CN117957303A - 细胞培养装置、使用该细胞培养装置的细胞培养方法、包括该细胞培养装置的细胞培养孵箱以及该细胞培养装置的用途 - Google Patents

Abstract

本公开涉及细胞培养装置、使用该细胞培养装置影响细胞培养的方法、该细胞培养装置的用途以及包括该细胞培养装置的细胞培养孵箱。

Description

细胞培养装置、使用该细胞培养装置的细胞培养方法、包括该 细胞培养装置的细胞培养孵箱以及该细胞培养装置的用途

技术领域

本公开一般地涉及生物技术领域。特别地，本公开涉及细胞培养装置、使用该细胞培养装置影响细胞培养的方法、该细胞培养装置的用途以及包括该细胞培养装置的细胞培养孵箱。

背景技术

细胞培养技术(Cell culture)或细胞培养(cell cultivation)包括在体外受控条件下在活体外生长所需类型的细胞以维持细胞生长和生存力。细胞培养广泛用于不同的生物技术分支，包括细胞生物学、组织工程、生物医学工程、细胞分化研究、基于细胞的生物传感器、细胞-细胞相互作用、细胞信号传导、细胞迁移、生理学和病理生理学研究等。

为培养细胞创造的环境条件应该尽可能类似于相同细胞在体内经历的条件。这可以通过在大容器如培养皿、旋转瓶和摇瓶等中进行细胞培养来实现。然而，这些容器提供的细胞培养条件不能真正代表所培养细胞的体内环境。此外，由于这些容器具有大的体积，它们消耗大量的试剂、培养基、化学品等，从而使得难以控制和/或改变细胞培养条件。

随着微流体的出现，已经开发了被配置成在均匀且受控的体外条件下培养各种类型的细胞(如贴壁和非贴壁细胞)的新装置和方法。与基于上述容器的常规细胞培养方法不同，微流体细胞培养方法可提供连续的营养物(培养液或培养基)供应、废物去除、时间安排的灵活性和高自动化能力。流体消耗较少、它们的体积小以及因此细胞培养的时间和成本降低使得这些微流体方法对于细胞试验(cell-based assays)特别有意义。微流体细胞培养设备的主要目标是精密地模拟体内细胞微环境并保持可重复结果的简单性。

一种由硅树脂制成的具有两个孔的硅树脂插入物，其中具有限定的无细胞间隙的孔先前已经开发。据报道，这些插入物适用于研究伤口愈合，用于迁移分析、2D侵入分析和细胞共培养。这些插入物在两个孔之间具有限定的500μm无细胞间隙，公开为在培养期间没有泄漏，并且在插入物移除之后没有留下材料。在培养皿的表面制备插入物，然后将细胞接种在插入物的孔中，等待细胞附着到培养皿的表面后，取出插入物。产生无细胞间隙，并将附着的细胞留在培养皿的表面上。在附着的细胞上添加培养基，可以研究细胞迁移和伤口愈合。然而，对于这些应用，这些插入物需要例如培养皿或平坦、清洁的表面。

研究细胞迁移的另一种技术是使用具有中心无细胞检测区的孔，所述检测区使用水溶性生物相容凝胶产生。将细胞加入到孔中，温育孔用于细胞附着，在细胞附着后，水溶性生物相容性凝胶在60分钟内溶解，允许细胞迁移到每个孔的中心处的检测区中。然而，使用水溶性生物相容性凝胶可能对一些细胞有毒，并且向细胞培养物中添加非天然化合物。

研究细胞迁移的又一技术是使用产生中心无细胞检测区的塞子屏障。将塞子加到孔的表面上，将塞子周围的细胞加入孔中，培养细胞以使细胞附着到孔的表面，除去塞子，并且可以研究细胞向检测区的迁移，例如从孔的下面。

然而，当前技术的限制因素是它们的低吞吐量以及由于离散布置而与可用的液体处理系统和成像系统的不兼容。此外，在当前技术中的流体流动控制是不可能的，并且当前技术不够灵活以适应不同的资源设置和不同的细胞试验(cell-based assays)。此外，目前的技术不能以可控的方式从微流体细胞培养设备或装置中的细胞培养物中去除细胞，因此不能使用微流体细胞培养设备或装置研究伤口愈合。当前的微流体平台由于阻碍微流体通道而与成像系统不兼容。

发明内容

提供本发明内容以便以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本公开内容不旨在确定本公开的关键特征，也不旨在用于限制本公开的范围。

