CN109153019A - 用于细胞培养的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于细胞培养的装置，包括：主体(11)；所述主体(11)包括多个圆形部分(21‑23)；所述装置包括多个盖(51‑53)；所述多个盖(51‑53)中的每一个包括基部结构(58)，所述基部结构具有圆形孔(57)、收纳上载片(54)以及固定至所述上载片(54)的弹性体层(56)；所述弹性体层(56)具有矩形孔(59)；所述多个盖(51‑53)能够与所述多个圆形部分(21‑23)协作；所述多个圆形部分(21‑23)中的每一个均包括与所述矩形孔(59)的长边对齐的入口孔(64‑66)和出口孔(67‑69)，以灌注位于所述弹性体层(56)的所述矩形孔(59)中的培养室(12‑14)。

Description

用于细胞培养的装置
技术领域
本发明涉及一种用于细胞培养的装置，更特别地涉及一种具有用于显微镜检查的分离室的模块化生物反应器。
背景技术
众所周知，存在具有透明部分以允许光进入或能够观察细胞的单个生物反应器。
本发明的目的是提供一种用于细胞培养的装置，所述装置允许借助显微镜进行观察而不妨碍培养。
另一目的是提供一种具有多个分别灌注的室的装置。
另一目的是提供一种装置，其中每个室可以重复地打开和关闭，且始终维持液压密封。
发明内容
根据本发明，这些和其他目的通过一种用于细胞培养的装置而实现，所述装置包括：主体；所述主体包括多个圆形部分；所述装置包括多个盖；所述多个盖中的每一个均包括基部结构，所述基部结构具有圆形孔、收纳上载片以及固定至所述上载片的弹性体层；所述弹性体层具有矩形孔；所述多个盖适于与所述多个圆形部分协作；所述多个圆形部分中的每一个均包括与所述矩形孔的长边对齐的入口孔和出口孔，以灌注位于所述弹性体层的所述矩形孔中的培养室。
这些目的还通过一种用于制备根据权利要求1所述的用于细胞培养的装置的方法而实现，其特征在于，所述装置通过注射模制而制备。
在从属权利要求中描述了本发明的其他特征。
本方案相对于现有技术方案的优点众多。
根据本发明的装置可进光，并且允许借助标准或共焦光学显微镜使用白光、相衬或荧光来检查细胞培养。可进光性允许装置的用户使用任何传感器来例如测量灌注溶剂中的溶质浓度或测量pH。
而且，装置是模块化的。
已灌注的培养室的几何结构可以收纳细胞单层、细胞凝胶、三维支架、或者生物组织的外植或工程设计部分。
每个灌注室作为灌注回路而彼此分离并隔离，但是也可以通过旁路而连接。
每个灌注室具有其自身的磁性盖，所述磁性盖能够独立于其他室地操作。
盖和主体具有自对准的几何结构，以便在使用期间确保灌注室的立即和正确关闭。
通过注射模制塑料材料并且随后通过胶合组装来制备的该装置(使得装置是一次性的)尽管性能高但仍廉价。
附图说明
根据对借助附图中的非限制性示例示出的实用实施例的下列详细描述，本发明的特征和优点将显而易见，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的用于细胞培养的装置，其中盖关闭；
图2示意性地示出了根据本发明的用于细胞培养的装置，其中盖打开；
图3示意性地示出了从下方观察的根据本发明的用于细胞培养的装置；
图4以分解视图示意性地示出了根据本发明的用于细胞培养的装置，其中不具有盖；
图5示意性地示出了根据本发明的用于细胞培养的装置的盖的分解视图；
图6示意性地示出了根据本发明的用于细胞培养的装置的盖。
具体实施方式
参考附图，根据本发明的用于细胞培养的装置10包括矩形基部或主体11，所述矩形基部或主体具有的基底面允许装置收纳在用于标准显微镜检查的显微镜载片的支撑架中(例如：长度为60mm至80mm，宽度为20mm至30mm，优选长度为68mm且宽度为25mm)，并且在所示例子中包括三个室12、13和14。
主体11是凹入的以具有成形边缘15、16。
在矩形主体11的短边上，边缘15是连续的，而在长边上，边缘16在各个室12-14处具有三对开口17、18和19。三对开口17、18和19的目的是相对于在主体中产生的灌注流体的入口孔和出口孔定向培养室，以防止在使用期间出现错误，并且三对开口基本与主体11的内基底处于相同的高度。
装置10包括优选为圆筒形(作为替代，它们例如可以是卵形)的三个部分，分别为21-23，这些部分从主体11的基底高耸至基本达到与侧边缘16相同的高度处。
三个圆筒体21-23中的每一个的上表面均具有两个通孔，即一个用于灌注的入口孔64-66和一个用于灌注的出口孔67-69。
三个圆筒体21-23的每一个分别被圆形凹部24-26包围。
每个凹部24-26收纳穿孔的圆形磁体27，所述圆形磁体呈垫圈形状，以与室12-14的所选几何形状协调一致。
三个圆筒体21-23的后部设置有凹陷部31-33，以减小主体11在光路上的厚度，并且在传输光学显微镜检查期间改善对样本的照明。
对于每个室，主体11的后部设置有至少两个从三个圆筒体21-23的上表面离开的通孔，即一个灌注的入口孔34-36和一个灌注的出口孔37-39，它们分别对应于定位在三个圆筒体21-23上的入口孔64-66和出口孔67-69。
各孔相对于主体11的长边横向地定位，并且因而与三对开口17、18和19定位在相同方向上。
后部各孔34-39的尺寸设计成使得能够通过胶合直接地或者通过金属或塑料连接器间接地将它们连接至管。
针对每个室，主体11的后部还包括两对夹子41-43，以固定管并且防止在使用生物反应器期间在管/主体连接部上产生应力。
每个圆筒体21-23设置有相应的盖51-53。
每个盖51-53在顶部处包括例如直径为12mm且厚度为0.16mm的显微镜检查盖片54。
随后，呈垫圈形状的穿孔的圆形磁体55在前表面处具有磁极。磁体55具有与磁体27相同的尺寸，并且其极性定向成吸引磁体27。
具有一定硬度(例如40肖)并且尺寸与磁体55的内径相同的弹性体层56用作与三个圆筒体21-23相对的液压衬垫。
弹性体层56具有通孔59，所述通孔优选为矩形，并且无论如何以细长形状定位在与三对开口17、18和19相同的方向上。
弹性体层56借助生物兼容或适于细胞培养的粘合剂而固定至载片54。
弹性体层56的通孔59容纳室12-14，通过与弹性体59干涉或者搁置在载片54顶部上而收纳生物材料(诸如支架/微结构/组织/3D凝胶或者微流体回路/功能性表面(2D))以形成培养室。在替代性的实施例中，弹性体层56不具有通孔59。支架或其他装置放置在弹性体56的顶部上以形成培养室。同样在这种情况下，培养室与弹性体56相联，并且与盖一同被移除。
载片54、磁体55和弹性体层56收纳在具有细长形状的盖51-53的基部结构58中的圆形孔57中。特别地，盖51-53的基部结构58的形状部分呈椭圆形(或者作为替代呈矩形)，并且盖的长度与主体11的宽度(短边的长度)相等，并且使得在盖被置于主体11上时，盖的端部接合在三对开口17、18和19中。这允许在所需的方向上受引导地对齐盖51-53及其部件。特别地，这允许各室12-14的长边与用于灌注的入口孔64-66和用于灌注的出口孔67-69对齐。
盖和主体因而具有自对准的几何结构，以确保在使用期间立即且正确地连接灌注回路，所述灌注回路沿着各室的方向进行灌注。
而且，盖51-53具有的形状使得其易于由戴手套的手操纵。主体11和盖51-53的基部结构58优选由用于细胞培养的医用级透明塑料(例如PS(聚苯乙烯)、COC(环烯烃共聚物)、PC(聚碳酸酯)、PP(聚丙烯)、PSU(聚砜))制成。如果培养室仅需要从上方观察，则主体11也可以是非透明的。
磁体27和55优选由钕铁硼制成。作为替代，每个盖仅可以使用一个磁体，即与铁磁垫圈相对的磁垫圈。在另一实施例中，盖可以通过干涉配合而固定至基部。载片54由玻璃制成。
弹性体层56由诸如聚二甲基硅氧烷的医用级硅橡胶型弹性体或者诸如热塑性聚亚安酯(TPE)的医用级热塑性塑料制成。
所有塑料或弹性体部件已经设计成通过注射模制塑料材料来制备或者通过可应用于工业规模的其他生产方法来制备。
随后，通过用医用级粘合剂胶合或者其他合适的组装技术来组装完整的生物反应器。
各室是分开的。
壳体对于3D和2D培养均是模块化的，并且集成在盖的衬垫中。
根据本发明的方案允许极度模块化、可更换性以及降低制造和供应成本。
具有高吸引力(例如5N至20N，优选15N)的两个相对磁体的磁关闭系统促进关闭并且同时维持液压密封。
关闭系统在盖和主体之间自定中，并且还相对于供应通道自对齐。
具有抬高的刚性边缘的室增强了局部变型并且因而增大了垫圈的密封。
可以在供应管的远端处使用标准的鲁尔连接器(包括阴连接器和阳连接器两者)，以便能够将各室彼此快速地连接以及将生物反应器快速地连接至不同的供应系统。

