CN109913373A - 一种可重复使用3d打印干细胞培养与分化皿系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，包括皿体组件、提拉组件、金属板a和培养部a，所述皿体组件的内部设置有所述金属板a，所述金属板a的顶部设置有所述培养部a，所述金属板a的外侧壁设置有所述提拉组件；所述皿体组件，其包括皿体、防滑垫、提手和通孔，所述皿体的底部粘接有所述防滑垫，所述皿体的外侧壁粘接有两个所述提手，所述提手的上表面开设有所述通孔；固定板的材料为金属，利于金属3D打印，打印出特殊表面结构，本发明使用可回收材料且可耐高温及其坚固性，使此装置可高温灭菌可重复使用，并使用特殊设计、无毒低吸附材质及控制表面粗糙度使细胞团利于收集以及大量生产。

Description

一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统

技术领域

本发明属于干细胞培养扩增与分化装置领域，具体涉及一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统。

背景技术

用于产生特定大小的细胞团结构以利于细胞提升其生理功能，如提升干细胞干性基因表达以及初步进行干细胞诱导分化。近些年，进行了对定向诱导分化的多能干细胞进行药物筛选、应用于再生医疗的尝试。此处多能干细胞是指具有分化为各种功能细胞潜能的细胞。根据药物筛选、再生医疗的目的而使多能干细胞分化为具有特定的脏器、组织或特定的细胞种类所特有的功能的细胞。作为所述多能干细胞使用例如iPS、hESC或EPS细胞。然而，人为分化的多能干细胞多数仅能够再现体内(in vivo)的一部分生物体功能。因此，与生物体内的细胞的功能相比，人为分化的多能干细胞的功能出现明显降低的情况较多。

现有技术存在以下问题：

现有技术使用特殊化学物质处理其表面，使细胞团可以生成，并利用孔洞结构使细胞形成细胞团块，但因其化学物质无法得知经过高温杀菌处理是否可以维持其功能，无法重复使用，多能干细胞在培养过程中易有贴壁现象且其孔洞设计也不利于细胞团的收集，因此本发明从现有技术的缺点改进并使用新设计解决细胞团生产的问题，公开发明授权专利号(CN106459925A)培养方法和细胞团，提出了在凹陷内对包含两种以上细胞的群体进行培养的培养方法，所述两种以上细胞含有源自干细胞的细胞和间充质细胞，而该技术也存在前面所述的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，以解决上述背景技术中提出的现有技术使用特殊化学物质处理其表面，使细胞团可以生成，并利用孔洞结构使细胞形成细胞团块，但因其化学物质无法得知经过高温杀菌处理是否可以维持其功能，无法重复使用，且其孔洞设计不利于细胞团的收集，因此本发明从现有技术的缺点改进并使用新设计解决细胞团生产的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，包括皿体组件、提拉组件、金属板a和培养部a，所述皿体组件的内部设置有所述金属板a，所述金属板a的顶部设置有所述培养部a，所述金属板a的外侧壁设置有所述提拉组件；

所述皿体组件，其包括皿体、防滑垫、提手和通孔，所述皿体的底部粘接有所述防滑垫，所述皿体的外侧壁粘接有两个所述提手，所述提手的上表面开设有所述通孔；

所述培养部a，其包括凸起部、导液部、第一凹陷部、第二凹陷部和干细胞，所述金属板a的顶部设置有所述培养部a，所述金属板a与所述凸起部一体成型，所述培养部a的上表面均匀设置有所述凸起部，两个所述凸起部之间形成所述第一凹陷部和所述第二凹陷部，所述第一凹陷部内设置有所述干细胞，所述凸起部的外侧壁设置有所述导液部。

作为本技术方案的进一步优选的：所述导液部与所述第一凹陷部底面的相对倾斜角度为一百二十度至一百六十度。

作为本技术方案的进一步优选的：所述凸起部的高度为零点一毫米至四毫米，所述凸起部的宽度为零点一毫米至四毫米。

作为本技术方案的进一步优选的：所述第一凹陷部的深度为零点一毫米至四毫米，所述第一凹陷部的宽度为零点一毫米至四毫米。

作为本技术方案的进一步优选的：所述皿体组件还包括滑槽，所述皿体的上表面开设有两个所述滑槽。

作为本技术方案的进一步优选的：所述提拉组件包括滑块、板体、限位板a和限位板b，所述滑块滑动于所述滑槽内，所述滑块的顶部粘接有所述板体，所述滑块的一侧远离所述板体的一侧粘接有所述限位板a和所述限位板b，所述限位板a的下表面和所述限位板b的上表面贴附所述金属板a的外侧壁。

