CN101563464B - 向细胞培养施用降低的压力的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于培养细胞的方法和系统，其具有被构建成培养细胞的大体密封的外壳。该方法和系统还具有被构建成向大体密封的外壳提供降低的压力的第一导管和被构建成向大体密封的外壳提供培养基的第二导管。

Description

向细胞培养施用降低的压力的系统和方法

技术领域

本公开内容一般涉及用于向细胞培养提供降低的压力的方法和设备。更具体地说，本公开内容涉及用于向在培养基流动受到控制的大体密封的外壳内的细胞培养提供降低的压力的方法和设备。 

背景技术

通过促进肉芽组织的形成、去除组织液、促使伤口愈合以及在创面处引起微变形，已经显示出局部负压(TNP)施用有益于伤口治疗。在典型的TNP施用中，可以改变某些参数，比如压差或者流体流速。然而，在体内应用过程中，将特定参数的变化与伤口治疗中的反应关联起来并不总是可能的，这归因于缺少受控制的环境。因此期望提供一种方法和设备，其能够向细胞培养提供降低的压力以及测定不同的参数对受控的体外环境中的TNP施用的影响。 

同样期望提供一种施用TNP的方法和设备，其提供受控的细胞培养基流速并减少空气被吸入细胞培养物中的可能性。这种进气能够导致基质干燥，由此阻碍获得有用的数据。 

发明内容

在某些实施方案中，细胞培养系统包括：被构建成培养细胞的大体密封的外壳；与大体密封的外壳流体相通的第一导管，其中第一导管被构建成向大体密封的外壳提供降低的压力；与大体密封的外壳流体相通的第二导管，其中第二导管被构建成向大体密封的外壳提供培养基。在其他实施方案中，细胞基质位于大体密封的外壳内，且在使用过程中，向细胞基质的第一表面施用降低的压力，而向细胞基质的第二表面施用培养基。其他实施方案中包括位于大体密封的外壳内的可渗透表面和/或覆盖层(dressing)。还有一些其他实施方案包括位于大体密封的外壳内的可渗透表面、细胞基质和覆盖层(或其他支管装置材料(manifolding material))，其中培养基从第二导管流过可渗透表面、细胞基质、覆盖层进入第一导管。在某些实施方案中，可渗透表面支撑细胞基质，细胞基质可以位于可渗透表面和覆盖层之间。 

其他实施方案包括用于细胞培养系统的密封系统，其包括构建成接合板孔(plate well)并构建成接合细胞培养插入物(cell culture insert)的外围密封构件，以便在外围密封构件和板孔之间形成第一密封，在外围密封构件和细胞培养插入物之间形成第二密封。插入密封组件也可以被构建成接合细胞培养插入物，以便在插入密封组件和细胞培养插入物之间形成第三密封。在某些实施方案中，外围密封构件可以被构建成接合板孔的内壁和细胞培养插入物的外壁，插入密封组件可以被构建成接合插入物的内壁。在某些实施方案中，第一导管可以延伸穿过外围密封构件，而培养基供给系统可以连接到第一导管。在其他实施方案中，第二导管可以延伸穿过外围密封构件，而第三导管可以延伸穿过插入密封组件。在某些实施方案中，可以将低压源连接到第三导管，而第四导管可以延伸穿过插入密封组件。在某些实施方案中，第一密封和第二密封的每一个可以经由过盈配合形成，而外围密封构件可以通过注射模制形成。在某些实施方案中，插入密封组件可以包括插入密封构件、插入密封环、横向密封构件和插入歧管。在某些实施方案中，插入密封构件和/或插入歧管可以被压入插入物中。在其他实施方案中，插入歧管被拧入插入密封构件中。在某些实施方案中，插入密封环可以被压在插入密封构件和插入歧管之间，而插入密封构件可以通过注射模制形成。在某些实施方案中，外围密封构件被压入板孔中。在某些实施方案中，所述第三密封可经由过盈配合而形成。 

