專利名稱：一種微環(huán)境可調的仿生細胞培養(yǎng)室的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物細胞體外培養(yǎng)裝置，尤其是一種微環(huán)境可調的仿生細胞培養(yǎng)室。
背景技術：
近年來，在細胞的培養(yǎng)及其應用領域的研究非常活躍。人們利用細胞進行藥物的 生理研究和藥理研究、實現藥物的高通量篩選、以及組織培養(yǎng)等。以往的細胞培養(yǎng)擴增支架 往往利用的是聚合物多孔材料或裝配的三維支架，這類支架材料不同之處都是在材料和結 構的控制上。如專利CN1887362A是纖維無紡氈的三維培養(yǎng)支架，其所用原材料為蠶絲。也 有利用纖維或微型塑料結構體組成三維培養(yǎng)支架的，如專利W02009026200所述，這類支架 通常采用數控設備按一定形狀擠出制備。在培養(yǎng)過程中，支架直接浸泡在培養(yǎng)液中，細胞在 長時間培養(yǎng)過程中，往往由于氧、營養(yǎng)物質的消耗需要定期更換培養(yǎng)液；而培養(yǎng)液的更換往 往對細胞成長的環(huán)境沖擊很大，需要較長時間才能重建細胞理想的生長環(huán)境。同時，如果要 做一些細胞藥物代謝、藥物的細胞毒性等實驗則不太方便。為了改變上述細胞培養(yǎng)支架的缺陷，人們開始將目光轉向利用中空纖維膜來培養(yǎng) 細胞。如專利CN100432223所述是一種中空纖維微型培養(yǎng)器，其方法是將細胞培養(yǎng)在膜管 內部，膜外部為培養(yǎng)液，由于其以細胞代謝、藥理毒理實驗和探索細胞培養(yǎng)條件為主要目 的，所以并不能用于細胞擴增。當然，也有一些專利所述培養(yǎng)支架有著與本專利相同的多功 能目的，如專利CN100337698C所述的離體式生物人工肝的肝支持裝置中的培養(yǎng)支架，則是 直接由中空纖維膜交疊成的一類細胞培養(yǎng)器支架，中空纖維膜交疊區(qū)域就是細胞生長的微 空間，細胞貼附在中空纖維膜表面生長。這種培養(yǎng)支架由于中空纖維占用較大的空間，也不 易于放大培養(yǎng)。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種微環(huán)境可調的仿生細胞培養(yǎng)室，能夠使細胞依附生 長的空間可以根據需要進行調整放大，同時可以按照需要調節(jié)細胞培養(yǎng)液的微環(huán)境。為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種微環(huán)境可調的仿生細胞培養(yǎng)室，其特別之處在于，包括一容器，在該容器內表 面上安裝有至少2塊密封板，該每塊密封板周圍均與容器內表面密封連接從而構成各自獨 立的密閉空間，該每一個密閉空間均通過一個安裝在容器外表面相應位置的出入管與外部 連通，在每2塊密封板之間安裝有至少2根平行的連接管，該所有連接管的兩端分別與相應 的2個密閉空間連通，在連接管旁有絲狀細胞依附材料穿過，該絲狀細胞依附材料的兩端 分別固定在不同的密封板上；其中連接管為管狀的中空纖維膜或微管膜。其中容器為帶有上蓋的方形盒體，在該上蓋四周的四個面上各自安裝有一塊密封 板從而形成四個獨立的密閉空間以作為集液腔，在其中2塊密封板之間安裝有連接管，而 在另外2塊密封板之間也安裝有連接管。料為用聚乳酸、飽和聚酯、多糖、或蛋白生產的纖維材料。本實用新型以克服上述各類支架的不足為目標，采用傳統(tǒng)的大容量的各類三維培 養(yǎng)支架材料作為細胞的依附生長材料，以可控數量的中空纖維膜或微管膜按一定方式排列 貫穿其中，模擬真實細胞的生長環(huán)境。這種培養(yǎng)支架的主要特點就是細胞依附生長的空間 可以根據需要進行調整放大，同時，可以按照需要調節(jié)細胞培養(yǎng)液的微環(huán)境，從而既保證了 細胞培養(yǎng)擴增的便利，也使得細胞代謝、藥理毒理實驗和探索細胞培養(yǎng)條件的研究更加容 易在原位進行，如通過中空纖維膜或微管膜注入藥物或養(yǎng)分等的操作非常方便而不需要轉 移細胞。

