CN101603005B - 一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置 - Google Patents

一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101603005B
CN101603005B CN2008101149906A CN200810114990A CN101603005B CN 101603005 B CN101603005 B CN 101603005B CN 2008101149906 A CN2008101149906 A CN 2008101149906A CN 200810114990 A CN200810114990 A CN 200810114990A CN 101603005 B CN101603005 B CN 101603005B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vacuum chamber
aperture
cell
mechanical stimulation
cell culture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008101149906A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101603005A (zh
Inventor
蒋兴宇
王栋
袁博
徐江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Center for Nanosccience and Technology China
Original Assignee
National Center for Nanosccience and Technology China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Center for Nanosccience and Technology China filed Critical National Center for Nanosccience and Technology China
Priority to CN2008101149906A priority Critical patent/CN101603005B/zh
Publication of CN101603005A publication Critical patent/CN101603005A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101603005B publication Critical patent/CN101603005B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C12M35/04—Mechanical means, e.g. sonic waves, stretching forces, pressure or shear stimuli
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02—Form or structure of the vessel
    • C12M23/10—Petri dish

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

本发明涉及的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，包括一上端面盖有培养皿盖的杯形培养皿，杯形培养皿的底面上设有小孔；一位于杯形培养皿下端的真空室，真空室的下端面是一透明盖玻片；小孔的上端面或与小孔对应的真空室顶面装有生物相容性弹性膜；弹性膜上表面贴壁生长单层细胞或黏附三维细胞培养块；一与真空室相连并对真空室抽真空的抽真空装置；真空室的下端面的透明盖玻片上表面涂有润滑剂。在抽真空装置对真空室抽真空时，弹性膜会被压向并紧贴真空室内的盖玻片，并在盖玻片的上表面的二维平面内被拉伸。通过设置在所述真空室下方的显微镜可以实时观测细胞的分子水平动态变化，控制弹性膜和真空室横截面形状和大小可以产生不同类型的力学刺激，更好地模拟体内复杂的力学环境。

Description

一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置
技术领域：
本发明属于用于生物医学领域的细胞培养装置，特别涉及一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，该细胞培养装置为一种设有弹性膜的细胞培养装置，在弹性膜上贴壁生长单层细胞或黏附三维细胞培养块，伸缩该弹性膜即可拉伸或压缩在其上的单层细胞或三维细胞培养块。
背景技术
