • La evaporación del líquido se reduce al mínimo gracias a la alta humedad.
  • El límite de humedad hace que las paredes interiores permanezcan secas.

5. Gasificación de CO2

El objetivo es una distribución homogénea del gas en el interior. Un sistema adecuado de gasificación de CO2 debería mantener siempre un pH estable en el espacio de incubación, para garantizar el crecimiento óptimo de las células.

Un sensor de CO2 diseñado de forma inteligente reacciona rápidamente a los cambios de concentración de gases y garantiza su estabilidad a largo plazo. Es necesario distinguir entre incubadoras de CO2 cuyos sensores de CO2 se encuentran dentro o fuera del espacio de incubación.

Ventajas del sensor dentro del espacio de incubación:

  • Reacciona rápidamente a oscilaciones en la concentración de CO2.
  • No ofrece espacios para la contaminación

Por eso, el sensor debe encontrarse dentro del espacio de incubación, pero, al mismo tiempo, debe estar protegido de las altas temperaturas.

Hemos resumido lo que debería tener en cuenta antes de comprar una incubadora de CO2 en 6 puntos en nuestra Guía del comprador:

6 puntos que debería tener en cuenta a la hora de comprar incubadoras de CO2

Las incubadoras de CO2 deben asegurar las mejores condiciones posibles para los cultivos celulares para investigación y, al mismo tiempo, prevenir una posible contaminación.

Descubra más información sobre los 6 puntos que debería tener en cuenta a la hora de comprar incubadoras de CO2 en esta Guía del comprador:

  1. Prevención de la contaminación
  2. Uso y limpieza
  3. Concepto de interior
  4. Gestión de la humedad
  5. Gasificación de CO2
  6. Rentabilidad
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Modelos de incubadoras para cada aplicación

Modelos

Las incubadoras de CO2 se presentan en varias dimensiones interiores y exteriores y con distintos datos de temperatura, humedad y CO2. En primer lugar, debe analizar siempre la aplicación para que se necesita la incubadora de CO2. En cualquier caso, la incubadora de CO2 debe evitar eficazmente la contaminación, mantener el valor de pH estable en el interior y tener una gran precisión de climatización.

Cultivo de células y contaminación

Cuando se trabaja con los cultivos de células, la contaminación es un problema muy extendido. Para evitarla, es imprescindible mantener la técnica de trabajo estéril y un manejar los cultivos con cuidado. Además, la incubadora de CO2 desempeña un papel importante, ya que ofrece unas condiciones de crecimiento ideales no solo para los cultivos de células, sino también para muchos microbios indeseados. Por eso, todas las incubadoras de CO2 de calidad ofrecen numerosas funciones para evitar la contaminación. No obstante, para tomar una decisión sensata a la hora de adquirir una incubadora de CO2, no deben considerarse únicamente los aspectos técnicos. Más bien debe compararse y valorar los sistemas en su totalidad y, en particular, los conceptos de anticontaminación. En este caso concreto queda patente que los sistemas complejos no tienen por qué ser más seguros que los sencillos. El equipo debe contribuir a evitar la contaminación de forma fiable, rápida y sencilla y sin elevados costes de consumibles.

Encontrará más información sobre esterilización por aire caliente y otras medidas de control de la contaminación en incubadoras de COen el  libro blanco "Cultivo de células sin contaminación".

En cultivos complejos o entornos individuales de crecimiento, por ejemplo, en condiciones de hipoxia, se necesitan incubadoras de CO2 con controles de procesos adicionales. Estas incluyen las funciones necesarias para realizar tareas sensibles de incubación.

BINDER – ¡La calidad vale la pena!

Costes

Los gastos corrientes determinan la rentabilidad de su decisión. Estos se componen de: 

  • consumibles y piezas de desgaste
  • productos de limpieza
  • costes de personal

Una limpieza sencilla ahorra tiempo y dinero: la limpieza correcta de las distintas incubadoras de CO2 puede estar entre uno y cinco minutos, lo que tiene un efecto enorme en costes de personal en el caso de varios equipos e intervalos de equipamiento breves.

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Los consumibles también pueden un factor de coste decisivo, que en caso de algunos fabricantes puede llegar a los 1.500 € anuales.

Mantenga los costes corrientes al mínimo eligiendo una incubadora de CO2 sin consumibles.

  • Sin costes de filtros HEPA
  • Sin costes de soluciones de peróxido de hidrógeno
  • Sin costes recurrentes de lámparas UV

Únicamente teniendo en cuenta los gastos corrientes es posible averiguar si la compra de un tipo de equipo determinado sigue siendo rentable después de años de uso.

Encontrará más información sobre los temas nombrados en nuestros libros blancos:

Todos los libros blancos sobre incubadoras de CO2

De las "Buenas prácticas de laboratorio" hasta el cultivo de células cuidadoso

  1. Las "Buenas prácticas de laboratorio", ¿qué hay detrás de ellas?

Lea en este libro blanco por qué el principio de revisión es tan importante en la acreditación y la importancia que tiene entregar documentación completa.

  1. Validación y calificación en entornos regulados

Además, descubra en este libro blanco el papel de los sistemas asistidos por ordenador en la cualificación y cómo funciona el proceso en detalle.

  1. Cultivo de células sin contaminación

En el libro blanco se comparan y evalúan los sistemas en su totalidad y, en particular, los conceptos de anticontaminación.

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¡Elija la incubadora de CO2correcta para su aplicación!

Resumen

Para proteger las pruebas de forma óptima, es absolutamente imprescindible mantener de forma precisa la atmósfera en una incubadora de CO2. En todos los casos, el material del equipamiento es valioso y las fases de pruebas suelen llevar mucho tiempo. Por eso, la calidad de la incubadora de CO2 es muy importante.

Otro aspecto: debe limpiar la incubadora de CO2 a fondo antes de cada nueva prueba para evitar la contaminación cruzada de las nuevas pruebas. Por eso, su equipo debe ser fácil de limpiar. Igualmente importante es que su incubadora de CO2 trabaje sin condensación alguna y que proporcione las condiciones de crecimiento óptimas para sus cultivos.

Teniendo en cuenta todos estos criterios, seguro que encontrará la incubadora de CO2 adecuada para su aplicación.

Más información sobre las incubadoras de CO2

¿Tiene alguna duda sobre las funciones y la aplicación de incubadoras de CO2 o quiere información sobre las especificaciones de nuestros equipos?

Solo necesita rellenar el siguiente formulario. Uno de nuestros comerciales se pondrá en contacto con usted lo antes posible para asesorarle acerca de su solicitud.

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