CN110484444B - 生物培养组件及生物培养系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物培养组件及生物培养系统。该生物培养组件通过在由弹性材料制成的弹性膜上载置生物细胞或生物组织，并使得培养液能够持续流经生物细胞或生物组织，提供了良好的体外三维动态培养功能；并且该生物培养组件通过磁力作用容易地实现该弹性膜的拉伸和缩回以对所载置的生物细胞或生物组织进行机械应力刺激，从而实现了安全、高效且低成本的培养功能。

Description

生物培养组件及生物培养系统

技术领域

本发明涉及生物技术领域，且特别涉及生物培养组件及包括该生物培养组件的生物培养系统。

背景技术

传统的肿瘤细胞或肿瘤生物组织的培养方法包括体外培养方法和体内培养方法。体外培养方法是将肿瘤细胞或肿瘤生物组织种植在培养瓶、培养皿等培养器材中，待肿瘤细胞或肿瘤生物组织增殖至一定的密度和/或规模之后能够用于其它医药试验等。体内培养方法是将肿瘤细胞或肿瘤生物组织移植进例如免疫缺陷小鼠等的试验体的体内，待肿瘤细胞或肿瘤生物组织增殖至一定密度和/或规模之后能够用于其它医药试验等。但是，现有的培养方法存在如下缺陷。

第一，在现有的体外培养方法中，在培养瓶、培养皿等培养器材中，肿瘤细胞或肿瘤生物组织在这些培养器材的表面生长，因此这些器材仅为肿瘤细胞或肿瘤生物组织提供了二维生长环境，培养环境与生物体内的三维环境迥异。而且，肿瘤细胞在二维平面增殖至一定密度后就会出现接触抑制，从而不能实现高效率的肿瘤细胞增殖，产出率不高。

第二，在现有的体外培养方法中，在长时间的培养过程中，需要反复打开培养瓶进行换液、传代操作，这既需要大量的人力和时间，还大大增加了肿瘤细胞或肿瘤生物组织受到污染的风险。

第三，现有的体外培养方法是静态培养方法或普通的动态培养方法。如果采用静态培养方法，肿瘤细胞或肿瘤生物组织在培养过程中代谢产物溶液堆积影响培养效果。

第四，在现有的体内培养方法中，成瘤率较低，成瘤周期较长(2个月到3个月)，并且成本较高。

发明内容

鉴于上述现有技术的状态而做出了本发明。本发明的目的在于提供一种生物培养组件，其能够在尽量不影响生物细胞或生物组织的特性的前提下对生物细胞或生物组织进行安全、高效、低成本的体外三维动态培养。本发明的另一目的在于提供一种包括上述生物培养组件的生物培养系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案。

本发明提供了一种如下的生物培养组件，所述生物培养组件包括：

培养芯片，所述培养芯片的内部形成有用于收纳培养液的培养池以及与所述培养池连通的进液通道和出液通道；

弹性膜，所述弹性膜用于载置待培养的生物组织或细胞，所述弹性膜收纳于所述培养池的内部并且所述弹性膜的一部分相对于所述培养池固定；

联动组件，所述联动组件位于所述培养池的内部并且能够沿着预定方向往复运动，所述弹性膜的另一部分相对于所述联动组件固定，随着所述联动组件进行所述往复运动使得所述弹性膜拉伸或缩回；以及

驱动组件，所述驱动组件位于所述培养池的外部并且能够通过磁力驱动所述联动组件沿着所述预定方向进行所述往复运动。

优选地，所述联动组件包括内磁体，并且所述驱动组件包括与所述内磁体对应的外磁体，所述外磁体隔着所述培养芯片的壁部与所述内磁体相对。

更优选地，所述内磁体置于所述培养芯片的底壁部，所述外磁体以抵接于所述底壁部的方式位于所述底壁部的下方。

更优选地，所述培养芯片形成有使所述进液通道与所述培养池连通的进液口以及使所述出液通道与所述培养池连通的出液口，在所述预定方向上，所述进液口和所述出液口始终位于所述内磁体的两侧，并且所述内磁体的截面尺寸小于所述培养池的截面尺寸。

更优选地，所述培养芯片形成有使能够控制开闭的所述进液通道与所述培养池连通的进液口以及使能够控制开闭的所述出液通道与所述培养池连通的出液口，在所述预定方向上，所述进液口和所述出液口始终位于所述内磁体的同一侧，并且所述内磁体的截面尺寸和截面形状与所述培养池的截面尺寸和截面形状分别相同。

