細(xì)胞培養(yǎng)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種細(xì)胞培養(yǎng)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，組織再生工程、生物醫(yī)學(xué)工程、細(xì)胞治療行業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展，通過動(dòng)物細(xì)胞、人體細(xì)胞在體外大規(guī)模培養(yǎng)來獲得大量細(xì)胞、細(xì)胞的胞外分泌物、細(xì)胞治療產(chǎn)品已成為目前細(xì)胞臨床應(yīng)用的重要方向。例如組織創(chuàng)傷、燒傷后皮膚細(xì)胞的培養(yǎng)、新皮膚的獲得，以及腫瘤的細(xì)胞治療、細(xì)胞美容、細(xì)胞減肥等，都需要對(duì)目標(biāo)細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)。
[0003]目前，國內(nèi)外都是通過為細(xì)胞提供體外生長的培養(yǎng)基和培養(yǎng)裝置，并將培養(yǎng)裝置放置于培養(yǎng)箱中來進(jìn)行細(xì)胞體外培養(yǎng)。常用的細(xì)胞培養(yǎng)裝置主要有細(xì)胞培養(yǎng)板、瓶、皿、轉(zhuǎn)瓶以及近年來體積較大的細(xì)胞工廠。
[0004]但是，目前已經(jīng)商品化的細(xì)胞培養(yǎng)裝置，無論是較小型的培養(yǎng)板、培養(yǎng)皿、培養(yǎng)瓶；還是較大型的培養(yǎng)轉(zhuǎn)瓶、細(xì)胞工廠，均為開放式培養(yǎng)，即細(xì)胞的接種、收獲、中間營養(yǎng)物質(zhì)的更換均需要打開裝置的蓋子來進(jìn)行操作，首先需要解決的就是開蓋操作帶來的污染問題。
[0005]并且，目前的培養(yǎng)板、瓶、皿、轉(zhuǎn)瓶、細(xì)胞工廠等設(shè)備，均是在裝置的底層進(jìn)行親水處理，使細(xì)胞貼附在底部生長，因此貼壁培養(yǎng)表面積小，單次培養(yǎng)收獲的細(xì)胞或者細(xì)胞分泌物少，要收獲更多的細(xì)胞或者細(xì)胞分泌物需要更多的裝置來進(jìn)行一次性培養(yǎng)或以有限的裝置多次反復(fù)操作培養(yǎng)。這兩種獲得大量目標(biāo)產(chǎn)物的方式均具有操作復(fù)雜、工作量增加、同樣容易污染等問題。
[0006]而且，目前的培養(yǎng)板、瓶、皿、轉(zhuǎn)瓶、細(xì)胞工廠細(xì)胞收獲時(shí)采用化學(xué)的胰蛋白酶消化或物理的細(xì)胞刮刀刮取的方式，會(huì)對(duì)細(xì)胞造成化學(xué)或物理的損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]基于此，有必要針對(duì)上述問題，提供一種細(xì)胞培養(yǎng)裝置，采用該細(xì)胞培養(yǎng)裝置，能夠以封閉的方式對(duì)細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，避免了開放式培養(yǎng)可能帶來的污染問題;并且，該細(xì)胞培養(yǎng)裝置還通過支架的使用，在培養(yǎng)裝置中提供了更多可供細(xì)胞生成的表面積，實(shí)現(xiàn)可大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)胞的目的。
[0008]—種細(xì)胞培養(yǎng)裝置，包括:
[0009]培養(yǎng)塔，包括第一接管蓋、第二接管蓋和至少一個(gè)可供細(xì)胞貼附生長的支架，所述第一接管蓋、至少一個(gè)所述支架和第二接管蓋依次層疊設(shè)置，形成具有封閉空腔的培養(yǎng)塔，所述第一接管蓋和所述第二接管蓋上分別設(shè)有灌流進(jìn)口和灌流出口 ；以及
[0010]灌流系統(tǒng)，包括培養(yǎng)液儲(chǔ)存裝置、灌流管和為灌流提供動(dòng)力的灌流栗，所述培養(yǎng)液儲(chǔ)存裝置、所述灌流栗和所述灌流進(jìn)口依次通過所述灌流管連通。
