[发明专利]一种细胞负压培养装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种细胞负压培养方法及其装置，特别涉及细胞大规模快速体外扩增培养方法及其装置。

背景技术

组织工程技术的兴起和发展为组织移植和再造提供了最理想的方法，近年来，组织工程的研究已成为当前研究的热点之一。但直到现在还没有任何一种组织工程产品能完全满足临床病人的需求，其中原因之一是未找到合适的种子细胞。通过对发育生物学研究发现，干细胞和体细胞在组织形成和再生过程中起重要作用，但很多细胞在体内含量相对较低，取材困难，并且一般是慢周期细胞，即使像干细胞一样具有无限的增殖潜能，但很难快速扩增达到组织工程的需要。因此，体外如何大量快速扩增干细胞成为最近干细胞研究的热点。现在应用旋转生物反应器以及微载体技术进行组织工程种子细胞大规模培养逐渐受到科研人员的重视，进展较快。方法及装置的不足之处在于：(1)虽然能扩增细胞，但是细胞增殖的速度还是很有限；(2)现在组织工程很难控制细胞培养的气液界面，(3)不便于细胞形态观察。

最近的研究显示，负压系统能对许多不同类型的细胞增殖起作用，表皮细胞、成纤维细胞以及内皮细胞等[Baldwin C，Topical Negative Pressure Stimulates EndothelialMigration and Proliferation：A Suggested Mechanism for Improved Integration ofIntegra.Ann Plast Surg.2009，62(1)：92-6]。因此，设计一种体外细胞负压培养系统，，不仅可以用于细胞体外大量快速扩增，为组织工程提供种子细胞，同时也可以为阐明负压条件下细胞的生物学行为及其相应机理的研究提供技术手段和体外模型。

发明内容

本发明的目的就是针对上述的不足，提供一种细胞负压培养的方法和装置，解决现有装置无法准确模拟体内状况、无法大量快速扩增细胞的问题，同时使得细胞生长环境的负压可以按照要求调节，为临床使用提供相应的技术参数。

本发明提出的细胞负压培养的装置主要包括：储液槽、高压气瓶、第一、二、三、四导管、蠕动泵、玻璃管、细胞培养槽、膜盒压力仪、流量阀、微型真空泵、微孔滤膜片和过滤器等。储液槽同时连接有第二、第三导管、玻璃管，第二导管另一端通过蠕动泵连有细胞培养槽，将细胞培养槽中的多余液体泵回储液槽，另外第一导管和高压气瓶通过导管连接，将细胞生长需要的气体通入储液槽。第二导管连有阀门，将储液槽中的培养基输入到下方的细胞培养槽中，储液槽上方接带过滤器的导管控制储液槽的气液界面。细胞培养槽上方接带阀门、膜盒压力仪的导管通过微型真空泵来控制细胞培养槽中的真空度。

利用上述装置，可采用以下方法对细胞进行负压培养：

(1)接种和粘附

先在细胞培养槽中注入超过微孔滤膜片的培养基，将细胞接种在细胞培养用微孔滤膜片上，等细胞贴壁后将其细胞面朝上放入细胞培养用微孔滤膜片支撑架上；也可以等细胞贴壁后将其细胞面朝下放入细胞培养用微孔滤膜片支撑架上，然后接种另外的细胞进行细胞共培养；

(2)液面的调节

分别通过调节安装在储液槽下端的蠕动泵和第二流量阀来调节进出细胞培养槽中的液面，控制液面高度在细胞培养板上下，是否是气液界面；

(3)气压的调节

根据第二膜盒压力仪显示的细胞培养槽内气压，通过微型真空泵来控制细胞培养槽中的真空度；

(4)细胞的观察

通过显微镜观察细胞的形态和生长趋势；

(5)取样并检测

按照实验设计实时取样检测细胞的物理、化学、生物学行为。

本发明具有如下优点：

1、本发明提出的装置能在体外大量扩增细胞，并且细胞增殖的速度比较快，同时通过次装置还可以与其他的促进细胞的药物同时使用；、

2、通过本发明的方法培养的细胞植入能很快适应在体微环境；

3、通过控制细胞培养的气液界面，可以培养表皮与结缔组织的组织工程产品；

4、便于细胞形态实时观察。

附图说明

图1是本装置的结构示意图。

图2是血管内皮细胞负压与对照条件下增殖图

具体实施方式