更优选地，所述生物培养组件还包括设置于所述进液通道和所述出液通道的电磁阀，以控制相应的所述进液通道和相应的所述出液通道的开闭。

更优选地，所述生物培养组件还包括：固定端压合件，所述固定端压合件固定于所述培养芯片且位于所述培养池的内部，所述弹性膜的所述一部分固定于所述固定端压合件；以及移动端压合件，所述移动端压合件以在所述预定方向上与所述固定端压合件相对的方式固定于所述内磁体，所述弹性膜的所述另一部分固定于所述移动端压合件。

更优选地，所述驱动组件还包括与所述外磁体固定连接的运动滑台、穿过所述运动滑台与所述运动滑台螺纹接合的丝杠和与该丝杠连接的电机，通过所述电机带动所述丝杠能够驱动所述运动滑台在所述预定方向上进行往复运动。

更优选地，所述驱动组件还包括力传感器，所述力传感器设置于所述运动滑台和所述外磁体之间。

更优选地，所述培养芯片包括多个彼此并排配置的培养池。

更优选地，所述培养芯片包括芯片本体和以能够拆卸的方式固定于所述芯片本体的上盖，在所述芯片本体和所述上盖之间形成所述培养池，并且所述芯片本体形成有所述进液通道和所述出液通道。

更优选地，所述弹性膜由弹性材料经静电纺丝制成。

本发明还提供了一种如下的生物培养系统，所述生物培养系统包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的生物培养组件。

优选地，所述生物培养系统形成供培养液流动的闭环循环系统并且在所述闭环循环系统中包括：

所述生物培养组件；

储液部，所述储液部用于存储所述培养液，并且所述储液部与所述生物培养组件的所述培养芯片的进液通道和出液通道相连，使得所述储液部和所述培养池之间能够双向流体连通；

驱动源，所述驱动源与所述储液部和所述培养芯片相连，用于使得所述培养液在所述闭环循环系统内循环流动并流经所述培养池；以及

监测组件，所述监测组件设置于所述储液部与所述进液通道之间并且用于监测从所述储液部流入所述培养池的所述培养液的预定参数，

其中在所述闭环循环系统中，所述生物培养组件、所述储液部、所述驱动源和所述监测组件串联在一起。

更优选地，所述生物培养系统还包括用于控制氧气、二氧化碳和氮气三者的浓度的三气培养箱，所述储液部和所述生物培养组件安装于所述三气培养箱的内部。

更优选地，所述生物培养系统包括多个生物培养组件，所述多个生物培养组件在所述闭环循环系统中并联配置。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种新的生物培养组件及包括该生物培养组件的生物培养系统，该生物培养组件通过在由弹性材料制成的弹性膜上载置生物细胞或生物组织，并使得培养液能够持续流经生物细胞或生物组织，提供了良好的体外三维动态培养功能；并且该生物培养组件通过磁力作用容易地实现该弹性膜的拉伸和缩回以对所载置的生物细胞或生物组织进行机械应力刺激，从而实现了安全、高效且低成本的培养功能。

附图说明

图1a是示出了根据本发明的第一实施方式的生物培养组件的立体示意图，其中上盖处于拆卸状态；图1b是示出了图1a中的生物培养组件的局部结构的截面图；图1c是示出了图1a中的生物培养组件的弹性膜处于拉伸状态的示意图；图1d是示出了图1a中的生物培养组件的弹性膜处于缩回状态的示意图。

图2a是示出了根据本发明的第二实施方式的生物培养组件的局部结构的立体示意图；图2b是示出了图2a中的生物培养组件的局部结构的截面图。

图3a至图3c是示出了根据本发明的生物培养组件的联动组件的位移与时间之间的关系曲线的示意图。

图4a至图4d是示出了根据本发明的生物培养组件的弹性膜载置生物细胞或生物组织的状态的示意图。

图5是示出了根据本发明的生物培养系统的连接结构示意图。

附图标记说明

1支撑组件 11固定架 12底板 13支撑轨

2培养芯片 21芯片本体 21c培养池 21b底壁部 21p分隔壁部 21i进液通道 21io进液口 21o出液通道 21oo出液口 22上盖

3弹性膜

41移动端压合件 42固定端压合件

5联动组件 51内磁体

6驱动组件 61外磁体 62力传感器 63运动滑台 64丝杠 65步进电机

7电磁阀

X预定方向

A0三气培养箱 A1生物培养组件 A2储液瓶 A3PH计 A4氧浓度计 A5蠕动泵 A6控制单元 A7硅胶管

C1肿瘤细胞 C2饲养层细胞 C3肿瘤组织。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

以下将首先结合说明书附图说明根据本发明的生物培养组件的具体结构。

(根据本发明的第一实施方式的生物培养组件的结构)

