CN115279886A - 多细胞结构的培养系统、方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种诸如类器官等多细胞结构的培养系统、方法和设备。示例性系统包括容器、电/磁模块和控制电路。容器可以包括培养室以容纳多细胞结构。电/磁模块可以配置成位于容器中，在培养室中或与培养室相邻的位置处。控制电路可以配置成对电/磁模块进行无线供电和/或无线操作。

Description

多细胞结构的培养系统、方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年2月13日提交的美国临时申请No.62/976,151的优先权，该美国临时申请的内容通过引用整体并入本文。

背景技术

类器官(“微型器官”)是在体外产生的不同类型的细胞的三维团，并且与器官具有一定的相似性，诸如表现出器官特异性组织的实际组织结构。可以通过利用少量干细胞来接种基质以产生细胞团。然后，在使用基质作为支架的同时，干细胞在基质内增殖、分化和自组织。利用这种方法，到目前为止已经产生了与脑、心脏、肠、肾、肝和胃等组织类似的类器官。这些有希望的结果表明，类器官培养具有为器官发育和功能提供新见解的潜力，并且具有重现允许体外药物筛选的疾病模型的潜力。类器官可以彻底改变药物的发现方式和药物的个性化。

尽管类器官的重要性与日俱增，但是类器官的有效培养仍然存在挑战。需要新的系统、方法和设备来培养类器官和其它多细胞结构。

发明内容

本公开提供了诸如类器官等多细胞结构的培养系统、方法和设备。示例性系统包括容器、电/磁模块和控制电路。容器可以包括培养室以容纳多细胞结构。电/磁模块可以配置成位于容器中，并且在培养室中或与培养室相邻的位置处。控制电路可以配置成对电/磁模块进行无线供电和/或无线操作。

附图说明

图1是形成、生长、喂养、分化、刺激、感测、测试和/或成像多细胞结构的示例性培养系统的框图，其中培养系统包括：容器阵列，该容器阵列将多细胞结构容纳在相应培养容器中；至少一个电/磁模块，该至少一个电/磁模块位于容器阵列的至少一个培养容器中；以及控制电路，通过电/磁模块和控制电路之间的无线传输使该控制电路对电/磁模块进行供电和/或操作。

图1A是图1的容器阵列的示例性培养容器的示意图。

图2是图1的容器阵列的实施例的分解示意性顶视图。

图3是图1的容器阵列的另一实施例的分解示意性顶视图。

图4是图1A的培养容器和在培养容器中使用的不同功能模块组的示意图。

图5是图1的培养系统的培养容器和控制电路的示例性实施例的框图，其中培养容器以示意性侧视图示出。

图6是可以在培养多细胞结构的方法中执行的示例性步骤的流程图。

图7是可以在使用包括壳体和插入部的培养容器来培养多细胞结构的方法中执行的示例性步骤的流程图。

图8是在图1的容器或图6的方法中使用的示例性电极模块的示意图，以及配置成对电极模块进行供电和操作的控制电路的功率天线和通信天线的示意图。

图9是在图1的容器或图6的方法中使用的示例性传感器模块的示意图，以及配置成对传感器模块进行供电和操作的控制电路的天线的示意图。

图10是在图1的培养系统或图6的方法中使用的示例性泵模块的示意图，以及配置成对泵模块进行供电和操作的控制电路的功率天线的示意图。

图11是图1的系统的实施方式的选定方面的部分截面部分示意图，该系统包括图10的泵模块的两个复制品，该泵模块的两个复制品容纳在培养容器的培养室中并且位于与类器官相邻的位置处。

图12是图1的系统的实施方式的选定方面的部分截面部分示意图，该系统包括控制电路、图11的培养容器、以及容纳在培养容器的培养室中的一对磁模块，其中类器官位于磁模块之间。

图13是图12的系统实施方式的另一视图，其中使控制电路的线圈通电以驱动磁模块朝向彼此移动，以便机械刺激类器官。

图14是图12的系统实施方式的示意性侧视图，该系统变型为对容纳在培养容器排中的类器官组进行培养和机械刺激，其中省略了培养容器并且控制电路的线圈未通电。

图15是图14的变型系统实施方式的另一示意性侧视图，其中使线圈通电以驱动每对磁模块沿培养容器排直线移动。

图16是图14的系统的变型实施方式的示意性顶视图，该系统具有不同构造的可通电线圈以驱动磁模块沿相同线路直线移动。

图17是在本公开的培养容器中使用的示例性光模块的示意图。

图18是示例性支架模块的示意图，该示例性支架模块包括支架，该支架附接至模块的主体并且配置成支持类器官的形成和生长。

图19是在图1的培养系统或图6的方法中使用的示例性可渗透界面模块的截面图。

图20是图19的可渗透界面模块的截面图，该可渗透界面模块可操作地位于容纳类器官的培养容器的槽部中。

图21是保持在图1的系统或图6的方法中使用的示例性培养设备的框架的等距图，其中该培养设备包括形成培养容器排的容器组件，该培养容器排包括相应的培养室排，每个培养室容纳一对磁模块，并且每个培养室定位成与容纳另一个模块的相应槽部相邻，该另一个模块在结构和功能上与磁模块不同。

图22是图21的培养设备在从图21的框架移除并且将容器组件的培养容器中的一个与成像系统的光源和物镜进行操作性对准后的等距图。

图23是图21的培养设备的等距分解图，该培养设备包括图21或图22中未示出的盖。

图24是图21的培养设备的单独侧视图。

图25是图21的培养设备的单独顶视图。

图26是大体沿图25的线26-26截取的图21的培养设备的局部截面图。

图27是图21的培养设备的壳体的单独侧视图。

图28是图27的壳体的顶视图。

图29是大体沿图28的通过壳体的四个区段中的一个区段的线29-29截取的图28的壳体的截面图。

图30是大体沿图28的线30-30截取的图28的壳体的另一截面图。

图31是图21的培养设备的插入部的单独侧视图。

图32是图31的插入部的端视图。

图33是图31的插入部的顶视图。

图34是大体沿图33的线34-34截取的图31的插入部的截面图。

图35是容器阵列的盖组件的分解图，该容器阵列包括由图21的框架保持的容器组件排，其中盖组件包括一系列盖，该一系列盖中的每一个与图23的盖基本相同。

图36是图31的插入部的变型形式，该插入部包括垫圈，以与图27的壳体形成流体密封。

图37是大体沿图36的线37-37截取的图36的插入部的截面图。

图38是放置于图27的壳体中以与壳体配合形成培养室的示例性无槽部式插入部的顶视图。

图39是放置于图27的壳体中以与壳体配合形成培养室的示例性的四储存部式插入部的顶视图。

图40是放置于图27的壳体中以与壳体配合形成培养室的示例性无槽部、四储存部式插入部的顶视图。

具体实施方式

大型类器官(例如，高达约4mm)的培养是劳动密集的复杂任务，该任务很容易需要几个月的时间才可以收获或使用(例如，筛选)类器官。在培养期间，类器官在生长、分化和发育时会经历培养方案的不同阶段。目前，这些阶段中的大多数需要手动交互以进行喂养、监测、处理等。因为容纳类器官的培养容器可能不适合监测正在发育的类器官的状态，所以更换实验室器具通常是必要的。依赖于手动交互的培养方案成本较高并且容易出现处理错误。此外，为了培养能产生特定和相互作用的细胞类型的大型类器官，可能不仅需要利用合适的化合物来处理细胞，而且需要使类器官暴露在针对所培养的类器官类型的适当物理环境中。例如，需要通过电脉冲来刺激心肌细胞以及神经元，而肌肉类器官和骨类器官依赖于施加交替机械应变。可以利用依赖于管道和布线的复杂仪器来培养类器官。然而，此种仪器体积庞大并且非标准化，并且不容易扩大规模以用于同时培养许多类器官。

本公开在各个方面解决了缺乏自动化、仪器的非标准化、存在管道和布线、以及当前执行的类器官培养的不可扩展性。更具体地，本公开提供的容器、模块和控制电路能够实现自动化、改善标准化、避免管道和布线以及允许可扩展性。

本公开提供了培养诸如类器官等多细胞结构的系统和方法。该系统可以包括容器，该容器包括培养(腔)室以容纳多细胞结构。电/磁模块可以配置成位于容器中，并且在培养室中或与培养室相邻的位置处。控制电路可以配置成通过无线传输来对电/磁模块进行供电和/或操作。在该方法中，多细胞结构可以容纳在容器的培养室中。电/磁模块可以位于容器中，并且在培养室中或与培养室相邻的位置处。可以使用控制电路经由功率、力和/或信号(例如，数据)的无线传输来对电/磁模块进行供电/操作。电/磁模块可以例如包括磁体，通过由控制电路产生的磁场使该磁体可以在容器中移动，使得该模块泵送流体或对容纳在培养室中的多细胞结构进行机械刺激。在其它示例中，电/磁模块可以包括刺激多细胞结构的电极、感测容器中的多细胞结构和/或培养基(培养介质)的特性的传感器、照射多细胞结构的至少一部分的光源等。

对该系统和方法中的电/磁模块进行无线供电/操作的能力是重要的，因为这消除了对从控制电路延伸至容器的布线或其它电导体的需要。结果，容器变得更加便携，容器对于相对于控制电路的定位具有更少的限制，并且更易于与控制电路分离(例如，执行成像程序)。此外，这种无线方法可以改善多细胞结构实验的保真度和稳定性，这是因为这种无线方法允许电/磁模块定位成非常接近分析中的多细胞结构或与分析中的多细胞结构接触。该系统和方法还通过提供必要的物理环境而有助于多细胞结构的复杂培养的自动化，并且能够实现多细胞结构的多通道原位监测。该系统和方法能够以自动化的方式对大量类器官同时进行刺激、维持和监测。

根据需要，可以通过将一个或多个有源/无源模块引入容器的一个或多个隔间中来定制本公开的容器。一个或多个功能模块和容纳有一个或多个模块的一个或多个隔间的选择允许在制造期间和/或由使用者对容器进行功能调整。例如，一个或多个模块和一个或多个隔间的选择能够培养特定类型的类器官、执行特定培养方案或方案阶段、创建一个或多个期望测试条件、和/或对一个或多个期望参数进行机载(在容器中)感测、测量和/或监测，等等。因此，容器的基础结构可以标准化，同时容器的功能可以根据需要通过引入不同模块来修改，以适合各种使用者的特定需求。此外，将一个或多个模块引入容器中允许模块非常接近多细胞结构或与多细胞结构接触，使得模块与多细胞结构产生更直接的相互作用。此外，将一个或多个模块引入容器中可能不会产生占用区(footprint)尺寸的任何增加。因此，利用一个或多个模块修改的容器可以保持紧凑，这允许更多的容器复制品适配标准微孔板的占用区，这进而允许在培育箱中同时培养更多的多细胞结构。

