CN104328049B - 眼球前段灌注器官培养多腔室系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种眼球前段灌注器官培养多腔室系统，包括供放置和培养眼球的多腔室培养装置，为多腔室培养装置提供灌注液的灌注液存储容器和与多腔室培养装置连接的监测装置。本发明与单腔灌注组织培养装置相比，具有如下优点：增加了灌注器官培养的通量；可同时测试单眼球的多个状态，缩小用不同眼球带来的生物性变化差异，提高数据质量；允许应用完整或者部分眼球前段，测试不同部分的功能或在同一眼球相同状态下不同小梁网状结构组织的部分损坏，减少浪费；只需要很小的眼球样品量就可以完成多种条件处理重复性试验，以便统计分析，大大降低了研究费用，此外所需药物剂量少，更进一步降低了研究费用。

Description

眼球前段灌注器官培养多腔室系统

技术领域

本发明涉及一种灌注器官培养系统，尤其涉及一种用于眼科研究的眼球前段灌注器官培养多腔室系统。

背景技术

人眼球前段组织灌注器官培养是一种很重要的技术，可用其对完整的小梁网状结构进行通透性实验以研究青光眼的发病机理或药物开发。然而，由于现在所有眼库中捐献的眼球都优先用于角膜移植手术，因此，能够用来做灌注器官培养的捐献眼球非常有限。只有当用于角膜移植不合格时才可获得用于做灌注器官培养。但是，这些剩下来的眼球对于灌注器官培养研究往往也不是理想的，因此，灌注器官培养的眼球来源一直是灌注器官培养技术难以得到应用的限制因素。

目前，常用的灌注器官培养系统是在单腔室系统上安装眼球前段，然后用一个O型环压圈将眼球前段与单腔室压在一起，并用螺丝压紧，形成密封的系统。单腔室系统有两个接口，一个口流入灌注液，另一个口连接传感器进行压强测量。这种单腔室系统使用一个眼球只能测试一种灌注液，进行一种药物测试或对照试验，测试不同的液体或进行不同试验就需要多个眼球才能实现。使用捐献的人眼球非常昂贵，且由于眼球质量往往都有问题，不合格，不是每个眼球都能成功地进行试验，这就再次增加了试验成本和时间。

发明内容

本发明为解决用上述现有的技术中遇到眼球来源限制的问题，而提供了一种用于眼科研究的眼球前段灌注器官培养多腔室系统。该多腔室系统可以将一个眼球分成若干部分，即可当作多个眼球进行实验。对眼球的小梁网状结构进行灌注器官培养，可检测药物制剂对人体小梁网状结构的功能、伸缩性以及房水流出的影响，建立了一种高通量的用人或动物眼球离体青光眼研究模型，是研发青光眼治疗的重要工具。

本发明所采取的技术方案是：

本发明的眼球前段灌注器官培养多腔室系统，包括供放置和培养眼球的多腔室培养装置，为多腔室培养装置提供灌注液的灌注液存储容器和与多腔室培养装置连接的监测装置。多腔室培养装置包括主支架、自动压力控制底座和连接在自动压力控制底座上方的中央主体，主支架上端的主支架上盖中央形成一多腔室分隔压圈，多腔室分隔压圈被主支架隔断分隔成多个主支架腔室，主支架隔断的内端上侧相互连接形成中央圆环，主支架隔断的内端下侧相互连接成封闭环；中央主体包括下端的废液盘和连接在废液盘中央的多腔室柱体，以及设置在多腔室柱体顶端的闭环；闭环上侧中央为眼球固定窝，从眼球固定窝向外形成与主支架隔断相配合的分闭环隔断，分闭环隔断将闭环分隔成与主支架腔室数目相同的分割腔室；中央主体内设置有多条灌注液通道，分别连通至各个分割腔室内；闭环与封闭环的内壁贴合。

所述的中央主体的废液盘后方设置有排液通道。

所述的自动压力控制底座包括最下端的支撑座，由支撑座中央向上延伸出的下支撑体，以及连接在下支撑体上的伸缩柱芯；中央主体的多腔室柱体内部空心，并套接在伸缩柱芯和下支撑体的外部。

所述的主支架腔室及分割腔室的数目为两个至三十二个。

各个分割腔室内部的压力检测由通过传感器通道与腔室内连通的压力传感器进行实时测量，或者由设置在腔室内的无线传感器进行实时测量。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的眼球前段灌注器官培养多腔室系统，对一个眼球分成多个腔室，并且可同时对多个眼球进行培养研究，与单腔室灌注组织培养装置相比，具有如下优点：增加了灌注器官培养试验的通量；可同时测试单眼球不同部分的多种处理状态，缩小由于不同眼球带来的生物性变化差异，提高数据质量；允许用一个完整的眼球或者一个眼球的部分前段进行试验。测试不同部分功能或在同一眼球同种状态下不同部分小梁网状结构组织的状态，不完整的眼球也可使用，减少浪费；只需要很小的眼球样品量就可以获得大量的统计分析数据，大大降低了研究费用，此外使用药物剂量减少，更多的降低了研究费用。多腔室培养装置在使用过程中装配简单，采用自动锁紧装置来支撑上端中央主体的腔室，防止污染物进入或者灌注液漏失，形成单独密封分割腔室防止泄露，且可实现多个腔室的温度和气压单独控制。