如图1a至图1d所示，根据本发明的第一实施方式的生物培养组件包括组装在一起的支撑组件1、培养芯片2、弹性膜3、移动端压合件41、固定端压合件42、内磁体51和驱动组件6。

在本实施方式中，支撑组件1用于支撑其它部分。具体地，如图1a所示，该支撑组件1包括四个横截面为L形的固定架11、固定于四个固定架11底部的底板12和从底板12凸起的支撑轨13。

在这四个固定架11之间形成安装空间，培养芯片2以整体与底板12平行的方式安装于该安装空间内，并且培养芯片2通过例如螺栓等的固定件固定于各固定架11。底板12为支撑整个生物培养组件的底座并且具有足够的支撑面积以提供足够稳定的支撑能力。支撑轨13沿着预定方向X延伸并且从底板12朝向培养芯片2凸出，以用于支撑驱动组件6。

进一步地，在本实施方式中，培养芯片2整体具有长方体形状并且培养芯片2的材质为透光性能、生物相容性均优秀的合成高分子材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)或有机玻璃等。培养芯片2包括芯片本体21和以能够拆卸的方式固定于芯片本体21的上盖22。芯片本体21形成有凹部，使得在芯片本体21和上盖22之间形成用于收纳培养液的培养池21c。这样，该培养芯片2能够形成足够密闭的环境(培养池21c)，以在进行生物细胞或生物组织培养的过程中不会受到污染。

在本实施方式中，培养芯片2的内部形成有两个并排的培养池21c以及与各培养池21c连通的进液通道21i和出液通道21o。两个培养池21c可同时进行动态培养，各培养池21c为长方体状并且长度为20mm至100mm，宽度为10mm至30mm，高度为10mm至20mm。两个培养池21c由沿着预定方向X延伸的分隔壁部21p彼此分隔开，并且两个培养池21c具有相同的形状和尺寸。对应于各培养池21c，进液通道21i和出液通道21o分别形成于培养芯片2的在预定方向X上彼此相对的侧壁中，并且侧壁还形成有使进液通道21i与培养池21c连通的进液口21io以及使出液通道21o与培养池21c连通的出液口21oo。在预定方向X上，无论内磁体51沿着预定方向X运动到何处，进液口21io和出液口21oo始终位于内磁体51的两侧。这样，能够保证经由进液通道21i流入培养池21c的培养液能够充分地流过培养池21c的各处之后再经由出液通道21o流出培养池21c。

进一步地，在本实施方式中，弹性膜3是由弹性材料(例如聚氨酯)经静电纺丝制成，或者说弹性膜3是由合成高分子通过高压静电原理制造的纳米微丝构成，以用于载置待培养的生物细胞或生物组织。弹性膜3收纳于培养池21c的内部，并且弹性膜3的在预定方向X上的一端部经由固定端压合件42固定于培养芯片2，弹性膜3的在预定方向X上的另一端经由移动端压合件41固定于内磁体51。

在弹性膜3上的培养物优选是肿瘤细胞C1或肿瘤组织C3与饲养层细胞C2在弹性膜3上共同组成的共培养体系。如图4a至图4d所示，肿瘤细胞C1或肿瘤组织C3与饲养层细胞C2在弹性膜(静电纺丝膜)3上可以共同种植在同一侧，也可以种植在弹性膜3的两侧。肿瘤细胞C1包括脑胶质瘤细胞、肺癌细胞、鼻咽癌细胞、食管癌细胞、胃癌细胞、大肠癌细胞、肝癌细胞和乳腺癌细胞等，肿瘤组织C3是指从患者体内提取的肿瘤组织，经伦理委员会审核及患者同意应用于研究，这些肿瘤组织C3切碎为0.2mm²至5mm²的细长条进行培养，包括脑胶质瘤肿瘤组织、肺癌肿瘤组织、鼻咽癌肿瘤组织、食管癌肿瘤组织、胃癌肿瘤组织、大肠癌肿瘤组织、肝癌肿瘤组织和乳腺癌肿瘤组织等。