随着细胞生物学的发展，细胞微环境对细胞功能的影响越来越受到重视，特别是力学刺激对细胞的生理功能起着重要作用。为了在体外更好的模拟力学刺激的作用，科学家们研究设计了许多力学加载装置。Thomas D.Brown(Journal of Bi omechanics 33，3-14，2000)比较全面地综述了体外细胞力学加载技术。具体来讲，专利US5348879-A(Application of biaxialmechanical force to living cell culture-usesdispl acement actuatorto contact and stretch membrane on which cell culture is mounted，1994)发明了一种可以对培养在弹性膜上的细胞施加双轴力学刺激的装置，该装置中弹性膜周围被固定，弹性膜下面放置一个平台，该平台在动力驱动下向上推进使得弹性膜被拉伸。专利CN 101092595A(数控机械应变细胞加载实验机，2007)发明了一种对生长在弹性膜上的细胞施加力学刺激的装置，弹性膜下面有一个机械顶板，由机械顶板顶压弹性膜产生拉伸作用。这两种方法的缺点是弹性膜在拉伸过程中随着平台或顶板上下移动，很难对细胞进行实时观察。
专利US6107081-A( Unidirectional cell stretching device forstudying mechanical loading in human tissues comprises
Shu Chien研究组的Mohammad Sotoudeh等(Annals of BiomedicalEngineering，Vol.26，pp.181 189，1998)研究设计了一种机械驱动的力学加载装置，可以对弹性膜施加等轴拉伸刺激，其弹性膜放置在一个固定平台上的聚四氟乙烯环上，弹性膜周围用一个环形装置固定，环形固定装置和一个机械动力装置连接，控制机械动力装置作上下运动即可拉伸或压缩弹性膜，由于聚四氟乙烯环是固定的，在伸缩过程中弹性膜只在同一平面运动。专利US4839280-A(Apparatus for applying stress to cell cultures，1989)、US4789601-A(Polysiloxane compsn.surface modified to improvebiocompatibility-by incorporation of carbon，amine or carboxylicacid，esp.useful as cell culture substrates，1988)和US6048723-A(Flexible bottom culture plate for applying mechanical load to cellcult ures，2000)发明了一种负压驱动的力学加载装置，是一种以弹性膜为底面的培养皿，细胞贴壁生长在弹性膜上表面，培养皿底面(弹性膜)和其下的空腔形成了密封腔，施加负压即可使得弹性膜下降产生拉伸，从而对其上的细胞施加力学刺激。这个方案的缺点是形变过程中弹性膜上下移动，不保持在同一平面，不利于显微镜观察，而且弹性膜各个部分形变不均一。专利US 6472202-Bl(Loading station assembly and method for tissueengineering，2002)在此基础上进一步发展，在培养皿底面(弹性膜)之下的密封腔内放置一平台，平台上表面与弹性膜下表面接触，这样在施加负压时平台上面的弹性膜在该平台上表面上被拉伸，改变平台上表面的形状可以对弹性膜进行等轴或单轴拉伸，变换不同形状的平台可以对同一样品施加各种等轴或单轴不同方向的力学刺激。专利CN 1846606A(模拟关节腔复合机械应力细胞加载装置，2006)发明了可以对生长在弹性膜上的细胞施加多种力学刺激的装置，其弹性膜周围固定在一个机械平台上，由机械传动装置拉伸弹性膜。这些基于弹性膜的力学加载技术的一个共同的缺点就是：细胞生长的表面即弹性膜上表面下面有一个较高的平台，或弹性膜所在平面被周围的固定装置抬高(US6107081-A)，从而使得细胞离倒置显微镜的物镜距离较远，无法用高倍镜(如倒置显微镜的油镜等)实时观察力学刺激的同时活细胞的分子水平的动态变化。用这些装置的通常的实验方法是施加一段时间力学刺激后固定或者消化细胞，然后进行常规的生物化学分析。这种方式适合于研究细胞受力学刺激后长期的变化，但对于细胞短期的变化，如信号分子钙离子的动态极性分布，就需要能在分子水平进行活细胞实时动态监测，目前的这些方法很难满足这个需求。
目前力学加载装置一般都是进行单一类型的拉伸，等轴或单轴拉伸，然而，体内真实的力学环境是复杂多样的，这就要求设计出可控的复杂类型的力学加载装置。虽然专利US6472202-B1(Loading station assembly andmethod for tissue eng ineering，2002)声称可以变换弹性膜下的平台以改变拉伸方式，但是这要拆开整个密封装置，操作可行性不强，比如需要两种类型的拉伸方式循环往复交替进行，这个方案则很难实现。
目前这些装置的弹性膜需要复杂的额外部件进行固定，结构复杂，制作费时。
发明内容
本发明的目的是针对现有力学加载装置的以上不足之处，提出一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置。本发明装置可以实现在对细胞施加力学刺激的同时实时观测活细胞的分子水平动态变化；通过所设的弹性膜和真空室的平面形状和大小，可以得到等轴拉伸、单轴拉伸、或复杂类型的拉伸模式，为研究细胞在复杂力学环境下的变化提供了有力的工具。
本发明的技术方案如下：
本发明提供的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，包括：一上端面盖有培养皿盖1的杯形培养皿2；一位于所述杯形培养皿3下端的真空室9；一与所述真空室9相连并对所述真空室9抽真空的抽真空装置8；其特征在于：
所述杯形培养皿2的底面上设有小孔；
所述真空室9的下端面是一透明盖玻片5；
所述小孔的上端面或与所述小孔对应的真空室9顶面装有生物相容性弹性膜4。
