CN104379723A - 具有二元结构的细胞培养容器以及使用所述细胞培养容器的循环培养系统 - Google Patents

具有二元结构的细胞培养容器以及使用所述细胞培养容器的循环培养系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种细胞培养容器，其包含：上表面开放并且内部可容纳培养液的外部容器；偶合到外部容器的上端以防止微生物渗入的容器盖；以及放置在外部容器内部、可容纳培养液并且可与外部容器分离的内部容器。本发明涉及一种培养物培养系统，其包含：多个细胞培养容器；用于连接各个相邻的细胞培养容器以允许将多个细胞培养容器彼此连接以及用于连接放置在两端的一对细胞培养容器的循环导管；以及用于向细胞培养部分供应培养液和气体以使培养液和气体进行循环的循环部分。

Description

具有二元结构的细胞培养容器以及使用所述细胞培养容器的循环培养系统
背景技术
技术领域
本发明涉及细胞培养容器和循环培养系统，其中可培养人或动物/植物的细胞和组织以及微生物。
相关技术的讨论
一般来说，在培养动物组织、植物组织、植物等时使用的培养容器包括：容器本体和盖，所述容器本体的上表面开放并且内部可容纳培养基，所述盖偶合到容器本体上以防止微生物等渗入而污染培养基，从而允许在用盖封闭容器之后将动物/植物组织或植物等容纳在其中并且进行培养。
另外，容器本体和盖由透射光的透明材料制成，注入到培养容器中的培养基分为固体培养基和培养基，其根据待培养的组织或植物的特性进行选择和使用。在这样的环境下，迄今为止已经开发了多种类型的用于培养容器的工艺。
与此相关，韩国专利No.10-0679248公开了设置有分区并且共用培养基的培养容器，韩国专利申请No.10-1999-0041759公开了用于防止外部微生物渗入的培养容器。但是，上述常规培养容器是一次性的，并且只能用来培养单种细胞，而不能用来同时培养两种不同类型的细胞，并且不允许连续流入/排出培养基或气体。
此外，由于通过常规细胞培养技术培养的细胞是细胞在二维方向上展开的单层细胞，所以不能将细胞构建成活体中那样的三维组织，并且不能长时间维持细胞在活体中具有的特定功能。因此，问题在于不能确保模拟的准确性。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供二元结构()细胞培养容器，其包括：可容纳培养基的外部容器，以及由不同于外部容器的材料构成并且放置在外部容器内部的内部容器。
本发明的一个目的是提供由多个二元培养容器构成的循环培养系统，所述二元培养容器允许进行三维培养并且通过循环导管彼此连接，因此可根据需要设置循环导管和流率并且选择性地控制培养基的循环。
技术方案
本发明提供了一种细胞培养容器，其包括：外部容器，所述外部容器的上表面开放并且内部可容纳培养基；容器盖，所述容器盖偶合到外部容器的上端以防止微生物渗入；以及内部容器，所述内部容器放置在外部容器内部，可容纳培养基并且可与外部容器分离。
本发明提供了一种循环培养系统，其包括：多个细胞培养容器、循环导管以及循环部分；所述循环导管用于连接各个相邻的细胞培养容器以允许将多个细胞培养容器彼此连接并且连接放置在两端的一对细胞培养容器；所述循环部分用于向细胞培养部分供应培养基和气体以使所述培养基和气体进行循环。
有益效果
根据本发明，由于由不同于外部容器的材料构成的内部容器放置在内部可容纳培养基的外部容器内部，所以可同时培养贴壁细胞和非贴壁细胞或者两种不同类型的非贴壁细胞，另外，由于外部容器与内部容器可彼此分离，所以可将细胞贴附内部容器以便培养的内部容器与外部容器分离，从而允许方便地将内部容器转移到其他培养环境中。
另外，根据本发明，可以进行三维培养，因此可提供类似于活体的培养条件，并且可顺序地、选择性地和定量地控制培养基的循环。
另外，除了提供细胞培养物外，本发明还制造了用于以下的设备，顺序地、选择性地和定量地控制循环设施(如实验室、生产化学产品的工厂、废水处理设施等)中的各种类型液体的转移。
附图简述
