Tout ce qu'il faut savoir sur les incubateurs à CO2

Qu’est-ce qu’une étuve à CO2 ?

Définition 

Une étuve à CO2, également appelée incubateur à gaz, permet de créer une atmosphère aussi fidèle à la réalité que possible afin de garantir le développement des cultures de tissus et de cellules. Cette culture d’organismes vivants est appelée in vitro et constitue le principal cas d’application des étuves à CO2.

Ce processus peut s’étendre sur plusieurs semaines. La croissance et la sécurité des échantillons ont toujours la plus grande priorité. Pour garantir cela, la température, l’humidité et la teneur en CO2doivent parfaitement correspondre aux exigences liées aux cultures cellulaires.

Serie_C_Modell_C-170-E7

Composition et fonction d’une étuve à CO2

Composition

Une étuve à CO2 dispose d’un intérieur entièrement isolé de l’environnement extérieur pour que l’atmosphère à l’intérieur de l’appareil ne soit pas influencée. Afin que les laborantins puissent jeter un œil sur les échantillons même pendant la phase de croissance, la plupart des étuves à CO2 disposent souvent, outre la porte classique, d’une porte en verre qui protège en plus d’une éventuelle contamination.

L’intérieur est conçu avec des matériaux inoxydables comme l’acier inoxydable et doit avoir aussi peu de bords tranchants et de fentes que possible, afin d’éviter tout recoin pouvant mener à une contamination. Dans les domaines les plus sensibles de la culture cellulaire, il suffit d’un seul micro-organisme pour détruire un travail de plusieurs semaines.

L’air entrant passe à travers un filtre stérile et doit être réparti uniformément dans tout l’intérieur, puisque les échantillons sont le plus souvent placés sur des clayettes situées à différentes hauteurs. Le défi consiste à assurer une homogénéité dans tout l’intérieur, afin de garantir une alimentation homogène en CO2 pour tous les échantillons, avec des conditions climatiques et d’humidité constantes.

 

 

Dans le domaine de la culture cellulaire, les paramètres suivants sont déterminants :

  • Taux de CO2 
  • Température
  • Humidité de l’air 

Domaines d’application des étuves à CO2 dans la médecine, l’industrie pharmaceutique, etc.

Application

Les étuves à CO2 sont majoritairement utilisées dans la recherche médicale et l’industrie pharmaceutique. Mais les étuves à CO2 permettent également de garantir des conditions de cultures stériles dans d’autres domaines, où il est essentiel que la croissance des cellules ait lieu dans des conditions d’asepsie totale.

Dans notre article de blog « 5 domaines d’utilisation captivants pour les étuves à CO2 », nous avons résumé pour vous d’autres domaines d’application !

Ou jetez directement un œil sur nos études de cas !

1. Les étuves à CO2 pour les produits d’ingénierie tissulaire

Les produits d’ingénierie tissulaire sont des médicaments développés spécialement pour des thérapies innovantes. Avec ces nouvelles méthodes de traitement, la science espère être en mesure de soigner des maladies jusqu’alors incurables, comme de sévères tumeurs malignes ou des défaillances cardiovasculaires. Dans le cadre de la recherche, du développement et de l’assurance qualité de ces médicaments, les étuves à CO2 permettent de cultiver des cultures de tissus et de cellules.
Les étuves à CO2 pour les produits d’ingénierie tissulaire

3. Exemples d’utilisation d’étuves à CO2 dans le développement de produits d’ingénierie tissulaire :

  1. Lors de travaux de recherche sur la thérapie génique à base de lipides et effectuée sur un modèle de peau humaine, les étuves à CO2 BINDER ont été utilisées afin d’isoler des kératocytes épidermiques, d’effectuer des tests au rouge neutre et de préparer les kératinocytes épidermiques pour la transfection.
  2. Des cellules pour la thérapie cellulaire sont produites dans des centres agréés. Les étuves à CO2 sont utilisées pour traiter les salles blanches de classe C.
  3. Le Centre de médecine régénératrice (ZRM) de l’Université de Zurich utilise les étuves à CO2 pour faire des recherches sur des thérapies par ingénierie tissulaire, c’est-à-dire par culture de groupes de tissus et de cellules. Il est ainsi possible de cultiver des tissus vivants en laboratoire, par exemple des valvules cardiaques et des vaisseaux sanguins, à l’aide de cellules souches.