所述的杯形培养皿2与所述的真空室9之间夹装一带有小孔的过渡介质层3，所述过渡介质层3上的小孔与所述杯形培养皿2底面上的小孔相对应；所述过渡介质层3上的小孔等于或者大于所述杯形培养皿2底面上的小孔。
本发明的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，还可进一步包括一设置在所述真空室9下方用以实时观察细胞的显微镜。
所述的杯形培养皿2底面上小孔的数量和所述过渡介质层3上小孔的数量相等，其数量至少为1个。
所述杯形培养皿2底面上的小孔和所述过渡介质层3上的小孔为圆形孔、椭圆形孔、正方形孔、长方形孔或多边形孔。
所述弹性膜4上表面或上表面的部分区域进行化学或物理修饰。
所述真空室9的侧壁6为硅胶侧壁、玻璃侧壁、塑料侧壁或无毒副作用的金属侧壁。
所述透明盖玻片5的上表面涂有无毒副作用润滑剂。
所述真空室9的横截面为圆形、椭圆形、正方形、长方形、工字型或多边形。
所述真空室9的横截面面积大于所述杯形培养皿2底面上小孔的横截面面积之和。
所述真空室9的横截面面积大于所述过渡介质层3上小孔的横截面面积之和。
所述抽真空装置8通过通气管道7对所述真空室9抽真空；所述通气管道7的端口伸入所述真空室9内的长度小于所述杯形培养皿2底面上最外侧小孔的侧壁距所述所述真空室9的侧壁6之间的距离。
所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置为多个，多个对细胞施加力学刺激的细胞培养装置并联组成一联合装置，一个所述抽真空装置8同时与所述联合装置的所有真空室9相连，并对所有真空室9抽真空。
本发明的优点在于：
1、本发明装置在对细胞施加力学刺激的同时，可以实时观察活细胞的分子水平动态变化，获得的信息量大。而目前的基于弹性膜的力学加载装置很难实现这个功能，它们只能通过力学刺激一定量后，固定或消化细胞，然后进行生物化学分析，获得的信息量少。
2、本发明装置可以在同一装置中集成可控的多种类型力学刺激，为研究细胞在复杂力学环境下的变化提供了有力的工具。虽然专利US6472202-B1(Loading station assembly and method for tissue enginee ring，2002)声称可以变换弹性膜下的平台以改变拉伸方式，但是这要拆开整个密封装置，操作可行性不强，比如需要两种类型的拉伸方式循环往复交替进行，这个方案则很难实现，用本发明的装置则很容易实现这个功能。
3、本发明中用到的弹性膜制作简单，不需要额外的固定装置，而且重复性好。目前的力学加载装置的弹性膜需要另外单独制备，并需要复杂的额外部件进行固定，结构复杂，制作繁琐费时，固定的效果稍微不好即会大大影响实验结果。
4、本发明装置可以集成化，多个独立的力学加载装置可以通过通气管道连接在一起组成一个联合装置，由一个共同的负压装置(抽真空装置)统一控制，这样就可以由一个负压装置同时驱动多个类型相同或不同的力学加载单元。
附图说明
图1：本发明装置(一实施例)的结构示意图(拉伸前)。
图2：本发明装置的结构示意图(拉伸后)。
图3：本发明装置(另一实施例)的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步描述本发明。
图1为本发明装置的结构示意图(拉伸前)；图2为本发明装置的结构示意图(拉伸后)。图3为本发明装置的结构示意图；由图可知，本发明提供的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，包括：一上端面盖有培养皿盖1的杯形培养皿2；一位于所述杯形培养皿3下端的真空室9；一与所述真空室9相连并对所述真空室9抽真空的抽真空装置8；其特征在于：
所述杯形培养皿2的底面上设有小孔；
所述真空室9的下端面是一透明盖玻片5；
所述小孔的上端面或与所述小孔对应的真空室9顶面装有生物相容性弹性膜4。
所述的杯形培养皿2与所述的真空室9之间夹装一带有小孔的过渡介质层3，所述过渡介质层3上的小孔与所述杯形培养皿2底面上的小孔相对应；所述过渡介质层3上的小孔等于或者大于所述杯形培养皿2底面上的小孔。
本发明的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，还可进一步包括一设置在所述真空室9下方用以实时观察细胞的显微镜(图中未示)。
所述的杯形培养皿2底面上小孔的数量和所述过渡介质层3上小孔的数量相等，其数量至少为1个。
所述杯形培养皿2底面上的小孔和所述过渡介质层3上的小孔为圆形孔、椭圆形孔、正方形孔、长方形孔或多边形孔。
所述弹性膜4上表面或上表面的部分区域进行化学或物理修饰。
所述真空室9的侧壁6为硅胶侧壁、玻璃侧壁、塑料侧壁或无毒副作用的金属侧壁。
所述透明盖玻片5的上表面涂有无毒副作用润滑剂。
所述真空室9的横截面为圆形、椭圆形、正方形、长方形、工字型或多边形。
所述真空室9的横截面面积大于所述杯形培养皿2底面上小孔的横截面面积之和。
所述真空室9的横截面面积大于所述过渡介质层3上小孔的横截面面积之和。
所述抽真空装置8通过通气管道7对所述真空室9抽真空；所述通气管道7的端口伸入所述真空室9内的长度小于所述杯形培养皿2底面上最外侧小孔的侧壁距所述所述真空室9的侧壁6之间的距离。
所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置为多个，多个对细胞施加力学刺激的细胞培养装置并联组成一联合装置，一个所述抽真空装置8同时与所述联合装置的所有真空室9相连，并对所有真空室9抽真空。
实施例1