图1是根据本发明的细胞培养容器的分解透视图。
图2是根据本发明的外部容器的透视图。
图3是根据本发明的外部容器的正视图。
图4是根据本发明的外部容器的右侧视图。
图5是根据本发明的细胞培养容器的剖视图。
图6是根据本发明的内部容器的透视图。
图7是根据本发明的细胞培养系统的构造图。
图8是根据本发明的一个实施方案的循环培养系统的构造图。
图9是示出了使用根据本发明实施方案的循环培养系统培养多种细胞后的结果的视图。
具体实施方式
本发明被构造成具有细胞培养容器，其包括：外部容器，所述外部容器的上表面开放并且内部可容纳培养基；容器盖，所述容器盖偶合到外部容器的上端以防止微生物渗入；以及内部容器，所述内部容器放置在外部容器内部，可容纳培养基并且可与外部容器分离。
外部容器在其一侧表面设置有入口部分，培养基或气体可通过所述入口部分流入所述外部容器；并且在其另一侧表面设置有出口部分，已经流入所述外部容器的培养基或气体可通过所述出口部分排放。
容器盖可在其一侧可设置有气体供应部分以向外部容器的内部供应气体。另外，气体供应部分可根据需要打开和关闭。
另外，气体供应部分还可包括具有精细过滤结构的过滤器。
内部容器包括细胞可贴附的底表面和网筛形状的侧表面。
本发明的一个特定方面是内部容器包括细胞可贴附的底表面和侧表面，并且底表面和侧表面可以是网筛形状的。
细胞培养容器在其外部设置有液体培养基供应设备和气体供应设备，液体培养基供应设备与入口部分连接，气体供应设备与气体供应部分连接。
另外，外部容器和内部容器由选自聚苯乙烯(polystyrene，PS)、聚丙烯(polypropylene，PP)和丙烯酸树脂(acryl)的任意一种材料制成，并且外部容器和内部容器可分别由彼此不同的材料形成。
另外，本发明涉及循环培养系统，所述循环培养系统包括：多个细胞培养容器、循环导管以及循环组件；所述多个细胞培养容器各自具有外部容器、容器盖和内部容器，所述外部容器的上表面开放并且内部可容纳培养基，所述容器盖偶合到外部容器的上端以防止微生物渗入，所述内部容器放置在外部容器内部、可容纳培养基并且可与外部容器分离；所述循环导管用于连接各个相邻的细胞培养容器以允许将多个细胞培养容器彼此连接并且用于连接放置在两端的一对细胞培养容器；所述循环部分向细胞培养部分供应培养基和气体以使所述培养基和气体进行循环。
另外，循环部分包括：泵、泵驱动装置、重量传感器和流量控制装置；所述泵与循环导管连接以通过循环导管向细胞培养部分供应流体；所述泵驱动装置用于驱动所述泵；所述重量传感器安装在培养容器上以在培养过程中检测培养容器的重量值变化；所述流量控制装置用于响应重量传感器检测到的信号而选择性运行任意一个泵驱动装置。
这时，泵驱动装置还可设置有向泵驱动装置提供电力的电力供应部分和用于容纳细胞培养容器的容纳部分()。
在下文中，将参考附图来详细地描述本发明。虽然将结合附图描述本发明，但是应理解这些描述并非意在限制本发明的范围。
图1是根据本发明的细胞培养容器的分解透视图。图2是根据本发明的外部容器的透视图。图3是根据本发明的外部容器的正视图。图4是根据本发明的外部容器的右侧视图。图5是根据本发明的细胞培养容器的剖视图。图6是根据本发明的内部容器的透视图。图7是根据本发明的循环培养系统的构造图。图8是根据本发明的一个实施方案的循环培养系统的构造图。图9是示出了使用根据本发明实施方案的循环培养系统培养多种细胞后的结果的视图。
将参考图1至9来详细地描述本发明细胞培养容器的构造和功能。
本发明包括由不同于外部容器的材料构成并且放置在可容纳培养基的外部容器110内部的内部容器130，因此可同时培养贴壁细胞和非贴壁细胞或者两种类型的非贴壁细胞。另外，本发明旨在提供细胞培养容器100，其使得可观察经培养的细胞从内部容器130向外部容器110渗透，其中在内部容器130中培养的细胞系不具有普通细胞，例如具渗透能力的癌细胞，并且可以方便地从其外部注入和排放培养基或气体，因此可以在任何独特环境中培养细胞。