2. Les étuves à CO2 pour la fécondation in vitro

La fécondation in vitro (FIV) décrit une méthode d’insémination artificielle dans la médecine reproductrice humaine. L’objectif de cette application est de faire fusionner l’ovocyte et le spermatozoïde dans une boîte de Pétri avec milieu de culture cellulaire.
fécondation in vitro

La fécondation et le développement des embryons humains commencent dans une étuve à CO2. Après deux à trois jours, les embryons peuvent être replacés dans l’utérus. Les valeurs optimales dans le compartiment d’incubation sont environ 37 °C, 5 ou 6 % vol. CO2 et des taux d’humidité d’environ 95 %.

Afin d’éviter tout risque d’interversion, le personnel étiquette clairement les boîtes de Pétri. De plus, les portes en verre intérieures des étuves à CO2 permettent une surveillance constante des boîtes de Pétri.

Dans la médecine vétérinaire, par ex. pour les bovins, le processus est sensiblement le même. Les ovocytes et les spermatozoïdes sont réunis dans une boîte de Petri. Le temps d’incubation est de 21 heures, pendant lesquelles les spermatozoïdes fécondent les ovocytes. 8 jours après la fécondation, les embryons sont transférés de l’étuve à CO2 vers les animaux receveurs.

3. Les étuves à CO2 dans le domaine du diagnostic

L’examen des cultures cellulaires joue un rôle important dans l’analyse diagnostique des agents pathogènes. Sur la base des résultats, il est possible de formuler des contrôles d’hygiène précis ainsi que d’évaluer la résistance de virus face à des produits biopharmaceutiques. Dans ce contexte, on utilise souvent la méthode du prélèvement par essuyage, au cours de laquelle des cultures cellulaires sensibles aux virus sont confrontées à des virus, permettant ainsi d’étudier leurs fonctions biologiques.
domaine du diagnostic

Les étuves à CO2 sont l’outil tout désigné pour des processus composés de plusieurs étapes comme la décongélation et la transformation des cellules, la contamination des lignées cellulaires et la coloration des cultures cellulaires. Pour cette application, les conditions à l’intérieur sont généralement 37 °C et 5 % vol. CO2.

Les échantillons sont analysés au bout de 72 heures maximum. La coloration en bleue de la couche cellulaire permet de caractériser la plaque à l’œil nu ou avec un microscope.

Les étuves à CO2 BINDER sont particulièrement adaptées pour les diagnostics et les recherches de virus, étant donné qu’elles permettent surtout de maintenir des conditions d’incubation stables. Les portes intérieures en verre permettant un accès segmenté y contribuent également. De plus, les risques de contaminations croisées et le transfert silencieux de contaminations sont toujours éliminés de manière fiable, grâce à la stérilisation à l’air chaud à 180 °C.

4. Les étuves à CO2 pour le développement de biocapteurs

développement de biocapteurs

De possibles éléments sensibles biologiquement :

  • Enzymes
  • Anticorps
  • Cellules organites
  • Cellules entières
  • Réseaux de cellules

BINDER propose pour cette application :

5. Les étuves à CO2 dans la recherche contre le cancer

Comme l’a démontré de manière très impressionnante l’association américaine de recherche contre le cancer AACR18 (American Association for Cancer Research), de grands progrès ont été réalisés en 2017 dans la recherche contre le cancer.

Les étuves à CO2 jouent un rôle très important dans la préparation des échantillons et des essais dans tous les domaines de la recherche contre le cancer, par ex. dans la recherche sur les principes actifs, le développement d’invasions 3D, de tests et de biocapteurs ; de la simple monocouche jusqu’à la reproduction des tumeurs des patients grâce à des modèles de culture cellulaire 3D (recherche sur les médicaments et développement de thérapies).

co2-inkubator-bio-sensor.jpg

En fonction des cultures cellulaires, on utilise dans les domaines de l’immunologie et de la biologie des tumeurs (formation des tumeurs malignes) soit des étuves à CO2 avec 37 °C, 5 % vol. CO2 et un taux d’humidité de 95 % dans des conditions de cultures normoxiques, soit des étuves à CO2/O2 avec 37 °C, 5 % vol. CO2 et 1 % vol. O2 hypoxique.

Dans la recherche clinique, par ex. dans le cadre de travaux de recherche avec des oncogènes et des suppresseurs de tumeurs, on utilise des étuves à CO2 avec 37 °C et 5 % vol. CO2 dans des conditions normoxiques. L’objectif de l’AACR (American Association for Cancer Research) est la prévention et le traitement du cancer grâce à la recherche, la formation, la communication et la collaboration.

