Synthecon

Synthecon – Systèmes de culture cellulaire 3D

Synthecon – Systèmes de culture cellulaire 3D

Synthecon, Inc. est née au sein du Johnson Space Center (NASA) dans les années 1990. Elle a obtenu de la NASA une licence exclusive pour commercialiser le système de culture cellulaire rotatif (« Rotary Cell Culture System » (RCCS)). À l’origine conçu pour simuler les conditions de microgravité sur Terre, ce bioréacteur rotatif a permis de produire des agrégats cellulaires 3D. Aujourd’hui, Synthecon met à profit cette expertise en culture 3D pour la recherche biomédicale, en collaboration avec de nombreux instituts.

Présentation

Les modèles

La gamme :

​RCCS-1, un système à cuve unique

RCCS-4H, un système à quatre cuves avec la même vitesse de rotation (ajustable)

RCCS-4HD, un système à quatre cuves avec deux vitesses de rotation indépendantes

Ces cuves autoclavables permettent l’oxygénation par perméation de l’air à travers la membrane en silicone, évitant l’introduction de bulles d’air et la turbulence.

Il existe deux modèles :

Bioréacteurs HARV (High Aspect Ratio Vessels) : cuves cylindriques autoclavables avec une membrane plate en silicone pour le transfert de gaz. Les HARV supportent les cultures en suspension ou adhérentes, et sont disponibles en volumes de 1, 2,4, 10 et 50 mL.

 

Bioréacteurs STLV (Slow Turning Lateral Vessels) : cuves autoclavables avec une membrane en siliconeplacée au cœur de la chambre (le long de l’axe central). Les STLV sont proposés en volumes plus importants (55, 110, 250, 500 mL) et conviennent parfaitement aux cultures sur microporteurs, scaffolds ou tissus isolés, offrant une oxygénation uniforme des milieux.

 

La gamme :

​RCCS-1SC, un système à cuve unique

RCCS-2SC, un système à deux cuves avec la même vitesse de rotation (ajustable)

RCCS-4SC, un système à quatre cuves avec la même vitesse de rotation (ajustable)

RCCS-4SCQ, un système à quatre cuves avec quatre vitesses de rotation indépendantes

Les systèmes RCCS-SC sont spécialement conçus pour la culture 3D de cellules souches. Ils reposent sur des cuves autoclavables de très petit volume (1, 2, 4 ou 10 mL). Ces volumes réduits permettent d’employer des densités cellulaires très élevées et des concentrations optimales de facteurs de croissance.

Applications ciblées : expansion et différenciation de cellules souches, entretien cellulaire, ingénierie tissulaire à partir de cellules souches, thérapies cellulaires.

Cette gamme permet aux laboratoires de développer facilement leurs protocoles 3D sur cellules souches sans compromis sur l’asepsie ni la reproductibilité.

La gamme :

​RCCS-D, un système à cuve unique

RCCS-2D, un système à deux cuves avec la même vitesse de rotation (ajustable)

RCCS-4D, un système à quatre cuves avec la même vitesse de rotation (ajustable)

RCCS-4DQ, un système à quatre cuves avec quatre vitesses de rotation indépendantes

RCCS-8D, un système à huit cuves avec la même vitesse de rotation (ajustable)

RCCS-8DQ, un système à huit cuves avec quatre vitesses de rotation indépendantes

Les systèmes à usage unique utilisent des cuves jetables en plastique conçues pour un seul cycle de culture. Les cuves à usage unique sont des HARV pré-stérilisés par rayons gamma, emballés individuellement (en lots de quatre). Elles existent en versions 10 mL et 50 mL, prêtes à l’emploi.

 

  • Facilité d’utilisation : pas de nettoyage ni d’autoclavage
  • Sécurité accrue : l’approche jetable est particulièrement adaptée aux matériaux pathogènes ou biosécurisés
  • Rapidité : cette configuration réduit les temps morts, idéale pour des criblages rapides.

Pour des cultures nécessitant un apport continu en nutriments et oxygène, les systèmes RCCMax offrent une solution de perfusion intégrée. Contrairement aux systèmes batch, le milieu de culture frais est pompé en permanence depuis un réservoir externe vers la chambre rotative, puis réacheminé hors de la cuve. Le circuit intègre un module oxygénateur externe en silicone et une pompe péristaltique pour maintenir l’oxygénation. Les cellules et agrégats restent retenus dans la cuve par un noyau de perfusion poreux, évitant leur sortie avec le flux.

  • Perfusion continue : le milieu neuf circule sans interruption, évacuant les déchets et fournissant en permanence nutriments et O₂ aux cellules.
  • Echanges simples : on peut prélever ou remplacer le milieu de culture sans arrêter la rotation, assurant un environnement stable.
  • Flexibilité 3D : utilisable avec ou sans scaffold, ce système permet de générer des tissus 3D complexes (ex. greffe vasculaire, organoïde) en cultivant les agrégats au sein du flux continu.