更具体地，如图1至6所示，根据本发明的细胞培养容器100包括外部容器110、容器盖120和内部容器130。
这时，外部容器110被构造成具有开放的上表面，以使培养基可容纳在外部容器110中，并且容器盖120偶合到外部容器110上端防止微生物渗入。另外，外部容器110和容器盖120是透明的，由弹性材料的合成树脂通过注射成型或吹塑成型制成。
本文中，细胞培养容器100是指其中可培养人或动物/植物的细胞和组织或者微生物的细胞培养容器100。
根据本发明的外部容器110在其一侧设置有入口部分111，在其另一侧设置有出口部分112。更详细地，入口部分111允许培养基流入外部容器110，出口部分112允许已经流入外部容器110的培养基排放到外部容器110的外部。
特别地，可额外地设置帽(未示出)用于在培养细胞时封闭入口部分111和出口部分112。
另外，可根据需要设置一个或更多个入口部分l11和出口部分112。
入口部分111和出口部分112可设置在彼此对侧，以使得当注入或排放培养基时培养基的流动方向可区别。
这时，可使用适于在培养动物(人)或植物或微生物(不限于这些中的任意一种)的细胞系的情况下之使用目的的培养基。例如，当培养动物(人)的细胞系时，可使用Dulbecco改进的Eagle培养基(Dulbecco’sModified Eagle’s Medium)。
其次，根据本发明，容器盖120包括气体供应部分121。
更具体地，气体供应部分121是在培养的时候所需空气可以通过的通道，并且其内部可设置有过滤器122。过滤器122用于过滤掉通过所述通道的空气中包含的微生物，从而使得微生物不能流入细胞培养容器100中，而只有空气进入培养容器100。
本文中，通过气体供应部分121供应的气体可以是氧气或二氧化碳。更具体地，在动物细胞的情况下，可能需要氧气；在植物细胞的情况下，可能需要二氧化碳。当然，也可供应氮气或其他气体。
本发明的一个特定方面在于空气供应部分121可以打开和关闭。更具体地，在将培养基供应到入口部分111并且从出口部分112排放的情况下，通过气体供应部分121供应气体；在将气体供应到入口部分111并且从出口部分112排放的情况下，封闭气体供应部分121并且可以培养细胞。例如，使用普通胶带来封闭气体供应部分121。
例如，当在特定环境如低氧环境下培养细胞、植物或微生物的情况下，封闭设置在容器盖120中的气体供应部分121，并且可通过外部容器110的培养基入口部分111和出口部分112来排放低氧的混合气体。这时，将内部容器130放在一般的细胞培养容器100中并填充培养基，然后可以将其容纳在本发明提供的外部容器110中，从而形成具有三维结构的培养容器。
另外，培养基供应设备和气体供应设备连接到细胞培养容器100的外侧，从而向培养容器内部供应培养基和气体。这时，气体供应设备可以是常见气体控制设备，例如，Herrison气体控制器。
如图6中所示，根据本发明的内部容器130可包括细胞可以贴附的底表面和网筛形状侧表面。由于内部容器130的侧表面是网筛形状的，所以甚至可以在侧表面上进行细胞培养，从而有利于三维细胞培养。特别地，由于本发明便于三维细胞培养，所以本发明提供体内模拟环境，并降低了体外培养和体内培养之间的任何差异。另外，本发明可减少所使用的实验动物的数量。
另外，内部容器130放置在外部容器110内部，从而有利于在培养过程中防止两种不同类型的细胞被混合。
另外，尽管网筛形状是指网筛样形状，但是如果形状符合能够防止培养在外部容器110内的细胞和培养在内部容器130内的细胞混合的形状，则形状不限于网筛样形状。
本发明的一个特定方面在于内部容器130包括细胞可以贴附的底表面和侧表面，并且所述底表面和所述侧表面可以是网筛形状的。此时，内部容器130的底表面的外侧涂覆有纤连蛋白，而与甲基纤维素混合的细胞可以培养在底表面的内侧。在观察细胞的渗透和转移时，这样的结构可能有效。另外，能够观察输出到外部的信号转导因子是否引起了任何影响，并且不需要任何操作就可通过显微镜观察细胞的渗透和转移。
