ibidiポンプは下図の各パーツからなる灌流培養システムです。
制御システム（Computer）および動力部（Pump）と培養部（Fluidic Unit）が独立した構造をしており、培養部はインキュベーター中で使用可能です。
このため、培養環境の維持がしやすく、長期培養にも適します。
また、リザーバーの培地を一方向に供給し、消費していくシリンジポンプとは異なり、ibidiポンプは独自の培地循環ポンプシステムが採用されています。
この循環式システムは、決まった培地量を効率的に灌流できるので、経済性が高く、かつリザーバー容量に依存した時間制限も受けない灌流培養を可能にしています。
ibidiポンプは、流体ユニットのリザーバーに加圧空気（青色）を供給します。これにより培地が移動し、μ-Sliderのチャネル内に流れが生じます。培地（赤色）は、取り付けられた灌流セットのリザーバーとチューブ内を移動するだけであり、バルブには接触しないため、無菌性が維持されます。
流体ユニットのアクティブコンポーネントは、2つのスイッチングバルブV1とV2から成り、バルブV1は空気圧をリザーバーAまたはBに送り、リザーバー間で培地を往復させます。
バルブV2は同時に切り替えられ、チャネル内で一方向の灌流が確保されます。灌流セットのバルブV2内の交差チューブにより、培地は常にチャネル スライドの同じ末端に送られます（矢印を参照）
ibidiポンプシステムでは定常流だけではなく、
パルス流、振動流など、流れのタイプも
コントロールすることができます。
| タイプ | 生理学的発生条件 | 流量 | 流れの方向 | ibidiポンプ／スライドによる生成 | |
|---|---|---|---|---|---|
 |
層流 | 健康な血管のいるところで発生 | ― | Yes | |
 |
一方向層流 （定常流） |
健康な小血管で発生 | 一定 | Yes | |
 |
パルス層流 | 動脈血管において心拍によって 引き起こされる |
定期的に 変化 |
一定 | Yes |
 |
振動流 | 乱流をシュミレートする手段として利用 | 一定 | 定期的に 変化 |
Yes |
 |
乱流 | 病態生理的プロセスの中で発生 | 変化 | No | |
灌流ポンプシステムにはいくつかの種類があり、
それぞれに異なる特性があります。
ibidiポンプシステムは、高い送液安定性しながらも
長期間細胞培養にも適応できる点で優れています。
また、顕微鏡観察用途にデザインされており、
研究ツールとして扱いやすい点もメリットになります。
| シリンジポンプ | ペリスタポンプ | ibidiポンプシステム | |
|---|---|---|---|
| 送液安定性 | 安定（初期パルスで発生） | 不安定（ドライシャフトを用いるロータータイプでは送液が脈動する） | ほとんどなし （バルブ作動中のみ発生） |
| 培地とともに非接着性細胞を 流した場合の細胞へのダメージ |
ほとんどなし （沈殿が問題になる場合があり） |
送液する際に細胞が潰される | 低い |
| 顕微鏡観察 | 可 | 培地が脈動するため困難 | 可 |
| インキュベーター内 でのセットアップ |
難しい | 難しい | 可 |
| 低ボリュームでの 長期実験 |
不可 | 可 | 可 |
| プログラム可能 | 可 | 可 | 可 |
ibidiポンプは様々な専用スライドが用意されており、
それらと組み合わせることで、
灌流下で行う様々な実験に適合可能です。
上皮細胞や血管内皮細胞など生体内の多くの細胞は、液体の流れの中で存在し、絶えずシェアストレスにさらされています。
ibidiポンプは、培地を灌流することで培養細胞に対しシェアストレスを付与できます。
ibidiでは、いろいろなシェアストレスや流路を可能にするために、様々なチャネルスライドを提供しています。チャネルスライドのチャネル高を変えることで、流路径を選択できる他、Y字スライドなど血管分岐をイメージしたスライドまで幅広いラインナップが用意されています。
| スライド別チャネルの高さ | 0.1mm | 0.2mm | 0.4mm | 0.5mm | 0.6mm | 0.8mm |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ib80166 | ib80176 | ib80186 | ib80196 | |||
| ib80167 | ib80177 | ib80187 | ib80197 | |||
| ib80316 ※ | ||||||
| ib80126 | ||||||
| ib80666 | ib80606 | ib80607 | ||||
| 長期培養 | Static cultivation for long time | |||||