进一步地，在本实施方式中，作为联动组件的内磁体51位于培养池21c的内部且置于培养芯片2的底壁部21b上，该内磁体51能够在驱动组件6的下述外磁体61的驱动下沿着预定方向X往复运动。另外，内磁体51的截面尺寸小于培养池21c的截面尺寸，这样能够保证内磁体51不会阻碍培养液的流动。

进一步地，在本实施方式中，固定端压合件42固定于培养芯片2的侧壁且位于培养池21c的内部，并且弹性膜3的一端固定于固定端压合件42。移动端压合件41以在预定方向X上与固定端压合件42相对的方式固定于内磁体51，并且弹性膜3的另一端固定于移动端压合件41。这样，随着内磁体51在预定方向X上进行往复运动使得移动端压合件41与固定端压合件42在预定方向X上的距离增大或减小，从而使得弹性膜3拉伸或缩回。

进一步地，在本实施方式中，驱动组件6位于培养池21c的外部并且能够通过磁力沿着预定方向X驱动内磁体51进行往复运动。具体地，如图1a和图1b所示，驱动组件6包括与内磁体51对应的外磁体61、力传感器62、运动滑台63、丝杠64和步进电机65。

外磁体61隔着培养芯片2的底壁部21b与两个内磁体51相对，并且外磁体61以抵接于底壁部21b的方式位于底壁部21b的下方。力传感器62设置于外磁体61的下方用于测量对弹性膜3的拉力并且将拉力传输到控制单元。力传感器62是圆环形的剪切力传感器，因为培养池21c外部的外磁体61吸合拉伸培养池21c内部的内磁体51，传感器测量到的剪切力与拉伸弹性膜3的拉力是同向的，在实际应用中此剪切力还需要减去两个磁体61、5与培养芯片2的滑动摩擦力，这个差值就是施加在内磁体51上的拉力。运动滑台63设置于力传感器62的下方且经由力传感器62与外磁体61固定连接，并且运动滑台63置于支撑组件1的支撑轨13上，以能够沿着支撑轨13在预定方向X上运动。丝杠64穿过运动滑台63与运动滑台63螺纹接合，当丝杠64转动时能够驱动运动滑台63在支撑轨13上沿着预定方向X运动。步进电机65与该丝杠64连接，通过步进电机65的转子带动丝杠64转动。

这样，来自驱动组件6的步进电机65的驱动力能够按照步进电机65→丝杠64→运动滑台63→力传感器62→外磁体61→内磁体51→移动端压合件41→弹性膜3的顺序从步进电机65传递到弹性膜3。在图1b中，随着内磁体51和移动端压合件41朝向图中右侧运动，使得弹性膜3受到朝向图中右侧的拉力，弹性膜3被拉伸并最终能够处于图1c中所示的拉伸状态，其中弹性膜3处于最大拉伸状态；在图1b中，随着内磁体51和移动端压合件41朝向图中左侧运动，弹性膜3逐渐缩回并且能够处于图1d所示的缩回状态，其中弹性膜3可以仅受到初始拉伸力或者无拉伸力。

以上说明了根据本发明的生物培养组件的具体结构，以下说明该生物培养组件可以采用的对生物细胞和生物组织提供机械应力刺激的方式。

具体地，通过控制运动滑台63带动外磁体61以驱动内磁体51实现多种运动模式，从而可以实现对所培养的生物细胞和生物组织进行不同的应力刺激。具体地，图3a至图3c示出了在不同情况下内磁体51移动的位移(纵轴)与时间(横轴)之间的关系曲线，其中上述曲线对应的纵坐标的最大值对应弹性膜3处于最大拉伸状态并且上述曲线对应的纵坐标的最小值对应弹性膜3处于初始拉伸状态(受到初始拉伸力或无拉伸力)。

如图3a所示，在该模式中，关系曲线呈周期性出现的梯形形状(仅示出两个周期)。这表示，内磁体51在初始状态(例如图1d所示的状态)首先恒速运动到使得弹性膜3处于最大拉伸状态(例如图1c所示的状态)，之后保持一段时间，然后再以与关系曲线的上升段相同的恒速返回到初始状态，反复进行上述循环。