作为本技术方案的进一步优选的：培养部a表面凹凸形状除蛋托状波浪凹凸外，还可以为三角锥、四角锥、梯形、六角形、菱形、海浪状、椭圆状、圆柱状、方形和蜂巢状的其中一种。

作为本技术方案的进一步优选的：培养部a采用无毒低吸附性金属材料打印，培养与分化皿与细胞接触部表面粗糙度在800nm以下。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，包括培养容器、端口、盖体组件、金属板b和培养部b，所述培养容器的一侧安装有所述端口，所述端口的外侧壁固定连接有所述盖体组件，所述培养容器的内部设置有所述金属板b，所述金属板b的前端设置有所述培养部b。

作为本技术方案的进一步优选的：所述盖体组件包括第一遮挡部、第一转轴、透气板、透气孔、第二遮挡部、第一固定块、盖体和卡槽，所述盖体的内侧壁开设有所述卡槽，所述盖体与所述第一遮挡部和所述第二遮挡部通过所述卡槽滑动连接，所述第一遮挡部和所述第二遮挡部通过所述第一转轴转动连接，所述盖体的内侧壁靠近所述第二遮挡部的一侧固定连接有所述透气板，所述透气板的一侧均匀开设所述透气孔，所述第一遮挡部和所述第二遮挡部均为半圆形状，所述第一遮挡部的一侧远离所述第二遮挡部一侧粘接有所述第一固定块。

本发明的技术效果和优点：培养部为特殊表面结构，且形状为三维波浪纹，进而形成蛋托状，使用特定的细胞液浓度，使细胞聚集于波浪状三维表面而形成细胞团，并根据波浪大小设计而改变细胞团大小的形成；固定板的材料为金属，利于金属3D打印，打印出特殊表面结构，本发明使用可回收材料且可耐高温及其坚固性，使此装置可高温灭菌可重复使用，并使用特殊设计使细胞团利于收集以及大量生产。

附图说明

图1为本发明的实施例一结构示意图；

图2为本发明的实施例一俯视图；

图3为本发明中的培养部a结构示意图；

图4为本发明中的提拉组件结构示意图；

图5为本发明中的皿体结构示意图；

图6为本发明中的实施例二结构示意图；

图7为本发明中的培养部b结构示意图；

图8为本发明中的盖体组件结构示意图；

图9为本发明中的盖体结构示意图；

图10为本发明中的培养部a外观图；

图11为本发明中的培养部a立体图。

图中：100、200、细胞培养分化装置；110、皿体组件；111、皿体；112、防滑垫；113、提手；114、通孔；115、滑槽；120、提拉组件；121、滑块；122、板体；123、限位板a；124、限位板b；130、金属板a；140、培养部a；141、凸起部；142、导液部；143、第一凹陷部；144、第二凹陷部；145、干细胞；210、培养容器；230、端口；240、盖体组件；241、第一遮挡部；242、第一转轴；243、透气板；244、透气孔；245、第二遮挡部；246、第一固定块；247、盖体；248、卡槽；250、金属板b；260、培养部b。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供了如图1-5所示的一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，包括皿体组件110、提拉组件120、金属板a130和培养部a140，所述皿体组件110的内部设置有所述金属板a130，所述金属板a130的顶部设置有所述培养部a140，所述金属板a130的外侧壁设置有所述提拉组件120；

所述皿体组件110，其包括皿体111、防滑垫112、提手113和通孔114，所述皿体111的底部粘接有所述防滑垫112，所述皿体111的外侧壁粘接有两个所述提手113，所述提手113的上表面开设有所述通孔114；

所述培养部a140，其包括凸起部141、导液部142、第一凹陷部143、第二凹陷部144和干细胞145，所述金属板a130的顶部设置有所述培养部a140，所述金属板a130与所述凸起部141一体成型，所述培养部a140的上表面均匀设置有所述凸起部141，两个所述凸起部141之间形成所述第一凹陷部143和所述第二凹陷部144，所述第一凹陷部143内设置有所述干细胞145，所述凸起部141的外侧壁设置有所述导液部142。

本实施例中，具体的：所述导液部142与所述第一凹陷部143底面的相对倾斜角度为一百二十度至一百六十度；再将干细胞145导入到培养部a140内时，由导液部142的设置，便于将干细胞145导入到第一凹陷部143。

本实施例中，具体的：所述凸起部141的高度为零点一毫米至四毫米，所述凸起部141的宽度为零点一毫米至四毫米；由多个凸起部141的设置，然后由两两凸起部141形成第一凹陷部143和第二凹陷部144，第一凹陷部143形成蛋托状，第一凹陷部143的深度为零点一毫米至四毫米，第一凹陷部143的宽度为零点一毫米至四毫米，便于将干细胞145导入到第一凹陷部143内。