本实施例的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，如图1所示，其结构包括：
一上端面盖有培养皿盖1的杯形培养皿2，所述杯形培养皿2的底面上设有一个小孔；
一位于所述杯形培养皿2下端的真空室9，所述真空室9的下端面是一透明盖玻片5；
所述小孔的下端面装有生物相容性弹性膜4(如硅胶膜)；
和
一与所述真空室9相连，并对所述真空室9抽真空的通气管道7和抽真空装置8。
本实施例中包括一设置在所述真空室9下方用以实时观察细胞的显微镜(图中未示)。
所述杯形培养皿2的底面上的小孔为圆形孔，也可以是椭圆形孔；
所述弹性膜4上表面可贴壁生长单层细胞或黏附三维细胞培养块。(图中未示)；
所述真空室9的侧壁6为硅胶侧壁，也可以是塑料侧壁；
所述透明盖玻片5的上表面涂有无毒副作用润滑剂(比如硅油)；所述真空室9的横截面为正方形，也可以是长方形，其边长大于所述杯形培养皿2底面上的小孔的直径；
所述抽真空装置8通过通气管道7对所述真空室9抽真空，弹性膜4被压向透明盖玻片5，并在沿盖玻片5上表面上的二维平面内被等轴拉伸(图2)。
所述抽真空装置8对所述真空室9抽真空，当所述弹性膜4被拉伸到接触所述通气管道7的管口或所述通气管道7在真空室内的开口时达到最大拉伸程度，所述抽真空装置8继续对所述真空室9抽真空不会使得所述弹性膜4继续被拉伸(图2)。
所述抽真空装置8对所述真空室9抽真空，可以是抽一次后停止，保持真空室在一定负压状态，所述弹性膜4保持拉伸状态；也可以是间断地、或有规律的抽真空和恢复常压，所述弹性膜4以一定频率和幅度被拉伸。
实施例2
本实施例的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，如图3所示，其结构包括：
一上端面盖有培养皿盖1的杯形培养皿2，所述杯形培养皿2的底面上设有一个小孔；
一位于所述杯形培养皿2下端的真空室9，所述真空室9的下端面是一透明盖玻片5；
所述的杯形培养皿2与所述的真空室9之间夹装一带有一个小孔的过渡介质层3，所述过渡介质层3上的小孔与所述杯形培养皿2底面上的小孔相对应；所述过渡介质层3上的小孔等于或者大于所述杯形培养皿2底面上的小孔；所述过渡介质层3上的小孔的下端面装有生物相容性弹性膜4(如硅胶膜)；
和
一与所述真空室9相连，并对所述真空室9抽真空的通气管道7和抽真空装置8。
本实施例中包括一设置在所述真空室9下方用以实时观察细胞的显微镜(图中未示)；
所述杯形培养皿2的底面上的小孔为正方形孔，也可以是圆形孔、椭圆形孔、长方形孔或多边形孔；
所述过渡介质层3上的小孔为圆形孔，也可以是椭圆形孔、正方形孔、长方形孔或多边形孔。
所述弹性膜4上表面的部分区域可化学修饰上以聚乙二醇为末端的硅烷分子，修饰有聚乙二醇为末端的硅烷分子的区域抗拒蛋白质或细胞粘附，蛋白质或细胞只能粘附到没有化学修饰聚乙二醇为末端的硅烷分子的区域；
所述真空室9的侧壁6为玻璃侧壁，也可以是无毒副作用的金属侧壁；
所述透明盖玻片5的上表面涂有无毒副作用润滑剂(比如食用油)；所述真空室9的横截面为圆形，也可以是椭圆形或多边形，其面积大于所述过渡介质层3上的小孔的面积；
所述抽真空装置8通过通气管道7对所述真空室9抽真空，弹性膜4被压向透明盖玻片5，并在沿盖玻片5上表面上的二维平面内被等轴拉伸。
实施例3
本实施例的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其结构包括：
一上端面盖有培养皿盖1的杯形培养皿2，所述杯形培养皿2的底面上设有两个小孔；
一位于所述杯形培养皿2下端的真空室9，所述真空室9的下端面是一透明盖玻片5；
所述杯形培养皿2的底面上的两个小孔的下端面分别装有生物相容性弹性膜4(如硅胶膜)；
和
一与所述真空室9相连，并对所述真空室9抽真空的通气管道7和抽真空装置8。
本实施例中包括一设置在所述真空室9下方用以实时观察细胞的显微镜(图中未示)。
所述杯形培养皿2的底面上的小孔为圆形孔，也可以是椭圆形孔、正方形孔、长方形孔或多边形孔；
所述弹性膜4上表面的部分区域可物理吸附抗拒蛋白质或细胞吸附的分子，如Pluronic F108，蛋白质或细胞只能在没有物理吸附Pluronic F108的区域粘附或生长。
所述真空室9的侧壁6为无毒副作用的金属(如不锈钢)侧壁，也可以是玻璃侧壁；
所述透明盖玻片5的上表面涂有无毒副作用润滑剂(比如硅油)；所述真空室9的横截面为多边形，也可以是正方形、长方形、圆形或椭圆形，其横截面面积大于所述杯形培养皿2底面上小孔的横截面面积之和。；
所述抽真空装置8通过通气管道7对所述真空室9抽真空，所述杯形培养皿2的底面上的两个小孔的下端面的两个生物相容性弹性膜4同时被压向透明盖玻片5，并在沿盖玻片5上表面上的二维平面内被等轴拉伸。
实施例4
本实施例的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其结构包括：
一上端面盖有培养皿盖1的杯形培养皿2，所述杯形培养皿2的底面上设有一个小孔；
一位于所述杯形培养皿2下端的真空室9，所述真空室9的下端面是一透明盖玻片5；
所述小孔的上端面装有生物相容性弹性膜4(如硅胶膜)；
和
一与所述真空室9相连，并对所述真空室9抽真空的通气管道7和抽真空装置8。
本实施例中包括一设置在所述真空室9下方用以实时观察细胞的显微镜。
所述杯形培养皿2的底面上的小孔为正方形孔，也可以是长方形孔；
所述弹性膜4上表面或上表面的部分区域可以不是平面，而是有一些物理结构，如柱状，也可以是波浪状上表面，并可贴壁生长单层细胞，也可以黏附三维细胞培养块；