其他实施方案包括一种培养细胞的方法，其包括：提供大体密封的外壳；提供位于大体密封的外壳内的细胞基质；向大体密封的外壳提供降低的压力；以及向大体密封的外壳提供培养基。在某些实施方案中，大体密封的外壳包括第一表面和第二表面，且向第一表面施用降低的压力，而向第二表面施用培养基。在某些实施方案中，通过连接到低压源的第一导管提供降低的压力，且第一导管与大体密封的外壳流体相通。在某些实施方案中，低压源是真空泵。在某些实施方案中，可以通过连接到培养基供给系统的第二导管提供培养基，且第二导管与大体密封的外壳流体相通。 

其他实施方案包括培养细胞的系统，其包括：板孔；细胞培养插入物；外围密封构件，其被构建成接合板孔，且被构建成接合细胞培养插入物以使外围密封构件与板孔形成第一密封并与细胞培养插入物形成第二密封；以及插入密封组件，其被构建成接合细胞培养插入物，以使插入密封组件与细胞培养插入物形成第三密封。某些实施方案中包括延伸穿过外围密封构件的第一导管和连接到第一导管的低压源。在某些实施方案中，第二导管可以延伸穿过插入密封组件，而培养基供给系统可以连接到第二导管。某些实施方案还包括位于细胞培养插入物内的细胞基质和位于细胞基质和插入密封组件之间的覆盖层。 

附图简述 

图1阐释了细胞培养系统的第一实施方案的横截面视图； 

图2阐释了细胞培养插入物的透视图； 

图3阐释了外围密封构件的一个实施方案的透视图； 

图4阐释了细胞培养系统的一个实施方案的示意图； 

图5阐释了导管的一个实施方案的局部放大图； 

图6阐释了结合图1实施方案的细胞培养系统的一个实施方案的透视图； 

图7阐释了细胞培养系统的一个实施方案的分解图； 

图8阐释了图7实施方案的横截面视图； 

图9阐释了图7实施方案的局部放大的横截面视图； 

图10阐释了图7实施方案的顶部透视图； 

图11阐释了外围密封构件的一个实施方案的顶部透视图； 

图12阐释了图11实施方案的底部透视图； 

图13阐释了图11实施方案的横截面视图； 

图14阐释了插入密封构件的一个实施方案的顶部透视图； 

图15阐释了图14实施方案的底部透视图； 

图16阐释了图14实施方案的横截面视图； 

图17阐释了插入密封环的一个实施方案的上视图； 

图18阐释了图17实施方案的横截面视图； 

图19阐释了插入歧管的一个实施方案的顶部透视图； 

图20阐释了图19实施方案的底部透视图； 

图21阐释了图20实施方案的横截面视图； 

图22阐释了插入密封组件的一个实施方案的分解图； 

图23阐释了细胞培养系统的一个实施方案的顶部透视图； 

图24阐释了图23实施方案的横截面视图。 

实施本发明的最佳方式 

首先参考图1到图4，细胞培养系统100包括板孔10、用于细胞培养物生长的细胞培养容器20和位于板孔10和细胞培养容器20之间的外围密封构件30。在此实施方案中，板孔10包括位于基底12和开口端13之间的外围内壁11。在所示的实施方案中，细胞培养容器20包括具有外壁19和一端以可渗透膜22为界的内部容量(interior volume)28的锥体21、与可渗透膜22相对的开口端23以及内周29。在此实施方案中，开口端23包括具有一对切口25的凸缘24，以及与切口25轴向对齐的从锥体21延伸的一对突出部26。使用时，所公开的实施方案还包括位于可渗透膜22和覆盖层45之间的细胞基质40。在某些实施方案中，细胞基质40包封多层细胞。此外，包括孔洞53和54的盖子55可以用来在使用中将细胞培养容器20固定在板孔10内。在某些实施方案中，细胞培养容器20  可以是BD Falcon^TM的6孔插入物，板孔10可以是BD Falcon^TM的6孔培养板，覆盖层45可以是开孔泡沫或纱布。 

在图3的实施方案中，外围密封构件30包括大体圆柱形的主体31，主体31包括内表面32、外表面33、切口端34和通道端35。在此实施方案中，切口端34包括被构建成与细胞培养容器20的突出部26对准的一对切口36。在此公开的实施方案中，通道37从外表面33延伸穿过通道端35到内表面32。如图所示，外表面33包括隆起39，内表面包括隆起38。在此实施方案中，隆起38被构建成接纳弹性密封构件58，隆起39被构建成接纳弹性密封构件59。在某些实施方案中，弹性密封构件58和59可以是O形环。在其他实施方案中，弹性密封构件可以是垫圈、V形环或其他合适的装置。在此实施方案中，外围密封构件30还包括从切口端34延伸穿过主体31到隆起39的腔56和从隆起39延伸到通道37的腔57。 