提供了诸如类器官等多细胞结构的培养设备和方法。该设备可以包括具有开口顶部的壳体。该设备还可以包括具有两个以上储存部的插入部。插入部可以配置成经由开口顶部而容纳在壳体中，使得壳体和插入部配合形成多细胞结构的培养室。培养室可以位于两个以上的储存部下方，并且经由插入部限定的相应通道使培养室与两个以上的储存部中的每一个流体连通。在该方法中，包括两个以上储存部的插入部可以放置于壳体中，以便使用插入部和壳体来配合形成培养室。培养室可以位于两个以上储存部中的每个储存部下方并且与该每个储存部流体连通。可以在培养室中培养多细胞结构。

在前段中所述的设备和方法可以为诸如类器官等多细胞结构的培养提供各种优点，包括以下的任何组合。插入部可以从具有彼此不同特性的插入部组(诸如不同的储存部、通道和/或槽部构造)中选择。因此，相同壳体可以与不同类型的插入部组装，以根据使用者的特定需求来定制最终容器的结构。此外，插入部可以将储存部(和可选槽部)定位在培养室的竖直上方，使得重力可以驱动流体流入和/或流出培养室。此外，壳体可以限定有区段排，每个区段能够容纳插入部以形成相应的培养室。因此，壳体和两个以上插入部可以组装形成具有培养室排的容器组件。此外，两个以上的容器组件可以由具有与标准微孔板的占用区相对应的占用区的框架保持，以能够形成紧凑容器阵列。可以将每个容器组件从框架单独移除，以便与阵列的其它容器组件分离处理。

容器可以设置有多个储存部，经由通道使该多个储存部与腔室(培养室)流体连通，该通道可以形成在储存部和腔室之间的一个或多个共用壁中。此种构造可以描述为标准喂养接口。在一些实施例中，3D打印提供了容器内的标准喂养接口与任何适合打印结构的连接，以使不同类型的类器官能够生长。

在适当类型的细胞发育成类器官时，基质可以为该适当类型的细胞提供临时支架。细胞可以自组织并且产生细胞自己的细胞外基质，该细胞外基质可以替代一些或全部支架。内部喂养同样如此：容器可以提供一般接口，可选通过3D打印来修改该接口，并且可以组织细胞以最佳方式来使用该修改的接口。

在一些实施例中，支架(具有或不具有细胞)可以设置在容器主体的容纳部中，并且可选地在容器倒置时，可以使用密封构件来使容纳部形成培养室。一旦这些处理完成，可以将容器翻转成正面朝上(翻转至容器的类器官培养取向)，并且覆盖在培养室上的至少一个储存部可以填充有喂养液。如果支架内还不存在任何细胞，则可以将合适细胞放置于喂养液中，并且将该合适细胞与喂养液一起从培养室上方的储存部引入支架中。

在可以开始特定的喂养方案前，可能需要初始培育时间来形成类器官。喂养方案可以包括根据预定的时间表和/或基于类器官的发育阶段或状况，利用合适培养基(介质)来装载储存部和从储存部中移除培养基。喂养方案可以取决于支架的形状以及待形成的类器官的类型。

该容器能够实现光片3D成像。容器的培养室可以具有两个、三个或更多个光学窗口，并且可以经由每个光学窗口使光传播进入和/或离开培养室。例如，容器可以具有底部窗口和一个或多个横向窗口，每个窗口可以是平面的。在一些实施例中，容器可以具有彼此相对布置的一对横向光学窗口。

本公开能够产生大型功能类器官。大型类器官的平均直径或最大直径可以大于约0.1、0.2、0.5、1或2毫米等等。处理大型类器官仍然具有挑战性，并且研究人员面临两个主要限制。首先，每种类型的类器官可能需要不同的培养条件，如作为支架的特定水凝胶，或者甚至如培养基流动的剪切力的机械刺激。其次，大型类器官的显微镜检查可能非常具有挑战性。目前最先进方法仍然是对类器官材料进行薄切片、染色、并且使用共焦点扫描显微镜或甚至载玻片读取器对固定样品进行图像采集。

本公开提供了用于改善的类器官培养的系统、方法和设备。通过使用3D打印(支架和/或细胞)与重力流的培养基交换的组合，使用者可以为每种类型的类器官生成优化的独特3D环境。可以生长各种不同的类器官类型。可以通过容器的培养室和储存部之间的流体连通来解决喂养和废物移除的问题。使光学窗口与每个容器成一体，至少一个光学窗口用于激发光的进入，另一个光学窗口用于发射光的离开，这允许通过光片显微镜对类器官的活细胞进行监测。可替代地或另外，可以经由一个或多个光学窗口通过经典宽场显微镜使类器官成像。因此，本文公开的容器能够执行发育中的类器官和/或已发育的类器官的活细胞显微镜观察。可以对类器官进行高容量和/或高通量显微镜观察。

本公开的其它方面在以下章节中描述：(I)定义、(II)培养系统和方法概述、(III)电/磁模块、(IV)无源模块、(V)容器组件、以及(VI)选定方面。

I.定义

本公开中使用的技术术语具有本领域技术人员通常认可的含义。然而，以下术语还可以如下定义。

细胞—生物体的基本结构、功能和生物单位。细胞可以是真核细胞或原核细胞。示例性细胞包括干细胞、分化细胞、已建立细胞(例如，细胞系)、原代细胞、组织样品的细胞、转染细胞、来自临床样品(例如，血液样品、液体抽吸物、组织外植体等)的细胞、形成完整生物体的细胞等。

可以将任何合适的细胞引入培养室(或引入将形成培养室的一部分的容纳部)。引入的细胞可以包括干细胞(例如，多能干细胞)、支持细胞等。可以通过任何合适技术将细胞沉积在培养室或容纳部中和/或沉积在位于或将位于培养室或容纳部中的支架中，该合适技术包括移液、生物油墨液滴印刷、微接触印刷、光刻、蘸笔纳米光刻等。

细胞培养—促进活细胞(诸如多细胞结构的细胞)在人工环境中的存活、健康、生长、增殖、分化和/或自组织。

培养室—容纳多细胞结构的隔间并且该隔间在大部分或完全封闭空间的基本所有侧面上具有壁。至少一个壁可以限定一个或多个开口，以允许与隔间连通和/或进出隔间。

培养基—用于细胞培养的水性组合物。组合物可以是液体或半固体。组合物可以包括碳源(例如，葡萄糖)、无机盐、维生素和生长调节剂等。如本文所用，术语“培养基”是指至少一种培养基，并且可以例如是指分离体积的培养基、不同成分的第一培养基和第二培养基、与不同/分离的细胞培养物接触的基本相同成分的培养基、或先前分离体积的相同培养基的组合/混合物。

培养容器—多细胞结构的培养设备。培养容器(可互换称为容器)可以包括培养室和与培养室流体连通的一个或多个储存部。容器组件或容器阵列是用于对一维、二维或三维布置的多细胞结构进行培养的培养容器的集合。本文公开的培养容器可以是一次性使用设备(消耗品)或可以重复使用。

示例性—说明性或用作示例。类似地，术语“示例”是指通过举例说明。这两个术语均不暗示期望性或优越性。

内—当对对象相对于给定结构的位置/定位进行描述时，“内”或“内部”是指对象至少主要(大于对象体积的50％)存在于或完全存在于给定结构的内部。在相同的上下文中，“外部”是指对象至少主要(大于对象体积的50％)存在于或完全存在于给定结构的外部。

光—光辐射包括紫外线辐射、可见光辐射(即，可见光)和/或红外线辐射。

模块—在结构和功能上离散的单元，该单元配置成容纳在培养容器中。模块可以在培养容器保持完整时或者仅在培养容器被拆卸时能够插入至培养容器中和/或能够从培养容器移除，或者模块可以配置成不能从培养容器移除。模块可以是还被称为电/磁模块的有源模块，该有源模块是利用电和/或磁进行操作的模块，并且可选通过控制电路和模块之间的无线传输来供电/操作。可替代地，模块可以是无源模块，该无源模块是既不利用电也不利用磁来达成该无源模块的一个或多个预期目的的模块。电/磁模块包括：包括永磁体但没有电气/电子设备的磁模块、包括电气/电子设备但没有永磁体的电模块、以及包括永磁体和电气/电子设备的模块。磁模块可能需要在外部产生的并且可选随时间变化的磁场来进行操作(诸如驱动磁模块和/或该磁模块的磁体移动)。

模块可以具有任何合适的形状和尺寸。模块，并且特别是模块的外壳或主体，可以是例如立方体形(例如，立方形)、柱形、锥形等。模块的截面形状可以与容器的槽部或其它隔间的形状相对应，使得模块配合至该槽部或其它隔间中。为了提供灵活性和互换性，这样可能是有利的：使配置成放置于容器的给定隔间(例如，容器的槽部)中的所有模块具有相同的标准形状和尺寸，或者在不考虑隔间目的的情况下使所有模块具有相同的标准尺寸和形状。4×4×4mm³是有源和无源模块的示例性尺寸，该示例性尺寸与可以在容器的培养室中产生的大型类器官的尺寸相对应。

多细胞结构—彼此连接的生物细胞的三维布置。多细胞结构可以是有组织的多细胞结构，该有组织的多细胞结构是由相对于彼此非随机布置的不同细胞类型组成的多细胞结构。示例性多细胞结构包括类器官、生物体(在任何发育阶段)、组织外植体、肿瘤等。

近场通信(NFC)—电子设备之间使用近场辐射和电感耦合或电容耦合的无线通信。当电子设备彼此之间的距离小于50、20、10或5厘米时，可以执行近场通信。

近场辐射—电磁辐射，通常是无线电波(例如微波)，位于距辐射源10、5或2个波长内的位置处，诸如距辐射源50、20、10或5厘米内。

类器官—在体外产生的不同类型的细胞的三维聚集体，并且与器官具有一些相似性，诸如表现出器官特异性组织的实际组织结构。可以通过利用少量干细胞接种支架(即，基质)来产生细胞聚集体。然后，干细胞在支架内增殖、分化和自组织。

容纳部—可选具有诸如开口顶侧、开口底侧或开口横向侧等开口侧的收容部。通过至少部分覆盖或关闭容纳部的一侧，可以将容纳部转换为培养室。

支架—培养多细胞结构的细胞外支撑框架。支架通常是埋有或将埋有多细胞结构的细胞的基质。可以通过一种或多种水凝胶来提供支架。每种水凝胶可以包括诸如基质胶、藻酸盐、纳米原纤纤维素、胶原、纤维蛋白和/或聚乙二醇等一种或多种热塑性结构成分，该一种或多种热塑性结构成分以温度相关的方式配合形成基质。

在一些实施例中，两种以上的不同水凝胶/基质可以设置在容器的培养室中。对于诸如熔融温度、抗酶降解性、溶解度、细胞吸引和/或细胞排斥特性等任何合适参数，水凝胶/基质可以不同。