所述真空室9的侧壁6为塑料侧壁，也可以是硅胶侧壁；
所述透明盖玻片5的上表面涂有无毒副作用润滑剂(比如硅油)；所述真空室9的横截面为长方形，其短边的边长等于与其平行的所述杯形培养皿2底面上的小孔的边的边长；
所述抽真空装置8通过通气管道7对所述真空室9抽真空，所述弹性膜4被压向透明盖玻片5，并在沿所述盖玻片5上表面上的二维平面内沿所述真空室9横截面长轴的方向被单轴拉伸(图2)。
所述抽真空装置8对所述真空室9抽真空，当所述弹性膜4被拉伸到接触所述通气管道7的管口或所述通气管道7在真空室内的开口时达到最大拉伸程度，所述抽真空装置8继续对所述真空室9抽真空不会使得所述弹性膜4继续被拉伸(图2)。
所述抽真空装置8对所述真空室9抽真空，可以是抽一次后停止，保持真空室在一定负压状态，所述弹性膜4保持拉伸状态；也可以是间断地、或有规律的抽真空和恢复常压，所述弹性膜4以一定频率和幅度被拉伸。
实施例5
本实施例的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，如图1所示。
本实施例的杯形培养皿2的底面上的小孔为正方形孔，也可以是长方形孔；
所述真空室9的横截面为长方形，其短边的边长大于所述杯形培养皿2的底面上的正方形孔的边长；
所述透明盖玻片5的上表面上涂有润滑剂(如硅油)；
所述抽真空装置8对所述真空室9抽真空，所述弹性膜4被压向所述透明盖玻片5，并在沿所述透明盖玻片5的上表面的二维平面内先被等轴拉伸再被单轴拉伸。
实施例6
本实施例的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，如图1所示。
本实施例的杯形培养皿2的底面上的小孔为正方形孔，也可以是长方形孔；
所述真空室9的横截面为工字形，其中间部分的宽等于所述杯形培养皿2的底面上的正方形小孔的边长；
所述透明盖玻片5的上表面上涂有润滑剂(如硅油)；
所述抽真空装置8对所述真空室9抽真空，所述弹性膜4被压向所述透明盖玻片5，并在沿所述透明盖玻片5的上表面的二维平面内先被单轴拉伸再被等轴拉伸。
实施例7
本实施例的可对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，如图1所示。
本实施例所述杯形培养皿2的底面上的小孔为正方形孔，也可以是长方形孔；
所述真空室9的横截面为工字形，其中间部分的宽大于所述杯形培养皿2的底面上的正方形小孔的边长；
所述透明盖玻片5的上表面上涂有润滑剂(如硅油)；
所述抽真空装置8对所述真空室9抽真空，所述弹性膜4被压向所述透明盖玻片5，并在沿透明盖玻片5的上表面的二维平面内依次被等轴拉伸、单轴拉伸、等轴拉伸。
实施例8
本实施例的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，由一个实施例1所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置和一个实施例4所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置由通气管道7连接在一起组成一个联合装置，由一个抽真空装置8抽真空控制。

Claims (15)

1.一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，包括：一上端面盖有培养皿盖(1)的杯形培养皿(2)；一位于所述杯形培养皿(2)下端的真空室(9)；一与所述真空室(9)相连并对所述真空室(9)抽真空的抽真空装置(8)；其特征在于：
所述杯形培养皿(2)的底面上设有小孔；
所述真空室(9)的下端面是一透明盖玻片(5)；
所述小孔的上端面或与所述小孔对应的真空室(9)顶面装有生物相容性弹性膜(4)。
2.按权利要求1所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述的杯形培养皿(2)与所述的真空室(9)之间夹装一带有小孔的过渡介质层(3)，所述过渡介质层(3)上的小孔与所述杯形培养皿(2)底面上的小孔相对应；所述过渡介质层(3)上的小孔等于或者大于所述杯形培养皿(2)底面上的小孔。
3.按权利要求1或2所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，还包括一设置在所述真空室(9)下方用以实时观察细胞的显微镜。
4.按权利要求2所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述的杯形培养皿(2)底面上小孔的数量和所述过渡介质层(3)上小孔的数量相等，其数量至少为1个。
5.按权利要求2所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述杯形培养皿(2)底面上的小孔和所述过渡介质层(3)上的小孔为圆形孔、椭圆形孔或多边形孔。
6.按权利要求5所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述多边形孔为正方形孔或长方形孔。
7.按权利要求1或2所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述弹性膜(4)上表面或上表面的部分区域进行化学或物理修饰。
8.按权利要求1或2所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述真空室(9)的侧壁(6)为硅胶侧壁、玻璃侧壁、塑料侧壁或无毒副作用的金属侧壁。