本公开的目的是提供一种技术方案，其能够实现高通量微流体细胞培养。更具体地，本公开的目的是提供一种技术方案，其能够研究伤口愈合和/或细胞、球状体和/或类器官形成。

上述目的通过所附权利要求中的独立权利要求的特征来实现。根据从属权利要求、具体实施方式和附图，进一步的实施方式和实施例是显而易见的。

根据第一方面，提供了一种细胞培养装置，所述细胞培养装置包括：

一个或多个细胞培养模块，所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块包括：

-至少两个培养基容器，每个培养基容器具有顶部和底部，所述顶部具有用于培养基的入口，所述底部具有用于培养基的出口；

-第一腔室，所述第一腔室布置在所述至少两个培养基容器之间，使得所述第一腔室和所述至少两个培养基容器在第一方向上彼此对齐；

-第二腔室，所述第二腔室布置在所述第一腔室下方并且在第二方向上与所述第一腔室对齐，所述第二方向相对于所述第一方向具有大于0度但90度或更小的角度，所述第二腔室具有底部，该底部具有至少两个侧孔；

-壁，由壁材料制成，所述壁布置在所述第一腔室和所述第二腔室之间；以及

-至少两个流动通道，所述至少两个流动通道中的每一个配置成使细胞培养基从中通过，并且所述至少两个流动通道中的每一个将所述至少两个培养基容器之一的底部的出口连接至所述第二腔室的底部的所述至少两个侧孔之一，

其中，所述第二腔室的所述底壁由弹性底壁材料制成，所述弹性底壁材料配置成响应于施加在所述第二腔室的所述底壁的底侧上的力而在第三方向上变形，所述第三方向与所述第二方向相反，和/或所述壁的所述壁材料是弹性壁材料，所述弹性壁材料配置成响应于施加在所述壁的第一腔室侧上的力而在所述第二方向上变形。

根据第二方面，提供了一种细胞培养孵箱，所述细胞培养孵箱包括：

本公开中公开的细胞培养装置；以及

移液站，所述移液站配置成将流体或培养基供给到所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的每一个。

根据第三方面，提供了一种用于影响细胞培养的方法，所述方法包括：

(a)提供本公开所公开的细胞培养装置，其中所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的每个第二腔室包括细胞培养物，所述细胞培养物包括第一类型细胞的多个细胞；

(b)施加一个或多个第一力

ⅰ)在所述第二腔室的底壁的底侧上的一个或多个第一位置上，使得所述第二腔室的底壁在所述第三方向上变形；和/或

ⅱ)在所述壁的第一腔室侧上的一个或多个第二位置上，使得所述壁在所述第二方向上变形，

从而从所述细胞培养物的所述第一类型细胞的所述多个细胞中除去至少一个细胞，并形成第一受影响的细胞培养物。

根据第四方面，提供了本公开中公开的细胞培养装置的用途，用于分析细胞培养物、用于细胞培养的方法中以及用于影响细胞培养物。

在阅读以下具体实施方式并查看附图之后，本公开的其它特征和优点将是显而易见的。

附图说明

下面参考附图解释本公开，其中：

图1示出了根据一个示例性实施方式的细胞培养装置的框图；

图2A-2C示出了根据示例性实施方式的图1所示的装置中包括的细胞培养模块的不同示意图，即：图2A示出了细胞培养模块的示意性立体图，图2B示出了细胞培养模块的示意性侧视图，并且图2C示出了细胞培养模块的示意性俯视图；

图3示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块的两个流动通道之一的截面图，如在图2B中的椭圆A所界定的区域内所截取的；

图4示出了表示图2A-2C所示细胞培养模块的一个可能实施方式的层状结构的示意性分解图；

图5A-5C示出了根据示例性实施方式的图1所示装置中包括的细胞培养模块的不同示意图，即：图5A示出了细胞培养模块的示意性立体图，图5B示出了细胞培养模块的示意性侧视图，并且图5C示出了细胞培养模块的示意性俯视图；

图6A-6G示出了图1所示细胞培养装置中包括的示例性细胞培养模块(沿图2C中的线A-A截取)的示意性截面侧视图，即：图6A示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块(沿图2C中的线A-A截取)的示意性侧视图，图6B示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块(沿图2C中的线A-A截取)的示意性截面侧视图，图6C示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块(沿图2C中的线A-A截取)的示意性截面侧视图，图6D示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块(沿图2C中的线A-A截取)的示意性截面侧视图，图6E示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块(沿图2C中的线A-A截取)的示意性截面侧视图，图6F示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块(沿图2C中的线A-A截取)的示意性截面侧视图，并且图6G示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块(沿图2C中的线A-A截取)的示意性截面侧视图；