附图说明

图1是本发明的眼球前段灌注器官培养多腔室系统的结构框图；

图2是本发明的多腔室培养装置的立体结构图；

图3是本发明的多腔室培养装置的中央主体的结构图；

图4是本发明的自动压力控制底座的结构图；

图5是本发明的主支架的结构图；

图6是本发明的中央主体与自动压力控制底座的组装结构图；

图7是本发明的多腔室培养装置的内部解剖结构图。

图中主要部件标号说明：

1：灌注液存储容器2：多腔室培养装置

3：监测装置4：主支架

5：主支架上盖6：主支架腔室

7：主支架隔断8：中央主体

9：废液盘10：自动压力控制底座

11：闭环12：传感器通道

13：灌注液通道14：多腔室主体

15：排液通道16：分割腔室

17：分闭环隔断18：眼球固定窝

19：进液口20：封闭环

21：伸缩柱芯22：下支撑体

23：传感器漏液出口24：中央圆环

25：支撑座

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明描述。本发明的优选实例不构成对本发明的限制。

图1是本发明的眼球前段灌注器官培养多腔室系统的结构框图。如图1所示，本发明的眼球前段灌注器官培养多腔室系统，包括一个将人或动物眼球分成多腔室进行各种条件测试的多腔室培养装置2，为多腔室培养装置2提供独立灌注液的灌注液存储容器1和与多腔室培养装置2连接的监测装置3。

灌注液存储容器1内部分为多个独立的灌注液存储室，每个灌注液存储室通过一个导管连接到多腔室培养装置上的一个灌注液通道内，并最终将灌注液输送到一个分割腔室内，为各个腔室提供压力，灌注液可以变压或恒压流动来模仿真实人眼环境。

监测装置3可以是电脑或其它控制器，通过控制有线压力传感器或无线传感器来实时监测记录实验中每个腔室的压强和流动率，并通过控制灌注液的流速对腔室内的压强进行调控。

图2是本发明的多腔室培养装置的立体结构图；图5是本发明的主支架的结构图。如图2和图5所示，多腔室培养装置包括主支架4、自动压力控制底座10和连接在自动压力控制底座10上方的中央主体8。主支架4上端的主支架上盖5中央形成一多腔室分隔压圈，压圈下端呈半球体状，与眼球前段外部相接触。多腔室分隔压圈被主支架隔断7分隔成多个主支架腔室6，图中所示为四个腔室，实际可以为两个至三十二个不等，优选为四个、九个、或十二个。主支架隔断7的内端上侧相互连接形成中央圆环24，以供固定眼球，主支架隔断7的内端下侧相互连接成封闭环20。

图3是本发明的中央主体的结构图。如图3所示，中央主体8由内部空心的多腔室柱体14和废液盘9构成。多腔室柱体14顶端有闭环11，闭环11顶部呈球体状，与眼球前段内部半球体形状相吻合。闭环11上侧中央为眼球固定窝18，从眼球固定窝18向外形成与主支架隔断相配合的分闭环隔断17，分闭环隔断17将分闭环分隔成与主支架腔室数目相同的分割腔室16，每个分割腔室16都下凹呈扇形，底部形成有两个开口，一个开口为进液口19，与下述的灌注液通道13连通，另一个开口是传感器漏液出口23，与下述的传感器通道12连通。中央主体8内设置有多条灌注液通道13和传感器通道12，这些通道穿过多腔室柱体14分别连通至各个分割腔室内。如果使用无线传感器，则无需设置传感器通道，直接将传感器发射头设置在各个腔室内即可。中央主体8的废液盘9后方设置有排液通道15。

图4是本发明的自动压力控制底座的结构图。如图4所示，自动压力控制底座10包括最下端的支撑座25，由支撑座25中央向上延伸出的柱状的下支撑体22，以及连接在下支撑体22上的伸缩柱芯21。伸缩柱芯21可以是弹簧或其它弹性部件，连接在内部空心的多腔室柱体14内。

