專利名稱：循環(huán)和生理應(yīng)力模擬工程化組織三維培養(yǎng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組織細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)備，特別是一種循環(huán)和生理應(yīng)力模擬工程化組織三維培養(yǎng)裝置。
背景技術(shù)：
組織工程是應(yīng)用生命科學(xué)和工程學(xué)的原理，將種子細(xì)胞接于塑形的三維網(wǎng)狀支架材料，經(jīng)體外培養(yǎng)生成具有特定功能的組織器官，用于機(jī)體組織器官的修復(fù)。應(yīng)用培養(yǎng)板、培養(yǎng)皿及培養(yǎng)瓶等定時(shí)換液的傳統(tǒng)培養(yǎng)方法難以滿足組織工程發(fā)展的需要，因需定時(shí)換液每次不僅破壞了培養(yǎng)過(guò)程生物化學(xué)微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，而且丟棄了細(xì)胞分泌的生物活性因子；且靜態(tài)培養(yǎng)單向擴(kuò)散維持活性的有效距離不超過(guò)1mm，雙向擴(kuò)散的距離不超過(guò)2mm，使所構(gòu)建的組織工程化器官內(nèi)部細(xì)胞難以獲得充分的物質(zhì)交換，限制了種子細(xì)胞的存活、粘附、增值、運(yùn)動(dòng)、功能分化、基質(zhì)合成及構(gòu)建組織器官的大小形態(tài)，更不能滿足組織器官工程化構(gòu)建所需的力學(xué)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)灌注，使培養(yǎng)液循環(huán)流動(dòng)，保持培養(yǎng)過(guò)程微環(huán)境穩(wěn)態(tài)，促進(jìn)工程化組織器官內(nèi)部的物質(zhì)交換，能模擬機(jī)體的血液循環(huán)和模擬生理應(yīng)力環(huán)境的循環(huán)和生理應(yīng)力模擬工程化組織三維培養(yǎng)裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種循環(huán)和生理應(yīng)力模擬工程化組織三維培養(yǎng)裝置，其特點(diǎn)是設(shè)有新培液儲(chǔ)存瓶、循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶、三維組織培養(yǎng)室和廢液收集瓶，它們之間設(shè)有硅膠管，在硅膠管上設(shè)有液流驅(qū)動(dòng)器；新培液儲(chǔ)存瓶與循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶之間及與廢液收集瓶之間的硅膠管上的液流驅(qū)動(dòng)器與培液更新自動(dòng)調(diào)控器電連接；循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶通過(guò)硅膠管連接有小型儲(chǔ)氣鋼瓶，其連接的硅膠管上設(shè)有內(nèi)置濾菌膜的氣體注入接口和氣流閥，氣流閥與氣體流量調(diào)控器電連接，接于循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶?jī)?nèi)的硅膠管的端部設(shè)有微孔氣體注入器；三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室內(nèi)的中部有擱網(wǎng)，下部有液壓傳感器，擱網(wǎng)上有工程化組織器官，三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室與循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶之間的硅膠管上的液流驅(qū)動(dòng)器與循環(huán)動(dòng)力調(diào)控器電連接，其與廢液收集器之間的硅膠管上有阻壓器，阻壓器和液壓傳感器與應(yīng)力調(diào)控及檢測(cè)器電連接，廢液收集器的下部設(shè)有廢液排出口，新培液儲(chǔ)存瓶、循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶和廢液收集瓶的上端分別設(shè)有內(nèi)置濾菌膜的排氣口。
本發(fā)明由于在新培液儲(chǔ)存瓶、循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶、三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室和廢液收集瓶之間的硅膠管上設(shè)有液流驅(qū)動(dòng)器，它們分別在培液更新自動(dòng)調(diào)控器和循環(huán)動(dòng)力調(diào)控器的調(diào)控下，連續(xù)定量控制新培液儲(chǔ)存瓶將培養(yǎng)液加入循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶和三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室，排除的廢液進(jìn)入廢液收集瓶，同時(shí)使三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室的培養(yǎng)液，被循環(huán)動(dòng)力調(diào)控器和應(yīng)力調(diào)控及檢測(cè)器的調(diào)控下的液流驅(qū)動(dòng)器和阻壓器施以脈沖式應(yīng)力，作用于該培養(yǎng)室內(nèi)擱網(wǎng)上的工程化組織器官，通過(guò)培養(yǎng)室內(nèi)的液壓傳感器檢測(cè)壓力變化，儲(chǔ)氣鋼瓶向培養(yǎng)液中提供氧氣，實(shí)現(xiàn)氣體交換。從而實(shí)現(xiàn)了在生理應(yīng)力環(huán)境下培養(yǎng)液的連續(xù)灌注及按比例連續(xù)定量更換培養(yǎng)液、循環(huán)流動(dòng)，基本保持了培養(yǎng)過(guò)程微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，促進(jìn)了工程化組織器官內(nèi)部的物質(zhì)交換，使組織細(xì)胞的培養(yǎng)在模擬機(jī)體的血液循環(huán)和生理應(yīng)力環(huán)境下進(jìn)行，更有利于工程化組織生長(zhǎng)和成熟，基本實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程的自動(dòng)化，降低了污染，大大減少了工作量。
四

附圖為本發(fā)明的示意圖。
圖中1-內(nèi)置濾菌膜的排氣口 2-液流驅(qū)動(dòng)器 3-新培液儲(chǔ)存瓶4-培液更新自動(dòng)調(diào)控器 5-循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶 6-微孔氣體注入器 7-阻壓器 8-內(nèi)置濾菌膜的氣體注入接口 9-氣體流量調(diào)控器 10-儲(chǔ)氣鋼瓶11-循環(huán)動(dòng)力調(diào)控器12-三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室13-工程化組織器官 14-液壓傳感器 15-應(yīng)力調(diào)控及檢測(cè)器 16-廢液收集瓶17-廢液排除口 18-氣流閥 19-硅膠管五具體實(shí)施方式