图7示出了根据示例性实施方式的细胞培养孵箱的框图；

图8示出了根据示例性实施方式的用于影响细胞培养的方法的流程图；以及

图9A和9B示出了通过使用图1所示的装置的BBB模型的共焦图像。

具体实施方式

参考附图进一步更详细地描述本公开的各种实施方式。然而，本公开可以以许多其他形式来实施，并且不应被解释为限于以下描述中讨论的任何特定结构或功能。相反，提供这些实施方式是为了详细和完整地描述本公开。

根据具体实施方式，对于本领域技术人员将显而易见的是，本公开的范围涵盖本文公开的其任何实施方式，而不管该实施方式是独立地实现还是与本公开的任何其它实施方式一致地实现。例如，本文公开的装置和/或方法可以使用本文提供的任何数量的实施方式在实践中实现。此外，应当理解，本公开的任何实施方式可以使用所附权利要求中呈现的一个或多个元素来实现。

词语“示例性”在本文中以“用作说明”的含义使用。除非另有说明，否则本文描述为“示范性”的任何实施方式不应解释为优选的或具有优于其它实施方式的优点。

为了方便起见，在本文中可以使用诸如“左”、“右”、“顶”、“底”、“上方”、“下方”、“顶端”、“基底”等的任何定位术语来描述根据附图的一个元件或特征与一个或多个其它元件或特征的关系。应当清楚，除了图中所示的取向之外，定位术语还意图涵盖本文所公开的结构和装置的不同取向。作为一个例子，如果人们想像地顺时针旋转图中的结构或装置90度，则描述为相对于其它元件或特征“顶”和“底”的元件或特征将分别相对于其它元件或特征“右”和“左”定向。因此，本文所使用的定位术语不应被解释为对本公开的任何限制。

此外，尽管诸如“第一”、“第二”等的数字术语可在本文中用于描述各种实施方式、元件或特征，但应理解，这些实施方式、元件或特征不应受到此数字术语的限制。此数字术语在此仅用于将一个实施方式、元件或特征与另一实施方式、元件或特征区分开。例如，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一腔室可以被称为第二腔室，反之亦然。

如本文所公开的，细胞可以指生物细胞，例如植物细胞、动物细胞(例如，哺乳动物细胞)、细菌细胞、真菌细胞等。哺乳动物细胞可以来自例如人、小鼠、马、山羊、绵羊、牛、灵长类动物等。

如本文和下文中所公开的术语“类器官”可以指在3D中生长的细胞的小型化结构，其在结构和功能方面至少部分类似于器官的微阵列。

如本文和下文中所公开的术语“球状体”可指自由漂浮的细胞聚集体，并且可由细胞的多细胞混合物在低粘附培养环境中形成。

如本文和下文中所公开的，细胞培养基，也称为生长培养基，可以指设计用于支持细胞在人工环境中，即体外生长的液体、悬浮液或凝胶。存在适合于生长不同类型细胞的不同类型的细胞培养基。通常，细胞培养基可以分为两个主要类别：天然培养基和合成培养基。天然培养基是那些来源于组织提取或动物体液，如血浆、淋巴和血清的培养基。合成培养基是使用各种有机和无机化合物产生的那些。此外，细胞培养基本身可以包括细胞、细胞体(例如类器官)、脂质颗粒，包括天然的或工程化的(例如，各种设计的外体小囊泡、液泡、胶束或脂质颗粒、病毒颗粒、纳米颗粒等)。

如本文和下文中所公开的，细胞培养装置可以指具有通过流动通道(微通道)连接的各个孔(例如，容器、腔室等)的装置，其中流体(即，培养基)在其通过流动通道(微通道)的流动中将表现出微流体行为。在本技术领域中，这种细胞培养装置也称为微流体芯片。由细胞培养装置进行的微流体细胞培养通常涉及细胞培养、维持和微尺度流体体积的扰动。微流体细胞培养普及的原因是经济和科学的。本文公开的细胞培养装置可具有体外细胞培养(高通量、平行实验、实验可由实验者自行决定进行，不需要专门的基础设施和人员等)的优点，具有体内类似性能。例如，在小鼠模型中，药物实际上被选择用于小鼠，而不是人。通过使用人细胞，对人进行药物筛选。因此，使用人源化微流体细胞和组织培养物筛选药物候选物减少了临床前试验时间，并且进入临床测试的那些药物更适合人类。这可以降低副作用的可能性并增加显示功效的机会，导致临床试验中较少的失败。