9.按权利要求1所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述透明盖玻片(5)的上表面涂有无毒副作用润滑剂。
10.按权利要求1或2所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述真空室(9)的横截面为圆形、椭圆形或多边形。
11.按权利要求10所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述多边形为正方形、长方形或工字型。
12.按权利要求1、2或4所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述真空室(9)的横截面面积大于所述杯形培养皿(2)底面上小孔的横截面面积之和。
13.按权利要求2或4所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述真空室(9)的横截面面积大于所述过渡介质层(3)上小孔的横截面面积之和。
14.按权利要求1或2所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述抽真空装置(8)通过通气管道(7)对所述真空室(9)抽真空；所述通气管道(7)的端口伸入所述真空室(9)内的长度小于所述杯形培养皿(2)底面上最外侧小孔的侧壁距所述真空室(9)的侧壁(6)之间的距离。
15.按权利要求1所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置，其特征在于，所述的对细胞施加力学刺激的细胞培养装置为多个，多个对细胞施加力学刺激的细胞培养装置并联组成一联合装置，一个所述抽真空装置(8)同时与所述联合装置的所有真空室(9)相连，并对所有真空室(9)抽真空。
CN2008101149906A 2008-06-13 2008-06-13 一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置 Expired - Fee Related CN101603005B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008101149906A CN101603005B (zh) 2008-06-13 2008-06-13 一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008101149906A CN101603005B (zh) 2008-06-13 2008-06-13 一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101603005A CN101603005A (zh) 2009-12-16
CN101603005B true CN101603005B (zh) 2011-08-31

Family

ID=41468908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101149906A Expired - Fee Related CN101603005B (zh) 2008-06-13 2008-06-13 一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101603005B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI817291B (zh) * 2021-12-20 2023-10-01 國立中山大學 組織培養裝置及組織培養方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101974417A (zh) * 2010-09-21 2011-02-16 重庆文理学院 一种疲劳加载实验装置及工艺
CN103146573B (zh) * 2011-12-07 2015-07-22 国家纳米科学中心 一种动脉血管模拟微流控装置及其应用
CN106867888A (zh) * 2017-03-20 2017-06-20 北京理工大学 可实时在位观测的匀速对称单轴拉伸细胞力学装置
JPWO2020026434A1 (ja) * 2018-08-03 2021-08-05 オリンパス株式会社 細胞検査装置及び細胞検査方法
CN109745006B (zh) * 2019-01-31 2024-03-15 北京超维景生物科技有限公司 分离式吸附装置、显微镜探测装置及激光扫描显微镜
CN110804547A (zh) * 2019-05-02 2020-02-18 金华职业技术学院 一种细胞样品压力刺激装置
CN111545258A (zh) * 2020-04-26 2020-08-18 复旦大学 一种可提供压缩形变的微流控芯片及其制备方法与应用
CN116333882B (zh) * 2023-03-22 2023-10-31 浙江大学 一种可实现径向拉压和面外弯曲的软体细胞培养皿

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6472202B1 (en) * 1998-05-08 2002-10-29 Flexcell International Corporation Loading station assembly and method for tissue engineering