在使用中，图1到图4的实施方案还包括延伸横过内周29的横向密封构件或帘50(具有加强构件51)。在此实施方案中，在操作过程中，吸管60延伸穿过孔洞53、加强构件51、帘50，而后进入覆盖层45。吸管60由此与帘50两侧上的部件流体相通。 

此外，在使用此实施方案的过程中，培养基导管70向细胞基质40提供培养基。在所示的实施方案中，培养基导管70延伸穿过孔洞54、切口25、腔56、隆起39、弹性密封构件59，而后进入腔57。因此，细胞培养基导管70与外围密封构件30两侧的部件流体相通。如图4示意性地显示，吸管60可以连接到低压源65，而培养基导管70可以连接到包括泵67的培养基供给系统66。在某些实施方案中，泵67可以包括蠕动泵，而低压源65可以包括真空泵。在图4所示的实施方案中，通过吸管60吸取的物料(例如空气和流体)可以储存在存储容器68中。 

使用过程中，细胞培养系统100向细胞基质40提供局部负压(TNP)并向细胞基质40提供培养基71。在一个实施方案中，外围密封构件30(具有弹性密封构件58和59)设置在板孔10内，以使弹性密封构件59接合板孔10。在此实施方案中，细胞培养容器20(包括细胞基质40)设置在外围密封构件30内，以使弹性密封构件58接合细胞培养容器20，同时突  出部26与切口36对准。在某些实施方案中，覆盖层45设置在细胞基质40上，而帘50被设置成横跨细胞培养容器20的开口端23。如图6所示和下面更详细的讨论，盖子55可以与吸管60和加强构件51组装以形成盖子组件75。盖子组件75可以被设置成覆盖帘50、板孔10以及细胞培养容器20的开口端23。在某些实施方案中，当盖子组件75被降低入位时，吸管60穿透帘50，同时加强构件51向下推压帘50。在某些实施方案中，帘50是聚氨基甲酸酯片，大约0.002-0.004英寸厚，且邻近覆盖层45的一侧具有粘附性。当组装后，吸管60延伸入覆盖层45。培养基导管70可以插入穿过孔洞54、切口25、腔56、隆起38、弹性密封构件58，而后进入腔57或通道37(其与腔56流体相通)中。 

如图1所示，细胞培养系统100被构建成为细胞基质40提供局部负压(TNP)和培养基71。在所示的实施方案中，在使用过程中，培养基供给系统66能够为培养基导管70供给培养基71。培养基71能流出导管70，穿过通道37并朝细胞培养容器20前行。在此实施方案中，培养基71随后前行穿过位于可渗透膜22和基底12之间的间隙72。如图所示，培养基71接着穿过可渗透膜22到达细胞基质40，由此在使用中为细胞基质40提供营养物质来培养细胞。 

此外，细胞培养系统100也可以为细胞基质40提供局部负压(TNP)。在操作过程中，低压源65能够通过吸管60产生负压或吸入压，并进入覆盖层45。因为覆盖层45是一种多孔材料(例如开孔泡沫或者棉纱布)，所以细胞基质40也暴露于吸入压下。因此细胞基质40被暴露于促使细胞基质40的顶部部分与覆盖层45的底部表面一致的压差下，这可以具有包括凹陷和突起部分的不规则表面。这种通过与不平坦表面接触使细胞基质40变形的过程(称为微变形)能通过机械牵张的诱导而刺激细胞基质内的细胞活性(称为机械转导)。此外，细胞基质40两侧的压差也促进培养基71迁移入细胞基质40，这进一步促进细胞基质40内细胞的生长。另外，帘50两侧的压差能导致帘50引起细胞培养容器20和覆盖层45变形。 