3、下面參照

本發(fā)明的實(shí)施方案，如附圖所示，一種循環(huán)和生理應(yīng)力模擬工程化組織三維培養(yǎng)裝置，其特征是設(shè)有新培液儲(chǔ)存瓶3、循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶5、三維組織培養(yǎng)室12和廢液收集瓶16，它們之間設(shè)有硅膠管19，在硅膠管19上設(shè)有液流驅(qū)動(dòng)器2；新培液儲(chǔ)存瓶3與循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶5之間及與廢液收集瓶16之間的硅膠管19上的液流驅(qū)動(dòng)器2與培液更新自動(dòng)調(diào)控器4電連接；循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶5通過(guò)硅膠管19連接有小型儲(chǔ)氣鋼瓶12，其連接的硅膠管19上設(shè)有內(nèi)置濾菌膜的氣體注入接口8和氣流閥18，氣流閥18與氣體流量調(diào)控器9電連接，接于循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶5內(nèi)的硅膠管19的端部設(shè)有微孔氣體注入器6；三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室12內(nèi)的中部有擱網(wǎng)，下部有液壓傳感器14，擱網(wǎng)上有工程化組織器官13，三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室12與循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶5之間的硅膠管上的液流驅(qū)動(dòng)器2與循環(huán)動(dòng)力調(diào)控器11電連接，其與廢液收集器16之間的硅膠管19上有阻壓器7，阻壓器7和液壓傳感器14與應(yīng)力調(diào)控及檢測(cè)器15電連接，廢液收集器16的下部設(shè)有廢液排出口17，新培液儲(chǔ)存瓶3、循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶5和廢液收集瓶16的上端分別設(shè)有內(nèi)置濾菌膜的排氣口1。液流驅(qū)動(dòng)器(2)采用有一次性塑壓成型的封閉式機(jī)殼的步進(jìn)電機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)和生理應(yīng)力模擬工程化組織三維培養(yǎng)裝置，其特征是設(shè)有新培液儲(chǔ)存瓶(3)、循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶(5)、三維組織培養(yǎng)室(12)和廢液收集瓶(16)，它們之間設(shè)有硅膠管(19)，在硅膠管(19)上設(shè)有液流驅(qū)動(dòng)器(2)；新培液儲(chǔ)存瓶(3)與循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶(5)之間及與廢液收集瓶(16)之間的硅膠管(19)上的液流驅(qū)動(dòng)器(2)與培液更新自動(dòng)調(diào)控器(4)電連接；循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶(5)通過(guò)硅膠管(19)連接有小型儲(chǔ)氣鋼瓶(12)，其連接的硅膠管(19)上設(shè)有內(nèi)置濾菌膜的氣體注入接口(8)和氣流閥(18)，氣流閥(18)與氣體流量調(diào)控器(9)電連接，接于循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶(5)內(nèi)的硅膠管(19)的端部設(shè)有微孔氣體注入器(6)；三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室(12)內(nèi)的中部有擱網(wǎng)，下部有液壓傳感器(14)，擱網(wǎng)上有工程化組織器官(13)，三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室(12)與循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶(5)之間的硅膠管上的液流驅(qū)動(dòng)器(2)與循環(huán)動(dòng)力調(diào)控器(11)電連接，其與廢液收集器(16)之間的硅膠管(19)上有阻壓器(7)，阻壓器(7)和液壓傳感器(14)與應(yīng)力調(diào)控及檢測(cè)器(15)電連接；廢液收集器(16)的下部設(shè)有廢液排出口(17)，新培液儲(chǔ)存瓶(3)、循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶(5)和廢液收集瓶(16)的上端分別設(shè)有內(nèi)置濾菌膜的排氣口(1)。
2.按權(quán)利要求1所述的循環(huán)和生理應(yīng)力模擬工程化組織三維培養(yǎng)裝置，其特征在于液流驅(qū)動(dòng)器(2)采用有一次性塑壓成型的封閉式機(jī)殼的步進(jìn)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種循環(huán)和生理應(yīng)力模擬工程化組織三維培養(yǎng)裝置，其特點(diǎn)是設(shè)有新培液儲(chǔ)存瓶、循環(huán)培液儲(chǔ)存瓶、三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室和廢液收集瓶，它們之間設(shè)有硅膠管，硅膠管上有液流驅(qū)動(dòng)器、阻壓器、氣流閥，它們分別與培液更新自動(dòng)調(diào)控器、應(yīng)力調(diào)控及檢測(cè)器、氣體流量調(diào)控器電連接，三維組織細(xì)胞培養(yǎng)室內(nèi)有擱網(wǎng)和液壓傳感器，擱網(wǎng)上有工程化組織器官，液壓傳感器與應(yīng)力調(diào)控及檢測(cè)器電連接。本發(fā)明使工程化組織的培養(yǎng)在模擬機(jī)體的血液循環(huán)和生理應(yīng)力環(huán)境下進(jìn)行，更有利于工程化組織生長(zhǎng)和成熟，整個(gè)過(guò)程基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，大大降低了工作量。
文檔編號(hào)C12M3/00GK1392242SQ0213340
公開(kāi)日2003年1月22日 申請(qǐng)日期2002年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月4日
發(fā)明者周強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院