如本文和下文中所公开的，细胞培养装置的每个微通道也被称为流动通道，并且可以涉及具有低于1mm的水力直径并且用于流体连接细胞培养装置的孔的亚毫米级通道。换句话说，微通道或流动通道通常表示配置成以微尺度体积传递不同流体的通道，所述不同流体例如培养基(例如细胞悬浮液)、水、试剂或凝胶。微通道可以被成形为使得其具有取决于特定应用的适当的流动特性(例如，流速)。例如，流动通道可以具有矩形(例如正方形)或圆形横截面，以及是直的、弯曲的或朝向所需方向倾斜的。

顶端腔室和基底腔室被壁隔开，所述壁包括形成于其中的通孔或没有形成于其中的通孔。

迄今为止已知的基于壁的细胞培养装置的缺点是低通量和与可用的液体处理系统(例如微量滴定板形式)和成像系统不兼容。此外，在这样的装置中的流控制通常限于一种方法，并且不够灵活以适应不同的资源设置。最重要的是，在已知的细胞培养装置中，仅通过非常高的细胞浓度、液体流动控制和倒置细胞培养装置，细胞沉积在多孔壁的基底(即，底部)表面上是可能的。

本公开公开的细胞培养装置提供了一种技术方案，其允许减轻或甚至消除现有技术的缺点。特别地，本文公开的技术方案提供了一种包括一个或多个细胞培养模块的细胞培养装置。

一方面，提供了一种细胞培养装置，包括：

一个或多个细胞培养模块，所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块包括：

一个或多个细胞培养模块，所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块包括：

-至少两个培养基容器，每个培养基容器具有顶部和底部，所述顶部具有用于培养基的入口，所述底部具有用于培养基的出口；

-第一腔室，所述第一腔室布置在所述至少两个培养基容器之间，使得所述第一腔室和所述至少两个培养基容器在第一方向上彼此对齐；

-第二腔室，所述第二腔室布置在所述第一腔室下方并且在第二方向上与所述第一腔室对齐，所述第二方向相对于所述第一方向具有大于0度但90度或更小的角度，所述第二腔室具有底部，所述底部具有至少两个侧孔；

-壁，由壁材料制成，所述壁布置在所述第一腔室和所述第二腔室之间；以及

-至少两个流动通道，所述至少两个流动通道中的每一个配置成使细胞培养基从中通过，并且所述至少两个流动通道中的每一个将所述至少两个培养基容器之一的底部的出口连接至所述第二腔室的底部的所述至少两个侧孔之一，

其中，所述第二腔室的所述底壁由弹性底壁材料制成，所述弹性底壁材料配置成响应于施加在所述第二腔室的所述底壁的所述底侧上的力而沿第三方向变形，所述第三方向与所述第二方向相反，和/或所述壁的所述壁材料是弹性壁材料，所述弹性壁材料配置成响应于施加在所述壁的所述第一腔室侧上的力而沿所述第二方向变形。

细胞培养装置的一个或多个细胞培养模块可以彼此相邻布置。每个细胞培养模块包括由两个或更多个流动通道连接的两个或更多个培养基容器。流动通道穿过布置在顶端腔室(即，第一腔室)下方的基底腔室(即，第二腔室)。顶端腔室和基底腔室被壁隔开，所述壁包括形成于其中的通孔或没有形成于其中的通孔。该壁可以是通孔没有形成在其中的壁，因此，在壁的顶端侧(即，壁的第一腔室侧)和壁的基底侧之间没有流动连通，或者壁可以包括形成在其中的一个或多个通孔，因此，第一腔室(即，顶端腔室)和第二腔室(即，基底腔室)经由一个或多个通孔彼此流动连通。因此，包括一个或多个形成于其中的通孔的壁在本公开中可以被称为隔膜。在这种装置配置中，可以通过将装置置于摇摆平台上或将装置与气泵相连，在每个细胞培养模块的培养基容器之间灌注和调节培养基的流动。此外，如此配置的装置可以在均匀且受控的体外条件下在细胞培养模块中的多孔壁的基底表面和顶端表面上培养相同或不同类型的细胞。细胞在多孔壁的基底表面上的沉积可以在不必倒置装置和在培养基中使用高浓度细胞的情况下提供。