附圖1為本實用新型的結構示意圖；附圖2為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖來對本實用新型作進一步詳細的說明如圖1所示，細胞培養(yǎng)室由上蓋1、盒體3、密封板、連接管4(采用管狀中空纖維膜 或微管膜)、集液腔2、和細胞依附材料5等構成。在培養(yǎng)室中，管狀中空纖維膜或微管膜相 互交疊，其交疊間隙就是細胞生長的微空間，大的空間內有細胞附著材料。培養(yǎng)時，培養(yǎng)室 中充滿培養(yǎng)液，管狀中空纖維膜或微管膜中充入能夠轉運細胞代謝產物和供應細胞生長成 分的液體，并不斷流動，通過膜的選擇滲透或加壓強制交換，實現對細胞生長環(huán)境的調控。 細胞依附材料5為用聚乳酸、飽和聚酯、多糖、或蛋白等及其復合物生產的纖維材料，視具 體培養(yǎng)細胞的不同可自行選擇。如圖1所示，不同方向的集液腔2共有四個出入管，即第一出入管A、第二出入管 B、第三出入管C、第四出入管D，可以將特定管狀中空纖維膜或微管膜中的液體收集，集中 交換或回收。并可以將這些出入管直接接到分析或監(jiān)控裝置，隨時監(jiān)測細胞的生長情況。 通過各出入管的不同組合，配合細胞依附材料5可以實現對細胞生長的三維空間環(huán)境的調 節(jié)。為提高細胞生長所需的某種成分的交換效率，可以將出入管的出、入口串聯，當然也可 以將出、入口并聯，此時液體交換的路徑只是上述情況的一半。如圖1所示，如果將每層管狀中空纖維膜或微管膜的集液腔2減少一個，即將纖維 膜或微管膜一端堵住，如圖1中將第三出入管C和第四出入管D堵住，利用外部動力對其中 的一個方向的膜中液質加壓，則第一出入管A、第二出入管B構成一進一出的另一種交換模 式。本實用新型細胞培養(yǎng)支架中的中空纖維膜或微管膜，不同層之間可以垂直相交，也可以 成一定角度，如圖2所示第一組微管膜I和第二組微管膜II交疊成α角度，當然其集液腔 2結構會隨之變化?？傮w來說，對于細胞擴增、藥物開發(fā)研究所需要的特殊支架，可以根據需要改變不 同層的管狀中空纖維膜或微管膜的夾角以及集液的方法來適應。
權利要求一種微環(huán)境可調的仿生細胞培養(yǎng)室，其特征在于包括一容器，在該容器內表面上安裝有至少2塊密封板，該每塊密封板周圍均與容器內表面密封連接從而構成各自獨立的密閉空間，該每一個密閉空間均通過一個安裝在容器外表面相應位置的出入管與外部連通，在每2塊密封板之間安裝有至少2根平行的連接管(4)，該所有連接管(4)的兩端分別與相應的2個密閉空間連通，在連接管(4)旁有絲狀細胞依附材料(5)穿過，該絲狀細胞依附材料(5)的兩端分別固定在不同的密封板上；其中連接管(4)為管狀的中空纖維膜或微管膜。
2.如權利要求1所述的一種微環(huán)境可調的仿生細胞培養(yǎng)室，其特征在于其中容器為 帶有上蓋(1)的方形盒體(3)，在該上蓋(1)四周的四個面上各自安裝有一塊密封板從而形 成四個獨立的密閉空間以作為集液腔(2)，在其中2塊密封板之間安裝有連接管(4)，而在 另外2塊密封板之間也安裝有連接管(4)。
3.如權利要求1或2所述的一種微環(huán)境可調的仿生細胞培養(yǎng)室，其特征在于其中細 胞依附材料(5)為用聚乳酸、飽和聚酯、多糖、或蛋白生產的纖維材料。
專利摘要本實用新型涉及生物細胞體外培養(yǎng)裝置，尤其是一種微環(huán)境可調的仿生細胞培養(yǎng)室，其特點是，包括一容器，在該容器內表面上安裝有至少2塊密封板，該每塊密封板周圍均與容器內表面密封連接從而構成各自獨立的密閉空間，該每一個密閉空間均通過出入管與外部連通，在每2塊密封板之間安裝有至少2根平行的連接管(4)，該所有連接管(4)的兩端分別與相應的2個密閉空間連通，在連接管(4)旁有絲狀細胞依附材料(5)穿過，該絲狀細胞依附材料(5)的兩端分別固定在不同的密封板上；連接管(4)為管狀的中空纖維膜或微管膜。本實用新型既保證了細胞培養(yǎng)擴增的便利，也使得細胞代謝、藥理毒理實驗和探索細胞培養(yǎng)條件的研究更加容易在原位進行。
文檔編號C12M3/00GK201670839SQ20102021840
公開日2010年12月15日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權日2010年6月8日
發(fā)明者王美怡 申請人:北方民族大學