每种水凝胶/基质可以包括任何合适成分。示例性成分包括一种或多种多糖(例如，糖胺聚糖(诸如硫酸软骨素、硫酸皮肤素、肝素、硫酸乙酰肝素、透明质酸、硫酸角质素等GAG)、蛋白聚糖(例如，与核心蛋白链接(诸如经由核心蛋白的丝氨酸)的GAG以形成聚集蛋白聚糖、聚集蛋白、短蛋白聚糖、XVIII型胶原蛋白、皮屑蛋白、神经蛋白聚糖、基底膜蛋白聚糖、富含亮氨酸的小蛋白聚糖、多功能蛋白聚糖等)、纤维蛋白(例如胶原、弹性蛋白、纤连蛋白、层粘连蛋白等)等)。可以将蛋白酶识别位点(例如，用于支架金属蛋白酶(MMP))纳入水凝胶/基质中以允许细胞的降解/重塑。可以选择这种位点的频率以及每个位点的顺序以允许适当量的降解/重塑。

一种或多种生长因子可以在形成基质时包括在基质中，或者可以在基质形成后将该一种或多种生长因子引入培养基中。可能合适的示例性生长因子包括血管生成素、骨形态发生蛋白(BMP)、睫状神经营养因子、集落刺激因子、肾上腺素、表皮生长因子、红细胞生成素、成纤维细胞生长因子、胶质衍生神经营养因子、肝细胞生长因子、胰岛素、类胰岛素生长因子、白介素、白血病抑制因子、角质细胞生长因子、神经调节蛋白、神经营养素、血小板衍生生长因子、转化生长因子、肿瘤坏死因子(α)、血管内皮生长因子等。

II.培养系统和方法概述

本节提供了本公开的培养系统和方法的概述；参见图1至图7。

图1示出了形成、生长、分化、组织、刺激、感测、分析和/或成像多细胞结构(诸如类器官)的示例性培养系统100。培养系统100包括容器阵列101，该容器阵列101包括培养容器102组，图1中仅明确标识了培养容器102组中的三个培养容器。每个培养容器102配置成容纳相应的多细胞结构。容器阵列101可以是或包括直线状阵列、二维阵列(例如，如图所示的矩形阵列、六边形阵列等)和/或三维阵列。容器阵列101和/或容器阵列101的两个以上离散容器组件中的每一个可以具有与标准微孔板的长度和/或宽度相对应的占用区，以有助于利用设计成操纵标准微孔板的机器人系统来进行机械和流体处理。容器阵列101中的培养容器102的数量在第一维度中可以是至少三个，并且在第二正交维度中可以是一个或多个(例如，至少两个、三个或更多个)。

容器阵列101的每个培养容器102可以包括两个以上的不同隔间，该不同隔间可以彼此流体连通或不流体连通，并且可以彼此共用或不共用一个或多个壁(参见图1A)。培养容器102具有培养室103，以容纳诸如类器官等多细胞结构104。容器102的至少一个储存部105配置成保持培养基。每个储存部105布置成经由至少一个相应连接通道106与培养室103流体连通。容器102还可以具有至少一个槽部107，该至少一个槽部107可以经由孔108与培养室103连通。

培养容器102的每个隔间可以具有任何合适的尺寸和形状。培养室103可以具有至少0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.7或1ml的容积。培养室的尺寸可以设计为容纳任何合适尺寸的诸如类器官等多细胞结构，诸如直径至少为0.2、0.5、1或2mm的多细胞结构等。在示例性实施例中，培养容器102的每个储存部105的容量大于培养室103，诸如是培养室容积的至少2、5或10倍，和/或至少0.5、1、2、4或6ml等。槽部107具有的容量可以大于、小于或等于培养室103或一个或多个储存部105，和/或可以具有与每个储存部105相同的高度。容器的每个隔间的水平截面可以是矩形、圆形、椭圆形等。容器的每个隔间为矩形截面可能是有利的，这是因为该形状非常有效利用了可用空间，并且允许培养容器102在容器阵列101中布置成彼此非常接近。

培养容器102可以通过任何合适的程序由任何一个或多个合适材料形成。在示例性实施例中，培养容器可以由至少一种聚合物构成，该至少一种聚合物可以包括透明聚合物。培养容器102可以作为单件一体形成，或者由至少一对分立部件(诸如壳体和插入部、或者主体和密封构件)形成，该一对分立部件配合在一起和/或彼此附接以形成培养室103。因此，培养室103、储存部105和/或槽部107可以具有相对于彼此的固定位置和/或可以在培养容器102中不可移除/牢固地彼此附接。

容器102的一个或多个储存部105可以保持任何合适物质以供应至培养室103。示例性物质包括营养素、效应物和试剂等。合适的营养素包括有助于细胞健康和增殖并且因此有助于培养室103内诸如类器官等多细胞结构的生长和发育的任何物质。示例性营养素可以包括糖(例如葡萄糖)、氨基酸、蛋白质、核苷酸、维生素、矿物质、脂肪酸等。效应物包括激活、控制或灭活处理或作用(诸如分化、蛋白质合成、迁移等)的任何分子(诸如诱导物或阻遏物)。示例性效应物包括抗癌化合物、生长因子、分化因子、寡核苷酸、mRNA等。试剂包括有助于诸如类器官等多细胞结构的分析的任何化合物。示例性试剂包括标记物、固定剂和清除剂等。标记物可以包括染料(例如，可见着色剂和/或光致发光染料)。光致发光染料是响应于电磁辐射(诸如激发光)的照射而发光的任何物质。

每个储存部105可以具有开口顶部，以有助于利用流体转移设备(例如，移液管)来引入和移除流体。可以提供放置于培养容器102上的盖，以在培育箱中的培育期间覆盖每个储存部105的开口顶部。盖可以具有凸缘，该凸缘配置成当覆盖一个或多个储存部时与每个储存部的上部区域在竖直方向上重叠并且限制盖的横向运动，而可选地不产生紧密配合。在一些实施例中，盖可以是在一个或多个储存部105的顶部处形成流体密封的封盖。

容器102可以在一个或多个容器的隔间中容纳至少一个模块109。图1A示出了位于培养室103中的模块109，其中以虚线轮廓示出相同模块的可能替代位置。更具体地，每个模块109可以位于培养室103、储存部105或槽部107等中。因此，每个模块109可以位于培养室103中或与培养室103相邻。每个模块109可以容纳在培养容器102中，或可以存在于一组功能不同的模块109中，这些模块109位于培养容器102外部并且配置成由使用者选择性放置于培养容器102中。如下所述，每个模块109可以独立地是电/磁有源模块(例如，电极模块、致动器模块、传感器模块、泵模块和/或照明(发光)模块等)或无源模块(例如，可渗透界面模块、支架模块或虚设模块)。

培养系统100还可以包括培育箱110以容纳容器阵列101(参见图1)。可以将培育箱温度控制至适合多细胞结构104的培养温度，诸如至少25℃、30℃或35℃等(还参见图1)。还可以控制培育箱110内部的湿度和/或气氛以促进多细胞结构104的生长和发育。

培养系统100还可以包括流体输送系统111、检测系统112和传送器113，该流体输送系统111、检测系统112和传送器113中的每一个可以位于培育箱110的内部或外部。流体输送系统111配置成向容器阵列101的每个培养容器102中添加液体和/或从该每个培养容器102中移除液体，诸如向每个培养容器102的每个储存部105加入液体和/或将液体从该每个储存部105中移出。因此，流体输送系统可以包括一个或多个移液管、流体供应部和/或废物收容部。检测系统112配置成诸如通过光学检测来收集与由容器阵列101容纳的多细胞结构相关的数据。例如，检测系统112可以包括对每个培养容器102中的多细胞结构的至少一部分进行照射的光源114，以及对多细胞结构的至少一部分的图像进行捕获的图像传感器115。传送器113可以配置成使培养系统100的各部件相对于彼此移动。例如，传送器113可以配置成使容器阵列101作为一个单元或使容器阵列101的仅一部分在培养系统100内移动。例如，传送器113可以配置成将容器阵列101或容器阵列101的培养容器102移入和/或移出培育箱110，移至和/或移出流体输送系统111，并且和/或移至和/或移出检测系统112。可替代地或另外，传送器113可以配置成当接入储存部105和/或槽部107时移除和更换覆盖容器阵列101的一个或多个盖(如果存在)。

培养系统100的控制电路116对培养系统的任何合适设备进行供电和/或操作。例如，控制电路116可以经由可以是单向或双向通信的有线或无线通信来控制流体输送系统111、检测系统112和/或传送器113中的每一个。如117处的虚线箭头所示，由容器阵列101保持的每个模块109还可以由控制电路116无线控制。这种无线控制是有利的，这是因为这种无线控制简化了容器阵列101的构造，允许根据需要通过引入适当模块对容器阵列进行功能上的定制，并且消除了对于延伸至培养容器中的布线或电导体的需要以及提供微生物污染路径的需要。

图2示出了图1的培养系统100的示例性容器阵列201。容器阵列包括多个容器条218(可互换地称为容器组件)，每个容器条218包括例如经由公共(共用)外壳而彼此附接的一排培养容器202。容器条可以具有任何合适数量的培养容器202，诸如至少两个、三个、四个或更多个。每个容器条218由框架219容纳和保持，可选形成一排容器条218。例如，在制造期间或由使用者将每个容器条218作为一个单元放置于框架219的相应容纳位点中。在所述实施例中，框架219具有一排八个容纳位点以容纳相对应数量的容器条218，但是在其它实施例中，框架可以配置成在相对应数量的容纳位点中容纳至少两个、三个或更多个容器条218。每个容器条218可以从框架219单独移除，以允许与容器阵列201的其它容器条218分离地操纵、处理和/或分析容器条(和/或该容器条中的内容物)。

图3示出了图1的培养系统100的另一个示例性容器阵列301。该容器阵列包括由框架319容纳和保持的多个分离的独立培养容器302。例如，在制造期间或由使用者将每个培养容器302放置于框架319的相应开口中。培养容器可以或不可以从框架移除。

图4示出了图1A的培养容器102和可以容纳在培养容器102中的不同功能模块409a至409c的模块组420。模块组420可以由任何适当数量(诸如至少2、3、4个或更多个)的不同功能模块组成。如上文针对模块109或者本文的其它地方(诸如第I、III、IV和VI节)所述，模块组420的每个模块可以具有任何合适的特性组合。模块组420中的两个以上模块可以相对于彼此在培养容器102(诸如在培养容器102的相同隔间)中互换位置，如将模块409b和409c放置于槽部107中的虚线箭头所示，和/或模块组420中的至少一个模块可以在培养容器102的两个以上隔间的每一个中互换位置，如用于模块409a在培养室103或储存部105中的一对虚线箭头所示。

图5示出了图1的培养系统100的示例性培养容器502和示例性控制电路516。培养容器502以示意性侧视图示出并且包括培养室503，该培养室503容纳多细胞结构504(即，类器官521)和相关联支架522以支持类器官的形成和/或生长。在图5中，支架522与培养室503的底壁附接，但是在其它实施例中，该支架522可以与培养室的任何合适的一个或多个横向壁或顶壁附接。至少一对储存部505a和505b位于培养室503上方，并且经由各自的通道506a和506b与培养室连通。每个储存部可以在培养室的“竖直上方”，这是指竖直线延伸通过储存部和培养室。储存部505a和505b中的每一个保持各自的培养基523a和523b，培养基523a和523b可以具有彼此相同或不同的成分。培养室503也保持培养基，该培养基可以经由通道506a和506b中的一个或两个而至少部分由储存部505a和505b中的一个或两个供应。

