CN106987524A - 一种血脑屏障微环境体外模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种血脑屏障微环境体外模拟装置，包括细胞培养室及蠕动泵，细胞培养室上表面开有第一凹槽，第一凹槽底部开有第二凹槽，第一凹槽底部上表面覆盖有水凝胶薄膜，第二凹槽底部设有连接管，第二凹槽通过连接管连接有压缩囊，细胞培养室上表面设有上盖，上盖下表面开有第三凹槽，水凝胶薄膜位于第三凹槽与第一凹槽之间，上盖的一侧设有进液管，进液管与第三凹槽连通，上盖通过进液管连接有供液瓶，上盖的另一侧设有出液管，出液管与第三凹槽连通，上盖通过出液管连接有废液瓶；蠕动泵包括有水平转轴，水平转轴位于进液管与压缩囊之间。本发明结构简单紧凑，安全实用，可用于中枢神经系统药物的筛选，易于推广。
Description
技术领域
本发明属于生物医学体外模拟设备技术领域，具体涉及一种血脑屏障微环境体外模拟装置。
背景技术
很多中枢神经系统治疗药物，因无法通过血脑屏障渗透入脑组织达到有效剂量，而被淘汰。研究证明，血脑屏障功能的发挥受其所处微环境的影响，许多研究者试图通过不同的方法和途径去揭示微环境调控血脑屏障功能的机制，比如制备血脑屏障体外模型。但现有血脑屏障体外模型以相对简单的静态模型为主，无法模拟血脑屏障微环境的变化；少量研发的动态模型也存在仅能模拟血液流动单一微环境等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种血脑屏障微环境体外模拟装置，解决了现有血脑屏障体外模型微环境模拟单一的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种血脑屏障微环境体外模拟装置，包括细胞培养室及蠕动泵，细胞培养室上表面开有第一凹槽，第一凹槽底部开有第二凹槽，第一凹槽底部上表面覆盖有水凝胶薄膜，第二凹槽底部设有连接管，第二凹槽通过连接管连接有压缩囊，细胞培养室上表面设有上盖，上盖下表面开有第三凹槽，第三凹槽的下开口与第一凹槽的上开口相对，水凝胶薄膜位于第三凹槽与第一凹槽之间，上盖的一侧设有进液管，进液管与第三凹槽连通，上盖通过进液管连接有供液瓶，上盖的另一侧设有出液管，出液管与第三凹槽连通，上盖通过出液管连接有废液瓶；蠕动泵包括有水平转轴，水平转轴位于进液管与压缩囊之间。
本发明的特点还在于，
上盖上部还设有阳极电极，阳极电极一端的端部位于第三凹槽内，细胞培养室下部设有阴极电极，阴极电极一端的端部位于第二凹槽内，阳极电极与阴极电极通过导线连接，阳极电极与阴极电极之间设有欧姆表。
细胞培养室与上盖相接触的表面上均设有永磁铁。
供液瓶上设有第一进气孔，废液瓶设有第二进气孔。
第一进气孔与第二进气孔内均设有滤芯。
本发明的有益效果是，一种血脑屏障微环境体外模拟装置，将细胞培养内部设置的第二凹槽作为细胞培养区，向其内加满培养液，把水凝胶薄膜放置在第一凹槽的底部表面上，水凝胶薄膜同时覆盖在培养液的表面上，水凝胶薄膜与上盖内设置的第三凹槽共同形成灌流通道，打开蠕动泵水平转轴转速控制器，实现液体向灌流通道灌注和压缩囊的压伸，在灌流通道中产生剪切应力以及水凝胶薄膜的伸缩变形，通过本装置既模拟了血脑屏障血管侧血液流动的微环境，又模拟了血脑屏障自身收缩的变化；装置还在灌流通道和第二凹槽内分别设有阳极电极及阴极电极，阳极电极及阴极电极之间设置有欧姆表可以检测水凝胶薄膜两侧的跨内皮电阻；本装置结构简单紧凑，安全实用，可用于中枢神经系统药物的筛选，易于推广。
附图说明
图1是本发明一种血脑屏障微环境体外模拟装置的结构示意图。
图中，1.细胞培养室，2.第二凹槽，3.第一凹槽，4.水凝胶薄膜，5.第一进气孔，6.第二进气孔，7.永磁铁，8.阳极电极，9.阴极电极，10.欧姆表，11.供液瓶，12.蠕动泵，13.水平转轴，14.压缩囊，15.进液管，16.连接管，17.出液管，18.废液瓶，19.第三凹槽，20.上盖。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种血脑屏障微环境体外模拟装置，如图1所示，包括细胞培养室1及蠕动泵12，细胞培养室1上表面开有第一凹槽3，第一凹槽3底部开有第二凹槽2，第一凹槽3底部上表面覆盖有水凝胶薄膜4，第二凹槽2底部设有连接管16，第二凹槽2通过连接管16连接有压缩囊14，细胞培养室1上表面设有上盖20，上盖20下表面开有第三凹槽19，第三凹槽19的下开口与第一凹槽3的上开口相对，水凝胶薄膜4位于第三凹槽19与第一凹槽3之间，上盖20的一侧设有进液管15，进液管15与第三凹槽19连通，上盖20通过进液管15连接有供液瓶11，上盖20的另一侧设有出液管17，出液管17与第三凹槽19连通，上盖20通过出液管17连接有废液瓶18；蠕动泵12包括有水平转轴13，水平转轴13位于进液管15与压缩囊14之间。