如图1所示，细胞培养系统100结合了为细胞基质40提供有效TNP施用的特征。例如，弹性密封构件58和59限制了可以从细胞培养容器  20和板孔10之间吸取并进入吸管60的空气量。此外，帘50沿着细胞培养容器20的内壁并横跨覆盖层45形成密封，这进一步限制空气流入吸管60内。而且，可以通过调节跨越可渗透膜22、细胞基质40和覆盖层45产生的压差来控制培养基71的流速。通过控制参数，如流过吸管60的空气的量和跨越细胞基质40的压降，降低了来自细胞基质40的细胞进入吸管60并从细胞培养容器20中被移走的可能性。因此细胞培养系统100提供了一种将TNP施用到细胞基质40的有效方法，同时使细胞损失的风险最小。 

在图1到图4所公开的实施方案中，吸管60包括具有偏斜的非实心末端(deflected non-coring tip)61的25-GA皮下注射器针头，如图5所示。非实心末端61可以降低当其穿透诸如弹性密封构件58或加强构件51的表面时，材料会堵塞末端的可能性。在某些实施方案中，培养基导管70还可以包括具有偏斜的非实心末端的25-GA皮下注射器针头。在公开的实施方案中，加强构件51包括具有粘性平坦侧的穹形橡胶装置。在某些实施方案中，加强构件51是3M销售的Bumpon^TM品牌的产品。公开的实施方案还包括具有大约70硬度的弹性密封构件58和59。其他实施方案可以包括具有与上面提供的那些不同规格的单独特征，上面那些仅仅为示例性的目的而被提供。 

在某些实施方案中，细胞培养系统100可以是较大组件的一部分。如图6所示，细胞培养组件150包括具有6个单独的板孔10的六孔板160。每个细胞培养系统100包括板孔10外周附近的培养基导管70和板孔10中心附近的吸管60。为了清楚的目的，在图6中只标示了一个细胞培养系统100。在所示的实施方案中，每一个培养基导管70通过弹性管86连接到板壁85。然后板壁85可以连接到多个培养基供给系统66(如图4所示)。在此实施方案中，可以为每一个细胞培养系统单独控制诸如流速或者培养基类型的控制参数。 

此外，每一个吸管60通过弹性管87一起连接到通用接头88。然后通用接头88可以连接到低压源，如真空泵65(如图4所示)。在其他实施方案中，每一个吸管60可以单独连接到分开的低压源，使得每一个细胞培  养系统100可以单独控制压力。在图6所示的实施方案中，也可以看到紧固件89被用来将盖子组件75固定到六孔板160上。在某些实施方案中，细胞培养组件150的部件(例如盖子组件75和孔板160)由允许光线穿透的材料构成。在这种实施方案中，可以在以评估为目的(例如，包括对刺激物的荧光反应)的细胞培养过程中观察细胞基质40。 

在某些实施方案中，细胞基质40是足够多孔的以允许培养基71流过，同时具有足够的强度以经受住TNP而不会细胞增殖。这种基质的一个示例包括在柠檬酸钠中旋转向下以从血浆中分离出细胞的猪全血。在此实施方案中，可以测定血浆的纤维蛋白原，在每一个细胞培养容器20中加入含9.8mg/mL纤维蛋白原的2ml血浆。然后以每一个细胞培养容器20中约20000个细胞将细胞接种到血浆中，还可以滴加0.5ml凝血酶(每ml培养基71中含1083单位)到血浆/细胞混合物中。在设置细胞基质140后，向细胞培养容器20的底部和细胞基质140的顶部加入培养基71。在此实施方案中，细胞可以允许在进一步实验前增殖约2周。在某些实施方案中，在实验即将开始前向基质的顶部加入1mL琼脂(例如浓度为40g/L的胰酶大豆琼脂)。琼脂薄层可以用于在TNP过程中固定细胞基质，同时仍然是足够多孔的以允许流体流动。 