培养容器502可选地限定有位于培养室503上方的槽部507。槽部507可以描述为接入槽部，这是因为槽部可以经由孔508在槽部的底端处与培养室503连通。孔508可以(或可以不)具有大于每个通道506a和506b的直径，例如至少大50％或100％。槽部507配置成容纳槽部模块509a，可以在制造期间或由使用者将该槽部模块509a放置于培养容器502的槽部507中。在一些情况下，使用者可以从一组功能不同的槽部模块中选择槽部模块509a以放置于槽部507中(例如，参见图4)。互换不同功能的槽部模块的能力使培养容器502能够适应各种类型的类器官或其它多细胞结构的不同培养/测试机制。在一些情况下，如果槽部模块未在槽部中使用，则可以将虚设模块放置于槽部507中以覆盖孔508。

槽部507可以具有相对于培养室503和储存部505a和505b的任何合适位置。如图所示，槽部可以在储存部之间居中，或者可以具有相对于储存部的横向位置。

槽部507以及储存部505a和505b可以在各自顶端处开口。此种构造允许将槽部模块509a放置于槽部507中，并且将培养基523a和523b分配至一个或两个储存部中。因此，容器502可以包括可移除盖以覆盖槽部507和/或储存部505a和505b的开口顶部。在下文第V节中对培养容器和容器组件的盖的其它方面进行描述。

培养(腔)室503可以容纳至少一个腔室模块509b。腔室模块可以例如经由容纳部524的顶侧、底侧或横向侧而放置于容纳部524中，并且容纳部524可以通过至少部分关闭容纳部的顶侧、底侧或横向侧而转换为培养室503。在一些情况下，如果腔室模块509b足够大，则可以将腔室模块留在培养室503中，除非并且直到通过移除培养室的壁部来打开和/或拆卸培养室。

如果槽部模块509a和/或腔室模块509b中的一个或两个是电/磁模块，则控制电路516配置成无线控制(如517处所示)槽部模块509a和/或腔室模块509b(参见第III节)。控制电路可以包括一个或多个天线525，以使用近场辐射向作为电模块的模块509a和509b中的每一个(如果存在)发射/接收功率和/或数据。控制电路的一个或多个线圈526可以用于产生磁场以驱动模块509a和509b中的每一个的至少磁性部分(如果存在)移动。控制电路516还可以包括计算机，该计算机包括处理器527、一个或多个控制器528、存储器529和/或使用者界面530(例如，显示器、键盘、鼠标、打印机等)。

控制电路516可以配置成对容纳在培养容器阵列的每个培养容器中的一个或多个电/磁模块的移动和/或操作进行控制。因此，对于阵列的每个培养容器，控制电路可以具有至少一个相应天线525和/或至少相应线圈526。

图6是示例性步骤631a至631j的流程图630，可以以任何合适顺序和组合来执行该示例性步骤631a至631j，以提供多细胞结构的培养方法。可以使用本公开的任何合适的系统、设备、细胞和支架来执行该方法。

在步骤631a，可以将支架放置于培养容器的容纳部或培养室中。可以通过在容纳部或培养室中形成支架(诸如通过3D打印)或通过将预成型支架放置于容纳部或培养室中来设置支架。在一些示例中，在培养室形成前或形成后，支架可以附接至支架模块，该支架模块可以放置于培养容器的槽部中。

在步骤631b，可以将细胞引入培养容器的容纳部或培养室中。细胞可以包括干细胞，该干细胞旨在通过分化、分裂、迁移等来产生有组织的多细胞结构。在其它情况下，细胞可以作为预成型多细胞结构(例如，生物体、组织外植体、肿瘤、类器官等)而引入容纳部或培养室中。可以在步骤631a期间引入细胞，或者可以在步骤631a之前或之后引入细胞。

在步骤631c，可以将一个或多个模块放置于容纳部或培养室中或放置成与该容纳部或培养室相邻。可以放置如本文公开的模块的任何组合。可以在容器的制造期间和/或由使用者放置任何合适数量的一个或多个模块。

在步骤631d，可以形成培养容器的培养室。可以使用可以具有开口侧的容纳部，通过至少部分关闭开口侧来形成培养室。例如，可以通过在开口侧处将密封构件结合至容纳部(例如，结合至容器的开口底侧)或者通过将插入部放置于包括容纳部的壳体中来覆盖开口侧。在每种情况下，可以使用容纳部和密封构件或插入部来配合形成培养室。

在步骤631e，模块可以放置于容器的槽部中。可以在步骤631d之前或之后放置模块。在一些情况下，可以使用包括预成型支架的支架模块来一起执行步骤631a和步骤631e。在一些情况下，可以使用包括电池的模块来一起执行步骤631b和步骤631e。

在步骤631f，可以将培养基添加至培养容器的一个或多个储存部中。一旦添加培养基，则培养基可以可选地通过重力驱动而从储存部中的一个流至培养室中。重力还可以将培养基流驱动出培养室并且驱动进入培养容器的不同储存部中。

在步骤631g，可以培育容器和容器的内容物。可以在合适的温度和合适的气体气氛中执行培育，并且持续任何合适的时间长度，诸如至少1、2、3、4或5天，或至少1、2或3周，等等。

在步骤631h，可以由控制电路来无线控制培养容器中的每个电/磁模块(如果存在)。此种控制可以包括将功率、力和/或数据传输至模块，以驱动模块或模块的至少一部分移动，和/或控制模块的操作。可以同时执行步骤631g和步骤631h。

在步骤631i，可以在培养室中形成、生长、刺激和/或感测多细胞结构。可以响应于步骤631g和/或步骤631h来执行步骤631i。

在步骤631j，可以将容器容纳的第一模块移除并且由第二模块替换。可以将第一模块从容器的槽部中移除并且由在同一槽部中的第二模块替换。第一模块和第二模块可以彼此功能不同。在利用第二模块替换第一模块后，可以重复步骤631h和步骤631i。

图7是示例性步骤731ab、731d、731f、731g和731i的流程图730，可以以任何合适的顺序和组合来执行该示例性步骤，可选添加图6的流程图630的一个或多个步骤，以提供多细胞结构的培养方法。可以使用本公开的任何合适的系统、设备、细胞和支架来执行该方法。与流程图630的步骤相对应的流程图730的步骤在两个流程图中具有相同的字母标记。

在步骤731ab，可以将支架和/或细胞放置于容器的壳体中。更具体地，可以将支架和/或细胞设置在由壳体的一部分形成的容纳部中。

在步骤731d，将容器的插入部放置于壳体中以形成培养室。培养(腔)室可以由容纳部和壳体配合形成。容纳部可以提供腔室的底壁和横向壁，并且插入部以提供培养室的顶壁。可以在支架和/或细胞设置在容纳部中前或后来执行步骤731d。

在步骤731f，可以将培养基添加至培养室上方(例如，竖直上方)的至少一个储存部。插入部可以在培养室上方提供至少一个储存部或每个储存部。

在步骤731g，可以培育培养容器和容器的内容物。如上文步骤631g所述(参图6)，可以在合适的温度和合适的气体气氛中执行培育，并且持续任何合适的时间长度。

可以利用培养容器阵列来执行图6和图7的方法。因此，根据实际情况，该方法的每个步骤可以在培养容器阵列上成组执行，或者在培养容器上单独执行。

III.电/磁模块

本节对用于本公开的培养系统和方法中的示例性电/磁模块进行描述；参见图8至图17，每个电/磁模块配置成在模块位于培养容器中的同时，由控制电路来无线供电/操作。电/磁模块利用由控制电路无线供应或施加至模块的电、磁或其组合，以驱动模块的至少一部分相对于容器移动和/或模块的至少一个电气/电子设备的操作。模块可以配置成容纳在本公开的任何培养容器中，以及该任何培养容器的任何一个或多个隔间中，诸如培养容器的槽部、一个或多个储存部、和/或培养室。

图8示出了示例性电极模块809(即，模块109的电/磁实施例)，并且还示出了控制电路816的功率天线825a和通信天线825b。天线825a和825b分别配置成向电极模块809传输功率并且操作该电极模块809。

电极模块809包括支撑电极接口833的外壳832。电极接口可以位于外壳832的任何合适侧，诸如如图所示的底侧或该外壳832的横向侧(例如，如果电极模块809容纳在培养室中)等等。电极接口833可以包括任何合适数量的任何合适形状的电极。例如，电极接口可以具有一对板电极834a和/或具有一对针电极834b，一对板电极834a可以配置成与培养室中的多细胞结构的表面接触，一对针电极834b可以配置成穿透并且延伸至多细胞结构中。电极接口833可以用于电刺激多细胞结构和/或从外部或内部感测多细胞结构的电特性。电极模块809的示例性用法包括电刺激(a)心肌细胞或神经元以用于起搏或激活、(b)成肌细胞以促进肌肉分化和三维生长、或(c)神经组织(例如，脑类器官)以促进轴突生长和形态变化以影响网络，等等。电极模块809的其它示例性用法包括感测任何合适的细胞/组织(诸如神经元、平滑肌、心肌细胞或骨骼肌)的电活动。

外壳832可以容纳任何合适的电子电路以实现无线供电、与电极模块809通信和/或控制电极模块809。该电路可以包括具有天线的功率接收器835以接收从控制电路816的功率天线825a无线传输的功率。该电路还可以包括内部通信天线836以接收来自控制电路816的外部通信天线825b的信号和/或向该外部通信天线825b发送信号，以实现电极模块809和控制电路816之间的通信。可以利用任何合适的通信协议，诸如至少一个近场通信(NFC)协议。电子电路还可以包括对功率接收器835的功率(能量)进行存储的功率存储单元837、控制器838、以及数模转换器(DAC)和脉冲发生器839。第III节的任何模块的电子电路可以密封在外壳内部，以在模块与诸如培养基等液体接触时防止该电子电路损坏。

图9示出了示例性传感器模块909(即，模块109的电/磁实施例)，并且还示出了控制电路916的通信天线925。天线925配置成向传感器模块909传输功率并且操作传感器模块909。因此，单独的功率天线和功率接收器可以不是必需的(与图8相比)。

传感器模块909包括支撑传感器接口940的外壳932。传感器接口可以位于外壳932的任何合适侧，诸如如图所示的底侧或该外壳932的横向侧(例如，如果电极模块909容纳在培养室中)等等。传感器接口940可以配置成感测和测量任何合适的物理或化学参数，诸如温度、运动、电参数(例如，电势、电流、阻抗等)、电/磁场(例如，利用霍尔效应传感器)、pH、化学电势、氧或二氧化碳浓度、化合物(例如，利用电化学传感器)等。当难以进行遥感或不可能进行遥感时，或者当有利于在传感器接口940和待分析的多细胞结构之间建立直接接触时，传感器模块909可能是合适的。