如图3b所示，在该模式中，关系曲线呈周期性出现的三角形状(仅示出四个周期)。这表示，内磁体51在初始状态(例如图1d所示的状态)首先恒速运动到使得弹性膜3处于最大拉伸状态(例如图1c所示的状态)，之后不保持该状态而是马上以与关系曲线的上升段相同的恒速返回到初始状态，反复进行上述循环。

如图3c所示，在该模式中，关系曲线呈周期性出现的波形形状(仅示出四个周期)。这表示，内磁体51在初始状态(例如图1d所示的状态)首先变速运动到使得弹性膜3处于最大拉伸状态(例如图1c所示的状态)，之后不保持该状态而是以变速返回到初始状态，反复进行上述循环。

(根据本发明的第二实施方式的生物培养组件的结构)

如图2a和图2b所示，根据本发明的第二实施方式的生物培养组件的基本结构与根据本发明的第一实施方式的生物培养组件的基本结构大致相同，以下将仅说明两者之间的不同之处。

在本实施方式中，生物培养组件还包括设置于进液通道21i和出液通道21o的电磁阀7，以控制相应的进液通道21i和出液通道21o的开闭。

进一步地，虽然进液通道21i和进液口21io仍然设置于培养芯片2的侧壁，但是出液口21oo并不设置于与设置有进液口21io的侧壁相对的侧壁，而是设置于分隔壁部21p的靠近进液口21io的部分处。这样，出液通道21o的一部分在培养芯片2的侧壁中延伸，出液通道21o的另一部分在分隔壁部21p中延伸。而且，在预定方向X上，无论内磁体51沿着预定方向X运动到何处，进液口21io和出液口21oo始终位于内磁体51的同一侧。

进一步地，内磁体51的截面尺寸和截面形状与培养池21c的截面尺寸和截面形状分别相同。

通过采用上述技术方案，在本实施方式中，生物培养组件不仅能够对生物细胞和生物组织提供拉力刺激，还能够对生物细胞和生物组织提供压力刺激。

具体地，在通过电磁阀7关闭进液通道21i和出液通道21o之后，可以通过内磁体51带动移动端压合件41朝向固定端压合件42运动。在这个过程中，由于内磁体51的截面尺寸和截面形状与培养池21c的截面尺寸和截面形状分别相同，因此内磁体51能够压缩培养液，进而经由培养液提供对生物组织的压力刺激。

另外，当需要正常培养和/或拉力刺激培养时，电磁阀7全部打开，培养液4在培养池21c内自由流动。

以上详细地说明了根据本发明的生物培养组件的结构，以下将说明包括该生物培养组件的生物培养系统的结构。

(根据本发明的生物培养系统的结构)

如图5所示，根据本发明的生物培养系统形成了供培养液流动的闭环循环系统，培养液在该闭环循环系统中循环流动以持续流经生物培养组件，使得活细胞和生物组织能够在生物培养组件内进行动态培养。

具体地，根据本发明的生物培养系统包括通过硅胶管A7串联在一起的上述生物培养组件A1、储液瓶A2、监测组件(包括PH计(A3)和氧浓度计A4)和蠕动泵A5，并且该生物培养系统还包括用于控制该系统进行作业的控制单元A6。另外，生物培养组件A1和储液瓶A2安装于三气培养箱A0的内部，三气培养箱A0除了可以对常规的湿度、温度进行调整以适应生物细胞和生物组织的生长外，还可以精确对培养箱内部的氧气、二氧化碳和氮气的浓度进行控制。这是因为，有研究表明，生物体内肿瘤因为快速增殖，在肿瘤内部的氧分压会较正常组织为低，为了模拟体内的真实环境，本系统采用了三气培养箱A0以便对内部的氧气的浓度进行调整。

储液瓶A2用于存储培养液，并且储液瓶A2与生物培养组件A1的培养芯片2的进液通道21i和出液通道21o相连，使得储液瓶A2和培养池21c之间能够双向流体连通。储液瓶A2与培养芯片2的出液通道21o直接连通，而储液瓶A2经由监测组件和蠕动泵A5与培养芯片2的进液通道21i连通。

