[发明专利]组织工程角膜体外培养方法与装置有效
申请号: | 201310470201.3 | 申请日: | 2013-10-10 |
公开(公告)号: | CN103520775A | 公开(公告)日: | 2014-01-22 |
发明(设计)人: | 李宏 | 申请(专利权)人: | 杭州电子科技大学 |
主分类号: | A61L27/38 | 分类号: | A61L27/38;C12M3/00 |
代理公司: | 杭州求是专利事务所有限公司 33200 | 代理人: | 杜军 |
地址: | 310018 浙*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 组织 工程 角膜 体外 培养 方法 装置 | ||
技术领域
本发明属于生物医学工程领域,涉及一种组织工程角膜体外培养方法与装置。
背景技术
使用组织工程方法将角膜各种子细胞与生物支架材料复合构建组织工程角膜的操作目前还处在手工塑形,体外静态培养的阶段,无法实现标准一致、参数可控的操作,难以实现结构和功能正常的角膜构建,从而导致体外构建的角膜形态与正常人体的角膜形态有一定差距,其力学性能与透明度等参数与正常角膜相比一定差距,无法满足临床移植的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于施加不同频率和大小的压力、摩擦力和灌注流动,模拟人体眼球运动力学环境,动态构建体眼球组织工程人角膜的方法和装置。本装置可以对眼球角膜培养的压力和摩擦力的频率、大小和灌注流动的流量和频率进行调节,在最佳的参数下进行培养,能形成接近正常人体角膜形态,该装置可任意组合,同时培养多个人体眼球组织工程角膜。由于是全密封的培养,避免了组织工程角膜细胞培养时易受污染的情况。
本发明中的装置包括支撑机构、压力调整机构和组织工程角膜培养机构。
支撑机构包括培养室支撑架、第一支撑架固定螺钉、第二固定螺钉、电机支持板和第五固定螺钉。
培养室支撑架支撑起整个角膜培养室和角膜培养室上面的步进电机,每一根培养室支撑架用四个第一支撑架固定螺钉与角膜培养室主体固定在一起,用四根培养室支撑架支撑起整个装置,用八颗第二固定螺钉把电机支持板固定在培养室支撑架顶端,每根培养室支撑架顶端使用两颗第二固定螺钉固定;第五固定螺钉把步进电机固定在电机支持板上,每四颗第五固定螺钉固定一台步进电机。
压力调整机构用来调整角膜培养室内压力的大小,通过旋转下培养轴来调整各自角膜培养室内的压力大小;向上旋转来增加室内压力,向下旋转来减小室内压力。
组织工程角膜培养机构包括培养液出口、培养液入口、角膜培养室主体、第三固定螺钉、上密封板、下密封板、密封圈和第四固定螺钉。
一个角膜培养室主体内放置多个角膜培养室,每个角膜培养室内打好灌流孔,一个为培养液入口,另一个为培养液出口,用于培养液的流入和流出,使用四颗第三固定螺钉把上密封板固定在每个角膜培养室的上方,使用四颗第四固定螺钉把下密封板固定在角膜培养室的下方,起到密闭培养室环境的作用,同时,在培养室内上培养轴和下培养轴的插入孔周围装有密封圈,上下各一个。
利用上述装置进行组织工程角膜体外培养方法:
步骤1、将角膜各种子细胞与生物支架材料复合物在无菌环境下置于组织工程角膜培养室中的眼球角膜型腔中,并用密封圈将其封闭。
步骤2、通过旋转压力调整机构的下培养轴,调整培养室内的压力大小,通过测量单元显示的压力值,使角膜的在合理的压力下培养。将培养液入口、培养液出口与培养液管路相联通,开启蠕动泵注入培养液。
步骤3、设置好电机和生物反应器相关参数的初始值,开启电机按钮进行动态培养,同时对组织工程角膜培养生物反应器的参数进行微调。
本发明与现有技术相比,具有的有益效果是:它模拟人体眼球力学环境,采用压力和灌流的方式实现了眼球角膜体外全自动的动态培养,组织工程角膜生物反应器能够由单台组合成多台进行规模化的培养与构建,完全改变了以往手工操作和静态培养的模式。本发明能够使组织工程角膜的大规模培养具有了实现的可能,同时该生物反应器具有很好的扩展性。
附图说明
图1为组织工程角膜体外培养生物反应器结构图;
图2为组织工程角膜体外培养生物反应器第一剖视图;
图3为组织工程角膜体外培养生物反应器第二剖视图;
图4为组织工程角膜体外培养生物反应器仰视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3和图4所示,一种模拟眼球运动力学环境动态培养组织工程眼球角膜的生物反应器主要有支撑机构,压力调整机构、组织工程角膜培养机构四部分组成。
支撑机构包括培养室支撑架1;第一支撑架固定螺钉3;第二固定螺钉10;电机支持板19;第五固定螺钉41;
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