[发明专利]一种基于可移动电极的细胞三维组装装置及方法

权利要求书

1.一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于：包括导电底板(4)、位于导电底板(4)上方的导电针管、将内含生物细胞的细胞固定液输送至所述导电针管内的注液装置和带动所述导电针管在导电底板(4)上方移动的针管移动机构，所述导电针管安装在所述针管移动机构上；所述导电针管包括内套管(3)和覆盖在内套管(3)外侧壁上的导电金属层(3-1)，所述内套管(3)的上端开有进液口且其下端开有出液口，所述注液装置通过连接管与内套管(3)的进液口连接；所述细胞固定液为由海藻酸钠、碳酸钙和水均匀混合而成的水溶液，所述水溶液中海藻酸钠的重量百分含量为1％～4％，所述水溶液中碳酸钙的重量百分含量为0.1％～0.4％；所述导电底板(4)和导电金属层(3-1)分别与直流供电单元(5)的两个电源输出端相接，所述导电底板(4)、导电金属层(3-1)和直流供电单元(5)组成对所述细胞固定液进行电解并生成水凝胶(6)的电解装置，所述导电底板(4)和导电金属层(3-1)均为电解用电极；所述导电针管为将内含生物细胞的细胞固定液或内含生物细胞的水凝胶(6)涂覆在导电底板(4)上的涂覆装置。

2.按照权利要求1所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于：所述直流供电单元为电流值可调的可调直流电源，所述注液装置和/或所述连接管上装有对所述连接管内的内含生物细胞的细胞固定液流量进行调节的流量调节装置。

3.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于：所述导电底板(4)呈水平布设，所述导电针管呈竖直向布设。

4.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于：所述注液装置为注射器(2)，所述内套管(3)为玻璃针管。

5.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于：所述内套管(3)的中上部为圆柱管且其下部为直径由上至下逐渐缩小的圆锥管，所述圆锥管的上端直径与所述圆柱管的直径相同且其底端为所述出液口；所述出液口的口径为Φ50μm～Φ200μm。

6.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于：所述针管移动机构为操作器(1)，所述操作器(1)包括底座、安装在所述底座上的立柱、固定在所述立柱上的支撑臂和安装在所述支撑臂上且对所述导电针管上部进行夹持的夹持机构。

7.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于：所述内套管(3)的中下部外侧壁上均覆盖有导电金属层(3-1)，所述导电金属层(3-1)为金属沉积层。

8.按照权利要求7所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于：所述金属沉积层为金沉积层。

9.按照权利要求1或2所述的一种基于可移动电极的细胞三维组装装置，其特征在于：所述导电金属层(3-1)与直流供电单元(5)的正电源输出端或负电源输出端连接；当导电金属层(3-1)与直流供电单元(5)的正电源输出端时，所述导电底板(4)与电流控制器(5)的负电源输出端连接，此时导电金属层(3-1)为所述电解装置的阳极，且所述导电针管为将内含生物细胞的水凝胶(6)涂覆在导电底板(4)上的涂覆装置；当导电金属层(3-1)与直流供电单元(5)的负电源输出端时，所述导电底板(4)与电流控制器(5)的正电源输出端连接，此时导电底板(4)为所述电解装置的阳极，且所述导电针管为将内含生物细胞的细胞固定液涂覆在导电底板(4)上的涂覆装置。

10.一种利用如权利要求1所述细胞三维组装装置进行细胞三维组装的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、电解装置接线：将导电底板(4)和导电金属层(3-1)，分别与直流供电单元(5)的两个电源输出端相接；

步骤二、细胞固定液输送：将生物细胞放入所述生物固定液后，通过注液装置将内含生物细胞的生物固定液送入所述导电针管内；

步骤三、导电针管位置调整及电解电流调整：开启直流供电单元(5)，并根据预先设计的生物细胞所固定的三维空间形状，通过所述针管移动机构对所述导电针管的位置进行调整和/或对直流供电单元(5)的电流值进行调整，便获得生物细胞的三维空间固定结构；所述三维空间固定结构为位于导电底板(4)上且内含生物细胞的水凝胶(6)。