[发明专利]用于播种和培养的系统和方法

说明书

一种用于将治疗活性成分(TAI)播种到多孔支架上的系统，包括用于容纳支架的第一腔室，用于存储TAI的TAI存储装置，用于存储TAI培养基的至少一个第二腔室，以及用于接收来自压缩源的气体的气体入口。流动回路连接至第一腔室、TAI存储装置、第二腔室和气体入口，用于将TAI、TAI培养基和气体输送至支架。泵在流动回路中泵送TAI、TAI培养基和气体中的至少一个。系统还包括处理器，该处理器经由多个阀调节TAI、TAI培养基和气体向支架的输送。

本申请是2018年04月09日所提出的申请号为201880035437.5、发明名称为“用于播种和培养的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年4月7日提交的美国临时申请No.62/483,031的权益，该临时申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开大体上涉及组织生物工程，并且更具体地涉及用于播种和培养多孔支架的方法和系统，多孔支架用于骨骼、软骨、韧带、肌肉、脂肪、牙齿和肌腱，以及其他可能性的组织工程。

背景技术

成骨支架中的人类干细胞的生物反应器培养已经显示出支持骨基质的细胞存活、分化、成熟和沉积，同时限制了不需要的谱系的发育并且有助于移植后的持续重塑和血管化。

然而，培养支架的传统方法通常涉及由实验室技术人员使用多种工具或装置手动进行的操作，包括将支架浸入培养皿中的培养基中、干燥支架、将细胞放置到支架上、以及将支架浸入培养基浴中以促进细胞生长。因此，需要有一种成本有效且简化的机构，以在没有大量劳力的情况下处理支架的培养。本文描述的公开技术满足了该需求。另外，本文描述的系统能够通过减少处理中的用户交互实现稳健的处理控制和无菌性的维持。

发明内容

本公开的技术涉及一种用于将治疗活性成分(TAI)播种到多孔支架上的系统。该系统包括用于容纳支架的第一腔室，用于存储TAI的TAI存储装置，用于存储TAI培养基的至少一个第二腔室，以及用于接收来自压缩源的气体的气体入口。流动回路联接到(i)第一腔室、(ii)TAI存储装置、(iii)第二腔室和(iv)气体入口。流动回路将TAI、TAI培养基和气体输送至支架。泵在流动回路中泵送TAI、TAI培养基和气体中的至少一个。该系统还包括多个阀，多个阀用于调节TAI、TAI培养基和气体向支架的输送。

在一些实施例中，流动回路包括在第一腔室和第二腔室之间的培养基供应管线和培养基返回管线，连接到TAI存储装置的用于输送TAI的TAI供应管线，以及连接到气体入口的用于输送气体的气体供应管线。

在一些实施例中，多个阀包括用于调节TAI培养基从第二腔室向支架的输送的培养基阀，用于调节气体从气体入口的输送的气体阀，用于调节TAI从TAI存储装置的输送的TAI阀，用于调节气体向第一腔室的输送的第一腔室阀，和用于调节从第一腔室的流动的排废阀。

在一些实施例中，系统包括处理器，处理器用于通过在打开位置和关闭位置之间切换一个或多个阀来调节支架的播种和培养。处理器被构造成通过泵来调整泵速。

在一些实施例中，处理器通过操作阀以控制TAI培养基和TAI的流动，来调节用TAI培养基处理支架。

在一些实施例中，处理器通过调整阀，使得气体阀、第一腔室阀和排废阀处于打开位置，而剩余的阀处于关闭位置，来调节用气体从支架中去除过量的TAI培养基。

在一些实施例中，处理器通过在打开位置和关闭位置之间重复地交替切换气体阀、第一阀和排废阀中的每一个阀，而使剩余的阀处于关闭位置，来调节通过支架的加压气体爆发的脉冲。

在一些实施例中，在释放加压气体爆发之前，处理器将气体阀切换到打开位置，并且将第一腔室阀切换到关闭位置，以产生加压气体。