| シェアストレス | High shear stress Low shear stress | |||||
※ibidiサイトに移動します。
特に、より体内の臓器や組織に近い培養環境の再現するためにデザインされたスライドも用意されており、
これらを使用することで、さまざまな生体内模倣実験ができます。
µ-Slide Membrane ibiPore Flow
（孔径3 µm）の
下部チャネルに播種された
移動中のヒトHL-60細胞のタイムラプス動画
µ-Slide Membrane ibiPore Flow（孔径3 µm、5％多孔率）で
A549肺細胞（腺癌のヒト肺胞基底上皮細胞）を
気層／液相界面培養した例
データ：Dr. Anita Reiser, Chair of Prof. Rädler, Ludwig-Maximilians-University Munich（位相差顕微鏡で観察）
灌流培養は物質の循環を良くすることができるため、物質が滞りやすい長期間の３D培養などに活躍します。
ibidi社では、ゲルを使用する３D培養およびスフェロイド（３D）培養それぞれの用途に応じた専用スライドが準備されており、
それらと接続するだけでibidiポンプシステムを使用する長期３D培養システムが構築できます。
L929線維芽細胞のµ-Slide Spheroid Perfusion、Bioinertを⽤いたスフェロイド形成例
1～14⽇⽬、播種濃度5 x105シングルセル/ mL
左：灌流なし
右：イビディポンプシステムによる灌流、0.75 mL /分、位相差顕微鏡、10倍対物レンズ、ウェルφ800 μm
µ-Slide Spheroid Perfusion、Bioinert、播種濃度5 x105細胞/ mLでのL929線維芽細胞のスフェロイド形成の⽐較
岡山大学大学院 医歯学総合研究科 システム生理学 森松賢順 様
ibidi 社のポンプシステムはインキュベーター内に設置できるため、灌流下での細胞培養が可能である。
また、従来の灌流システムに比べ、培地量が少ないこと、流量制御が正確であることが本システムの優れた点である。
複数台のポンプシステムを使用することで、網羅的な計測システムの構築が可能と考える。
愛媛大学プロテオ医学研究センター 媛大学大学院医学系研究科 井上博文 様、東山繁樹 様、鹿田文昭 様、泉谷裕則 様
ペリスタポンプと違って、安定したシェアストレスをかけられるのが、良かった。操作が思ったよりも簡単であった。
ゲル内での血管形成に対してシェアストレスがかけられるようなデバイスがほしい。
並列して異なるシェアストレスがかけられるようにしてもらいたい。
下準備も簡易であり、装置の操作手技自体も容易に習得可能です。
種々のシェアストレス条件下で細胞の形態の観察が可能であり、細胞を回収すればmolecularな手法でも検討可能です。
オーダーメイドのディッシュにも対応して下さり、感謝致しております。
Maastricht University, Maastricht, The Netherlands Dr. Nynke van den Akker 様
長年にわたりibidiポンプシステムとラボウェアを使用しています。
ibidiのプラスチック製品は、細胞培養やあらゆる種類のイメージングに最適で、自動イメージング（フォーカスが容易）ができ、さまざまな蛍光観察（透明で光学的に優れたプラスチック）に対応しています。
Cardiovascular Division, BHF Centre of Research Excellence, School of Medicine, King’s College London, United Kingdom
Shane R. McSweeney 様
µ-Slide I Luerは、複雑な流動パターン条件下での内皮細胞の培養を容易にします。
私たちの研究では、シェアストレスが酸化還元シグナル伝達経路に及ぼす影響に関心を持っており、ibidiポンプシステムと流体ユニットはその実験に最適なシステムといえます。
µ-Slideは、生細胞と固定細胞の両方のイメージング、タンパク質やRNAサンプルの採取、その他の細胞分析に便利です。
Robert-Koch-Institute, Berlin, Germany Linah Ahad 様
ハンタウイルスは生体内で特異的に内皮細胞に感染し、この疾患は内皮細胞の機能不全を特長とします。
私たちの実験の目標の一つは、宿主指向性治療の観点からハンタウイルス感染症の治療における新たな薬剤標的を特定することです。
この目的のため、µ-Slide I Luer 0.6を使用しながら、ibidiポンプシステムを使用しています。ibidi製品は扱いやすく、大変気に入っています。