另一种细胞培养系统200的实施方案如图7-22所示。在图7的分解图中，细胞培养系统200包括六孔板160中的板孔10。在所示的实施方案中，插入到板孔10中的是外围密封构件230、细胞培养容器20、覆盖层245、插入密封构件254、插入密封环252、横向密封构件或帘250和插入歧管260。现在参考图8的组装后的横截面视图，在该实施方案中，外围密封构件230已经被径向定位并被压入板孔10中，而细胞培养容器20已经被径向定位并被压入外围密封构件230中。使用中，细胞基质240设置在可渗透膜22上方。然后，覆盖层245可以置于细胞基质240的顶部，而插入密封构件254能够被径向定位并被压入细胞培养容器20中。在所示的实施方案中，帘250随后能被设置在插入密封环252上，密封环接着能够被设置在插入密封构件254的唇缘253上。插入歧管260能够拧入插入密封构件254中。 

现在参考图9的局部放大的横截面视图，外围密封构件230的主体231接合板孔10的内壁11，以在板孔10和外围密封构件230之间产生大体气密的密封(经由过盈配合)。虽然在此实施方案中，外围密封构件230直接接触板孔10，但是其他实施方案可以包括在外围密封构件230和板孔10之间的附加部件。在此实施方案中，经由过盈配合形成了多个密封；在其他实施方案中，可以通过其他机制(如O形环、垫圈、密封剂等)形成大体气密的密封。在区域232处，外围密封构件230接合细胞培养容器20的地方以及在区域233处细胞培养容器20接合插入密封构件254的地方形成附加的大体气密的密封。在所示的实施方案中，帘250设置在插入密封环252上，密封环252设置在插入密封构件254的唇缘253上。在此实施方案中，插入密封环252包括一个或多个孔255，且帘250可以被刺穿以形成与孔255对准的孔(未显示)，这允许孔255上方的空间直接与孔255下方的空间流体相通。然后插入歧管260可以穿入插入密封构件254，由此将帘250固定倚住插入密封环252，且将插入密封环252固定倚住唇缘253。 

如图8和9所示，导管270延伸穿过外围密封构件230，为培养基271提供通道以穿过可渗透膜22到达细胞基质240(类似于之前实施方案中描述的方式)。还如此实施方案所示，插入歧管260包括与插入密封环252的孔255和设置在帘250上的任何孔流体相通的导管262。因此，以类似于之前描述的实施方案中的方式，低压源(例如图4中的真空泵65)可以连接到导管262，并为覆盖层245提供低压力或吸入力以引起细胞基质240的微变形和机械转导。 

图10显示了组装的细胞培养系统200的上视图。在该实施放案中，显示为从板孔10延伸的外围密封构件230包括突出部232和234，细胞培养容器20包括凸缘24，而插入密封构件254包括突出部256。在此实施方案中，突出部232、234和256包括关于各部件对准的标记，以及指示端口是否打开的标记(下面有更详细的讨论)。 

现在参考图11-13，看到了外围密封构件230的更详细的特征。在此实施方案中，外围密封构件230包括主体231，其是大体圆柱形的，具有  一对切口236、突出部232和234、导管270和密封导管273。切口236被构建成与从细胞培养容器20延伸的突出部26对准(图2所示)。密封导管273包括隔膜272，如果期望打开密封导管273以使其可以作为培养基271的第二通道或压力感应端口的话，那么可以刺穿隔膜272。突出部232上的突起235标示从突出部232延伸的导管270是打开的而不是密封的，而标记229在组装过程中提供引导以便对准。主体231的与突出部232和234相对的末端是延伸到具有通道237的环238的锥形部分239。类似于之前描述的实施方案中的通道37，通道237提供通道使培养基271从导管270流到可渗透膜22和细胞基质240，由此为细胞基质240提供营养物质。 

现在参考图14-16，看到了插入密封构件254的更详细的特征。在此实施方案中，插入密封构件254包括主体251，其是大体圆柱形的且具有内螺纹部分259。在此实施方案中，突出部256从主体251的一端向外延伸，而唇缘253从主体251的另一端向内延伸。突出部256还包括对准标记258和一对隆起257，以为细胞培养容器20的锋利边缘300(图2)提供间隙。 

现在参考图17-18，看到了插入密封环252的更详细的特征。在此实施方案中，插入密封环252包括多个孔255。此外，该实施方案中的插入密封环252包括脊242，以使横截面略微呈V形，如图18所示。 