这里，纤连蛋白是一种糖蛋白，其存在于正常成纤维细胞或内皮细胞表面上、肠上皮细胞的基底膜以及其他多种细胞的粘性表面，并且指周皮的组分。纤连蛋白具有多种功能，但是在本发明中其帮助提高培养皿上培养细胞的贴附性能和拉伸性能。
另外，网筛形状的内部容器130有助于分离聚集在一起生长的集落形成细胞以及未聚集在一起生长的单个细胞，并且能够容易地从组织中分离单个细胞。
另外，根据本发明的外部容器110和内部容器130可由选自聚苯乙烯(polystyrene，PS)、聚丙烯(polypropylene，PP)和丙烯酸树脂(acryl)的任一种制成。
特别地，外部容器110和内部容器130可分别由彼此不同的材料制成。因此，可同时培养贴壁细胞和非贴壁细胞或两种不同类型的非贴壁细胞。
根据本发明的一个实施方案，外部容器110由聚丙烯(polypropylene，PP)制成，内部容器130由聚苯乙烯(polystyrene，PS)制成。这时，外部容器110用于培养非贴壁细胞，内部容器130用于培养贴壁细胞。另外，细胞信号转导因子分泌到培养基中，这使得可以观察其相互作用。
这里，细胞信号转导因子可以是指生长因子、细胞因子或血管内皮生长因子(VEGF)。如果一种因子相当于满足本发明目的的细胞信号转导因子，则该因子自然包含在本发明的范围内。
另外，在外部容器110由聚丙烯(polypropylene，PP)制成的情况下，外部容器比常规细胞培养皿更强，因此可在洗涤和高压杀菌之后再次使用。另外，由于可以再次使用，培养非贴壁细胞可能比培养贴壁细胞更容易，并且降低成本。但是，在使用聚丙烯(polypropylene，PP)的情况下，由于通过在其上简单地涂覆聚甘氨酸使贴壁细胞贴附到容器成为可能，所以可同时在外部容器110中和内部容器130中分别培养彼此不同的贴壁细胞，因此也可同时培养两种不同类型的非贴壁细胞。
另外，根据本发明的内部容器130可容易地与外部容器110分离。因此，作为将外部容器110与内部容器130分离的结果，可方便地将容器转移到其他培养条件，并且易于分别地收集内部容器130和外部容器110中的细胞。
另外，根据本发明的二元结构培养容器100可被构造成直径为5cm至20cm且高为1至3cm，但是作为用于细胞培养的培养容器不限于此。例如，本发明可使用直径为5至6cm、高为1cm的二元结构培养容器，或者直径为9至10cm、高为1.5cm的二元结构培养容器。另外，容纳部分700容纳二元结构培养容器100，其尺寸根据二元结构培养容器100的尺寸来确定，但不限于任何特定尺寸，只要容纳部分能够容纳二元结构培养容器100即可。
另外，本发明涉及循环培养系统。
特别地，根据本发明的循环培养系统包括细胞培养容器100、循环导管200和循环部分。
细胞培养容器100可以是二元结构细胞培养容器100，其包括根据本发明的外部容器110和内部容器。特别地，可以提供多个细胞培养容器100，循环导管200用于连接每一个相邻的细胞培养容器，从而使得多个细胞培养容器100互相连接，并且用于连接放置在其两端的一对细胞培养容器。
这里，放置在两端的细胞培养容器是指放置在多个细胞培养容器100的最外侧的一对细胞培养容器100。
如图7和8所示，根据本发明的细胞培养部分可包括例如三个容器，称为第一细胞培养容器101、第二细胞培养容器102和第三细胞培养容器103。
这时，第一细胞培养容器101与第二细胞培养容器102通过循环导管200连接。为了方便，将连接第一细胞培养容器101和第二细胞培养容器102的循环导管200称为第一循环导管201，将连接第二细胞培养容器102和第三细胞培养容器103的循环导管200称为第二循环导管202，以及将连接第三细胞培养容器103和第一细胞培养容器101的循环导管200称为第三循环导管203。
特别地，循环导管200可在其一侧连接到细胞培养容器的入口部分111上，在其另一侧连接到相邻细胞培养容器的出口部分上。例如，第一循环导管201可连接到第一培养部分的入口部分111和第二细胞培养容器102的出口部分。