Claims (10)

1.一种用于细胞培养的装置，包括：主体(11)；所述主体(11)包括多个圆形部分(21-23)；所述装置包括多个盖(51-53)；所述多个盖(51-53)中的每一个包括基部结构(58)，所述基部结构具有圆形孔(57)、收纳上载片(54)以及固定至所述上载片(54)的弹性体层(56)；所述弹性体层(56)具有矩形孔(59)；所述多个盖(51-53)能够与所述多个圆形部分(21-23)协作；所述多个圆形部分(21-23)中的每一个均包括与所述矩形孔(59)的长边对齐的入口孔(64-66)和出口孔(67-69)，以灌注位于所述弹性体层(56)的所述矩形孔(59)中的培养室(12-14)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述矩形孔(59)是通孔。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述多个盖(51-53)中的每一个均具有细长形状的基部结构(58)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述主体(11)是矩形的并且包括边缘(15、16)；并且在所述主体(11)的长边上，边缘(16)在各个室(12-14)处具有多个成对的开口(17、18、19)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述多个圆形部分(21-23)中的每一个均被圆形凹部(24-26)包围，所述圆形凹部收纳呈垫圈形状的圆形磁体(27)；所述多个盖(51-53)中的每一个包括呈垫圈形状的圆形磁体(55)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述多个盖(51-53)中的每一个接合在位于所述主体(11)的侧边缘(16)中的所述成对的开口(17-19)中。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，每个培养室与相邻的培养室物理上分开。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，每个盖的所述弹性体层(56)与所述多个圆形部分(21-23)的每一个相对。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，针对所述多个圆形部分(21-23)中的每一个，主体(11)的后部设置有两对夹子(41-43)。
10.一种用于制备根据权利要求1所述的用于细胞培养的装置的方法，其特征在于，所述装置通过注射模制而制备。
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