本公开中公开的装置可以使得能够响应于施加在所述壁的第一腔室侧和/或第二腔室的底壁的底侧上的力，有效地去除存在于装置的第二腔室(包括壁的基底侧)中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官。可以从其中除去存在于装置的第二腔室(包括壁的基底侧)中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官的位置可以对应于力响应于施加在底壁的底侧和/或壁的第一腔室侧上的力而将所述壁和/或第二腔室的底壁移动到第二和/或第三方向的位置。因此，如本公开中公开的装置可以用于研究例如存在于装置的第二腔室中的细胞培养物的细胞迁移和/或伤口愈合。

所述装置包括一个或多个细胞培养模块。如果所述装置包括两个或更多个细胞培养模块，则所述两个或更多个细胞培养模块可彼此相邻布置。

利用这种配置，细胞培养装置可以在均匀且受控的体外条件下在细胞培养模块中的多孔壁的基底(即，底部)表面上培养相同或不同类型的细胞。此外，细胞在多孔壁的基底表面上的沉积可以在不必倒置装置或在培养基中使用高浓度的细胞以使细胞结合并覆盖壁的情况下提供。

如本公开中所公开的术语“相对于第一方向具有大于0度但90度或更小的角度的第二方向”是指可垂直于第一方向的第二方向，或者第二方向与第一方向之间的角度大于0度但小于90度。

另外或替代地，第二方向可近似垂直于第一方向。第一方向和第二方向之间的角度例如为大约90度。

另外或替代地，所述装置还包括流动驱动单元，所述流动驱动单元被配置成使所述培养基在所述一个或多个细胞培养模块的每个细胞培养模块中经由所述至少两个流动通道在所述至少两个培养基容器与所述第二腔室之间流动。

另外或替代地，第二腔室的底壁的弹性底壁材料是硅树脂。另外或可选地，第二腔的底壁的弹性底壁材料为聚二甲基硅氧烷，弹性底壁的厚度为8-200μm。另外或替代地，第二腔室的底壁被配置成响应于施加在第二腔室的底壁的底侧上的力而在第三方向上变形12-300μm。

另外或可选地，所述装置包括多个彼此相邻布置的细胞培养模块。

另外或替代地，所述力是气动压力、使用销、条带或任何突起施加的力。弹性底壁材料(以及因此第二腔室的底壁)和/或弹性壁材料(以及因此壁)的变形可以是由于任何施加的力，只要施加在第二腔室的底壁的底侧和/或壁的第一腔室侧上的力使弹性底壁材料(即底壁)和/或弹性壁材料(即壁)变形。优选地，该力不会破坏底壁和壁。

另外或可选地，细胞培养模块还包括一个或多个突起，所述突起在壁的顶端侧或基底侧上附接到壁并从壁突出，或者附接到第二腔室的底壁的上侧并从第二腔室的底壁的上侧突出。这些实施方式可以使得能够响应于施加在壁的第一腔室侧和/或第二腔室的底壁的底侧上的力，甚至更有效地去除存在于装置的第二腔室中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官。可以从其中除去存在于所述装置的第二腔室中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官的位置可以对应于所述一个或多个突起响应于施加在所述底壁的底侧和/或所述壁的第一腔室侧上的力而在第二和/或第三方向上移动到的位置。另外或替代地，如果在第二腔室的底壁的底侧或壁的第一腔室侧上施加力(多个力)没有组合地移动一个或多个突起，则可以将存在于装置的第二腔室中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官从与第二腔室的底壁的底侧或壁的第一腔室侧变形到的位置相对应的位置处移出。可以获得受影响的细胞培养物，其可以在例如细胞迁移和/或伤口愈合研究中进行研究。此外，取决于一个或多个突起的位置，一个或多个突起可以从特定位置去除存在于装置的第二腔室中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官。这为例如在细胞培养物上产生用于类器官形成的狭槽(对应于被移除的一个或多个细胞、球状体和/或类器官的位置)开辟了新的可能性。

另外或替代地，细胞培养模块还包括在壁的顶端侧上附接到壁并且从壁突出的一个或多个突起。在壁的顶端侧上具有一个或多个附着到壁上并从壁上突出的突起提供了无阻碍的流体流动路径，保持流动层流，这对于保持微流体培养物的功能可能是必要的。

