一種用于人工角膜重建的細胞種植模型的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療研究技術領域，具體涉及一種用于組織工程人工角膜重建時，在任意載體支架上種植角膜內(nèi)皮細胞和/或角膜上皮細胞的模型
【背景技術】
[0002]角膜是位于眼睛最前端的透明組織，由上皮細胞層、基質層和內(nèi)皮細胞層構成。角膜上皮細胞(corneal epithelial cells)由于其特殊位置和結構，很容易受到微生物入侵、機械創(chuàng)傷、化學燒傷和熱力燙傷等。角膜緣干細胞(corneal limbal epithelialcells)是角膜上皮細胞更新及再生的源泉。很多嚴重的眼表疾病如Stevens-Johnson綜合征和眼瘢痕性類天皰瘡、眼部感染和外傷等都會導致角膜緣干細胞缺乏，進而導致角膜上皮失去再生和修復能力而致盲。角膜最內(nèi)層由單層角膜內(nèi)皮細胞(corneal endothelialcells)組成，其物理屏障和離子栗功能對于維持角膜正常厚度、半脫水狀態(tài)及透明性至關重要，內(nèi)皮細胞密度必須保持在臨界值400-500個/mm2以上才能維持角膜的通透性。由于體內(nèi)角膜內(nèi)皮細胞在體內(nèi)增殖受限，角膜內(nèi)皮層損傷修復的主要方式為內(nèi)皮細胞體積增大和周邊的細胞迀移，損耗過多會導致角膜水腫、透明性下降進而影響視功能，甚至導致角膜內(nèi)皮盲。3據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計，每年全世界有490萬患者因為角膜疾病而致盲。對于這部分病人，角膜移植是唯一的治愈手段。在中國這個人口大國，眼病盲約有1233萬人，占全世界盲人總數(shù)的18%，是世界上盲人最多的國家。其中，角膜病是我國的第二大致盲眼病，角膜盲是我國目前最難解決的瓶頸，患者超過300萬人，且每年新增20萬人，但受到供體角膜材料的短缺及供體角膜細胞低質量等因素的制約，現(xiàn)在每年僅約1萬人能通過角膜移植手術得到復明。4
[0003]近5年，我國在角膜病的基礎和臨床方面的研究已取得較大成績，尤其在組織工程角膜研究方面，臨床研究已取得了較好的初步效果。組織工程角膜重建為角膜盲患者帶來了新的希望。重建的關鍵是利用種子細胞以及載體支架構建完成人工角膜。目前種子細胞的獲取已相當成熟，以各種材料為載體支架進行角膜細胞培養(yǎng)與移植的實驗研究開展廣泛。5 8但是，現(xiàn)階段并沒有成熟并規(guī)范的細胞種植模型。大部分研究是將載體支架直接放置于培養(yǎng)皿中進行細胞種植。使用這個種植方法在支架表面種植細胞時細胞易發(fā)生移行，生長至載體支架的另一面，無法保證細胞的純度；并且在夾取操作時易損傷支架表面的角膜細胞，導致體內(nèi)細胞密度下降。9“°另外，載體支架為了保持極佳的透明度及適宜的機械屬性，多數(shù)都具有硬度不夠，種植細胞及移植操作困難的缺點。特別是進行成分角膜移植時，因為僅對部分厚度的角膜進行重建，所以所需的載體支架厚度非常薄，內(nèi)皮重建時支架厚度僅為ΙΟΟμπι。在如此脆弱的載體支架上進行細胞種植操作顯得格外困難。對支架的夾取、翻轉等處理都極易損傷表面的細胞甚至支架本身。而種植細胞的效果會直接影響人工角膜在體內(nèi)移植的治療效果。即使是使用了優(yōu)良的種子細胞，如果種植過程中細胞純度和密度達不到要求，均會導致移植的失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種新型的的細胞種植模型，以避免載體支架在細胞種植過程中發(fā)生的移位、蜷曲問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明公開了一種用于人工角膜重建的細胞種植模型，包括一用于細胞種植的載體支架以及一用于支撐所述載體支架的支撐殼體。
[0006]本發(fā)明的進一步改進在于，所述支撐殼體包括一第一管體與一第二管體，所述載體支架的外緣形成一固定區(qū)域，所述固定區(qū)域夾緊固定于所述第一管體與所述第二管體的管口之間，所述載體支架正對所述第一管體的表面形成一第一種植面，所述載體支架正對所述第二管體的表面形成一第二種植面。
[0007]本發(fā)明的進一步改進在于，所述支撐殼體進一步包括一第三管體，所述第三管體套設于所述第一管體與所述第二管體外側，且包覆固定于所述固定區(qū)域。
[0008]本發(fā)明的進一步改進在于，所述載體支架與所述支撐殼體置于一培養(yǎng)皿內(nèi)。
[0009]本發(fā)明的進一步改進在于，所述固定區(qū)域為一封閉環(huán)形區(qū)域。
[0010]本發(fā)明的進一步改進在于，所述封閉環(huán)形區(qū)域的寬度為1-2_。
[0011]本發(fā)明所設計的模型通過將載體支架先固定于硅膠材質的支撐殼體中，然后再置于培養(yǎng)皿中進行細胞種植，支撐殼體對載體支架尤其是薄層支架具有良好的支撐作用，可使種植過程中載體支架不易發(fā)生移位、蜷曲，且通過第一管體與第二管體的隔離使得種植的細胞也無法移行至載體支架的另一種植面，能保證種植細胞的密度和純度。同時，此模型構建的人工角膜具有1-2_的環(huán)形固定區(qū)域，其在后續(xù)操作中可以作為操作區(qū)，夾取等操作可通過環(huán)形固定區(qū)域完成，不易損傷表面種植的角膜細胞。更重要的是，通過對此種植模型進行簡單地翻轉，即可同時完成角膜內(nèi)皮和角膜上皮的種植。整個過程不用單獨操作載體支架，對種植的細胞干擾小，成功率高。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明細胞種植模型的組裝結構示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明細胞種植模型的結構分解示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明細胞種植模型的操作過程示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為利于對本發(fā)明的工作原理的了解，以下結合附圖及實施例進行說明。