上盖20上部还设有阳极电极8，阳极电极8一端的端部位于第三凹槽19内，细胞培养室1下部设有阴极电极9，阴极电极9一端的端部位于第二凹槽2内，阳极电极8与阴极电极9通过导线连接，阳极电极8与阴极电极9之间设有欧姆表10。
细胞培养室1与上盖20相接触的表面上均设有永磁铁7。
供液瓶11上设有第一进气孔5，废液瓶18设有第二进气孔6。
第一进气孔5与第二进气孔6内均设有滤芯。
使用时，如图1所示，细胞培养室1内部设置的第二凹槽2的底部上表面为细胞培养面A，水凝胶薄膜4的上表面为细胞培养面B，用细胞培养面A及细胞培养面B培养细胞，将细胞培养室1内部设置的第二凹槽2作为细胞培养区，向其内加满培养液，把水凝胶薄膜4放置在第一凹槽3的底部表面上，水凝胶薄膜4同时覆盖在培养液的表面上，水凝胶薄膜4与上盖20内设置的第三凹槽19共同形成灌流通道，细胞培养室1与上盖20通过永磁铁7密封，打开蠕动泵12，实现液体由供液瓶11经进液管15、灌流通道、出液管17到废液瓶18的流动，以在灌流通道中产生剪切应力；蠕动泵12的水平转轴13在转动的过程中还会导致压缩囊14的变形，通过连接管16作用于细胞培养区的液体，液面的变化会导致水凝胶薄膜4的伸缩变形；装置还在灌流通道和第二凹槽2内分别设有阳极电极8及阴极电极9，阳极电极8及阴极电极9之间设置有欧姆表10可以检测水凝胶薄膜两侧的跨内皮电阻；供液瓶11上设有第一进气孔5，废液瓶18设有第二进气孔6；第一进气孔5与第二进气孔6内均设有滤芯，滤芯用于过滤杂质防止供液瓶11的液体被污染以及废液瓶18内液体污染环境。
本发明的一种血脑屏障微环境体外模拟装置有如下优点：将细胞培养内部设置的第二凹槽作为细胞培养区，向其内加满培养液，把水凝胶薄膜放置在第一凹槽的底部表面上，水凝胶薄膜同时覆盖在培养液的表面上，水凝胶薄膜与上盖内设置的第三凹槽共同形成灌流通道，打开蠕动泵水平转轴转速控制器，实现液体向灌流通道灌注和压缩囊的压伸，在灌流通道中产生剪切应力以及水凝胶薄膜的伸缩变形，通过本装置既模拟了血脑屏障血管侧血液流动的微环境，又模拟了血脑屏障自身收缩的变化；本装置还在灌流通道和第二凹槽内分别设有阳极电极及阴极电极，阳极电极及阴极电极之间设置有欧姆表可以检测水凝胶薄膜两侧的跨内皮电阻；本装置结构简单紧凑，安全实用，可用于中枢神经系统药物的筛选，易于推广。
Claims (5)
1.一种血脑屏障微环境体外模拟装置，其特征在于，包括细胞培养室(1)及蠕动泵(12)，所述细胞培养室(1)上表面开有第一凹槽(3)，所述第一凹槽(3)底部开有第二凹槽(2)，所述第一凹槽(3)底部上表面覆盖有水凝胶薄膜(4)，所述第二凹槽(2)底部设有连接管(16)，所述第二凹槽(2)通过连接管(16)连接有压缩囊(14)，所述细胞培养室(1)上表面设有上盖(20)，所述上盖(20)下表面开有第三凹槽(19)，所述第三凹槽(19)的下开口与第一凹槽(3)的上开口相对，所述水凝胶薄膜(4)位于第三凹槽(19)与所述第一凹槽(3)之间，所述上盖(20)的一侧设有进液管(15)，所述进液管(15)与第三凹槽(19)连通，所述上盖(20)通过进液管(15)连接有供液瓶(11)，所述上盖(20)的另一侧设有出液管(17)，所述出液管(17)与第三凹槽(19)连通，所述上盖(20)通过出液管(17)连接有废液瓶(18)；所述蠕动泵(12)包括有水平转轴(13)，所述水平转轴(13)位于进液管(15)与压缩囊(14)之间。
2.根据权利要求1所述的一种血脑屏障微环境体外模拟装置，其特征在于，所述上盖(20)上部还设有阳极电极(8)，所述阳极电极(8)一端的端部位于第三凹槽(19)内，所述细胞培养室(1)下部设有阴极电极(9)，所述阴极电极(9)一端的端部位于第二凹槽(2)内，所述阳极电极(8)与所述阴极电极(9)通过导线连接，所述阳极电极(8)与所述阴极电极(9)之间设有欧姆表(10)。
3.根据权利要求1所述的一种血脑屏障微环境体外模拟装置，其特征在于，所述细胞培养室(1)与所述上盖(20)相接触的表面上均设有永磁铁(7)。
4.根据权利要求1所述的一种血脑屏障微环境体外模拟装置，其特征在于，所述供液瓶(11)上设有第一进气孔(5)，所述废液瓶(18)设有第二进气孔(6)。
5.根据权利要求4所述的一种血脑屏障微环境体外模拟装置，其特征在于，所述第一进气孔(5)与所述第二进气孔(6)内均设有滤芯。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110055221A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-26 | 清华大学 | 一种基于细胞三维打印技术的类脑疾病治疗组织模型及其制备方法与应用 |
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