另外或替代地，细胞培养模块还包括在壁的基底侧上附接到壁并且从壁突出的一个或多个突起。这些实施方式可以使得能够响应于施加在壁的第一腔室侧上的力，甚至更有效地去除存在于装置的第二腔室中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官，特别是在第二腔室的底壁的上侧(即，在第二腔室的底壁的上表面上)的一个或多个细胞、球状体和/或类器官。由于壁的变形，一个或多个突起与壁一起移动，可除去一个或多个细胞、球状体和/或类器官。可以从其中除去存在于所述装置的第二腔室中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官的位置可以对应于所述一个或多个突起响应于施加在所述底壁的底侧上的力而在所述第二方向上运动到的位置。另外或替代地，如果在第二腔室的底壁的底侧上施加力(即，其然后可以不移动一个或多个突起)，则可以从对应于一个或多个细胞、球状体和/或类器官移动(在第三方向上)的位置移除存在于装置的第二腔室中(特别是在第二腔室的底壁的上侧上)的一个或多个细胞、球状体和/或类器官，当一个或多个细胞、球状体和/或类器官响应于底壁的变形而随第二腔室的底壁移动时。可以获得受影响的细胞培养物，其可以在例如细胞迁移和/或伤口愈合研究中进行研究。此外，取决于一个或多个突起的位置，一个或多个突起可以去除特定位置处的一个或多个细胞、球状体和/或类器官。这为例如在细胞培养物上产生用于类器官形成的狭槽(对应于被移除的一个或多个细胞、球状体和/或类器官的位置)开辟了新的可能性。

另外或替代地，细胞培养模块还包括一个或多个突起，所述突起附接到第二腔室的底壁的上侧并且从所述上侧突出。这些实施方式可以使得能够响应于施加在第二腔室的底壁的底侧上的力，甚至更有效地去除存在于装置的第二腔室中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官，特别是壁的基底侧上的一个或多个细胞、球状体和/或类器官，从而获得受影响的细胞培养物，其可以在例如细胞迁移和/或伤口愈合研究中研究。此外，壁的基底侧上的一个或多个细胞、球状体和/或类器官被移出的位置对应于一个或多个突起在与它们所附着的第二腔室的底壁一起移动时所移动到的位置。此外，取决于一个或多个突起的位置，一个或多个突起可以去除特定位置处的一个或多个细胞、球状体和/或类器官。这为例如在细胞培养物上产生用于类器官形成的狭槽(对应于被移除的一个或多个细胞、球状体和/或类器官的位置)开辟了新的可能性。

另外或替代地，所述一个或多个突起是多个突起。在实施方式中，所述多个突起是2-16个突起。多个突起附着于壁的顶端侧或基底侧并从壁突出，或者附着于第二腔室的底壁的上侧并从第二腔室的底壁的上侧突出，可以使得能够同时去除甚至更多的细胞、球状体和/或类器官。另外或替代地，取决于多个突起的位置，多个突起中的一个可以首先响应于施加在底壁的底侧和/或壁的第一腔室侧上的第一力而从装置的第二腔室中的第一位置去除一个或多个细胞、球状体和/或类器官，并且之后，响应于施加在底壁的底侧和/或壁的第一腔室侧上的第二力，可以从第二位置去除存在于装置的第二腔室中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官，等等。因此，多个突起中的一个或多个可以单独地用于去除不同位置处的一个或多个细胞、球状体和/或类器官。这为例如在不同的时间点产生狭槽(对应于被移除的一个或多个细胞、球状体和/或类器官的位置)以在细胞培养物上形成不同的球状体和/或当所产生的狭槽具有不同的形状和/或尺寸时产生不同尺寸的类器官(如果突起具有不同的尺寸)开辟了新的可能性。

另外或替代地，第二腔室还包括一个或多个生物材料生长装置。一个或多个生物材料生长装置可以用作用于在其上生长生物材料的装置，例如用于形成肌肉组织的肌肉细胞，因此，一个或多个生物材料生长装置可以增强细胞在一个或多个生物材料生长装置上的形成。

另外或替代地，所述一个或多个生物材料生长装置中的每一个附接至所述第二腔室的底壁的上侧或所述壁的基底侧，所述壁包括或不包括形成于其中的一个或多个通孔，前提条件是如果所述一个或多个生物材料生长装置附接至包括形成于其中的一个或多个通孔的壁的基底侧，则所述一个或多个生物材料生长装置附接成使得所述第一腔室和所述第二腔室经由所述一个或多个通孔中的至少一个彼此流动连通。在实施方式中，第二腔室的底壁由弹性底壁材料制成，该弹性底壁材料被配置成响应于施加在第二腔室的底壁的底侧上的力而沿第三方向变形，第三方向与第二方向相反。

另外或替代地，所述一个或多个生物材料生长装置是两个生物材料生长装置。两个生物材料生长装置可以用作用于在其上生长生物材料的装置，例如用于从两个生物材料生长装置中的一个到两个生物材料生长装置中的另一个形成肌肉组织的肌肉细胞。

另外或替代地，所述一个或多个生物材料生长装置中的每一个由基于待在所述一个或多个生物材料生长装置上生长的至少一种类型的细胞选择的生物材料生长装置材料制成。装置可以被设计用于在一个或多个生物材料生长装置上培养不同类型的细胞。

另外或替代地，所述一个或多个生物材料生长装置中的每一个由选自聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、热塑性弹性体、聚己内酯、氮化硅、铜、水凝胶和细胞外基质的生物材料生长装置材料制成。细胞外基质的实施例包括但不限于明胶、基质胶、胶原、纤连蛋白和透明质酸聚合物。可以设计用于不同类型细胞的装置，以在一种或多种生物材料生长装置上使用这些生物材料生长装置材料培养。

另外或替代地，所述一个或多个生物材料生长装置中的每一个布置在所述第二腔室中，使得所述至少两个流动通道中的每一个彼此流动连通。通过这样做，获得了有效的流动连通，其可以增强细胞、球状体和/或类器官的形成。

另外或替代地，所述壁包括形成在其中的一个或多个通孔，并且所述壁布置在所述第一腔室和所述第二腔室之间，使得所述第一腔室和所述第二腔室经由所述一个或多个通孔彼此流动连通。这些实施方式可以使得人们能够研究第一腔室中的细胞、球状体和/或类器官与第二腔室中的细胞、球状体和/或类器官之间的相互作用和损伤机制，这是由于在第一腔室和第二腔室中的这些细胞、球状体和/或类器官之间形成相互作用。

另外或替代地，所述壁的所述一个或多个通孔具有落入0.2μm至200μm范围内的平均孔径。更特别地，孔径可以大于或小于待沉积在壁上的细胞、球状体和/或类器官的尺寸。例如，如果孔径小于细胞、球状体和/或类器官尺寸，则可以防止细胞、球状体和/或类器官在壁的基底表面和顶端表面之间迁移。

另外或可选地，壁材料基于待在壁上生长的细胞、球状体和/或类器官中的至少一种类型来选择。通过根据细胞、球状体和/或类器官类型改变壁材料，有可能改变壁的不同特性(例如，化学和物理特性，如亲水性/疏水性、刚度、粗糙度、细胞增殖、附着、移动性、存活性等)，从而提供对细胞、球状体和/或类器官如何与壁和其他细胞、球状体和/或类器官相互作用的控制。考虑到这一点，壁可以适于在其上生长某些一种或多种类型的细胞。

另外或可选地，壁材料选自聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、热塑性弹性体、聚己内酯、氮化硅、铜、水凝胶和细胞外基质。细胞外基质的实施例包括但不限于明胶、基质胶、胶原、纤连蛋白和透明质酸聚合物。

另外或替代地，所述壁不具有形成于其中的通孔。这些装置可以使得能够在第二腔室和/或至少两个流动通道中培养细胞。应当理解，当壁中没有形成通孔时，壁布置在第一腔室和第二腔室之间，使得第一腔室和第二腔室彼此之间没有流动连通。

另外或替代地，第二腔室的底部由弹性底部材料制成，该弹性底部材料被配置成响应于施加在第二腔室的底壁的底侧上的力而沿第三方向变形，第三方向与第二方向相反；所述第一腔室包括至少两个隔室和至少一个隔室壁，其中所述至少两个隔室包括第一隔室和第二隔室，其中所述至少一个隔室壁被布置在所述第一隔室和所述第二隔室之间，使得所述第一隔室和所述第二隔室彼此流动连通；并且所述壁包括形成在其中的一个或多个通孔，并且所述壁被布置在所述第一腔室和所述第二腔室之间，使得所述第一腔室和所述第二腔室经由所述一个或多个通孔彼此流动连通。第一隔室和第二隔室中的至少一个可以用于接收一个或多个细胞、球状体和/或类器官。由于第一隔室和第二隔室彼此流动连通，隔室可以使得能够研究隔室中隔室化的细胞、球状体和/或类器官之间的相互作用。此外，由于壁包括形成在其中的一个或多个通孔，并且第一隔室和第二隔室中的一个或多个通过通孔与第二腔室流动连通，可以研究例如第二腔室中的细胞与第一和/或第二隔室中的至少一种类型的细胞、球状体和/或类器官之间的损伤机制，所述损伤机制是由于第二腔室中的这些细胞、球状体和/或类器官与第一和/或第二隔室的至少一种类型的细胞、球状体和/或类器官之间的相互作用的形成。例如，可以研究在第一隔室中形成(或提供)的肌肉组织和在第二隔室中形成(或提供)的脑类器官与在第二腔室中形成(或提供)的血管细胞之间的神经肌肉接头(在第一隔室和第二隔室之间形成)的形成。在第二腔室中形成(或提供)的血管细胞可形成内皮屏障，其对于复制器官水平功能可能是必需的。应当理解，在这些实施方式中，壁的顶端侧(即，在壁的第一腔室侧上)可以不具有在壁的顶端侧上附接至壁并且从壁突出的一个或多个突起。

