[发明专利]组织细胞培养装置

说明书

技术领域

本发明涉及组织细胞培养装置，特别是一种利于细胞在培养环境下，能够在三维空间自由正常生长的组织细胞培养装置。

背景技术

组织细胞培养是一种在药物开发、细胞生物学、毒理学、生物工程以及组织工程领域中非常有用并且被广泛使用的技术。组织细胞培养装置一般包括培养容器（如培养瓶、培养皿、培养罐等），培养时，培养容器中加培养基，培养基可以是液态（即培养液）或固态，当细胞为悬浮型细胞时，一般只需培养基，但当细胞为贴附型细胞时，若培养容器中只有培养基，细胞就只能贴容器壁培养，在常规的细胞培养中，还在培养容器中加入了细胞培养平板，如2，4，6，24，96孔细胞培养板，细胞培养在细胞培养平板上进行，但细胞在容器壁或培养平板上培养与细胞在体内的生长方式并不相仿，在真实的活体内，组织细胞均在三维空间环境中生长，因此在目前二维平面的细胞培养板培养细胞时，受平面生长环境的限制，细胞的活性、形貌和生长状态等与体内环境下相比有很大改变，且细胞易暴露于培养液流体剪切力下，会对细胞造成损伤，因此，进行三维细胞培养具有重要的意义，三维细胞培养比二维培养能更接近地模拟体内的情况，具有比二维培养的显著优势，特别是对动物细胞更有意义，因为大多数动物细胞贴壁生长。

为进行三维细胞培养，研究人员设计了一些装置：

CN101245313A公开了“三维细胞培养插入件、其制造方法、成套用具及用途”。它介绍了一种三维细胞培养插入件，它由非降解性的无细胞毒性的聚合物材料制成，该插入件具有确定的和规则的三维多孔结构，并且其由单个多孔片层构件构成或由多个多孔片层构件固定在一起，该种多孔的三维结构使细胞可以同时贴附于该三维结构的外表面和内表面，其100%联通的多孔的结构能够允许营养物和代谢产物容易地进行交换，有利于细胞的培养。

CN102864119B公开了“用于细胞培养的载体及其制备方法”。它介绍了用三维多孔石墨烯支架作为细胞载体放入培养池中进行细胞培养，多孔石墨烯支架含有金属泡沫，模拟细胞的体内生长环境，实现了细胞的三维培养，有利于维持细胞的生长状态和活性，促进细胞生长。

仔细分析上述现有技术，它们存在的不足之处在于：当培养的细胞逐渐增多时，会阻塞孔隙形成生理死腔或者是营养物质富集区，致使营养物或新陈代谢物难以流动，并阻碍细胞的迁移生长，也会使细胞在培养体内生长分布不均匀，生长状况欠佳。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术中的不足，而提供一种有利于细胞在三维空间自由正常生长的组织细胞培养装置。

发明人认为如果提供一种细胞培养装置，即使在细胞生长繁殖过程中，随着细胞数量逐渐增多致使细胞培养体的孔隙变小或堵塞，仍具备满足营养液或新陈代谢物在多孔的培养体内自由迁移的结构特点，以保证细胞的正常生长条件，则能克服现有技术的不足。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种组织细胞培养装置，包括组织细胞培养体，其特征在于：作为该组织细胞培养体的多孔材料为多孔金属材料；该多孔金属材料以材料孔径大小进行分级的孔腔及围绕形成各级孔腔的腔壁构成，且围绕构成上级大孔腔的腔壁上设置下级小孔腔；同级孔腔均相互贯通，且各级孔腔相互间也彼此贯通。采用金属材料，可使组织细胞培养体在振动时不宜损坏，并能在培养细胞过程中还可模拟植入件进行加载，能承受较高、较长时间的载荷，方便更接近地模拟体内的情况；将多孔材料孔腔进行分级，且在围绕形成上级大孔腔的腔壁上设置下级小孔腔，使得细胞生长繁殖过程中，即使细胞数量逐渐增多使得培养体孔隙变小，该组织细胞培养体仍能使营养液在组织细胞培养体内流动，并能使细胞在组织细胞培养体内自由迁移，以利于细胞在三维空间自由正常生长。

进一步地，上述的多孔金属材料为钽、铌、钽铌合金、医用钛及合金、医用不锈钢、医用钴基合金、医用形状记忆合金中的一种或多种。

上述的组织细胞培养装置，作为组织细胞培养体的多孔金属材料以材料孔径大小进行分级时，其中至少有一级多孔金属材料的孔腔为纳米级孔。

上述的组织细胞培养装置，作为组织细胞培养体的多孔金属材料以材料孔径大小进行分级时，其中至少有一级多孔金属材料的孔腔为微米级孔。

上述的组织细胞培养装置，作为组织细胞培养体的多孔金属材料的每上级孔腔的腔壁上设置有下一级的小孔腔，或者围绕构成上级大孔腔的腔壁上设置有下级的各级小孔腔或者围绕构成上级大孔腔的腔壁上设置有任意组合的各级小孔腔。