Deux modèles existent : le RCCMax (une seule cuve de 50, 100, 125 ou 250 mL) et le RCCMax Dual (deux cuves de 50 mL en série). La version Dual est idéale pour des tests parallèles nécessitant des conditions identiques dans deux cuves distinctes (ex. comparer deux lignées cellulaires sous le même flux).

Les systèmes perfusés peuvent également être configurés pour des applications de décellularisation et recellularisation de matrices tissulaires. Dans ce contexte, l’utilisation de cuves spéciales en verre borosilicaté offre une excellente résistance aux agents chimiques agressifs (détergents, enzymes, solvants) nécessaires à l’élimination complète des cellules natives. Grâce à la perfusion continue, ces protocoles peuvent être réalisés de manière douce, progressive et contrôlée, assurant une pénétration homogène des solutions dans toute l’épaisseur du tissu. Cette approche permet de préserver l’architecture matricielle tout en optimisant les étapes ultérieures de recellularisation.

Synthecon (via CellD) propose également des solutions personnalisées pour des applications uniques. Qu’il s’agisse de modifier la configuration du circuit, d’ajouter des modules de perfusion transmurale (flux à travers des membranes intégrées dans la paroi) ou de concevoir un réacteur adapté à un type cellulaire atypique, nos ingénieurs peuvent réaliser des adaptations sur demande. Ils peuvent par exemple intégrer des options spécifiques comme la co-rotation de parois, des systèmes à pression pulsée, ou des chambres adaptées à des organes creux. Les systèmes sur mesure ne figurent pas sur le catalogue, car ils sont conçus au cas par cas. N’hésitez pas à nous contacter : nous vous accompagnerons dans la conception du bioréacteur 3D le mieux adapté à votre projet.

 

 

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FAQ (Question fréquentes)

Le RCCS est un bioréacteur à paroi tournante développé initialement par la NASA pour simuler la microgravité. Une cuve transparente tourne lentement autour d’un axe, maintenant les cellules en suspension dans le milieu. Les cellules « flottent » continuellement, ce qui reproduit un environnement de microgravité simulée. Cette approche permet de former des agrégats cellulaires sphériques 3D dans des conditions de très faible cisaillement, proches de in-vivo.

Le RCCS favorise la formation de modèles tissulaires 3D plus représentatifs du vivant. Grâce à la forte perméabilité en nutriments et au faible cisaillement, les cellules croissent plus vite et en meilleure santé qu’en culture monolayer. Les cultures 3D améliorent le phénotype cellulaire et la réponse fonctionnelle (production de protéines, interactions intercellulaires, réaction médicamenteuse, etc.), ce qui est essentiel pour la recherche biomédicale et la production de tissus.

Les systèmes autoclavables utilisent des cuves en polycarbonate réutilisables qu’il faut stériliser avant chaque utilisation. À l’inverse, les systèmes à usage unique utilisent des cuves jetables déjà stérilisées par gamma irradiation. Ces dernières sont prêtes à l’emploi et évitent toute phase de nettoyage. En pratique, on choisit l’autoclavable pour des processus réutilisables à long terme, et le jetable pour des gains de temps ou une sécurité accrue (culture de pathogènes).

Les systèmes RCCS-SC sont spécifiquement conçus pour les cellules souches, qui requièrent souvent de petits volumes de culture. Ils utilisent des cuves autoclavables de 1 à 10 mL, permettant des cultures à forte densité cellulaire avec une consommation réduite de milieux et de réactifs. Ces systèmes sont plus compacts et ne disposent pas de système d’aération active, ce qui convient parfaitement à ces faibles volumes.

Les systèmes RCCS classiques, quant à eux, prennent en charge des volumes plus importants (jusqu’à 500 mL) et sont adaptés à une grande diversité cellulaire (cellules tumorales, primaires, organoïdes, tissus sur microporteurs, etc.). Ils sont équipés d’une pompe à air intégrée qui assure une aération continue des cuves via leur membrane en silicone, améliorant ainsi l’oxygénation passive du milieu, indispensable à la viabilité cellulaire dans les grands volumes.

Oui, tous les systèmes RCCS ont été conçus pour être installés directement dans les incubateurs de laboratoire classiques à atmosphère contrôlée.

Les bases RCCS mesurent entre 10 et 40 cm de largeur, selon le nombre de stations (1, 2, 4 ou 8 cuves).

Le moteur et l’alimentation sont externes et restent en dehors de l’incubateur, seuls les éléments rotatifs sont à l’intérieur.

Chaque système RCCS est livré avec tous les éléments nécessaires à son fonctionnement de base, à l’exception des seringues ou consommables classiques du laboratoire. Le kit standard comprend : la base rotative avec son moteur et le régulateur de vitesse, les cuves de culture (autoclavables ou à usage unique, selon le modèle), les câbles d’alimentation pour connecter la base au contrôleur, plusieurs robinets d’arrêt unidirectionnels (one-way stopcocks) pour le remplissage stérile des cuves, un outil de démontage pour le démontage des cuves autoclavables

À noter : les seringues utilisées pour introduire ou prélever le milieu de culture ne sont pas fournies. Il s’agit de consommables standards à se procurer séparément, adaptés à la configuration de vos cuves (embout Luer Lock).

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