监测组件设置于储液瓶A2与进液通道21i之间并且用于监测从储液瓶A2流入培养池21c的培养液的预定参数。具体地，PH计A3用于测量从储液瓶A2流向生物培养组件A1的培养液的PH值，而氧浓度计A4用于测量从储液瓶A2流向生物培养组件A1的培养液的氧浓度。

蠕动泵A5在培养液的流动方向上位于监测组件的下游，用于使得培养液在闭环循环系统内循环流动并持续流经培养池21c。

在本实施方式中，生物培养系统包括两个生物培养组件A1，这两个生物培养组件A1在闭环循环系统中并联配置。

控制单元A6的主要功能包括控制运动滑台63的速度与位移，还可以接受力传感器62反馈回来的力学信息。

这样，在日常培养时，使用蠕动泵A5作为动力源推动培养液循环流动模拟体内血液循环。在拉力/压力刺激培养时，培养池21c外部的外磁体61吸合带动培养池21c内部的内磁体51，进而拉伸培养池21c内的弹性膜3对其表面培养的含细胞培养物施加拉力/压力刺激。在具体作业时，机械应力的刺激会增加肿瘤细胞C1和肿瘤组织C3的增殖效率，因此通过周期性的机械应力刺激来促使肿瘤细胞C1在初期快速增殖，待其增殖至一定程度后，就进行日常培养，使用蠕动泵A5产生的脉动流来模拟体内的动脉血流，更加的仿生。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。

i.本发明提供的生物培养组件及生物培养系统还可以用于培养除以上说明的生物组织和细胞以外的生物组织和细胞。

ii.本发明的生物培养系统可以包括仅一个生物培养组件或三个以上生物培养组件。

iii.虽然在以上的内容中没有明确说明，但是优选地，内磁体51为永磁体，外磁体61为永磁体或电磁铁。另外，虽然在以上的具体实施方式中联动组件5仅包括内磁体51，但是本发明不限于此，该联动组件5还可以包括除了内磁体51以外的其它必要零件。

iv.本发明的优点和突出效果还可以概括如下：1)弹性膜(静电纺丝膜)3可以为生物细胞和生物组织的生长提供三维微环境，更加的仿生，既有利与增殖，后续的药物测试也较二维培养更为准确；2)可以为生物细胞和生物组织提供动态的培养且与饲养层细胞形成共培养体系，且可以调节PH值、氧浓度值，设定不同的拉力/压力刺激方案，继而刺激生物细胞和生物组织的快速增殖，通过对比这些多种可调因素最终选择最优参数，从而提高成瘤率，减少成瘤时间；3)较肿瘤体内测试的价格要更低，更为可控；4)由于驱动组件设置于培养芯片的外部并且仅通过磁力带动内磁体的运动，因此使得培养过程中培养池不易受到污染。

Claims (16)

1.一种生物培养组件(A1)，其特征在于，所述生物培养组件(A1)包括：

培养芯片(2)，所述培养芯片(2)的内部形成有用于收纳培养液的培养池(21c)以及与所述培养池(21c)连通的进液通道(21i)和出液通道(21o)；

弹性膜(3)，所述弹性膜(3)用于载置待培养的生物组织或细胞，所述弹性膜(3)收纳于所述培养池(21c)的内部并且所述弹性膜(3)的一部分相对于所述培养池(21c)固定；

联动组件(5)，所述联动组件(5)位于所述培养池(21c)的内部并且能够沿着预定方向(X)往复运动，所述弹性膜(3)的另一部分相对于所述联动组件(5)固定，随着所述联动组件(5)进行所述往复运动使得所述弹性膜(3)拉伸或缩回；以及

驱动组件(6)，所述驱动组件(6)位于所述培养池(21c)的外部并且能够通过磁力驱动所述联动组件(5)沿着所述预定方向(X)进行所述往复运动。

2.根据权利要求1所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，

所述联动组件(5)包括内磁体(51)，并且

所述驱动组件(6)包括与所述内磁体(51)对应的外磁体(61)，所述外磁体(61)隔着所述培养芯片(2)的壁部与所述内磁体(51)相对。

3.根据权利要求2所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述内磁体(51)置于所述培养芯片(2)的底壁部(21b)，所述外磁体(61)以抵接于所述底壁部(21b)的方式位于所述底壁部(21b)的下方。

4.根据权利要求2或3所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述培养芯片(2)形成有使所述进液通道(21i)与所述培养池(21c)连通的进液口(21io)以及使所述出液通道(21o)与所述培养池(21c)连通的出液口(21oo)，