另外，循环导管200还可包括流量传感器320。当培养基在细胞培养容器100中循环时，流量传感器320用于使培养基保持恒定的流率和流速。例如，流量传感器320可以是抗压毫升流量传感器(Pressure ResistantMilliliter Flow Sensor)。
另外，连接放置在两端的一对细胞培养容器的循环导管200可包括至少一个流体截止阀210。例如，其可包含在第三循环导管203中。
这里，流量截止阀210关闭流体的循环，并且可以是常规截止阀( )。
另外，根据本发明的循环培养系统可包括能够向细胞培养容器供应培养基和气体的循环部分。
特别地，在多个细胞培养部分中提供连续循环的培养基的循环部分可包括泵200、泵驱动装置310、检测培养容器中重量值变化的重量传感器400、响应于重量传感器400中检测的信号而选择性操作任一个泵驱动装置的流量控制装置500。
这里，设置泵200使培养基在细胞培养容器中循环，可设置至少一个或多个泵200以对应于多个细胞培养容器。
另外，泵200和用于驱动泵200的泵驱动装置310可设置在多个培养容器之间从而通过循环导管200向培养容器供应流体，并且可与循环管200连接。例如，第一循环导管201可与第一泵301连接，第二循环导管202可包括第二泵302，第三循环导管203可包括第三泵303。此外，例如，可向其添加用于驱动第一泵301的第一泵驱动装置311、用于驱动第二泵302的第二泵驱动装置312和用于驱动第三泵303的第三泵驱动装置。
又例如，本发明中使用的泵200可以是压电泵。压电泵用于使用压电效应将电能转换为使流体循环的机械能。即，压电泵可使用压电换能器向流体提供压力。
当向压电换能器施加电压后，压电晶体形成的压电换能器通过电致伸缩效应产生扭曲。压电泵通过使用机械能使作为流体的空气气体以预定方向转移，所述机械能因电致伸缩效应导致的压电晶体位移而产生。
在本发明中，压电换能器被称为泵驱动装置310。
特别地，通过泵驱动装置310来驱动泵200。泵驱动装置310可响应于安装在培养容器上的重量传感器400的信号输出来运行，从而驱动泵200。
安装到培养容器的重量传感器400是用于检测培养容器中流体重量的传感器，其将检测的重量转换为电信号并且将所述信号传输到流量控制装置500的信号处理器。这时，将安装到第一培养容器的重量传感器400称为第一重量传感器401，安装到第二培养容器的重量传感器400称为第二重量传感器402，安装到第三培养容器的重量传感器400称为第三重量传感器403。在本发明中，重量传感器400检测的重量范围可以为0.2g至130g或者10g至80g。
特别地，本发明包括流量控制装置500，流量控制装置500用于响应重量传感器400中检测的信号而选择性运行多个泵驱动装置310中的任一个。
培养基充分混合，同时沿着循环导管200和细胞培养部分顺序地或选择性地循环，由此获得更高水平的生产率。
循环培养系统用于使培养基通过培养部分循环，同时，在细胞培养部分中设置有温度传感器，从而能够设定和保持适于培养细胞或组织的温度。
例如，可将温度设定为30℃至50℃或36℃至44℃，从而能够保持培养基的温度。
此外，根据本发明的循环培养系统还包括能够容纳细胞培养部分的容纳部分。如图7所示，容纳部分被构造成能够使多个细胞培养部分容易地堆叠。
这时，容纳部分可形成架子形状，以便易于容纳多个细胞培养容器100，并且可在对应于细胞培养容器100的入口部分111和出口部分的位置设置孔。通过所述孔，可将多个细胞培养部分容易地连接到循环导管200。
另外，多个细胞培养容器100中至少一个可设置有流体供应部分，其能够向培养容器中供应流体，并且还可设置有泵300、泵驱动装置310、重量传感器400和向流量控制装置500供应电力的电力供应部分600。
此外，流量控制装置500包括时间控制设定部分和运行状态部分，时间控制设定部分用于通过其来设定时间控制，运行状态部分用于在循环培养系统运行完成时产生停止警报，或者在泵300或重量传感器400未能运行时产生故障警报。
在下文，将参考测试实施例详细描述本发明的效果。
<实施例>
实施例1.