Dans nos études de cas, découvrez plus en détails les domaines d’application des étuves à CO2. Nous avons regroupé pour vous toutes les études de cas en un seul téléchargement :

Toutes les études de cas concernant l’étuve à CO2.

Toutes les études de cas concernant l’étuve à CO2

De la « médecine du futur » à la reproduction réussie de cellules de peau humaine

1. La médecine du futur

Dans cette étude de cas, lisez comment vous pouvez garantir une sécurité maximale des échantillons et un risque de contamination minimal.

2. Les greffes de peau sauvent des vies humaines

Dans cette étude de cas, il est question de l’incubation de cellules cutanées humaines dans une étuve bactériologique et d’une répartition homogène du CO2.

3. Étude des cellules souches pour lutter contre les maladies

Cette étude de cas expose des solutions pour des conditions de croissance reproductibles et un risque de contamination minimal.

4. Reproduction réussie de cellules de peau humaine

Dans cette étude de cas, découvrez comment garantir une culture sûre et efficace de tissus cellulaires en économisant un maximum de temps et d’argent.

case-study-bundle-fr

Complétez le formulaire et recevez gratuitement les études de cas !

Directives pour l’utilisation des étuves à CO2

Validation

Plusieurs directives règlementent l’utilisation des étuves à CO2. Dans l’industrie pharmaceutiques, les exigences des Bonnes Pratiques de Laboratoire (BPL) et des Bonnes Pratiques de Fabrication (GMP) sont décrites dans le 21 CFR partie 11 et réglementent la manipulation des dispositifs de mesure qui doivent êtres calibrés et vérifiés à des intervalles définis. Un enregistreur de données doit saisir tous les paramètres de contrôle et les transmettre au logiciel ainsi qu’au support de stockage, où les paramètres seront traités et archivés.

Vous trouverez tout ce qu’il faut savoir sur les Bonnes Pratiques de Laboratoire dans notre livre blanc : « Les « Bonnes Pratiques de Laboratoire » : qu’est-ce que cela signifie ? »
À partir de quel moment une étuve à CO2 est-elle prête à l’emploi ?

Au total, l’étuve à CO2 est soumise à trois étapes lors de la validation :

  • Qualification de l’installation (QI) : lors de cette première étape, on teste le fonctionnement de tous les composants de l’étuve à CO2.
  • Qualification opérationnelle (QO) : lors de cette seconde étape, il s’agit de tester les performances de l’étuve à CO2 avec une chambre vide, afin de savoir si une plage de température donnée peut être maintenue et si l’enregistreur de données est correctement calibré.
  • Qualification des performances (QP) : lors de cette troisième étape, il s’agit de déterminer si l’étuve bactériologique est en mesure de maintenir un niveau de température, même à l’état chargé.

Dans notre chek-list, vous trouverez tout ce que vous devez savoir sur les « Bonnes pratiques de laboratoire ».

Les « Bonnes Pratiques de Laboratoire » (BPL) : votre check-list sur la recherche et le développement conformes aux BPL

Principales interrogations concernant les BPL :

Que signifient réellement les BPL pour les étuves bactériologiques, chambres climatiques et étuves de séchage sous vide ? Comment les mettre en œuvre de façon concrète ? Quels points faut-il prendre en considération ? Quels sont les pièces probantes et documents importants ? Et quelles sont les solutions offertes par BINDER pour satisfaire aux directives des BPL ? 

Grâce à notre check-list des « Bonnes Pratiques de Laboratoire », nous souhaitons apporter des réponses à ces questions fondamentales. Elle contient en outre les principaux critères de BPL relatifs aux appareils.

bonne-pratique-de-laboratoire-fr

Complétez le formulaire et recevez la check-list gratuitement !

Les points à respecter pour le choix d’une étuve à CO2

Les critères à prendre en compte : 

Les étuves à CO2 doivent créer les meilleures conditions possibles pour les cultures cellulaires à l’étude et ainsi éviter une éventuelle contamination. Ainsi, avant d’acquérir une étuve à CO2, posez-vous les questions suivantes :

  1. Prévention contre la contamination – Quelles sont les mesures à prendre pour éviter toute contamination ?
  2. Manipulation – Quelle est la conception idéale d’une étuve à CO2 pour être facilement utilisable ?
  3. Concept de la chambre intérieure – Qu’est-ce qui caractérise un appareil intelligemment conçu ?
  4. Gestion de l’humidité – Comment protéger de façon optimale les cultures cellulaires du dessèchement ?
  5. Injection de CO2 – Quel type d’injection de CO2 est le plus efficace et le plus sûr ? 