本实施例中，具体的：所述皿体组件110还包括滑槽115，所述皿体111的上表面开设有两个所述滑槽115；由滑槽115便于将提拉组件120与皿体组件110之间相连接。

本实施例中，具体的：所述提拉组件120包括滑块121、板体122、限位板a123和限位板b124，所述滑块121滑动于所述滑槽115内，所述滑块121的顶部粘接有所述板体122，所述滑块121的一侧远离所述板体122的一侧粘接有所述限位板a123和所述限位板b124，所述限位板a123的下表面和所述限位板b124的上表面贴附所述金属板a130的外侧壁；用户需要将皿体组件110导出时，只需抽拉两个板体122，使滑块121在滑槽115内滑动，然后由两个限位板带动皿体组件110抽出。

本实施例中，具体的：培养部a140表面凹凸形状除蛋托状波浪凹凸外，还可以为三角锥、四角锥、梯形、六角形、菱形、海浪状、椭圆状、圆柱状、方形和蜂巢状的其中一种。

本实施例中，具体的：培养部a140采用无毒低吸附性金属材料打印，由于材质的特性经表面处理后，使培养与分化皿与细胞接触部表面粗糙度在800nm以下，显著减少了细胞的吸附，易于细胞的回收，使用打印材料譬如316L及各种满足条件的金属材料。

本实施例中：金属板a130的形状可为圆形、椭圆形、方形、长方形、五角形、六角形、八角形、十角形等；金属板a130的长或宽可为1cm至200cm；培养部a140表面凹凸形状除蛋托状波浪凹凸外，还可以为三角锥、四角锥、梯形、六角形、菱形、海浪状、椭圆状、圆柱状、方形和蜂巢状等；选用细胞种类可为胚胎干细胞、诱导多能干细胞、癌症干细胞、间充质干细胞等各种组织器官来源细胞、祖细胞、前体细胞以及其疾病细胞如脑、肝、肾、胰、血管、骨髓、皮肤、心脏、骨、软骨和肌肉细胞；细胞种类可为基因改造细胞，如永生化细胞、转基因细胞等；细胞用途可为细胞治疗、研究、药理测试、工业生产等；细胞团产生大小可为80微米至1000微米；表面结构粗糙度可为0.008微米至10微米，种入细胞液的细胞密度可为1000/ml至5000000/ml。

工作原理：用户在使用分化皿时，将干细胞145顺着导液部142导入到第一凹陷部143内，然后将金属板a130导入到皿体111内，在合适环境内，干细胞在第一凹陷部143内形成细胞团，由多个凸起部141形成第一凹陷部143和第二凹陷部144，第一凹陷部143为蛋托状，培养部a140是由金属板a130上3D打印成型，当需要将金属板a130导出时，抽拉两个板体122，使滑块121在滑槽115内滑动，然后由两个限位板带动皿体组件110抽出。

实施例二

本发明提供了如图6-11所示的一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，包括培养容器210、端口230、盖体组件240、金属板b250和培养部b260，所述培养容器210的一侧安装有所述端口230，所述端口230的外侧壁固定连接有所述盖体组件240，所述培养容器210的内部设置有所述金属板b250，所述金属板b250的前端设置有所述培养部b260。

本实施例中，具体的：所述盖体组件240包括第一遮挡部241、第一转轴242、透气板243、透气孔244、第二遮挡部245、第一固定块246、盖体247和卡槽248，所述盖体247的内侧壁开设有所述卡槽248，所述盖体247与所述第一遮挡部241和所述第二遮挡部245通过所述卡槽248滑动连接，所述第一遮挡部241和所述第二遮挡部245通过所述第一转轴242转动连接，所述盖体247的内侧壁靠近所述第二遮挡部245的一侧固定连接有所述透气板243，所述透气板243的一侧均匀开设所述透气孔244；用户在调节盖体组件240时，首先，旋转第一遮挡部241，使第一遮挡部241在卡槽248内滑动，其次，透气板243上的透气孔244则会与外界空气对接，进而便于培养容器210内的细胞进行生存，所述第一遮挡部241和所述第二遮挡部245均为半圆形状，所述第一遮挡部241的一侧远离所述第二遮挡部245一侧粘接有所述第一固定块246；由第一遮挡部241和第二遮挡部245的设置，将透气板243覆盖，可通过旋转其中一个的遮挡部，使透气板243的打开程度不一，因而便于培养容器210内的细胞生存。