外壳932可以容纳任何合适的电子电路，以实现无线供电、与传感器模块909通信和/或控制该传感器模块909。该电路可以包括内部通信天线936，以接收来自控制电路916的外部通信天线925的信号和/或向该外部通信天线925发送信号，以对传感器模块909供电和操作。可以利用任何合适的通信协议，诸如至少一个近场通信(NFC)协议。电子电路还可以包括控制器938、模数转换器(ADC)941、存储器942以及放大器和传感器电子器件943。

图10示出了示例性泵模块1009(即，模块109的电/磁实施例)，并且还示出了控制电路1016的功率天线1025。功率天线1025配置成向泵模块1009传输功率。单独的通信天线可以存在或不存在于控制电路1016中(与图8相比)。

泵模块1009包括外壳1032，该外壳1032容纳泵1044以驱动流体流。泵1044与位于泵模块1009的周边处的一对喷嘴1045a和1045b流体连通。泵1044的操作将流体拉入喷嘴1045a(用作入口)并且将流体推出喷嘴1045b，如果泵反向驱动，则反之亦然。流体的这种运动可以增强培养容器中的培养基流和/或可以产生湍流以刺激类器官发育等。当重力驱动流不适用或效率低下(例如，由于培养基的特性)时，泵模块1009的使用可能是合适的。

外壳1032可以容纳任何合适的电子电路，以实现无线接收来自控制电路1016的功率并且操作泵1044。该电路可以包括功率接收器1035以诸如通过电感或电容耦合来接收从功率天线1025无线传输的功率。电子电路还可以包括功率存储单元1037和泵驱动器1046。

图11示出了示例性培养系统1100，该示例性培养系统1100包括容纳在培养容器1102中的一对泵模块1009a和1009b(还参见图10)。容器1102包括容纳类器官1121的培养室1103。三个隔间位于培养室1103的竖直上方，这三个隔间即为保持各自培养基1123a和1123b的一对储存部1105a和1105b，以及容纳虚设模块1109(该虚设模块1109是图1的模块109的示例)的槽部1107。储存部1105a经由一对通道1106a和1106c与培养室1103连通，并且储存部1105b经由一对通道1106b和1106d与培养室1103连通。

泵1009a和1009b分别由从控制电路1016的功率天线1025a和1025b传输的功率驱动。泵1009a驱动培养基1123a从储存部1105a通过通道1106c并且进入培养室1103中。泵1009b驱动培养基从培养室1103通过通道1106d进入储存部1105b。因此，存在从储存部1105a到储存部1105b的净泵驱动介质流。可以将泵反向驱动以将介质从储存部1105b移回储存部1105a，或者这可以经由通过通道1106a和1106b的重力驱动流而发生。

图12示出了对类器官1221或其它多细胞结构进行机械刺激的培养系统1200。培养系统1200包括容器1102(参见图11)、控制电路1216、以及容纳在容器1102的培养室1103中的一对磁模块1209a和1209b。类器官1221可以位于磁模块之间。磁模块可以用作磁致动器，以向类器官施加交变机械应变，其中驱动原理是由控制电路1216施加的磁力以产生直线驱动。

电极模块809可以位于槽部1107中，其中两个针电极834b延伸至类器官1221中(还参见图8)。然而，如下所述，由控制电路1216驱动的磁模块1209a和1209b的移动提供的对类器官1221的机械刺激不需要电极模块809的存在。

磁模块1209a和1209b中的每一个包括永磁体1247，该永磁体1247可以由外壳1232封装。外壳可以具有有助于附接至类器官1221的表面涂层。磁模块1209a和1209b的磁体1247各自具有北极(N)和南极(S)，其中磁轴延伸通过该两个极。磁模块1209a和1209b可以布置在培养室1103中，使得磁模块的磁轴彼此同轴，并且反向平行(如图所示)以产生磁排斥力，或者平行以产生磁吸引力。

控制电路1216包括至少一个线圈(诸如一对固定线圈1226a和1226b)，该线圈可以通电以产生一个或多个附加磁场。一个或多个附加磁场有效增强或减少了磁模块1209a和1209b之间的吸引力或排斥力，从而驱动磁模块朝向彼此或远离彼此移动。线圈1226a和1226b中的每一个限定有线圈轴线，该线圈轴线可以平行于磁模块1209a和1209的磁轴定向。图13示出了由电流箭头1348指示的两个线圈1226a和1226b的通电，以及在线圈处产生所示的磁场极性。如1349处的运动箭头所示，线圈1226a和磁模块1209a之间的磁排斥力以及线圈1226b和磁模块1209b之间的磁排斥力驱动磁模块朝向彼此移动，这将对类器官1221施加压缩。在其它情况下，对线圈1226a和1226b通电可以驱动磁模块1209a和1209b相距更远，如果类器官附接至该两个模块，则这可以对类器官施加张力。在另外其它情况下，磁模块可以用于类器官移动的磁感测。通过磁模块来施加重复机械应力的能力对于可能需要此种应力以用于正常发育的某些类型类器官(诸如骨类器官和肌肉类器官)特别有价值。

图14和图15示意性示出了如何可以在包括培养容器1402a至1402c排的培养系统1400中实现图12和图13的磁驱动机构。(用虚线箭头粗略指示培养容器的位置，但省略容器本身以简化说明。)如上文对于单个培养容器1102的描述，培养容器1402a至1402c中的每一个容纳介于一对磁模块1209a和1209b之间的相应类器官1421a至1421c。控制电路1416提供了一系列可通电线圈1426a至1426d，该可通电线圈1426a至1426d沿与容器1402a至1402c、类器官1421a至1421c和每对磁模块1209a和1209b相同的线路布置。由线圈1426a至1426d限定的线圈轴线各自沿容器1402a至1402c排延伸。

在不存在线圈1426a至1426d通电的图14中和在存在线圈1426a至1426d通电的图15中示出了磁模块1209a和1209b的位置。在图15中的1448处用箭头表示通电。如上文对图12和图13中的单个培养容器的描述，线圈1426a至1426d的适当通电驱动每对磁模块1209a和1209b沿容器1402a至1402c的线朝向彼此呈直线接近，这允许类器官1421a至1421c同步受到机械刺激。

图16是培养系统1600的示意性顶视图，该培养系统1600具有不同构造的可通电线圈1626以驱动图14和图15的磁模块1209a和1209b移动。(用数字标识符仅标识线圈1626的子集。)培养系统1600包括容器1602a至1602c排。(用虚线箭头粗略指示容器的位置，但省略容器本身以简化说明。)如上文对于培养系统1400的描述，容器1602a至1602c中的每一个容纳介于一对磁模块1209a和1209b之间的相应类器官1621a至1621c。然而，如图所示，每对磁模块1209a和1209b的磁轴定向为与诸如水平的容器1602a至1602c排正交。控制电路1616提供至少一排线圈1626或一成对的一排线圈1626。每个线圈1626可以限定与磁模块的磁轴平行的线圈轴线。线圈1626的适当通电在平行于容器1602a至1602c排的方向上直线驱动磁模块1209a和1209b，以机械刺激类器官1621a至1621c。

图17示出了示例性光模块1709(即，模块109的电/磁实施例)，该示例性光模块1709配置成经由控制电路1716的功率天线1725由控制电路1716无线供电和控制。光模块1709包括外壳1732，该外壳1732容纳从功率天线1725接收功率的功率接收器1735、功率存储单元1737和光源1750。光源产生光辐射，该光辐射可以用于容器中的多细胞结构的光学刺激(例如，经由光遗传学)和/或用于多细胞结构的光学检测的照射。

示例性光源包括发光二极管、激光器等。光源还可以包括任何合适的光学器件以引导或聚焦光。例如，光源可以具有诸如光纤等波导，以将来自光模块1709的光引导至多细胞结构的表面上和/或延伸至多细胞结构中，以从内部照射该多细胞结构。

光模块1709可以用于有助于对容纳在培养容器的培养室中的多细胞结构成像。例如，当光模块适当位于培养容器中(诸如在培养容器的储存部、槽部或培养室中)时，光模块可以提供多细胞结构的明场照明或暗场照明。

IV.无源模块

本节对用于本公开的培养系统和方法中的示例性无源模块进行描述；参见图18至图20。无源模块配置成在没有电源和不与控制电路相互作用的情况下运作。每个无源模块可以配置成放置于容器的特定隔间中或可替代放置于容器的两个以上隔间中的每一个中。

图18是示例性支架模块1809的示意图，该支架模块1809是图1A的模块109的实施例。支架模块包括主体1851和附接至主体1851的支架1822。支架1822配置成支持诸如类器官等多细胞结构的形成和生长。可以诸如通过3D打印使支架形成在主体1851上，或者可以首先形成支架然后将支架附接至主体1851。在任何一种情况下，支架1822可以安装在主体1851的诸如底侧、顶侧或横向侧等任何合适侧上。支架模块1809可以位于培养容器的槽部中，诸如在培养容器的制造期间或由使用者放置于槽部中。如下文第V节中进一步描述的，在一些情况下，支架模块可以是形成培养容器的一个或多个储存部的插入部。支架模块可以用于安装和支撑支架，以及将支架保持就位，并且使搬运和支架添加和移除能够得到改善。

图19示出了示例性可渗透界面模块1909，该示例性可渗透界面模块1909是图1A的模块109的实施例。在图19中示出可渗透界面模块的截面以显示可渗透界面模块的内部结构。可渗透界面模块1909具有限定有腔1952的中空主体1951，该腔1952与入口1953和界面开口1954续接。可以利用可移除封盖1955来堵住入口1953。在界面开口1954处将诸如可渗透膜或凝胶等可渗透构件1956与中空主体1951附接，以在主体1951的诸如底侧、顶侧或横向侧等任何合适侧上产生可渗透界面1957(例如，可渗透壁)。可渗透界面1957允许可选择性地经由可渗透界面使流体和/或小分子进入或离开腔1952。

可渗透界面模块1909可以在腔1952中容纳任何合适的介质。介质可以是气体、液体、凝胶等。介质可以具有与存在于容器的培养室中的培养基(介质)不同的相、成分和/或化学势。可渗透界面1957可以定位成与容器中的多细胞结构和/或培养基物理接触。作为示例，可渗透界面模块1909可以在腔1952中容纳空气(或其它气体)，以在可渗透构件1956处产生气/液界面，从而能够在培养容器的培养室中培养肺类器官。在其它实例中，可渗透界面模块1909可以容纳任何合适的化合物，可以通过可渗透构件1956将该化合物排放至培养容器的培养室。

图20示出了可渗透界面模块1909，该可渗透界面模块1909可操作地定位在容器1102的槽部1107中(还参见图11)，与孔1108相邻并且在肺类器官2021上方。腔1952填充有气体，使得可渗透构件1956在腔1952中的气体与培养室1103中的液体培养基之间形成气液界面。

可以将容纳在培养容器的隔间中的无源模块描述为虚设模块。虚设模块可以是占位部件(placeholder)。与本公开的任何模块一样，虚设模块可以用于减小容器的持液量，和/或可以阻塞或密封培养室上方的槽部。然而，虚设模块还可以提供表面形状(凹形或凸形)、表面化学/纹理(例如，亲水性、微结构化等)和/或有利于培养方案的功能性表面。