CN2818484Y (zh) * 2005-07-15 2006-09-20 中国人民解放军第四军医大学 细胞牵张应力控制装置
CN201261787Y (zh) * 2008-06-13 2009-06-24 国家纳米科学中心 一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6472202B1 (en) * 1998-05-08 2002-10-29 Flexcell International Corporation Loading station assembly and method for tissue engineering
CN2818484Y (zh) * 2005-07-15 2006-09-20 中国人民解放军第四军医大学 细胞牵张应力控制装置
CN201261787Y (zh) * 2008-06-13 2009-06-24 国家纳米科学中心 一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI817291B (zh) * 2021-12-20 2023-10-01 國立中山大學 組織培養裝置及組織培養方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101603005A (zh) 2009-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101603005B (zh) 一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置
Lee et al. Spheroid-based three-dimensional liver-on-a-chip to investigate hepatocyte–hepatic stellate cell interactions and flow effects
US20080220333A1 (en) Lithium Ion Conductive Material Utilizing Bacterial Cellulose Organogel, Lithium Ion Battery Utilizing the Same and Bacterial Cellulose Aerogel
CN102676446B (zh) 可变形曲面上细胞流体应力加载方法、装置及实验平台
US7807453B2 (en) Device for cell culture on deformable surfaces
EP2419504A2 (en) Technology and method to study microbial growth and adhesion to host-related surface and the host-microbiota interactions
WO2009032174A1 (en) Bio-matrix stretcher
CN211645272U (zh) 一种多通道细胞牵张应力加载装置
CN101484571A (zh) 细胞或组织的培养方法
CN201261787Y (zh) 一种对细胞施加力学刺激的细胞培养装置
US20220204937A1 (en) Force Stimulation Loading Device and Working Method Thereof
CN110964637B (zh) 一种体外动态细胞培养装置及其培养方法
CN100570363C (zh) 细胞力学周期加载系统
CN108130274B (zh) 一种在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置及其方法
CN111117890A (zh) 细胞动态牵张应力培养装置
CN113462032A (zh) 一种离子型电活性驱动器制备方法
CN113265032B (zh) 一种聚烯丙基胺修饰的温敏共聚物的制备方法及其应用
Wang et al. Stretchable, Biodegradable Dual Cross-Linked Chitin Hydrogels with High Strength and Toughness and their Potential Applications in Flexible Electronics
CN107805625A (zh) 一种石墨烯培养基底及其制备方法和在多能干细胞培育、分化及移植方面的应用
Gu et al. Mechanical stimulation of cells with electroactive polymer-based soft actuators
CN111718835A (zh) 一种细胞组织力学模拟装置
EP1990402A1 (en) Bioreactor to apply mechanical forces as an anabolic stimulus
CN104007029A (zh) 组织工程支架动态力学实验装置及方法
CN211689016U (zh) 一种可施加循环应力的细胞载体拉伸装置
CN109161529B (zh) 一种用于细胞培养的聚吡咯薄膜基底制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110831

Termination date: 20210613

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee