[发明专利]一种多模式三维灌流式细胞培养仪

说明书

本发明提出了一种多模式三维灌流式细胞培养仪，包括：培养仪本体，培养仪本体上设置有培养室，培养室内安装有反应器，培养仪本体内左侧设置有培养液存储器以及蠕动泵，培养仪本体内右侧设置有废液收集器，培养液存储器、蠕动泵、反应器及废液收集器之间通过乳胶导管进行顺次串联，蠕动泵与反应器之间通过乳胶导管还顺次串联有气体交换器和气泡分离器，气体交换器两侧还分别连接有氧气供给装置和气体收集装置。本发明所公开的细胞培养仪既可以满足无较高氧需求的组织或相关细胞的培养条件，也可以满足有较高氧需求如神经元、肺脏等组织或相关细胞的体外培养条件，扩大了三维培养组织细胞的种类和范围，从而实现多模式操作，一机多用，实用性更强。

技术领域

本发明涉及细胞培养及再生医学技术领域，尤其涉及一种多模式三维灌流式细胞培养仪。

背景技术

细胞是研究生命过程的基本模型，但普通二维单层细胞培养所取得的结果和体内情况不符，因为细胞在体外改变的环境下分裂增殖，逐渐丧失了体内原有性状。动物实验因体内多种因素制约以及体内和外界环境相互影响而变得复杂化，难以研究单一过程。随着组织工程的新兴发展，三维细胞培养技术填补了二维单层细胞培养和动物实验的鸿沟。

在常规的二维单层细胞培养中，一般采用静态培养的方法。仔细观察静态培养中的微环境，不难发现培养液的总体积数倍大于与所培植细胞真正接触的培养液体积，这一过大的“死角体积”阻碍了细胞的分化。在静态环境中，细胞产生的代谢废物积累在培养腔室中，对分化有害。引入动态的灌流培养，保证持续新鲜的细胞培养液以恒定的速率进入反应器内部，提供细胞分化增殖所必须的营养和诱导因子，并及时移去代谢废物。离开灌注反应器的培养液不再循环使用，而是通过乳胶导管被导入废液瓶，这为分化奠定了前提。

现阶段的三维灌流式细胞培养仪多采用将干细胞置于反应器中，通过连续向反应器中加入化学培养液及适当的诱导因子，从而实现干细胞体外定向诱导分化为各种类组织或类器官。由于反应器在反应过程中是密闭环境，无额外氧气进入，比较适合对氧份无特殊要求的肝脏、肾脏、骨/软骨等组织的再生或相关细胞的体外培养，但对于神经元、肺脏等对氧份有较高要求的组织，在进行体外培养时，则需要供给更多的氧份，而传统的三维灌流式细胞培养仪因无法满足高氧份供给而不适宜对神经元、肺脏等高需氧组织细胞的体外培养，设备功能相对单一。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种多模式三维灌流式细胞培养仪，来解决传统三维灌流式细胞培养仪无法进行高需氧组织细胞体外培养、功能单一的问题。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是：一种多模式三维灌流式细胞培养仪，包括：培养仪本体，所述培养仪本体上设置有培养室，所述培养室内安装有反应器，所述培养仪本体内左侧设置有培养液存储器以及蠕动泵，所述培养仪本体内右侧设置有废液收集器，所述培养液存储器、蠕动泵、反应器及废液收集器之间通过乳胶导管进行顺次串联，所述蠕动泵与反应器之间通过乳胶导管还顺次串联有气体交换器和气泡分离器，所述气体交换器两侧还分别连接有气体供给装置和气体收集装置。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述气体交换器包括有第一壳体及渗透管，所述渗透管呈螺旋状安装在第一壳体内，渗透管的一端穿过第一壳体左侧壁并通过乳胶导管与蠕动泵可拆卸连接，渗透管的另一端穿过第一壳体右侧壁并通过乳胶导管与气泡分离器可拆卸连接。

进一步，优选的，所述第一壳体左侧壁设置有用于连接气体供给装置的进气口，所述第一壳体右侧壁设置有用于连接气体收集装置的出气口。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述气体供给装置通过第一气管与所述进气口可拆卸连接，所述第一气管上设置有气压调节阀，所述气体收集装置通过第二气管与所述出气口可拆卸连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述气体交换器还包括气压传感器，所述气压传感器与所述第一壳体内部相连接。