使用根据本发明的循环培养系统进行各种类型的细胞培养。
培养四种类型的细胞以观察根据本发明的一个实施方案的三维培养。
首先，将四种类型的细胞以二维方式培养在本发明的培养皿中，所述细胞例如：作为小鼠正常纤维细胞的NIH 3T3细胞系(ATCC)和3T3-L1(ATCC)前脂肪细胞，以及作为人细胞的786-o(ATCC)肾癌细胞和hepG2(ATCC)肝癌细胞。
接着，用胰蛋白酶(Gibco，USA)处理这些细胞以将其分离成单细胞，然后与甲基纤维素混合(甲基纤维素1.4％，R&D，USA)以满足5×104细胞/mL，之后，将四种类型细胞各自接种到根据本发明的二元结构培养容器中用于培养预备。特别地，将细胞培养接种到二元结构培养容器的外部容器110和内部容器130的每一个中。
然后，将四个二元结构培养容器各自放置在循环培养系统的容纳部分中，然后将细胞在37℃培养72小时，同时培养基以7mL/分钟的流速循环。然后，将培养的细胞用苏木精(Sigma，USA)染色，以便可以检查细胞的生存和培养状况。
结果如图6中所示，可以看到，细胞以三维方式培养在内部容器130的侧表面上。
另外，通过使用根据本发明的细胞培养系统，可通过顺序地、选择性地或定量地控制和循环培养基来容易地进行三维培养。
在前文中，已经参考本发明的优选实施方案对本发明进行了详细描述。但是，本领域技术人员应理解，可以对这些实施方案进行多种改变和修改，而不脱离本发明的原理和精神。因此，本发明的范围由所附权利要求及其等同物方案限定。
<附图标记说明>
100：细胞培养容器，101：第一细胞培养容器
102：第二细胞培养容器，103：第三细胞培养容器
110：外部容器
111：入口部分，112：出口部分
120：容器盖
121：气体供应部分，122：过滤器
130：内部容器
200：循环导管，201：第一循环导管
202：第二循环导管，203：第三循环导管
210：流体截止阀
300：泵，301：第一泵
302：第二泵，303：第三泵
310：泵驱动装置，311：第一泵驱动装置
312：第二泵驱动装置，313：第三泵驱动装置
320：流量传感器
400：重量传感器，401：第一重量传感器
402：第二重量传感器，403：第三重量传感器，
500：流量控制装置
600：电力供应部分
700：容纳部分

Claims (12)

1.细胞培养容器，其包含：
外部容器，其上表面是开放的并且内部可容纳培养基；
容器盖，所述容器盖偶合到所述外部容器的上端以防止微生物渗入；以及
内部容器，所述内部容器放置在所述外部容器内部，可容纳培养基并且可与所述外部容器分离。
2.根据权利要求1所述的细胞培养容器，其中所述外部容器在其一侧表面设置有入口部分，培养基或气体可通过所述入口部分流入所述外部容器；并且在其另一侧表面设置有出口部分，已经流入所述外部容器的培养基或气体可通过所述出口部分排放。
3.根据权利要求1所述的细胞培养容器，其中所述容器盖在其一侧设置有气体供应部分，用于向所述外部容器的内部供应气体。
4.根据权利要求3所述的细胞培养容器，其中所述气体供应部分可以打开和关闭。
5.根据权利要求3所述的细胞培养容器，其中所述气体供应部分还包括具有精细过滤结构的过滤器。
6.根据权利要求1所述的细胞培养容器，其中所述内部容器包括细胞可贴附的底表面和网筛形状的侧表面。
7.根据权利要求1所述的细胞培养容器，其中所述内部容器包括细胞可贴附的底表面和侧表面，并且所述底表面和所述侧表面形成网筛形状。
8.根据权利要求1所述的细胞培养容器，其中所述细胞培养容器在其外部设置有培养基供应设备和气体供应设备。
9.循环培养系统，其包含：
细胞培养容器，所述细胞培养容器具有上表面开放并且内部可容纳培养基的外部容器，偶合到所述外部容器的上端以防止微生物渗入的容器盖以及放置在所述外部容器内部、可容纳培养基并且可与所述外部容器分离的内部容器；并且具有多个细胞培养容器；
循环导管，所述循环导管连接各个相邻的细胞培养容器以允许将所述多个所述细胞培养容器彼此连接并且连接放置在两端的一对细胞培养容器；以及
循环部分，所述循环部分向细胞培养部分供应培养基和气体以使所述培养基和气体循环。
10.根据权利要求9所述的循环培养系统，其中所述循环部分包含泵，所述泵与所述循环导管连接以便通过所述循环导管向所述细胞培养部分供应流体；
泵驱动装置，其用于驱动所述泵；
重量传感器，所述重量传感器安装到所述培养容器以在培养过程中检测所述培养容器的重量值变化；
流量控制装置，所述流量控制装置用于响应于所述重量传感器检测到的信号而选择性运行任一所述泵。
11.根据权利要求9所述的循环培养系统，其中所述泵驱动装置设置有电力供应部分，用于向所述泵驱动装置提供电力。
12.根据权利要求9所述的循环培养系统，其还包含容纳部分，用于容纳所述细胞培养容器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109929762A (zh) * 2019-04-02 2019-06-25 杭州园泰生物科技有限公司 一种细胞培养装置
CN110431222A (zh) * 2016-11-11 2019-11-08 奥瑞生物技术有限公司 细胞培养装置、系统及其使用方法
CN117683601A (zh) * 2023-11-30 2024-03-12 赛宁(苏州)生物科技有限公司 用于细胞培养容器的盖体及细胞培养容器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10011811B2 (en) * 2013-11-25 2018-07-03 Vericel Corporation Cell seeding device and method