在所述预定方向(X)上，所述进液口(21io)和所述出液口(21oo)始终位于所述内磁体(51)的两侧，并且

所述内磁体(51)的截面尺寸小于所述培养池(21c)的截面尺寸。

5.根据权利要求2或3所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述培养芯片(2)形成有使能够控制开闭的所述进液通道(21i)与所述培养池(21c)连通的进液口(21io)以及使能够控制开闭的所述出液通道(21o)与所述培养池(21c)连通的出液口(21oo)，

在所述预定方向(X)上，所述进液口(21io)和所述出液口(21oo)始终位于所述内磁体(51)的同一侧，并且

所述内磁体(51)的截面尺寸和截面形状与所述培养池(21c)的截面尺寸和截面形状分别相同。

6.根据权利要求5所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述生物培养组件(A1)还包括设置于所述进液通道(21i)和所述出液通道(21o)的电磁阀(7)，以控制相应的所述进液通道(21i)和相应的所述出液通道(21o)的开闭。

7.根据权利要求2或3所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述生物培养组件(A1)还包括：

固定端压合件(42)，所述固定端压合件(42)固定于所述培养芯片(2)且位于所述培养池(21c)的内部，所述弹性膜(3)的所述一部分固定于所述固定端压合件(42)；以及

移动端压合件(41)，所述移动端压合件(41)以在所述预定方向(X)上与所述固定端压合件(42)相对的方式固定于所述内磁体(51)，所述弹性膜(3)的所述另一部分固定于所述移动端压合件(41)。

8.根据权利要求2或3所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述驱动组件(6)还包括与所述外磁体(61)固定连接的运动滑台(63)、穿过所述运动滑台(63)与所述运动滑台(63)螺纹接合的丝杠(64)和与该丝杠(64)连接的电机(65)，通过所述电机(65)带动所述丝杠(64)能够驱动所述运动滑台(63)在所述预定方向(X)上进行往复运动。

9.根据权利要求8所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述驱动组件(6)还包括力传感器(62)，所述力传感器(62)设置于所述运动滑台(63)和所述外磁体(61)之间。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述培养芯片(2)包括多个彼此并排配置的培养池(21c)。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述培养芯片(2)包括芯片本体(21)和以能够拆卸的方式固定于所述芯片本体(21)的上盖(22)，在所述芯片本体(21)和所述上盖(22)之间形成所述培养池(21c)，并且所述芯片本体(21)形成有所述进液通道(21i)和所述出液通道(21o)。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述弹性膜(3)由弹性材料经静电纺丝制成。

13.一种生物培养系统，其特征在于，所述生物培养系统包括权利要求1至12中任一项所述的生物培养组件(A1)。

14.根据权利要求13所述的生物培养系统，其特征在于，所述生物培养系统形成供培养液流动的闭环循环系统并且在所述闭环循环系统中包括：

所述生物培养组件(A1)；

储液部(A2)，所述储液部(A2)用于存储所述培养液，并且所述储液部(A2)与所述生物培养组件(A1)的所述培养芯片(2)的进液通道(21i)和出液通道(21o)相连，使得所述储液部(A2)和所述培养池(21c)之间能够双向流体连通；

驱动源(A5)，所述驱动源(A5)与所述储液部(A2)和所述培养芯片(2)相连，用于使得所述培养液在所述闭环循环系统内循环流动并流经所述培养池(21c)；以及

监测组件(A3、A4)，所述监测组件(A3、A4)设置于所述储液部(A2)与所述进液通道(21i)之间并且用于监测从所述储液部(A2)流入所述培养池(21c)的所述培养液的预定参数，

其中在所述闭环循环系统中，所述生物培养组件(A1)、所述储液部(A2)、所述驱动源(A5)和所述监测组件(A3、A4)串联在一起。

15.根据权利要求14所述的生物培养系统，其特征在于，所述生物培养系统还包括用于控制氧气、二氧化碳和氮气三者的浓度的三气培养箱(A0)，所述储液部(A2)和所述生物培养组件(A1)安装于所述三气培养箱(A0)的内部。

16.根据权利要求14所述的生物培养系统，其特征在于，所述生物培养系统包括多个生物培养组件(A1)，所述多个生物培养组件(A1)在所述闭环循环系统中并联配置。

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