[发明专利]一种塑形器及采用该塑形器构建三维细胞培养模型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于构建三维细胞培养模型的塑形器，还涉及一种采用所述塑形器构建三维细胞培养模型的方法。

背景技术

体外细胞培养的一个重要原则是需模拟体内细胞生长环境，该模拟系统中最重要的核心因素是细胞与培养环境之间的相互作用。目前，关于肿瘤细胞培养的研究大多建立在二维细胞培养基础上，其特点是简便易操作，易于研究单细胞对化疗药物的影响。但是此类研究却难以从肿瘤组织的立体结构特点上模拟体内细胞的组织微环境，故而无法准确反映肿瘤细胞在三维空间组织中的化疗敏感性特点。

三维细胞培养技术，是指将具有三维结构不同材料的载体与各种不同种类的细胞在体外共同培养，使细胞能够在载体的三维立体空间结构中迁移、生长，构建三维的细胞载体复合物。三维细胞培养作为有别于传统二维平板细胞培养的崭新的细胞培养模式，能在体外最大限度地反映体内细胞微环境的结构基础，主要体现在以下两个方面：（1）可较真实地反映肿瘤在体内的发生过程：细胞通过其表面的特异性受体特别是整合素家族受体实现细胞与细胞之间以及细胞与基质之间的病理联系及信号传导；（2）可再现肿瘤组织化疗过程中细胞内及细胞间的信号通路蛋白及关键生命分子表达的动态演变过程：三维空间中的外层富氧细胞遭遇“休克”式化疗打击，迅速发生凋亡或坏死，并释放相关信号分子，外层信号分子及化疗药物刺激对内核乏氧细胞产生选择压力，最终导致肿瘤细胞幸存或死亡。因而，三维细胞培养在研究肿瘤细胞转化、转移及放化疗敏感性的分子机制方面具有独特的优势。

常规的三维细胞培养过程为：（1）将基质胶培养基从-20℃中取出后置于冰上，半小时后基质胶将由固态转为液态：（2）在如附图1所示的三维细胞培养小室中将基质胶铺就呈穹窿型，所述穹窿型为外表面向上弧形凸起呈半球形或近似半球形的多面曲面体型；（3）室温放置半小时至一小时，基质胶将由液态恢复固态，加入细胞培养基并接种肿瘤细胞后，置于细胞培养箱中培养一至两周后，检测。

三维细胞培养模型首先需要构建犹如穹窿状的基质胶团块，现有技术中构建三维细胞培养模型常采用手工方法，常规手工方法塑形时，易发生基质胶与培养小室接触的情况，而基质胶一旦与培养小室接触，由于液体张力原因，基质胶迅速流向培养小室的四壁，形成四周高中间低的“碗状”构型，导致塑形失败，此种情况在手工塑形过程中极易发生；而且采用常规手工方法构建三维细胞培养模型，与操作者的熟料程度密切相关，由于人为因素，常造成三维培养模型的不均一性，主要表现为由偏心、塌陷造成的外形不均一，以及由于塑形凝固过程中基质胶的流动造成的三维模型内部不均一。同时，也很难准确根据基质胶的状态选择合适的模型制作时机，因为基质胶在由-80℃固态转变为液态的过程中，如果部分基质胶未完全融解，即便是存在毫米级未融解的基质胶，将导致穹窿型三维细胞培养模型塑形的困难，甚至出现空泡；仿佛冻融更将增加以上情况发生的可能，而且反复冻融使基质胶粘合度下降，降低了基质胶的可塑性。因此，基质胶反复冻融后难以形成穹窿状，即便是首次使用的崭新的基质胶，其穹窿状塑形亦需非常娴熟的技巧，而一旦穹窿状塑形不佳，如出现偏心或塌陷，将直接导致后续检测过程难度的加大，甚至无法检测；如出现三维基质胶培养模型与培养小室的四壁接触，则会直接导致模型构建失败而无法进行后续试验。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种方便构建三维细胞培养模型的塑形器，采用所述塑形器构建的三维细胞培养模型的均一性较好；同时，本发明还提供一种采用所述塑形器构建三维细胞培养模型的方法。

为提供一种方便构建三维细胞培养模型、且所构建的三维细胞培养模型均一性较好的塑形器，本发明采取的技术方案为：一种塑形器，用于构建三维细胞培养模型，所述塑形器包括本体和平板，所述本体向上弧形凸起呈穹窿型，所述本体内部为空腔，所述平板与所述本体周边的下缘连接并延伸为方形，所述平板被所述本体内部空腔覆盖的地方设置通孔，所述本体的顶端设有灌注孔。

所述塑形器的本体呈穹窿型，所述穹窿型为外表面向上弧形凸起呈半球形或近似半球形的多面曲面体。