1. Prévention contre la contamination

Voici trois caractéristiques propres à nos appareils qui permettent de réduire le risque de contamination :

  1. Absence de recoins pouvant mener à une contamination tels que les ventilateurs et joints situés à l’intérieur de l’étuve bactériologique.
  2. Bords et coins arrondis pour désinfecter facilement avec un spray ou un linge.
  3. Possibilité de stériliser entièrement toute la chambre intérieure à l’air chaud.
Dans cet article de blog, vous trouverez de plus amples informations sur les risques de contamination.

2. Manipulation et nettoyage

Une commande de menus intuitive facilite les processus et permet de travailler sans soucis. Un démontage simple des étuves à CO2 a également son importance, étant donné qu’elles doivent régulièrement être nettoyées pour être ensuite à nouveau utilisées. Le temps nécessaire pour ce processus peut varier selon les fabricants.

3. Concept de la chambre intérieure

co2_inkubator_Innenkessel

L’intérieur se distingue par sa sobriété : simple, clair, facile à nettoyer et nécessitant peu d’entretien. Les surfaces de contamination doivent être réduites au maximum, afin de garantir des conditions optimales pour la croissance des cultures de tissus et de cellules.

La stérilisation à l’air chaud doit pouvoir s’effectuer en appuyant simplement sur un bouton. La norme exige en outre qu’une décontamination à 180 °C de tout l’intérieur soit effectuée, garantissant une absence totale de germes.

4. Gestion de l’humidité

Un taux d’humidité suffisamment élevé empêche le dessèchement des cultures cellulaires. Une gestion de l’humidité intelligente garantit un taux d’humidité élevé et une moindre évaporation du milieu de culture, en évitant tout risque de contamination.
 
Les principaux avantages d’une bonne gestion de l’humidité sont :
  • De réduire au minimum l’évaporation du milieu de culture grâce à la forte humidité ambiante.
  • De garder des parois intérieures sèches grâce à la limitation de l’humidité.

5. Injection de CO2

L’objectif est de permettre une répartition complètement homogène des gaz à l’intérieur. Un système d’injection de CO2 approprié garantit un taux de pH stable dans le compartiment d’incubation, afin d’assurer une croissance optimale des cellules.
 
Une sonde de CO2 à la conception intelligente réagit rapidement à tout changement de la concentration en gaz et garantit sa stabilité à long terme. Il faut en outre distinguer les étuves à CO2 dont la sonde de CO2 se situe à la fois à l’intérieur et à l’extérieur du compartiment d’incubation.
 
Avantages de la sonde située à l’intérieur du compartiment d’incubation :
  • Réagit rapidement aux fluctuations de concentration en CO
  • Ne présente aucun recoin pouvant mener à une contamination 
La sonde doit de ce fait se situer dans le compartiment d’incubation, tout en étant constamment protégée des fortes températures.

Nous vous conseillons de consulter notre guide de l’acheteur, dans lequel nous avons résumé les 6 points à respecter pour l’achat d’une étuve à CO2 :

Guide de l’acheteur des étuves à CO2
6 points à respecter si vous achetez des étuves à CO2

Les étuves à CO2 doivent créer les meilleures conditions possibles pour les cultures cellulaires à l’étude et ainsi éviter une éventuelle contamination.

Dans ce guide de l’acheteur, découvrez plus en détail les 6 points à respecter si vous achetez des étuves à CO2:

  1. Prévention contre la contamination
  2. Manipulation et nettoyage
  3. Concept de la chambre intérieure
  4. Gestion de l’humidité
  5. Injection de CO2
  6. Rentabilité
6pointscase-study-bundle-fr

Complétez le formulaire et recevez gratuitement le guide de l’acheteur !

Modèles d’étuves bactériologiques pour chaque application

Modèles

Les étuves à CO2 sont disponibles avec différentes dimensions intérieures et extérieures, et avec différentes caractéristiques de températures, d’humidité et de CO2. Vous devez au préalable analyser les applications pour lesquelles l’étuve à CO2 sera utilisée. Dans tous les cas, l’étuve à CO2 doit empêcher de manière fiable toute contamination, maintenir le taux de pH à l’intérieur à un niveau stable et disposer d’une haute précision de température.