[0016]參照圖1、2所示，本發(fā)明的用于人工角膜重建的細胞種植模型1主要包括一載體支架10以及一支撐殼體20，其中:
[0017]載體支架10用于細胞種植，其包括一第一種植面11與一第二種植面12，位于第一種植面11與第二種植面12的外緣設有一封閉的環(huán)形固定區(qū)域13，作為本發(fā)明的較佳實施方式，該封閉的環(huán)形固定區(qū)域13寬度設計為1-2_。
[0018]支撐殼體20用于支撐載體支架10，其包括第一管體21，一第二管體22以及一第三管體23，上述的固定區(qū)域13夾設固定于述第一管體21與所述第二管體22的管口之間從而對載體支架10形成支撐作用，使之不會發(fā)生移位、蜷曲，且保持第一種植面11與一第二種植面12成型，第一種植面11正對第一管體21，第二種植面12正對第二管體22 ;進一步的，第三管體23套設于所述第一管體21與所述第二管體22外側，且包覆固定于所述固定區(qū)域13 ;作為本發(fā)明的較佳實施方式，該第一管體21，第二管體22以及第三管體23采用硅膠材質。
[0019]配合圖3所述，本發(fā)明細胞種植模型1在操作時，首先將支撐載體支架10夾緊固定于第一管體21，第二管體22以及第三管體23上，然后將支撐載體支架10連同支撐殼體20 一起置于一培養(yǎng)皿30中，放置方式為先將第二管體22朝下，使其管口支撐于培養(yǎng)皿30的底部；然后，在第一管體21中滴入培養(yǎng)基質40，在第一種植面11上進行角膜內(nèi)皮細胞50的種植；待種植后5-7天，對該細胞種植模型1進行翻轉，使第一管體21朝下且支撐于培養(yǎng)皿30的底部，此時在第二管體22中滴入培養(yǎng)基質40，在第二種植面12上進行角膜上皮細胞60的種植。
[0020]本發(fā)明使用硅膠管模型對載體支架進行固定后再進行細胞種植，可對各種支架尤其是薄層支架起到良好的支撐作用，種植過程中載體支架不易發(fā)生移位、蜷曲；且因為硅膠管的阻隔作用，種植的細胞將無法移行至載體支架的另一面，保證了細胞的純度。同時，因為硅膠管固定區(qū)域的載體支架上不會有細胞的種植，此模型構建的人工角膜將具有1_2_的圓環(huán)形操作區(qū)，夾取及移植操作時可通過環(huán)形去進行，而不易損傷表面種植的角膜細胞。更重要的是，通過對此種植模型簡單地翻轉，即可先后完成角膜內(nèi)皮和角膜上皮在支架上的共同種植。整個過程不用夾取操作載體支架，對種植細胞的干擾小，成功率高。真正具有種植效果良好、制作簡單方便、經(jīng)濟實用、成本低廉、結構簡單的優(yōu)點。
[0021]以上結合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應構成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權利要求書界定的范圍作為保護范圍。
【主權項】
1.一種用于人工角膜重建的細胞種植模型，其特征在于包括一用于細胞種植的載體支架以及一用于支撐所述載體支架的支撐殼體。2.如權利要求1所述的細胞種植模型，其特征在于:所述支撐殼體包括一第一管體與一第二管體，所述載體支架的外緣形成一固定區(qū)域，所述固定區(qū)域夾緊固定于所述第一管體與所述第二管體的管口之間，所述載體支架正對所述第一管體的表面形成一第一種植面，所述載體支架正對所述第二管體的表面形成一第二種植面。3.如權利要求2所述的細胞種植模型，其特征在于:所述支撐殼體進一步包括一第三管體，所述第三管體套設于所述第一管體與所述第二管體外側，且包覆固定于所述固定區(qū)域。4.如權利要求1所述的細胞種植模型，其特征在于:所述載體支架與所述支撐殼體置于一培養(yǎng)皿內(nèi)。5.如權利要求2所述的細胞種植模型，其特征在于:所述固定區(qū)域為一封閉環(huán)形區(qū)域。6.如權利要求2所述的細胞種植模型，其特征在于:所述封閉環(huán)形區(qū)域的寬度為l-2mm07.如權利要求1所述的細胞種植模型，其特征在于:支撐殼體為硅膠材質。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于人工角膜重建的細胞種植模型，包括一用于細胞種植的載體支架以及一用于支撐所述載體支架的支撐殼體。本發(fā)明所設計的模型通過將載體支架先固定于硅膠材質的支撐殼體中，然后再置于培養(yǎng)皿中進行細胞種植，支撐殼體對載體支架尤其是薄層支架具有良好的支撐作用，可使種植過程中載體支架不易發(fā)生移位、蜷曲。
【IPC分類】C12M3/00
【公開號】CN105331539
【申請?zhí)枴緾N201510909305
【發(fā)明人】張志華, 劉堃, 劉海蕓, 許迅, 張超
【申請人】上海市第一人民醫(yī)院
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年12月10日