现在参考图19-21，看到了插入歧管260的更详细的特征。在此实施方案中，插入歧管260包括通常具有外螺纹部分269的通常圆柱形的主体261。该实施方案还包括含隔膜268的密封导管264，如果期望打开密封导管264的话，那么可以刺穿隔膜268。如果打开了，密封导管264可以作为附加的低压导管或压力感应端口来使用。在此实施方案中，插入歧管260包括突起263，其标示导管262是打开的而不是密封的。图20和21可以看到的是通道267(其与导管262和打开时的密封导管264流体相通)和圆形边缘265和266。如图9所示，圆形边缘265和266可以接合插入密封环252，以使通道267与插入密封环252的孔255流体相通。 

现在参考图22，插入歧管260、帘250、插入密封环252和插入密封构件254以分解图显示为内部插入组件275的一个实施方案。应理解在其  他实施方案中，内部插入组件275的某些单独部件可以组合起来。例如，插入密封环252可以集成到插入密封构件254或者插入歧管260上。在使用过程中，内部插入组件275被构建成提供横跨细胞培养容器20的内周29的密封。在图22所示的实施方案的组装过程中，帘250置于插入密封环252上，且插入密封环252外周的多余材料从帘250上被修整掉。然后可以在帘250上形成与插入密封环252上的孔255对准的孔洞。在所示的实施方案中，然后将插入歧管260拧入插入密封构件254中，以使圆形边缘275和266接合帘250，并将其压靠住插入密封环252以与插入密封构件254的唇缘253形成大体气密的密封，如图9所示。此外，插入密封构件254的主体251接合细胞培养容器20的内周29，由此形成横跨内周29的气密的密封。如图9的实施方案所示，因此，内部插入组件275可以与外围密封构件230联合形成密封系统，其与内周29和细胞培养容器20的外壁19一起提供完全气密的密封。在所示的实施方案中，外围密封构件230的锥形部分239以过盈配合方式接合外壁19，主体251(在与唇缘253的界面附近)接合细胞培养容器20的内周29。因此，细胞培养容器20的外侧和内侧都被有效地密封，这允许TNP有效地施用到细胞培养容器20内所包含的细胞基质上。此外，细胞培养系统200可以与图6所示的细胞培养系统100类似的方式与附加的细胞培养系统组合。 

在其他实施方案中，细胞培养容器可以是适合培养细胞的任何设备，以及可以是不同于细胞培养插入物的设备。现在参考图23和24，显示的另一种细胞培养系统400实施方案包括具有外壁419和基板420的细胞培养容器410。在此实施方案中，细胞培养容器410包括位于可渗透支持体422和覆盖层445之间的细胞培养基质440。在所示的实施方案中，盖子450覆盖覆盖层445，吸管460(连接到低压源，未显示)可以为覆盖层445和细胞培养基质440提供负压。在此实施方案中，培养基导管470连接到细胞培养容器410并提供培养基471，培养基471能够流过可渗透支持体422到达细胞培养基质440。 

在使用过程中，此实施方案的操作方式与之前描述的实施方案相同，吸管460向细胞基质440的第一表面441(这里显示为上表面)施用负压。  此外，培养基导管470为细胞基质440的第二表面442(这里显示为下表面)提供培养基471。如图所示，外壁419、基板420和盖子450提供大体气密的外壳421，其能有效地密封细胞培养基质440(除了吸管460和培养基导管470外)。在此实施方案中，吸管460延伸穿过盖子450且(当连接到低压源时)能够被构建成控制施用到细胞培养基质440的负压的量。类似地，培养基导管470延伸穿过外壁419，且能被构建成控制提供给细胞培养基质440的培养基471的量。 

在所示的实施方案中，细胞培养容器410并不要求位于其和更大的组件(如孔板)之间的单独的外围密封构件，这是因为细胞培养基导管470延伸穿过细胞培养容器410的外壁419。细胞培养系统400可以使用单个细胞培养容器410或多个细胞培养容器410来操作。在所示的实施方案中，可渗透支持体422可以包括大量不同构型中的任意一个。例如，可渗透支持体422可以包括网状材料、穿孔的阻挡层或者膜。在此实施方案中，盖子450可以是类似于此前描述的实施方案中的弹性帘，或者盖子450可以是以密封方式接合外壁419的更刚性的构件。所公开的实施方案仅因示例性的目的被提供，且所公开实施方案的修改和变化均在本发明的范围内。 