V.容器组件

本节对用于本公开的培养系统和方法中的示例性容器组件、由容器组件形成的容器阵列、以及容器组件的培养容器进行描述；参见图21至图40。

图21示出了培养诸如类器官等多细胞结构的相应布置的示例性容器阵列2101。容器阵列2101包括由框架2119保持的至少一个容器条2118。图21中仅示出了一个容器条2118，但是框架2119配置成可移除地保持两个、三个或更多个容器条2118，这些容器条2118可以基本彼此相同。在所示实施例中，框架2119限定了八个容纳位点2158，以与布置成排的容器条2118的数量对应，但容器条2118可以在任何给定时间仅占据容纳位点2158的子集。框架2119可以具有与标准微孔板的占用区(标准微孔板占用区为127.71mm×85.43mm)相对应的占用区，其中框架的占用区的长度和宽度均在标准微孔板的长度和宽度的10％或5％内。框架2119与标准微孔板占用区的此种对应关系实现了与用于标准微孔板的培育箱、分析仪器和处理系统的机械兼容性。

容器条2118形成一排至少两个、三个或更多个培养容器，诸如在所述实施例中的四个培养容器2102a至2102d。培养容器2102a至2102d中的每一个包括由培养容器的下部区域形成的相应培养室2103。

图22示出了从框架2119移除的容器条2118，以能够对容纳在培养室2103中的多细胞结构成像。从框架2119移除容器条2118允许容器条相对于成像系统2112(或其它检测系统)正确定位，而不受框架2119或由框架保持的其它容器条2118的干扰。

每个培养室2103具有由培养室的一个或多个壁形成的一个或多个光学窗口。每个光学窗口配置成对于诸如可见光等光学辐射具有透射性，并且可以具有可选为平面的光滑内外表面，以使光学辐射的散射最小化。在所述实施例中，每个培养室2013具有底部光学窗口2159a，以及穿过培养室2103彼此相对布置的一对横向光学窗口2159b和2159c(还参见图24、图26和图30)。

图22示出了成像系统2112如何捕获容纳在培养容器2102c中的多细胞结构图像。可以使用产生光片2160的光源2114通过培养容器的横向光学窗口2159b(和/或窗口2159c)照射多细胞结构的薄截面。可以利用物镜2161收集来自多细胞结构的光(例如，荧光)，该物镜2161采集穿过培养容器2102c的底部光学窗口2159a的光。因此，成像系统2112可以执行还称为光片显微镜的选择性平面照明显微镜(SPIM)。在其它示例中，可以通过底部光学窗口2159a来执行照明，并且从横向光学窗口2159b和2159c中的一个收集光。在另外其它示例中，可以利用位于培养容器中的光模块来执行照明(例如，参见第III节)。在额外其它示例中，成像系统2112可以利用双光子激发显微镜、断层摄影等。

容器条2118提供了位于容器2102a至2102d中的每一个的相应的一对储存部2105a和2105b以及培养室2013上方的相应槽部2107(参见图21和图22)。槽部模块2109可以位于槽部2107中，并且可以是本文公开的电/磁模块和无源模块中的任何一个(例如，参见第I、III和IV节)。

图23示出了容器条2118的分解图。容器条包括壳体2162(可互换称为外壳)、配置成容纳在壳体2162中的多个插入部2163、以及配置成对壳体2162和/或插入部2163的开口顶侧进行覆盖的盖2164。在一些实施例中，可以不需要盖2164。相应的一对磁模块1209a和1209b可以位于每个插入部2163(还参见第III节)下方的壳体2162中，但是任何其它合适的一个或多个模块可以位于插入部下方的壳体中，或可以没有模块位于插入部下方的壳体中。

壳体2162的内部可以分成诸如区段2165a至2165d等多个区段。区段2165a至2165d可以彼此一体形成。区段2165a至2165d可以彼此直接附接，或者可以利用位于每对相邻区段的中间的相应间隔区域2166而彼此分离。

壳体2162的每个区段2165a至2165d包括形成容纳部2167的下部区域和形成插入部2163中的一个的容纳空间2168的上部区域(参见图23、图26和图28至图30)。使用壳体2162和插入部2163中的一个来配合形成每个培养室2103，该插入部2163可以捕获培养室中的一个或多个模块(诸如所示实施例中的一对磁模块1209a和1209b(参见图26))。容纳部2167提供培养室2103的横向壁，并且插入部2163中的一个提供培养室的顶壁部。在将插入部2163与壳体2162组装前，类器官的支架可以设置在每个插入部2163的容纳部2167中，诸如形成在该容纳部2167中或放置于该容纳部2167中(例如，附接至容纳部的底壁或横向壁)。在其它情况下，在插入部与壳体2162组装前，支架可以设置在插入部2163的底侧上，诸如3D打印在该插入部2163上或在支架形成后与该插入部2163附接。在另外其它情况下，可以由模块2109提供支架(还参见第IV节)。

每个插入部2163配置成配合至区段2165a至2165d中的一个中。因此，插入部的外部尺寸可以与容纳空间2168的尺寸相对应。容纳部2167可以具有小于容纳空间2168的一个或多个水平尺寸，以在容纳空间2168的底部处形成肩部2169，以支撑插入部2163并且防止进一步向下前进至区段中(参见图26、图29和图30)。

可以通过卡扣配合机构将每个插入部2163锁定在壳体2162中，当插入部位于壳体中时，该卡扣配合机构接合(参见图27和图31至图33)。插入部可以限定有突起2170，该突起2170容纳在由壳体2162的横向壁限定的相应开口2171中，或者插入部可以限定有开口并且壳体可以限定有突起。

每个插入部2163在其底部处限定有各种开口。开口包括位于每个储存部2105a和2105b的底部处的至少一个通道(诸如一对通道2106a和2106b)(参见图33)。从储存部2105a或2105b延伸的通道2106a和2106b中的每一个提供了在储存部中的一个和位于储存部竖直下方的培养室2103之间的流体连通(还参见图26)。插入部还限定了位于槽部2107的底端处的孔2108，以提供槽部2107和培养室2103之间的流体连通(参见图26、图33、图34)。

图35示出了容器阵列2101的盖组件2172(还参见图21)。盖组件2172包括一系列盖2164，以覆盖由框架2119保持的相应数量的容器条2118(还参见图26)。每个盖2164可以配合至容器条的顶部(例如，壳体2162的顶部)上，并且可以具有周边凸缘，该周边凸缘向下突出并且配置成在容器条的顶部边缘处与该容器条在竖直方向上重叠并且水平环绕容器条。在可能需要几个月的整个培养和测试期间，维持无菌状态可能是主要问题。因此，盖组件2172阻挡污染微生物经由每个容器条2118的容器2102a至2102d中的每一个的储存部2105a和2015b的开口顶部和槽部2107进入将是有利的。盖组件2172允许所有容器条由相同盖组件覆盖，但是单个盖2164可以从盖组件2172移除。例如，盖组件2172可以包括载体2173，每个盖2164与该载体2173可移除附接(例如，经由弱粘合剂、过盈配合或卡扣配合机构等)。此种构造使包括单个容器条的盖2164的任何单个容器条2118能够易于从容器阵列2101的其它容器条2118和该其它容器条2118的盖2164移除，以便诸如用于成像或其它处理。在其它示例中，可以省略载体2173，并且盖2164可以彼此一体形成，并且配置成通过破坏将相邻的成对盖2164彼此连结的易碎连接部而可以拆卸。

图36和图37示出了放置于壳体2162中的另一示例性插入部3663(还参见图23)。除了插入部3663包括配置成与壳体2162产生流体密封的垫圈3674，插入部3663与插入部2163相同。垫圈3674可以由较软易变形材料(例如，弹性体)形成，该垫圈3674可以附接至由较硬不易变形材料形成的主体3675。在一些情况下，可以通过包覆成型将垫圈3674形成在主体3675上。垫圈3674可以位于主体3675的横向侧上，诸如主体3675的下部区域周围，或在主体3675的底侧上，等等。

图38示出了放置于壳体2162中的又一示例性插入部3863(还参见图23)。插入部3863形成一对储存部3805a和3805b，该一对储存部3805a和3805b彼此相邻并且共用横向壁，而不是被居中的槽部分离(与图33相比)。如果支架将附接至插入部的底侧，则插入部3863可能是有利的，这是因为存在更多表面积可以用于附接。此外，插入部3863允许在插入部底部处的通道位于更居中的位置，以用于与在插入部下方的培养室中居中定位的多细胞结构在竖直方向上对准。

图39示出了放置于壳体2162中的再一示例性插入部3963(还参见图23)。插入部3963形成四个储存部3905a至3905d和位于储存部对中间的居中槽部3907(与图33相比)。当用不同的培养基来喂养多细胞结构的内部和外部时，插入部3963可能是有利的。

图40示出了放置于壳体2162中的又一示例性插入部4063(还参见图23)。与插入部3963类似，插入部4063形成四个储存部4005a至4005d，但是缺少位于储存部对中间的居中槽部(与图39相比)。插入部4063结合了具有多于两个储存部和将通道居中定位在多细胞结构上方的潜在优点。

VI.选定方面

本节将以一系列索引段落的形式对本公开的系统、方法和设备的选定方面进行描述。

段落A1.一种培养诸如类器官等多细胞结构的系统，该系统包括：(a)容器，其包括培养室以容纳多细胞结构(诸如类器官)；(b)电/磁模块，其配置成联接至和/或位于容器中，可选地，在培养室中或与培养室相邻的位置处；以及(c)控制电路，其配置成对电/磁模块进行无线供电和/或无线操作；其中，可选地，电/磁模块与容器可移除联接和/或可移除位于容器中，其中，可选地，电/磁模块能够容纳在容器的两个以上隔间中的每一个中，并且其中，可选地，两个以上隔间选自培养室、一个或多个储存部和/或槽部。

段落A2.根据段落A1所述的系统，其中，控制电路配置成使用近场辐射对电/磁模块无线供电和/或无线操作。

段落A3.根据段落A2所述的系统，其中，控制电路配置成经由电感耦合或电容耦合将电功率无线传输至电/磁模块。

段落A4.根据段落A2或A3所述的系统，其中，控制电路配置成经由至少一个近场通信协议与电/磁模块无线通信。

段落A5.根据段落A1至A4中任一段落所述的系统，其中，电/磁模块容纳在或配置成容纳在培养室中并且包括磁体，并且其中，控制电路配置成产生驱动磁体在培养室中移动的磁场。

段落A6.根据段落A5所述的系统，电/磁模块是第一模块并且磁体是第一磁体，还包括第二模块，该第二模块包括第二磁体，其中，第一模块和第二模块同时容纳在或配置成同时容纳在培养室中，并且其中，控制电路配置成驱动第一磁体和第二磁体在培养室内相对于彼此移动，可选地，朝向彼此移动和/或远离彼此移动。