KR101847044B1 (ko) * 2017-09-07 2018-04-09 한국기초과학지원연구원 3차원 세포배양 용기
US10247724B1 (en) * 2017-09-28 2019-04-02 Autobiologic Inc. Optically clear sealable petri dish bioreactor
JP7216267B2 (ja) * 2018-06-29 2023-02-01 国立大学法人大阪大学 培養容器の収容体および培養処理システムおよび培養用収容体の使用方法
KR102127469B1 (ko) 2018-08-13 2020-06-26 광주과학기술원 세포배양장치 및 이를 이용한 세포배양시스템
US11732232B2 (en) 2020-08-14 2023-08-22 Korea Research Institute Of Bioscience And Biotechnology Biomimetic cell culture apparatus and cell culture system comprising the same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5766937A (en) * 1996-02-15 1998-06-16 Becton Dickinson And Company Culture vessel and assembly
CN1460122A (zh) * 2000-07-19 2003-12-03 格米赛尔有限公司 细胞培养室与动物细胞体外培养用生物反应器
US20050158701A1 (en) * 2003-11-26 2005-07-21 West Larry E. Integrated bio-reactor monitor and control system
CN1875093A (zh) * 2003-11-10 2006-12-06 先进制药科学股份有限公司 细胞培养器材和使用方法
WO2009078637A9 (en) * 2007-12-18 2009-09-17 Hyo Joo Song Cell culture container and cell culture system
US20100203638A1 (en) * 2005-02-15 2010-08-12 School Juridical Person Kitasato Gakuen Method of Producing High-Density Cultured Tissue and High-Density Cultured Tissue
CN202181306U (zh) * 2011-08-23 2012-04-04 首都医科大学附属北京友谊医院 多种细胞共培养支架以及多种细胞共培养装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2701229A (en) * 1950-10-02 1955-02-01 Scherr George Harry Apparatus for the cultivation of microorganisms
DE1017751B (de) * 1956-01-19 1957-10-17 Dr Herbert Bucherer Geraet zur Zuechtung von Mikroorganismen
US4201845A (en) * 1976-04-12 1980-05-06 Monsanto Company Cell culture reactor
US6066496A (en) * 1991-09-17 2000-05-23 Bridges; Michael Anthony Apparatus for culturing mammalian respiratory epithelial
US5612188A (en) * 1991-11-25 1997-03-18 Cornell Research Foundation, Inc. Automated, multicompartmental cell culture system
US5527705A (en) * 1994-09-12 1996-06-18 Becton, Dickinson And Company Roller bottle for trans-membrane co-culture of cells and method for its use
KR19990041759A (ko) 1997-11-24 1999-06-15 손욱 이차전지의 캡 어셈블리
AT407047B (de) * 1998-08-03 2000-11-27 Pfaller Walter Dr Zellkulturvorrichtung
KR20010029122A (ko) * 1999-09-29 2001-04-06 복성해 외부 미생물 오염방지용 동식물 세포조직배양 보조용기
DE10240787B4 (de) * 2002-08-30 2004-07-22 Oxyphen Ag Zellkultureinsatz
GB0224986D0 (en) * 2002-10-28 2002-12-04 Smith & Nephew Apparatus