在整个公开内容中，提及的两个部件“之间的密封”并不要求两个部件互相接触。附加的部件可以位于其间具有密封的两个或更多个部件之间。本公开内容提及的“低的”、“降低的”、“负的”、“吸力”压力指低于大气压的任何压力。 

在某些实施方案中，可以通过注射模制来制造外围密封构件230、插入密封构件254和插入歧管260(以及其他部件)。其他实施方案可以包括铸造部件、非标准的O形环尺寸或可替代的材料。在某些实施方案中，插入物20和板孔10(以及其他部件)可以是易于获得的产品(或者“现货”)的标准部件。使用这种标准部件能够使必须进行的灭菌量最少，因为这种部件可以按照一次性部件或可消耗部件来处理。 

在某些实施方案中，可以采用整合了压力、流速或其他参数传感器的闭环反馈系统来自动控制培养基流，培养基流可以上升、倒流、循环或再循环。在某些实施方案中，板孔可以平行或串行相连，以及可以加入气体  注入或温度控制设备。在某些实施方案中，通过将LED或其他微电子设备整合到系统，以及光传感器或成像设备中来引入光辐射(紫外线到红外线)。通过将这些场发生器整合到孔板内或其周围，可以引入电磁场、静电场和磁场。某些实施方案可以包括引入机械牵张的设备，例如MEMS或微流体，且该系统可以供研究线虫、寄生虫、微生物或小型昆虫使用。 

在某些实施方案中，具有不规则形状的组织样品可以通过蜡铸造或类似方法密封到插入物中。在某些实施方案中，膜22的部分可以被封闭，且培养物的顶端表面可以具有部分封闭的覆盖物，以控制流过培养物的流的方向和流速。例如，在顶端覆盖物上封闭除了膜22的外部边缘之外的其他所有部分，以及封闭除了中心孔洞之外的其他所有部分能够引起径向流动。 

在某些实施方案中，细胞基质140可以包括替代血浆的牛纤维蛋白原和凝血酶。各实施方案还可以包括各种其他生物相容的聚合物或者细胞外基质组分，如Puramatrix^TM、壳聚糖、淀粉或者胶质原，提供的细胞基质140可以经受住TNP而不会被压扁。在其他实施方案中，细胞基质140可以包括可吸收的材料、可移植的混合物、组织样品，如撕裂的厚移植皮肤或者组织(牙质或骨头)的薄片。 

虽然上文已经详细显示并描述了本发明，但是对本领域的技术人员来说，显而易见的是可以作出多种变化和修改而并不脱离本发明的范围。据此，前面描述和附图中提出的内容仅通过举例的方式而并不作为限制来提供。本发明的实际范围将由所述权利要求，连同这些权利要求授权给等同物的整个范围来界定。 

此外，本领域的普通技术人员在阅读并理解此公开内容时，他将会理解此处描述的本发明的其他变化可以包括在本发明的范围内。例如，在某些实施方案中，外围密封构件30和230可以是一个部件。在其他实施方案中，外围密封构件30和230可以包括多个部件。 

在前述所公开实施方案的详细描述中，为了简化公开内容的目的，在一些实施方案中将不同的特征组合在一起。这种公开方法并不被认为是反映一种意图，即本发明的实施方案需要比每一个权利要求中清楚陈述更多  的特征。更准确地说，如下述权利要求所反映的，本发明的主题存在于比公开的单独实施方案的所有特征少。这样，所述权利要求由此被整合到所公开实施方案的详细描述中，且每一个权利要求作为单独的实施方案独立存在。 

Claims (20)

1.一种用于向细胞基质施用负压的密封系统，包括：

细胞容器，其具有在开口和基底之间延伸的侧壁，所述基底具有可渗透部分，所述可渗透部分用于在所述细胞基质位于所述细胞容器内邻近所述基底时提供与所述细胞基质的流体相通；