段落A7.根据段落A1至A6中任一段落所述的系统，其中，电/磁模块包括传感器。

段落A8.根据段落A7所述的系统，其中，电/磁模块包括化学传感器、电传感器、光学传感器和/或温度传感器。

段落A9.根据段落A1至A8中任一段落所述的系统，其中，电/磁模块包括电极。

段落A10.根据段落A9所述的系统，其中，电极配置成电刺激和/或电感测培养室中的多细胞结构。

段落A11.根据段落A1至A10中任一段落所述的系统，其中，电/磁模块包括光源。

段落A12.根据段落A11所述的系统，其中，光源配置成照射培养室中的多细胞结构的至少一部分。

段落A13.根据段落A1至A12中任一段落所述的系统，其中，电/磁模块包括泵，该泵配置成驱动流体流入和/或流出培养室。

段落A14.根据段落A1至A13中任一段落所述的系统，其中，电/磁模块位于或配置成位于与培养室相邻的槽部中，并且其中，可选地，容器限定有提供槽部和培养室之间的流体连通的孔。

段落A15.根据段落A14所述的系统，其中，容器包括与培养室流体连通的两个以上储存部，其中，可选地，槽部位于培养室的竖直上方，并且，可选地，位于两个以上储存部中的至少一对之间，其中，可选地，两个以上储存部中的每一个储存部分别与培养室连通，其中，可选地，两个以上储存部中的每一个储存部不(诸如经由管道)与任何外部液体源连接，其中，可选地，两个以上储存部中的每一个储存部和培养室由同一壳体形成和/或位于同一壳体中，并且其中，可选地，两个以上储存部中的每一个储存部直接附接至培养室和/或与培养室共用壁。

段落A16.根据段落A14或A15所述的系统，其中，电/磁模块包括在两个以上模块的组中，该两个以上模块的组配置成执行彼此不同的功能并且与容器联接和/或位于容器中，并且可选地，可互换地位于容器的相同隔间中，诸如位于相同储存部、培养室和/或槽部中。

段落A17.根据段落A1至A16中任一段落所述的系统，其中，可选地，容器包括至少一个或两个以上储存部，每个储存部位于培养室上方(可选在培养室的竖直上方)，并且可选地，每个储存部与培养室共用壁，其中，可选地，两个以上储存部彼此一体形成和/或通过相同的插入部形成，并且其中，可选地，电/磁模块在竖直方向上位于两个以上储存部的顶侧和培养室的底部中间，和/或系统还可选包括可移除盖，该可移除盖配置成放置于容器上以覆盖至少一个或两个以上储存部。

段落A18.根据段落A1至A17中任一段落所述的系统，还包括形成容器排的容器组件，该容器排彼此连接并且包括容器，该容器排中的每个容器包括各自的培养室以容纳多细胞结构(诸如类器官)，其中，可选地，容器排中的容器基本彼此相同，并且其中，可选地，电/磁模块可以在容器排中的容器中移动。

段落A19.根据段落A18所述的系统，其中，容器组件具有的长度与标准微孔板占用区的长度或宽度相对应。

段落A20.根据段落A18或A19所述的系统，还包括容器阵列，该容器阵列包括容器组件并且形成至少两排或三排容器，其中，至少两排或三排容器中的每个容器包括各自的培养室以容纳多细胞结构。

段落A21.根据段落A18至A20中任一段落所述的系统，还包括框架以保持包括容器组件的多个容器组件，该框架可选具有的长度和/或宽度与标准微孔板占用区的长度和/或宽度相对应，其中，可选地，多个容器组件基本彼此相同，并且其中，可选地，多个容器组件包括基本彼此相同的相应多个壳体。

段落A22.根据段落A1至A21中任一段落所述的系统，其中，容器包括由培养室壁形成的光学窗口。

段落A23.根据段落A1至A22中任一段落所述的系统，还包括支架，该支架位于或配置成位于培养室中并且配置成支持培养室中的类器官形成。

段落A24.根据段落A1至A23中任一段落所述的系统，其中，通过段落C1至C20中任一段落所述的设备提供容器。

段落B1.一种培养诸如类器官的多细胞结构的方法，该方法包括：(a)将多细胞结构容纳在容器的培养室中，其中，电/磁模块与容器可移除地联接和/或位于容器中，可选地，在培养室中或与培养室相邻的位置处；以及(b)使用控制电路对电/磁模块进行无线供电/无线操作，其中，可选地，电/磁模块与容器可移除地联接和/或可移除地位于容器中，并且其中，可选地，电/磁模块能够容纳在容器的两个以上隔间中的每一个中，并且其中，可选地，两个以上隔间选自培养室、一个或多个储存部和/或槽部，并且其中，可选地，多细胞结构是直径为至少0.2、0.5、1或2mm的类器官并且在培养室中形成/生长，而不将容器与外部液体源(例如，培养基)连接(例如，经由管道和/或管)和/或不将容器与布线或其它电导体电连接。

段落B2.根据段落B1所述的方法，其中，供电/操作包括将电能无线传输至电/磁模块。

段落B3.根据段落B1或B2所述的方法，其中，至少部分经由控制电路和电/磁模块彼此的电感耦合或电容耦合来执行供电/操作。

段落B4.根据段落B1至B3中任一段落所述的方法，其中，供电/操作包括使用近场辐射与电/磁模块无线通信。

段落B5.根据段落B4所述的方法，其中，无线通信包括使用至少一个近场通信协议与电/磁模块交换数据。

段落B6.根据段落B1至B5中任一段落所述的方法，其中，电/磁模块包括磁体，并且其中，供电/操作包括使用由控制电路产生的磁场来驱动磁体在培养室中移动。

段落B7.根据段落B6所述的方法，其中，培养室容纳一对电/磁模块，该电/磁模块中的每个包括磁体，并且其中，供电/操作包括在培养室中驱动电/磁模块相对于彼此，并且可选地，朝向彼此和/或远离彼此。

段落B8.根据段落B1至B7中任一段落所述的方法，其中，供电/操作包括使用电/磁模块的传感器来感测多细胞结构和/或与多细胞结构接触的培养基(例如，位于培养室中)的性质。

段落B9.根据段落B1至B8中任一段落所述的方法，其中，供电/操作包括对多细胞结构进行电刺激。

段落B10.根据段落B1至B9中任一段落所述的方法，其中，供电/操作包括驱动流体流入和/或流出培养室。

段落B11.根据段落B1至B10中任一段落所述的方法，其中，电/磁模块位于培养室中。

段落B12.根据段落B1至B11中任一段落所述的方法，其中，电/磁模块位于容器中并且至少主要(即，体积超过一半)位于培养室外部。

段落B13.根据段落B12所述的方法，其中，电/磁模块位于由容器限定的槽部中。

段落B14.根据段落B1至B13中任一段落所述的方法，还包括在多细胞结构保持在培养室中的同时，收集与多细胞结构相关的数据。

段落B15.根据段落B14所述的方法，其中，收集数据包括捕获多细胞结构的至少一部分的图像。

段落B16.根据段落B14或B15所述的方法，其中，使用模块的传感器来执行收集数据。

段落B17.根据段落B1至B16中任一段落所述的方法，还包括将电/磁模块设置在容器的隔间中。

段落B18.根据段落B17所述的方法，其中，设置包括在培养室中捕获电/磁模块。

段落B19.根据段落B17所述的方法，其中，设置包括将电/磁模块放置于容器中但是在培养室外部，可选地放置于容器的储存部或槽部中。

段落B20.根据段落B17至B19中任一段落所述的方法，还包括在设置前，从位于容器外部的两个以上不同功能的模块的组中选择电/磁模块，该选择可选基于(i)培养室中存在的和/或待培养的类器官的类型，(ii)为类器官所选的培养方案或方案阶段，(iii)类器官的测试条件，和/或(iv)对类器官和/或与类器官接触的培养基感测的参数。

段落B21.根据段落B20所述的方法，还包括从组中选择两个以上不同功能的模块，其中，对于每个选定的模块，设置包括将选定的模块与容器联接和/或将选定的模块定位在容器中。

段落B22.根据段落B20或B21所述的方法，其中，两个以上不同功能的模块组包括至少一个无源模块，并且其中，可选地，选择包括选择无源模块。

段落B23.根据段落B1至B22中任一段落所述的方法，其中，利用段落A1至A24中任一项所述的系统来执行该方法。

段落C1.一种培养诸如类器官等多细胞结构的设备，该设备包括：(a)壳体，其可选地具有开口顶部；以及(b)插入部，其包括至少一个储存部或两个以上储存部，该插入部配置成可选地经由开口顶部容纳在壳体中，使得壳体和插入部配合形成用于多细胞结构的培养室，培养室位于两个以上储存部下方(可选地，竖直下方)并且可选地经由由插入部限定的相应通道而与至少一个储存部或两个以上储存部中的每一个储存部流体连通。

段落C2.根据段落C1所述的设备，还包括盖，该盖配置成放置于壳体上，以覆盖至少一个储存部和/或两个以上储存部中的每一个储存部。

段落C3.根据段落C2所述的设备，其中，盖配置成完全覆盖壳体的开口顶部。

段落C4.根据段落C1或C3中任一段落所述的设备，还包括配置成在培养室中支持类器官形成的支架。

段落C5.根据段落C4所述的设备，其中，支架附接至壳体的壁。

段落C6.根据段落C4所述的设备，壳体和插入部各自是容器的一部分，还包括提供支架的模块，其中，该模块配置成与容器的隔间(诸如由插入部限定的槽部)联接(可选为可移除地)和/或位于该容器的隔间中。

段落C7.根据段落C6所述的设备，其中，槽部位于培养室的竖直上方，并且位于两个以上储存部中的至少一对储存部之间。

段落C8.根据段落C1至C7中任一段落所述的设备，其中，壳体包括具有限定容纳空间的上部区域和形成容纳部的下部区域的区段，其中，插入部配置成容纳在容纳空间中，并且其中，容纳部配置成与插入部配合形成培养室。

段落C9.根据段落C8所述的设备，其中，插入部配置成与区段的上部区域的多个侧壁和/或底壁形成流体密封。

段落C10.根据段落C9所述的设备，其中，插入部包括主体和与该主体附接的垫圈，并且其中，垫圈配置成与多个侧壁中的每个侧壁和/或底壁接合，以形成流体密封。

段落C11.根据段落C10所述的设备，其中，垫圈模制在主体上。

段落C12.根据段落C1至C11中任一段落所述的设备，其中，插入部形成有槽部并且在槽部的底端处限定有孔，还包括位于槽部中或配置成位于槽部中的模块，该模块位于孔的竖直上方，并且其中，可选地，该模块是电/磁模块。

段落C13.根据段落C1至C12中任一段落所述的设备，其中，设备包括多个插入部，并且其中，壳体形成区段排，每个区段配置成容纳多个插入部中的相应插入部，以与每个区段和相应插入部配合形成用于多细胞结构的培养室。

