[发明专利]干细胞的仿真培养方法

说明书

本发明涉及一种干细胞的仿真培养方法，包括以下步骤：S1将干细胞包裹在模拟细胞外基质环境的凝胶中进行培养，利用凝胶保护干细胞与调控干细胞生长；S2将凝胶包裹的干细胞安置在一个模拟人体血液循环的装置中进行干细胞仿真培养，循环装置可以保持干细胞生长在一个模拟人体的仿真培养环境中，使干细胞能够在应用时更好地适应患者血液环境和提高活细胞数与归巢能力。与现有技术相比，本发明提供的一种干细胞的仿真培养方法，通过预先模拟患者生理体征的培养环境，保证干细胞在应用环节能够快速适应患者的血液环境，使干细胞有充分的数量与活性到达靶位点并行使功能。

技术领域

本发明属于干细胞培养技术领域，具体涉及一种干细胞的仿真培养方法。

背景技术

随着我国干细胞市场的放开，国内干细胞供应严重不足，将传统的2D培养模式转变为3D培养，可以在干细胞供给数量方面进行有效提升。但干细胞应用不仅仅是干细胞的数量问题，更取决于干细胞进入患者血液后的存活数量，最终决定于到达靶点的干细胞数量与活性。单纯以干细胞进入患者血液的过程为例，血管中血液有收缩压与舒张压变化，按人脉搏60次/分钟计算，进入血液的干细胞每秒就要受到一次收缩压与舒张压胁迫，没有经过抗压训练的干细胞很难适应血液环境，很难有效保证干细胞应用效果。

模拟干细胞未来的应用环境(患者的生理体征)，在生物体外进行干细胞的仿真培养，保证能够适应患者生理体征的干细胞大量扩增繁殖，极大提高干细胞进入患者血液后的活细胞数与细胞活性，提升干细胞治疗质量。

发明内容

本发明为解决现有技术不足，提供了一种干细胞的仿真培养方法，该方法可以大规模产业化应用，有效提高干细胞进入患者血液后的活细胞数与归巢能力。

本发明的构思是：在一个循环装置中培养干细胞，利用循环装置仿真人体干细胞生存环境，如：保证干细胞培养体系的温度、营养、酸碱平衡、氧气平衡、二氧化碳平衡、代谢物的排出等，尤其是通过干细胞仿真培养使干细胞培养环境与(未来应用干细胞的)患者体内干细胞的生理环境相近，保证干细胞进入患者血液后的活细胞数与归巢能力，提升干细胞治疗效果，本发明的具体方案如下：

本发明提供了一种干细胞的仿真培养方法，按照先后顺序包括以下步骤：

(1)将干细胞包裹在模拟细胞外基质环境的凝胶中进行培养，利用凝胶保护干细胞与调控干细胞生长；

(2)将凝胶包裹的干细胞安置在干细胞巢中，将干细胞巢置于恒温的区域中，该区域培养温度与干细胞应用的患者体温一致，该恒温区域的特征与患者生命场的特征一致，干细胞巢内的营养液为单向流动，流动过程存在压力变化，设置变化的压力特征与频率与干细胞应用的患者血压及脉搏特点一致，并且将干细胞巢与模拟人体血液循环的循环装置连接；

(3)利用该循环装置的心区模拟人体心脏功能完成干细胞培养过程中的营养液的循环，通过营养液循环使干细胞有充分的营养供应并排出代谢废物；利用该循环装置的肺区模拟人体肺脏功能，通过特异的气体透过膜完成营养液的气体交换，保持干细胞培养过程中氧气与二氧化碳的平衡；利用该循环装置的脾区模拟人体脾脏功能完成营养液的暂时贮存，使营养液去除代谢废物后重新进入营养液循环；利用该循环装置的肾区模拟人体肾脏功能，通过特定透析膜装置去除干细胞的代谢废物，保护干细胞不受代谢废物抑制；利用该循环装置的肝区模拟人体肝脏功能，从营养液贮罐(胃区)获取营养液，完成循环系统的营养液补充供给；

(4)通过与该循环装置连接的控制平台有效获取干细胞未来应用患者的各种生理参数与生命场参数，控制整个干细胞培养体系达到模拟患者生理体征的特定培养环境，进行干细胞仿真培养即得。

优选的是，所述循环装置包括心区、肝区、肺区、脾区、肾区和胃区，所述胃区为营养贮罐并且与所述肝区连接，所述心区分别与肝区、脾区和肺区连接，所述胃区设置进液口，所述肾区设置进液口和排废口，所述肺区设置进气口和排气口，所述心区内设置第一蠕动泵。