[0011]上述細(xì)胞培養(yǎng)裝置，通過封閉式培養(yǎng)塔的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)過程中，僅接種過程為開放式，細(xì)胞接種后將各個(gè)部件組裝起來形成完整且密閉的培養(yǎng)塔，在細(xì)胞換液等整個(gè)培養(yǎng)周期內(nèi)，該裝置不再打開，均采用灌流系統(tǒng)灌流的方式完成，從而避免了污染的可能，提高了操作安全性。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述支架至少為兩個(gè);和/或所述培養(yǎng)塔至少為兩個(gè)。通過在一個(gè)培養(yǎng)塔內(nèi)設(shè)置多個(gè)支架，和/或在一個(gè)培養(yǎng)裝置內(nèi)設(shè)置多個(gè)培養(yǎng)塔，提供給細(xì)胞更多的表面積，細(xì)胞增殖量與常規(guī)二維平面培養(yǎng)相比，可以幾倍甚至幾十倍的增長，能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)，能夠收獲更多的細(xì)胞或者分泌物等。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述培養(yǎng)塔還包括與支架數(shù)量一致的密封圈和扣圈，所述密封圈為環(huán)狀，環(huán)繞所述支架邊緣設(shè)置，所述扣圈為環(huán)狀，環(huán)繞所述密封圈邊緣設(shè)置，所述扣圈周向的內(nèi)側(cè)面設(shè)有扣圈臺(tái)，所述密封圈周向的外側(cè)面設(shè)有與該扣圈臺(tái)匹配的扣圈槽，并且相鄰層疊的所述密封圈相互接觸。通過密封圈和扣圈的配合使用，既能保證培養(yǎng)塔內(nèi)細(xì)胞培養(yǎng)空腔的封閉性，又可以方便靈活的選擇所需支架數(shù)量并將各支架層疊安裝，保證支架之間保持預(yù)定間隔，為細(xì)胞繁殖提供良好的生長環(huán)境。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述扣圈上還設(shè)有緊扣勾和緊扣槽，所述緊扣槽內(nèi)設(shè)有固定凸臺(tái)，所述緊扣勾可伸入另一個(gè)扣圈的緊扣槽內(nèi)，與該另一個(gè)扣圈的固定凸臺(tái)卡接固定，并將層疊接觸的所述密封圈壓緊固定；
[0015]所述第一接管蓋上還設(shè)有安裝槽，與該第一接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣勾可伸入該安裝槽與該第一接管蓋卡接固定；
[0016]所述第二接管蓋上還設(shè)有安裝勾，該安裝勾可伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽內(nèi)，與該扣圈的固定凸臺(tái)卡接固定。
[0017]通過上述設(shè)置，可以根據(jù)不同用戶需求的細(xì)胞數(shù)，靈活且方便的通過各扣圈的組裝而得到含有預(yù)定數(shù)量支架的培養(yǎng)塔，使用方面更具人性化。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述緊扣勾和緊扣槽環(huán)繞所述扣圈邊緣交替且均勻設(shè)置。在同一個(gè)扣圈上同時(shí)設(shè)置緊扣勾和緊扣槽，增加了扣圈的通用型，且交替均勻設(shè)置一方面降低了該扣圈的操作難度，另一方面也提高了密封圈之間的密封性。
[0019]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述密封圈周向的內(nèi)側(cè)面設(shè)有與所述支架的周向邊緣厚度相適配的支架槽。通過將所述支架邊緣卡接入所述支架槽內(nèi)，從而將所述密封圈環(huán)繞安裝于所述支架上。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述支架由層疊的纖維縱橫交錯(cuò)構(gòu)成，所述纖維之間形成供細(xì)胞貼附生長和培養(yǎng)液流通的空隙。該空隙即纖維與纖維之間形成的孔徑。由纖維縱橫交錯(cuò)構(gòu)成的支架能夠提供給細(xì)胞更多的表面積，進(jìn)一步增加細(xì)胞培養(yǎng)規(guī)模。
[0021]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述支架表面經(jīng)溫敏材料接枝處理，可通過改變溫度使溫敏材料產(chǎn)生親水和疏水之間的相變，從而使貼附于所述支架生長的細(xì)胞在培養(yǎng)結(jié)束后實(shí)現(xiàn)溫敏性脫落收獲。該支架的接枝處理按照常規(guī)方式處理即可，該溫敏材料能夠在培養(yǎng)結(jié)束后通過將溫度降低到其相變溫度以下，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞自動(dòng)與支架脫離的目的。避免了目前的培養(yǎng)板、瓶、皿、轉(zhuǎn)瓶、細(xì)胞工廠細(xì)胞收獲時(shí)采用化學(xué)的胰蛋白酶消化或物理的細(xì)胞刮刀刮取的方式，會(huì)對(duì)細(xì)胞造成化學(xué)或物理損傷的問題。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，該細(xì)胞培養(yǎng)裝置還包括濕化裝置和空氣過濾器，所述濕化裝置為所述培養(yǎng)液儲(chǔ)存裝置提供濕化氣體;所述培養(yǎng)液儲(chǔ)存裝置與外界連通的通氣口設(shè)有空氣過濾器。通過上述設(shè)置，在整個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)周期內(nèi)，將整個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)與外界隔絕，避免了可能被空氣污染的可能。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)施例中，該細(xì)胞培養(yǎng)裝置還包括固定架，所述培養(yǎng)塔安裝固定于所述固定架上。并且，可以根據(jù)用戶需求的細(xì)胞數(shù)，選擇不同數(shù)量的培養(yǎng)塔，將其串聯(lián)培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)，能夠收獲更多的細(xì)胞或者分泌物等。
[0024]本發(fā)明還公開了一種利用上述的細(xì)胞培養(yǎng)裝置的細(xì)胞培養(yǎng)方法，包括以下步驟:
[0025]安裝培養(yǎng)塔:取第一接管蓋，并在所述第一接管蓋上依次層疊安裝預(yù)定數(shù)量的支架，將待培養(yǎng)細(xì)胞接種至上述支架上，再把第二接管蓋安裝固定于所述支架上部，組裝得到培養(yǎng)塔；
[0026]灌流培養(yǎng)細(xì)胞:通過灌流管將所述灌流進(jìn)口依次連通所述灌流栗和所述培養(yǎng)液儲(chǔ)存裝置，以所述灌流栗提供動(dòng)力，將所述培養(yǎng)液儲(chǔ)存裝置內(nèi)的培養(yǎng)液灌流至所述培養(yǎng)塔內(nèi)，為細(xì)胞生長提供營養(yǎng)物質(zhì)，并將細(xì)胞代謝產(chǎn)生的代謝物隨著培養(yǎng)液流動(dòng)從所述灌流出口排出。
[0027]上述細(xì)胞培養(yǎng)方法，在培養(yǎng)過程中，僅接種過程為開放式，細(xì)胞接種后將各個(gè)部件組裝起來形成完整且密閉的培養(yǎng)塔，細(xì)胞換液等整個(gè)培養(yǎng)周期內(nèi)，該裝置不再打開，均采用灌流系統(tǒng)灌流的方式完成，從而避免了污染的可能，提高了操作安全性等。
[0028]在其中一個(gè)實(shí)施例中，采用上述的細(xì)胞培養(yǎng)裝置，所述安裝培養(yǎng)塔步驟中:
[0029]將所述密封圈環(huán)繞套裝于所述支架上，再將扣圈環(huán)繞套裝于所述密封圈上，構(gòu)成套件，按照上述方法安裝若干套件；
[0030]取第一接管蓋，將上述套件中扣圈的緊扣勾伸入所述安裝槽與該第一接管蓋卡接固定;按照上述方法，依次將各套件中扣圈的緊扣勾伸入另一個(gè)套件中扣圈的緊扣槽內(nèi)，與該另一個(gè)套件中扣圈的固定凸臺(tái)卡接固定，并將層疊接觸的所述密封圈壓緊固定，依次層疊安裝預(yù)定數(shù)量的支架；
[0031 ]將待培養(yǎng)細(xì)胞接種至上述安裝好的支架上；
[0032]再把第二接管蓋的安裝勾伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽內(nèi)，將該第二接管蓋安裝固定，組裝得到培養(yǎng)塔。
[0033]通過上述設(shè)置，可以根據(jù)不同用戶需求的細(xì)胞數(shù)，靈活且方便的通過各扣圈的組裝而得到含有預(yù)定數(shù)量支架的培養(yǎng)塔，使用方面更具人性化。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相