Culture cellulaire et contamination

Les contaminations sont un problème très courant dans le domaine des cultures cellulaires. Pour les éviter, il est indispensable d’adopter une technique de travail stérile et de manipuler les cultures avec précaution. L’étuve à CO2 joue également un rôle important car elle offre des conditions de croissance idéales pour les cultures cellulaires, mais aussi pour de nombreux microbes indésirables. C’est pourquoi toute étuve à CO2 de haute qualité possède plusieurs fonctions permettant d’éviter les contaminations. Pour autant, la décision d’acheter une étuve à CO2 ne peut pas se prendre uniquement sur la base de caractéristiques techniques cumulées. Il convient d’évaluer et de comparer les systèmes complets, en particulier les concepts anticontamination. Dans ce domaine, il apparaît que les systèmes complexes ne sont pas plus sûrs que les systèmes simples. L’appareil doit permettre d’éviter les contaminations de manière fiable, rapide, simple et sans dépenses excessives de consommables.

Vous trouverez de plus amples informations concernant la stérilisation à l’air chaud et d’autres mesures de contrôle de la contamination dans les étuves à CO2 dans notre Livre blanc « Culture cellulaire sans contamination » !

Dans le cas de procédés de cultures complexes ou de milieux de croissance individuels, par exemple dans des conditions d’hypoxie, il est nécessaire d’utiliser des étuves à CO2 avec un contrôle de processus supplémentaire. Elles disposent des caractéristiques nécessaires pour se distinguer, même pour des tâches d’incubations sensibles.

BINDER – Une qualité qui paie !

Coûts

Les frais courants déterminent la rentabilité de votre décision. Ils se composent de :

  • Consommables 
  • Produits de nettoyage
  • Frais de personnel 

Un nettoyage simple permet d’économiser du temps et de l’argent : un nettoyage approprié des différentes étuves à CO2 peut ainsi prendre entre une et cinq minutes, ce qui a un très gros impact sur les frais de personnel dans le cas de plusieurs appareils et d’intervalles de chargement courts.

diagramm

Les consommables peuvent également être un facteur de coûts déterminant, puisque leur montant peut s’élever à 1 500 € par an chez certains fabricants.

Limitez vos frais courants en optant pour une étuve à CO2 qui fonctionne sans consommables.

  • Pas de frais liés aux filtres HEPA
  • Pas de frais liés aux solutions de peroxyde d’hydrogène
  • Pas de coûts récurrents pour les lampes UV

Ce n’est qu’en tenant compte des frais courants qu’il sera possible de déterminer si l’acquisition d’un type précis d’appareil sera encore rentable après plusieurs années d’utilisation.

Dans nos livres blancs, vous trouverez de plus amples informations concernant les thèmes mentionnés

Tous les livres blancs sur l’étuve à CO2

De la « Bonne pratique de laboratoire » à la minutieuse culture cellulaire

  1. Les « Bonnes Pratiques de Laboratoire » : qu’est-ce que cela signifie ?

Lisez dans ce livre blanc pourquoi le principe du contrôle multiple est si important pour l’homologation et combien il est important de remettre l’ensemble des documents complets.

  1. Validation et qualification dans un environnement régulé

Découvrez également dans ce livre blanc le rôle joué par les systèmes informatiques dans la qualification et comment le processus fonctionne précisément.

  1. Culture cellulaire sans contamination

Dans le livre blanc, on évalue et compare les systèmes complets, en particulier les concepts anticontamination.

whitepaper

Complétez le formulaire et recevez gratuitement les études de cas !

Choisissez l’étuve à CO2 adaptée à votre application !

Résumé

Dans une étuve à CO2, le maintien précis de l’atmosphère est crucial afin de protéger parfaitement les échantillons. Le matériel chargé est toujours précieux et les phases de tests prennent souvent beaucoup de temps. C’est pourquoi la qualité de l’étuve à CO2 est primordiale.

Autre aspect à prendre en compte : vous devez parfaitement nettoyer l’étuve à CO2 avant chaque nouveau test, afin d’exclure toute contamination croisée des nouveaux échantillons. Votre appareil doit donc être facile à nettoyer. Il est tout aussi important que votre étuve à CO2 fonctionne entièrement sans condensation et offre des conditions de croissance idéales pour vos cultures. 

Si vous prenez en compte tous ces critères, vous trouverez certainement la bonne étuve à CO2, adaptée à votre application !

Plus d’informations sur l’étuve à CO2

Vous avez des questions sur la fonction et l’utilisation des étuves à CO2 ou souhaitez vous informer sur les spécifications de nos appareils ?

Alors remplissez simplement le formulaire suivant. Un représentant commercial se mettra très vite en contact avec vous pour vous conseiller de manière compétente. 

Mes données