[实用新型]一种体外细胞共培养双流道机械力加载流动腔装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物力学工程研究领域，即涉及一种能够对两种细胞进行共培养且同时对两种细胞加载剪切应力的流动腔装置。 

背景技术

生物力学作为一门新兴的交叉领域学科，越来越受到国内外科学界的重视，流动腔也作为一种力学加载装置被广泛应用于体外流动环境中的细胞力学研究中。最初的稳定流流动腔是由Frangos、Eskin等人设计(Eskin SG，Ives C L，Mcintire LV，et al.Response of cultured endothelial cells to steady flow[J].Microvasc Res，1984，28：87-94；Frangos JA，Eskin SG，Mcintire LV，et al.Flow effect on prostacyclin production by cultured human endothelial cues[J].Science，1985，227：1477-1479.)，在早期研究当中，科学家所使用的流动腔均为这种单流道平行平板流动腔。 

近十几年来，普通的单流道平行平板流动腔已不能完全满足实验的需要，各种用于不同实验需求的流动腔开始出现。如美国乔治亚工学院生物力学实验室Helmlinger G等人设计的脉动流输入式流动腔(Helmlinger G，Geiger RV，Schreck S，et al.Efects of pulsatile flow on cultured vascular endothelial cell morphology[J].ASME J Biomech Engr，1991，113：123-131.)、中国科学院力学研究所钱民全等人改进的体外细胞培养平行圆板流动腔(申请号：01231650.4)及体外细胞培养装置中的非平行平板流动腔(申请号：01231652.0)。但这类流动腔仍然为单流道流动腔，仅能满足体外培养一种细胞的要求。 

随着应用基础科学的不断深入发展，为更好的研究细胞的代谢途径，科学家们越来越重视不同种细胞系在同一环境下共培养时之间的相互影响，例如内皮细胞与肌细胞的共培养(Agelikie G，Vouyouka，Lifeng Lin，et al.Pressure and endothelial coculture upregulate myocytic Fas-FasL pathway and induce apoptosis by way of direct and paracrine mechanisms[J].The American Journal of Surgery，2005，190：780-786.)，因此共培养流动腔装置也逐渐被科学家们所重视，并出现多种形式。 目前可用于细胞共培养的流动腔例如：G.Ed Rainger等人设计的共培养流动腔(G.Ed Rainger，Philip Stone，Clare MM，et al.A novel system for investigating the ability of smooth muscle cells and fibroblasts to regulate adhesion of flowing leukocytes to endothelial cells[J].Journal of Immunological Methods，2001，255：73-82.)，以及Gianni Ciofani，Antonio Migliore等人设计的动态培养双腔室(Gianni C，Antonio M，Vittoria R，et al.Bicompartmental device for dynamic cell coculture：design，realisation and preliminary results[J].Journal of Bioscience and Bioengineering，2008，105(5)：536-544.)等。 

但是上述两种流动腔多少存在缺陷。G.Ed Rainger等人的共培养流动腔仅能针对内皮细胞一种细胞施加剪应力，适用范围窄，具有科研局限性，且不能实现两种细胞的同时受载；Gianni Ciofani等人的动态培养双腔室可以满足两种细胞的动态共培养，但其双腔室主要是为研究药物代谢动力学、分子生物学及药物传递实验等生化医学领域所设计，仅能实现低液流共培养，宽高比小，液流剪切力小、腔室内细胞培养底层流速缓慢，不能实现对生物力学中对细胞施加机械载荷的要求。另外所有的装置均不能进行功能扩展。 

发明内容