段落C14.根据段落C13所述的设备，其中，区段排的区段彼此一体形成为单件。

段落C15.根据段落C13或C14所述的设备，还包括配置成放置于壳体上的盖，以覆盖区段排。

段落C16.根据段落C1至C15中任一段落所述的设备，其中，壳体的下部区域形成培养室的至少一个光学窗口。

段落C17.根据段落C16所述的设备，其中，壳体的下部区域形成培养室的至少两个光学窗口。

段落C18.根据段落C17所述的设备，其中，至少两个光学窗口包括底部窗口和至少一个横向窗口。

段落C19.根据段落C17或C18所述的设备，其中，至少两个光学窗口包括彼此相对布置的一对横向窗口。

段落C20.根据段落C1至C19中任一段落所述的设备，其中，壳体和插入部各自形成同一容器的一部分，还包括一个或多个模块，该一个或多个模块中的每一个配置成与容器联接和/或位于容器中，可选为两个以上不同功能的模块组，诸如包括至少一个或至少两个电/磁模块和/或至少一个或至少两个无源模块的组，可选地不同功能的模块中的至少两个配置成可互换地放置于容器的同一隔间(例如，同一储存部、培养室或槽部)中。

段落D1.一种培养诸如类器官等多细胞结构的方法，该方法包括：(a)将可选地包括至少一个储存部或两个以上储存部的插入部放置于壳体中，以使用插入部和壳体来配合形成培养室，培养室可选地位于至少一个储存部或两个以上储存部中的每个储存部下方(诸如竖直下方)并且与该每个储存部流体连通；以及(b)在培养室中培养多细胞结构。

段落D2.根据段落D1所述的方法，还包括将盖放置于壳体上以覆盖两个以上储存部。

段落D3.根据段落D1或D2所述的方法，其中，培养室经由由插入部限定的通道与两个以上储存部中的每个储存部流体连通。

段落D4.根据段落D1至D3中任一段落所述的方法，还包括将支架设置于壳体中，其中，支架配置成促进培养室中的类器官形成，可选地将多细胞结构的细胞埋入支架中。

段落D5.根据段落D4所述的方法，其中，设置包括可选地在放置插入部前，在壳体中形成支架。

段落D6.根据段落D4所述的方法，其中，设置包括将预成型支架放置于壳体中。

段落D7.根据段落D6所述的方法，其中，在放置插入部前，将预成型支架放置于壳体中。

段落D8.根据段落D6所述的方法，其中，通过放置插入部或在放置插入部后执行将预成型支架放置于壳体中，并且其中，可选地，在放置插入部前，预成型支架已经附接至插入部的底侧。

段落D9.根据段落D1至D8中任一段落所述的方法，其中，壳体包括区段排，其中，放置包括将至少两个插入部放置于区段排中以形成两个以上的分离培养室，并且其中，培养多细胞结构包括在两个以上的分离培养室中的每一个中培养相应的类器官。

段落D10.根据段落D1至D9中任一段落所述的方法，还包括在多细胞结构保持在培养室中的同时，收集与多细胞结构相关的数据。

段落D1.根据段落D1至D10中任一段落所述的方法，其中，收集数据包括捕获多细胞结构的至少一部分的图像。

段落D12.根据段落D1至D11中任一段落所述的方法，其中，利用段落C1至C20的任意设备来执行该方法。

段落E1.一种培养诸如类器官等多细胞结构的系统，该系统包括：(a)容器，其包括容纳多细胞结构的培养室，以及各自与培养室流体连通的至少一个储存部或至少两个以上储存部和可选槽部；以及(b)两个以上模块，其具有彼此不同的功能并且配置成与容器可互换联接和/或设置在容器中。

段落E2.根据段落E1所述的系统，其中，容器限定有在槽部的底端处与培养室连通的孔。

段落E3.根据段落E2所述的系统，其中，两个以上模块中的每个模块配置成当放置于槽部中时与孔相邻定位。

段落E4.根据段落E1至E3中任一段落所述的系统，其中，两个以上模块包括具有可渗透膜的第一模块。

段落E5.根据段落E4所述的系统，其中，该膜配置成在培养室中的液体和第一模块中的液体或气体之间形成界面。

段落E6.根据段落E1至E5中任一段落所述的系统，其中，两个以上模块中的至少一个是电/磁模块。

段落E7.根据段落E6所述的系统，其中，至少一个模块包括具有电子设备的模块。

段落E8.根据段落E6或E7所述的系统，其中，两个以上模块中的至少一个不包括电子设备。

段落E9.根据段落E1至E8中任一段落所述的系统，其中，通过段落C1至C20中任一段的设备来提供容器。

段落F1.一种培养诸如类器官等多细胞结构的方法，该方法包括：(a)将多细胞结构容纳在容器的培养室中，其中，容器限定有与培养室连通的槽部，并且其中，第一模块位于槽部中；(b)从槽部移除第一模块；以及(c)将第二模块放置于槽部中，其中，第二模块配置成执行与第一模块不同的功能。

段落F2.根据段落F1所述的方法，其中，容器限定有提供槽部和培养室之间的连通的孔。

段落F3.根据段落F1或F2所述的方法，其中，第一模块和第二模块中的至少一个经由孔从槽部延伸至培养室中。

段落F4.根据段落F1至F3中任一段落所述的方法，其中，第一模块和第二模块中的至少一个包括电子设备。

段落F5.根据段落F1至F4中任一段落所述的方法，其中，第一模块和第二模块中的模块包括在培养室中的液体和模块中的液体或气体之间形成界面的膜。

段落F6.根据段落F1至F5中任一段落所述的方法，其中，第一模块和第二模块中的至少一个模块包括与培养室中多细胞结构和/或液体接触的电极。

段落F7.根据段落F1至F6中任一段落所述的方法，还包括在第一模块和第二模块中的一个模块位于槽部中的同时，使用控制电路对第一模块和第二模块中的该一个模块进行无线供电/无线操作。

段落F8.根据段落F1至F7中任一段落所述的方法，其中，通过段落C1至C20中任一段所述的设备提供容器。

段落G1.一种不需要将管和布线与容器本身连接的类器官培养容器。

段落H1.一种类器官培养的方法，该方法包括在容器中形成/生长类器官(例如，大型类器官)，而不将容器与外部液体源连接(例如，经由一个或多个诸如管道的管)和/或不将容器与外部电导体(例如，与电/磁设备和/或控制电路电连接的电导体)电连接。

虽然通过上述示例和特征已描述了一个或多个发明，但是本领域普通技术人员应当理解的是，在不脱离本文公开的发明构思的情况下，可以对示例和特征进行各种变型、组合和变化。此外，一个或多个发明不应当视为局限于本文所述的任何特定目的或实施例，而是应当视为可以应用于实现本文所述目的以外的各种目的。本公开参照附图对本技术的一些示例进行描述，其中仅示出了一些可能的示例。然而，可以通过许多不同形式来实施其它方面，并且即使未明确以组合方式示例，也不应解释为局限于本文所述的示例。相反，这些示例的提供使得使本公开彻底和完整，并且将可能示例的范围完全传达给本领域技术人员。

Claims (25)

1.一种培养多细胞结构的系统，所述系统包括：

容器，其包括配置成容纳所述多细胞结构的培养室；

电/磁模块，其配置成位于所述容器中，在所述培养室中或与所述培养室相邻的位置处；以及

控制电路，其配置成对所述电/磁模块进行无线供电和/或无线操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制电路配置成经由电感耦合或电容耦合将电功率无线传输至所述电/磁模块。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统，其中，所述电/磁模块容纳在或配置成容纳在所述培养室中并且包括磁体，并且其中，所述控制电路配置成产生驱动所述磁体在所述培养室中移动的磁场。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电/磁模块包括化学传感器、电传感器、光学传感器和/或温度传感器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述电/磁模块包括泵，所述泵配置成驱动流体流入和/或流出所述培养室。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述电/磁模块位于或配置成位于与所述培养室相邻的槽部中，并且其中，可选地，所述容器限定有提供所述槽部和所述培养室之间的流体连通的孔。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述容器包括与所述培养室流体连通的两个以上储存部，其中，所述槽部位于所述培养室的竖直上方，并且可选位于所述两个以上储存部中的至少一对储存部之间，并且其中，可选地，所述两个以上储存部中的每个储存部分别与所述培养室连通。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，还包括形成容器排的容器组件，所述容器排彼此连接并且包括所述容器，所述容器排中的每个容器包括相应的培养室以容纳多细胞结构，其中，可选地，所述容器排中的所述容器基本彼此相同。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，还包括框架，所述框架保持包括所述容器组件的多个容器组件，所述框架可选地具有与标准微孔板的占用区的长度和/或宽度相对应的长度和/或宽度。

10.一种培养多细胞结构的方法，所述方法包括：

将多细胞结构容纳在容器的培养室中，其中，电/磁模块位于所述容器中，在所述培养室中或与所述培养室相邻的位置处；以及

使用控制电路对电/磁模块进行无线供电/操作。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，供电/操作包括将电能无线传输至所述电/磁模块。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，至少部分经由所述控制电路和所述电/磁模块彼此的电感耦合或电容耦合来执行供电/操作。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，所述电/磁模块包括磁体，并且其中，供电/操作包括使用由所述控制电路产生的磁场来驱动所述磁体在所述培养室中移动。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中，供电/操作包括使用所述电/磁模块的传感器来感测所述培养室中的所述多细胞结构和/或培养基的性质。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其中，供电/操作包括驱动流体流入和/或流出所述培养室。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的方法，还包括在所述多细胞结构保持在所述培养室中的同时，收集与所述多细胞结构相关的数据。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，使用所述模块的传感器来执行收集数据。

18.一种培养多细胞结构的设备，所述多细胞结构诸如为类器官，所述设备包括：

壳体，其具有开口顶部；以及

插入部，其包括两个以上储存部，所述插入部配置成经由所述开口顶部容纳在所述壳体中，使得所述壳体和所述插入部配合形成用于所述多细胞结构的培养室，所述培养室位于所述两个以上储存部下方，并且经由由所述插入部限定的相应通道与所述两个以上储存部中的每一个流体连通。

19.根据权利要求18所述的设备，还包括支架，所述支架配置成支持所述培养室中的类器官形成。

20.根据权利要求19所述的设备，其中，由位于或配置成位于由所述插入部限定的槽部中的模块来提供所述支架。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的设备，其中，所述壳体包括具有限定容纳空间的上部区域和形成容纳部的下部区域的区段，其中，所述插入部配置成容纳在所述容纳空间中，并且其中，所述容纳部配置成与所述插入部配合形成所述培养室。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的设备，其中，所述插入部形成有槽部并且在所述槽部的底端处限定有孔，所述设备还包括模块，所述模块位于或配置成位于所述槽部中并且在所述孔的竖直上方，并且其中，可选地，所述模块是电/磁模块。

23.一种培养多细胞结构的系统，所述系统包括：

容器，其包括容纳所述多细胞结构的培养室，以及各自与所述培养室流体连通的槽部和两个以上储存部；以及

两个以上模块，其具有彼此不同的功能并且配置成可互换地放置于所述槽部中。

24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述容器限定有在所述槽部的底端处与所述培养室连通的孔。

25.根据权利要求23至24中任一项所述的系统，其中，所述两个以上模块包括具有可渗透膜的第一模块。

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