JP4433742B2 (ja) * 2003-09-22 2010-03-17 株式会社ジェイ・エム・エス 培養容器、該培養容器を使用した培養物と培養物の作製方法
JP2007515958A (ja) * 2003-12-19 2007-06-21 ユニヴァーシティー オブ ウォータールー 培養細胞、細胞培養の方法および機器
US20050244957A1 (en) * 2004-04-29 2005-11-03 Healthy Soils, Inc. Regenerating tank
KR100679248B1 (ko) 2005-04-27 2007-02-05 서울시립대학교 산학협력단 배지를 공유하는 칸막이가 구분된 배양용기
US20080076170A1 (en) * 2006-09-27 2008-03-27 Tuija Annala Cell culture insert and cell culture vessel
KR100946643B1 (ko) * 2007-11-30 2010-03-09 코아스템(주) 세포배양장치 및 이를 구비한 대용량 자동화 세포배양기
US9550971B2 (en) * 2009-04-14 2017-01-24 Therapeutic Proteins International, LLC Universal bioreactors and methods of use
CN201729833U (zh) * 2010-02-05 2011-02-02 广州医学院 一种用于灌流实验的细胞培养皿
KR101207010B1 (ko) * 2010-06-04 2012-11-30 (주)오성엔지니어링 미생물 배양 용기
US20150072401A1 (en) * 2012-03-29 2015-03-12 Takayuki Nozaki Culture vessel and automated culture apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5766937A (en) * 1996-02-15 1998-06-16 Becton Dickinson And Company Culture vessel and assembly
CN1460122A (zh) * 2000-07-19 2003-12-03 格米赛尔有限公司 细胞培养室与动物细胞体外培养用生物反应器
CN1875093A (zh) * 2003-11-10 2006-12-06 先进制药科学股份有限公司 细胞培养器材和使用方法
US20050158701A1 (en) * 2003-11-26 2005-07-21 West Larry E. Integrated bio-reactor monitor and control system
US20100203638A1 (en) * 2005-02-15 2010-08-12 School Juridical Person Kitasato Gakuen Method of Producing High-Density Cultured Tissue and High-Density Cultured Tissue
WO2009078637A9 (en) * 2007-12-18 2009-09-17 Hyo Joo Song Cell culture container and cell culture system
CN202181306U (zh) * 2011-08-23 2012-04-04 首都医科大学附属北京友谊医院 多种细胞共培养支架以及多种细胞共培养装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张均田等: "《现代药理实验方法》", 31 July 2012, article "神经血管单元体外模型的建立和评价", pages: 1533-1536 *
王炳和等: "《药物传递——原理与应用》", 31 January 2008, article "血-脑屏障细胞培养模型", pages: 76 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110431222A (zh) * 2016-11-11 2019-11-08 奥瑞生物技术有限公司 细胞培养装置、系统及其使用方法
CN110431222B (zh) * 2016-11-11 2022-12-20 奥瑞生物技术有限公司 细胞培养装置、系统及其使用方法
CN109929762A (zh) * 2019-04-02 2019-06-25 杭州园泰生物科技有限公司 一种细胞培养装置
CN117683601A (zh) * 2023-11-30 2024-03-12 赛宁(苏州)生物科技有限公司 用于细胞培养容器的盖体及细胞培养容器

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EP2878663A1 (en) 2015-06-03
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US20150191687A1 (en) 2015-07-09

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