图6是本发明的中央主体与自动压力控制底座的组装结构图；图7是本发明的多腔室培养装置的内部解剖结构图。如图6和图7所示，实验使用时，首先将解剖好的眼球前端罩在中央主体8上，使小梁组织正好处于多腔室的开放空间内。然后将中央主体8的多腔室柱体14套接在自动压力控制底座10的伸缩柱芯21和柱状下支撑体22外，组装后，中央主体8与自动压力控制底座10之间可以上下滑动。将中央主体8向下适当压缩后，放入主支架4内，松开中央主体8，依靠伸缩柱芯21的弹力，中央主体8、眼球前段组织及主支架中央的多腔室分隔压圈形成一体，适度压紧。眼球固定窝18与多腔室分隔压圈对应固定，分闭环11的外沿与封闭环20的内壁贴合，多个分割腔室16及与其对应的主支架腔室6共同形成密封多腔室。中央主体8内设置有多条灌注液通道13，分别连通至各个封闭的环腔室内。灌注液由灌注液通道13和进液口19进入各个腔室内。中央主体8下端为中央凹陷的废液盘9，由眼球前段小梁组织渗漏出的废液流入下方的废液盘9中，再通过后方设置的排液通道15排出。

本发明的眼球前段灌注器官培养多腔室系统，与单腔灌注组织培养装置相比，具有如下优点：

第一，多腔室系统增加了灌注器官培养的通量，仅用一只眼球，就可对2种以上多达32种测试条件进行研究，并且可以同时对不同的腔室灌注不同的营养液或药物，研究对比不同处理对同一眼球小梁组织通透性的作用效果；

第二，多腔室系统可用单眼球同时测试多种状态处理，缩小了用不同眼球产生的生物性变化差异，提高数据质量，同时减少眼球的使用量，由于人的眼球非常昂贵，并需要长时间等待才能获得，减少眼球的使用量将大大降低研究费用和缩短研发时间；

第三，该系统允许使用完整的或者部分眼球前段，测试不同部分功能或在同一眼球的相同状态下不同部分小梁网状结构组织的损坏程度，其中不合格的部分腔室可在前期测试中排除掉，其余合格的部分（腔室）仍可用于测试。使用传统单腔室的方法，一只眼球只要部分损坏，就不能再用于实验，因此，该系统减少了浪费，且提高了实验效率和眼组织利用率；

第四，多腔室培养装置在使用过程中装配简单，采用自动压力控制底座来支撑上端的腔室防止污染物进入或者灌注液漏失，形成单独密封分割腔室防止泄露，且可实现多个腔室的温度和气压单独控制。

Claims (6)

1.一种眼球前段灌注器官培养多腔室系统，包括供放置和培养眼球的多腔室培养装置（2），为多腔室培养装置提供灌注液的灌注液存储容器（1）和与多腔室培养装置连接的监测装置（3）；其特征在于：所述的多腔室培养装置（2）包括主支架（4）、自动压力控制底座（10）和连接在自动压力控制底座（10）上方的中央主体（8），主支架（4）上端的主支架上盖（5）中央形成一多腔室分隔压圈，多腔室分隔压圈被主支架隔断（7）分隔成多个主支架腔室（6），主支架隔断（7）的内端上侧相互连接形成中央圆环（24），主支架隔断（7）的内端下侧相互连接成封闭环（20）；中央主体（8）包括下端的废液盘（9）和连接在废液盘中央的多腔室柱体（14），以及设置在多腔室柱体（14）顶端的闭环（11）；闭环（11）上侧中央为眼球固定窝（18），从眼球固定窝向外形成与主支架隔断相配合的分闭环隔断（17），分闭环隔断（17）将闭环（11）分隔成与主支架腔室数目相同的分割腔室（16）；中央主体（8）内设置有多条灌注液通道（13），分别连通至各个分割腔室内；闭环（11）与封闭环（20）的内壁贴合。

2.根据权利要求1所述的眼球前段灌注器官培养多腔室系统，其特征在于：中央主体（8）的废液盘（9）后方设置有排液通道（15）。

3.根据权利要求1所述的眼球前段灌注器官培养多腔室系统，其特征在于：自动压力控制底座（10）包括最下端的支撑座（25），由支撑座（25）中央向上延伸出的下支撑体（22），以及连接在下支撑体（22）上的伸缩柱芯（21）；中央主体（8）的多腔室柱体（14）内部空心，并套接在伸缩柱芯（21）和下支撑体（22）的外部。

4.根据权利要求1所述的眼球前段灌注器官培养多腔室系统，其特征在于：主支架腔室及分割腔室的数目为两个至三十二个。

5.根据权利要求1所述的眼球前段灌注器官培养多腔室系统，其特征在于：各个分割腔室内部的压力检测由通过传感器通道（12）与腔室内连通的压力传感器进行实时测量。

6.根据权利要求1所述的眼球前段灌注器官培养多腔室系统，其特征在于：各个分割腔室内部的压力检测由设置在腔室内的无线传感器进行实时测量。