3D细胞培养灌注生物反应器的应用体系和细胞培养方法
本发明公开了3D细胞培养灌注生物反应器的应用体系和细胞培养方法，属于细胞生物学和组织工程领域。包括：生物反应器，生物反应器的顶表面设置有腔体，腔体作为主室，用于对细胞进行培养；生物反应器的底部设置有多个底部开口，底部开口与主室相连接；生物反应器还设置有与主室连通的进液口和出液口；主室内设置有若干毛细管，毛细管设置在靠近底部开口一侧；主室内还设置有多个支撑构件，支撑构件用以对毛细管进行支撑；部分毛细管纵向穿过支撑构件与进液口连接，用以接收液体；剩余部分毛细管纵向穿过支撑构件与出液口连接，用以排出液体。本发明可以更准确地模拟体内生物条件和细胞行为，有助于提高药物的开发。
发明专利
CN202211446147.4
2022-11-18
CN116121068A
2023-05-16
C12M3/00(2006.01)
孙玉春%夏春光
孙玉春;夏春光
100191 北京市海淀区中关村南大街32号中关村科技发展大厦A座5层507室;
北京睿智保诚专利代理事务所(普通合伙)
王冬海
1.3D细胞培养灌注生物反应器的应用体系，其特征在于，包括： 生物反应器的顶表面上设置有腔体，所述腔体作为主室，用以对细胞进行培养；所述生物反应器的底部设置有多个底部开口，所述底部开口与所述主室相连接；所述生物反应器还设置有与所述主室连通的进液口和出液口； 所述主室内设置有若干毛细管，所述毛细管设置在靠近所述底部开口一侧； 所述主室内还设置有多个支撑构件，所述支撑构件用以对所述毛细管进行支撑；部分所述毛细管纵向穿过所述支撑构件与所述进液口连接，用以接收液体；剩余部分所述毛细管纵向穿过所述支撑构件与所述出液口连接，用以排出液体。 2.如权利要求1所述的3D细胞培养灌注生物反应器的应用体系，其特征在于，所述生物反应器的宽度方向与所述主室的宽度方向平行设置，所述生物反应器的长度方向与所述主室的长度方向平行设置。 3.如权利要求1所述的3D细胞培养灌注生物反应器的应用体系，其特征在于，所述支撑构件为支撑壁，所述支撑壁与所述毛细管相交且垂直，以对所述毛细管提供结构支撑；所述支撑壁设置有多个贯穿孔，用于支撑壁两侧的细胞相互作用。 4.如权利要求1所述的3D细胞培养灌注生物反应器的应用体系，其特征在于，相邻的所述毛细管通过回流进行液体交换形成多个回流室，所述回流室中的所述毛细管的第一列与第二列进行液体交换，第三列与第四列进行液体交换…，所述毛细管的第i列与第i+1列进行液体交换，依次类推； 其中，所述回流室中的第i列所述毛细管为动脉毛细管，用于输进液体进行回流，第i+1列所述毛细管为静脉毛细管，用于输出液体； 所述动脉毛细管与所述进液口连接，所述静脉毛细管与所述出液口连接。 5.如权利要求4所述的3D细胞培养灌注生物反应器的应用体系，其特征在于，所述生物反应器还包括进液室和出液室，所述动脉毛细管通过所述进液室与所述进液口连接，所述静脉毛细管通过所述出液室与所述出液口连接。 6.如权利要求5所述的3D细胞培养灌注生物反应器的应用体系，其特征在于，所述出液口与所述进液口设置在所述生物反应器同一纵向方向上，所述出液室至少部分比进液室高，用于避免空气或其他气体进入毛细管。 7.如权利要求6所述的3D细胞培养灌注生物反应器的应用体系，其特征在于，还包括边池和观察窗，所述边池与所述观察窗连接形成培养腔，所述培养腔内设置有培养室，所述培养室内设置有培养基； 所述生物反应器放置在所述培养腔内，所述观察窗至少部分与所述底部开口重叠，所述毛细管浸没在所述培养室中； 所述边池靠近所述进液室一面设置有输入端口，所述边池靠近所述出液室一面设置有输出端口；所述输入端口与所述进液口连接，所述输入端口的远离所述进液口的一端与进液泵连接；所述输出端口与所述出液口连接，所述输出端口的远离所述出液口的一端与出液池连接； 所述输入端口与所述进液口连接处设置有进液阀；所述输出端口与所述出液口连接处设置有出液阀。 8.如权利要求7所述的3D细胞培养灌注生物反应器的应用体系，其特征在于，所述动脉毛细管与所述静脉毛细管中至少一个设置有微孔；所述毛细管的密度为3-30毛细管/mm2；所述生物反应器的至少部分是使用投影微立体光刻和双光子聚合进行3D打印的。 9.细胞培养的方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的3D细胞培养灌注生物反应器的应用体系，所述方法包括以下步骤: 将生物反应器放置在培养腔中，其中，生物反应器中的毛细管浸没在培养室的培养基中进行细胞培养；在主室内接种细胞，培养细胞，并将培养基从进液口泵入，所产生的代谢废物从出液口输出进入出液池；利用显微镜通过观察窗进行观察； 在生物反应器中接种细胞后，可将其放入培养箱中，在培养箱中可控制环境条件以促进或抑制细胞生长和/或增殖。