本实施例中，培养容器210的前表面可打开，便于将培养部b260导入到培养容器210内。

工作原理：用户在对干细胞145进行培养时，将干细胞145导入到培养部b260内，然后将金属板b250导入到培养容器210内，由培养容器210将干细胞145进行培养，在培养的过程中用户需要将空气导入到培养容器210内时，只需旋转第一遮挡部241或者第二遮挡部245，使透气板243与培养箱中空气对接，空气通过透气板243上的透气孔244导入到培养容器210内，从而利于干细胞145的培养。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，其特征在于：包括皿体组件(110)、提拉组件(120)、金属板a(130)和培养部a(140)，所述皿体组件(110)的内部设置有所述金属板a(130)，所述金属板a(130)的顶部设置有所述培养部a(140)，所述金属板a(130)的外侧壁设置有所述提拉组件(120)；

所述皿体组件(110)，其包括皿体(111)、防滑垫(112)、提手(113)和通孔(114)，所述皿体(111)的底部粘接有所述防滑垫(112)，所述皿体(111)的外侧壁粘接有两个所述提手(113)，所述提手(113)的上表面开设有所述通孔(114)；

所述培养部a(140)，其包括凸起部(141)、导液部(142)、第一凹陷部(143)、第二凹陷部(144)和干细胞(145)，所述金属板a(130)的顶部设置有所述培养部a(140)，所述金属板a(130)与所述凸起部(141)一体成型，所述培养部a(140)的上表面均匀设置有所述凸起部(141)，两个所述凸起部(141)之间形成所述第一凹陷部(143)和所述第二凹陷部(144)，所述第一凹陷部(143)内设置有所述干细胞(145)，所述凸起部(141)的外侧壁设置有所述导液部(142)。

2.根据权利要求1所述的一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，其特征在于：所述导液部(142)与所述第一凹陷部(143)底面的相对倾斜角度为一百二十度至一百六十度。

3.根据权利要求1所述的一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，其特征在于：所述凸起部(141)的高度为零点一毫米至四毫米，所述凸起部(141)的宽度为零点一毫米至四毫米。

4.根据权利要求1所述的一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，其特征在于：所述第一凹陷部(143)的深度为零点一毫米至四毫米，所述第一凹陷部(143)的宽度为零点一毫米至四毫米。

5.根据权利要求1所述的一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，其特征在于：所述皿体组件(110)还包括滑槽(115)，所述皿体(111)的上表面开设有两个所述滑槽(115)。

6.根据权利要求5所述的一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，其特征在于：所述提拉组件(120)包括滑块(121)、板体(122)、限位板a(123)和限位板b(124)，所述滑块(121)滑动于所述滑槽(115)内，所述滑块(121)的顶部粘接有所述板体(122)，所述滑块(121)的一侧远离所述板体(122)的一侧粘接有所述限位板a(123)和所述限位板b(124)，所述限位板a(123)的下表面和所述限位板b(124)的上表面贴附所述金属板a(130)的外侧壁。

7.根据权利要求1所述的一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，其特征在于：培养部a(140)表面凹凸形状除蛋托状波浪凹凸外，还可以为三角锥、四角锥、梯形、六角形、菱形、海浪状、椭圆状、圆柱状、方形和蜂巢状的其中一种。

8.根据权利要求1所述的一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，其特征在于：培养部a(140)采用无毒低吸附性金属材料打印，培养与分化皿与细胞接触部表面粗糙度在800nm以下。

9.一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统，其特征在于：包括培养容器(210)、端口(230)、盖体组件(240)、金属板b(250)和培养部b(260)，所述培养容器(210)的一侧安装有所述端口(230)，所述端口(230)的外侧壁固定连接有所述盖体组件(240)，所述培养容器(210)的内部设置有所述金属板b(250)，所述金属板b(250)的前端设置有所述培养部b(260)。

10.根据权利要求9所述的一种可重复使用3D打印干细胞培养与分化皿系统其特征在于：所述盖体组件(240)包括第一遮挡部(241)、第一转轴(242)、透气板(243)、透气孔(244)、第二遮挡部(245)、第一固定块(246)、盖体(247)和卡槽(248)，所述盖体(247)的内侧壁开设有所述卡槽(248)，所述盖体(247)与所述第一遮挡部(241)和所述第二遮挡部(245)通过所述卡槽(248)滑动连接，所述第一遮挡部(241)和所述第二遮挡部(245)通过所述第一转轴(242)转动连接，所述盖体(247)的内侧壁靠近所述第二遮挡部(245)的一侧固定连接有所述透气板(243)，所述透气板(243)的一侧均匀开设所述透气孔(244)，所述第一遮挡部(241)和所述第二遮挡部(245)均为半圆形状，所述第一遮挡部(241)的一侧远离所述第二遮挡部(245)一侧粘接有所述第一固定块(246)。