多孔覆盖层，其用于在所述细胞基质位于所述细胞容器内时覆盖所述细胞基质且与所述细胞基质流体相通；

帘，其由一片基本上气体不可渗透的材料形成，延伸到所述侧壁且沿所述侧壁密封，用于覆盖且密封所述多孔覆盖层和所述细胞容器内的所述细胞基质；

第一导管，其延伸穿过所述帘，与所述多孔覆盖层流体相通，用于将所述负压穿过所述多孔覆盖层施用到所述细胞基质；

孔容器，其具有覆盖和密封所述基底的所述可渗透部分的开口端，用于将培养基穿过所述基底的所述可渗透部分施用到所述细胞基质；以及

盖子，其适于覆盖所述细胞容器的所述开口。

2.如权利要求1所述的密封系统，还包括：

与所述第一导管流体相通的泵，用于向所述第一导管传递所述负压，所述第一导管用于向所述多孔覆盖层提供所述负压，所述多孔覆盖层用于向所述细胞基质施用所述负压。

3.如权利要求1所述的密封系统，还包括：

第二导管，其延伸进入所述孔容器，用于向所述细胞基质提供所述培养基。

4.如权利要求3所述的密封系统，还包括：

与所述第二导管流体相通的泵，用于向所述第二导管传递所述培养基，以向所述细胞基质提供所述培养基。

5.如权利要求1所述的密封系统，其中所述帘是聚氨基甲酸酯。

6.如权利要求1所述的密封系统，其中所述多孔覆盖层是开孔泡沫。

7.如权利要求1所述的密封系统，其中所述多孔覆盖层是纱布。

8.如权利要求1所述的密封系统，其中所述基底的所述可渗透部分是可渗透膜。

9.一种用于向细胞基质施用负压的密封系统，包括：

细胞容器，其具有在开口和基底之间延伸的侧壁，所述基底具有可渗透部分，所述可渗透部分用于在所述细胞基质位于所述细胞容器内邻近所述基底时提供与所述细胞基质的流体相通；

多孔覆盖层，其用于在所述细胞基质位于所述细胞容器内时覆盖所述细胞基质且与所述细胞基质流体相通；

帘，其由一片基本上气体不可渗透的材料形成，延伸到所述侧壁且沿所述侧壁密封，用于覆盖且密封所述多孔覆盖层和在所述细胞容器内的所述细胞基质；

第一导管，其延伸穿过所述帘，与所述多孔覆盖层流体相通，用于将所述负压穿过所述多孔覆盖层施用到所述细胞基质；

密封构件，其具有：基本上圆柱形的主体，所述主体具有围绕所述细胞容器的所述侧壁的内表面和适于容纳于板孔内的外表面，所述板孔用于穿过所述基底的所述可渗透部分向所述细胞基质施用培养基；位于所述侧壁和所述密封构件的所述内表面之间的第一密封；以及位于所述密封构件的所述外表面周围用于提供与所述板孔的密封以将所述培养基包含在其内的第二密封；以及

盖子，其适于覆盖所述细胞容器的所述开口。

10.如权利要求9所述的密封系统，还包括：

与所述第一导管流体相通的泵，用于向所述第一导管传递所述负压，所述第一导管用于向所述多孔覆盖层提供所述负压，所述多孔覆盖层用于向所述细胞基质施用所述负压。

11.如权利要求9所述的密封系统，还包括：

第二导管，其延伸进入孔板，用于向所述细胞基质提供所述培养基。

12.如权利要求11所述的密封系统，还包括：

与所述第二导管流体相通的泵，用于向所述第二导管传递所述培养基，以向所述细胞基质提供所述培养基。

13.如权利要求9所述的密封系统，还包括：

第二导管，其延伸穿过所述密封构件进入孔板，用于向所述细胞基质提供所述培养基。

14.如权利要求9所述的密封系统，还包括：

第二导管，其延伸穿过所述密封构件的所述第二密封进入孔板，用于向所述细胞基质提供所述培养基。

15.如权利要求9所述的密封系统，其中所述第一密封是O形环。

16.如权利要求9所述的密封系统，其中所述第二密封是O形环。

17.如权利要求9所述的密封系统，其中所述帘是聚氨基甲酸酯。

18.如权利要求9所述的密封系统，其中所述多孔覆盖层是开孔泡沫。

19.如权利要求9所述的密封系统，其中所述多孔覆盖层是纱布。

20.如权利要求9所述的密封系统，其中所述基底的所述可渗透部分是可渗透膜。

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