[实用新型]一种模拟肺内环境的细胞培养装置

说明书

技术领域

本实用新型属生物医学仪器领域，涉及细胞培养装置，具体涉及一种模拟肺内环境的细胞培养装置。

背景技术

气-液平面及机械张力是肺内细胞生长微环境的重要特征。Christelle C等证实，小鼠胚胎干细胞在有气液平面的生长环境下可以分化成类似的假复层纤毛柱状上皮(Coraux C，Embryonic stem cells generate airway epithelial tissue.Am J Respir Cell Mol Biol.2005；32：87-92)；也有研究证实，机械张力可以影响肺部细胞的信号传导(Liu M，Mechanical force-induced signal transduction in lung cells.Am J Physiol 1999；277：L667-L683)。2008年由美国国家和心肺研究所(NHLBI)和美国胸科协会(ATS)举办的“干细胞、肺生物学和肺病中的细胞治疗”学术研讨会上，提出为加深对干细胞与其所处微环境相互作用的理解，建议发展能够模仿肺内干细胞生存微环境的细胞培养体系和方法，具体从以下4个方面入手：(1)含气-液界面，(2)含三维支架/人工基质，(3)多种类型细胞复合培养，(4)具有一定的机械张力(Daniel J.Weiss，Stem Cells and Cell Therapies in Lung Biology and Lung Diseases.Proc Am Thorac Soc.2008(5)：637-667)。

现有技术公开的有关气液平面的细胞培养装置有：银屑病基础研究模型的建立方法及气液平面跨膜装置(申请号200910010891.X)、用于筛选退色剂的色素化皮肤类似物模型及其构建方法(申请号200810150822.2)、一种细胞负压培养装置(申请号200920206478.4)，所述现有技术均无法对培养的细胞施加张力；已申请专利的对离体培养细胞提供机械张力的装置，如一种对细胞实施持续牵张应力作用的培养装置(申请号200920126151.6)、细胞牵张应力控制装置(申请号200520079070.7)均无法对培养的细胞施加气液平面。

硅胶膜是一种应用广泛的高分子生物医学材料，硅橡胶膜式氧合器使用的就是硅胶薄膜将血液与气体分开，气体通过弥散作用通过薄膜到达血液，且不渗血。它对O₂，CO₂气体的渗透性在各种合成聚合物中占绝对优势，且对人体细胞无害(人工肺用膜，中国医疗器械杂志，1980；1：50-53)。已有学者发现，流经0.2mm厚的硅胶膜可使水的氧分压从147.0mmHg上升至264.5mmHg(叶宏琛，硅橡胶膜式氧合器，1982；1(1)：29-33)。通过等压静止法测得0.08mm-0.1mm厚的硅橡胶膜对CO₂的透过率可达4mol/m²·h·Pa，对O₂的透过率可达0.55mol/m²·h·Pa(侯东明，一种用于硅橡胶薄膜透气性测定的新方法-等压静止法，1998；11(4)：301-305)。此外，硅胶膜弹性及透光性均良好，0.15mm厚的硅胶膜可以拉伸面积25％(米红林，生物膜材料张力形变干涉相移法的分析，2009；32(3)：42-46)；培养在硅胶膜上的细胞可以通过显微镜直接观察(郭志良，种植于硅橡胶膜上的大鼠纤维环细胞的表型特征研究，第四军医大学学报，2006；27(13)：1169-1172)。

发明内容

本实用新型的目的是为克服现有技术的不足，提供一种模拟肺内环境的细胞培养装置。本实用新型的细胞培养装置能同时产生机械张力及气液平面。

本实用新型以厚度为0.08mm-0.1mm、透光性、透气性良好，但不透水的弹性硅橡胶膜承载细胞，模拟肺内细胞生长环境，提供气液平面及周期性张力的细胞培养装置。

具体而言，本实用新型的模拟肺内环境的细胞培养装置，其特征在于，其由细胞培养池(1)、细胞培养板(3)及动力加载系统(9)组成；所述细胞培养板(3)通过支架(4)及钝头突起(5)分别固定以及顶触细胞培养池(1)，细胞培养板(3)底部连接动力加载系统(9)，为培养的细胞提供周期性张力。

本实用新型中，采用0.08mm-0.1mm透明弹性硅橡胶膜制作细胞培养池(1)的底部(2)；

本实用新型中，细胞培养板(3)的底部有支架(4)，带有底座的钝头突起(5)和底座(6)；所述的支架(4)及钝头突起(5)分别固定以及顶触固定细胞培养池(1)；