另外或替代地，第一腔室包括至少两个隔室，所述至少两个隔室包括第一隔室和第二隔室，并且还包括1-3个隔室，并且所述至少一个隔室壁包括2-5个隔室壁，所述隔室壁被布置在3-5个隔室之间，使得隔室中的至少两个彼此流动连通。在隔室中可以提供三种或更多种类型的细胞，使得能够研究三种或更多种类型的细胞之间的相互作用。

另外或替代地，所述至少一个隔室壁与所述壁间隔开，使得所述第一隔室和所述第二隔室彼此流动连通。

另外或替代地，隔室壁与壁间隔开，使得壁与隔室壁的底部之间的距离在0μm与20μm之间，并且使得第一隔室和第二隔室彼此流动连通。壁(即，壁的第一腔室侧或壁的顶端侧)与隔室壁的底部之间的空间可以使得能够在至少两个隔室的第一隔室中培养一种第一类型细胞、球状体和/或类器官，并在至少两个隔室的第二隔室中培养一种第二类型细胞、球状体和/或类器官，以及通过壁与隔室壁底部之间的空间在第一和第二类型细胞之间形成相互作用。因此，可以使用这些实施方式的装置进行细胞、球状体和/或类器官相互作用研究。

另外或替代地，至少一个隔室壁包括形成在其中的一个或多个隔室壁通孔，并且隔室壁被布置在第一隔室和第二隔室之间，使得第一隔室和第二隔室经由一个或多个隔室壁通孔彼此流动连通。一个或多个隔室壁通孔可以使得能够在所述至少两个隔室的第一隔室中培养一种第一类型的细胞、球状体和/或类器官，并且在所述至少两个隔室的第二隔室中培养一种第二类型的细胞、球状体和/或类器官，并且能够经由所述一个或多个隔室壁通孔在第一和第二类型的细胞之间形成相互作用。因此，可以使用这些实施方式的装置进行细胞、球状体和/或类器官相互作用研究。

另外或替代地，所述至少一个隔室壁包括在其中形成的一个或多个隔室壁通孔，并且所述隔室壁布置在所述第一隔室和所述第二隔室之间，使得所述第一隔室和所述第二隔室经由所述一个或多个隔室壁通孔彼此流动连通，其中所述一个或多个隔室壁通孔中的至少一个与隔膜的距离小于20μm。

另外或替代地，所述至少一个隔室壁的一个或多个隔室壁通孔具有落入0.2和20μm之间的范围内的平均孔径。

另外或替代地，壁的壁材料是弹性壁材料，弹性壁材料被配置成响应于施加在壁的第一腔室侧上的力而在第二方向上变形。这些实施方式可以使壁在第二方向上变形，即，朝向第二腔室的底壁变形。

另外或可选地，弹性壁材料选自聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、热塑性弹性体、聚己内酯、氮化硅、铜、水凝胶和细胞外基质。细胞外基质的实施例包括但不限于明胶、基质胶、胶原、纤连蛋白和透明质酸聚合物。

另外或替代地，被配置成响应于施加在壁的第一腔室侧上的力而在第二方向上变形的弹性壁材料选自聚二甲基硅氧烷和热塑性弹性体。

另外或替代地，被配置成响应于施加在壁的第一腔室侧上的力而在第二方向上变形的壁的壁材料被配置成响应于施加在壁的第一腔室侧上的力而在第二方向上变形12-300μm。

另外或替代地，被配置成响应于施加在壁的第一腔室侧上的力而在第二方向上变形的壁的壁材料被配置成响应于施加在壁的第一腔室侧上的力而在第二方向上变形，使得壁材料接触第二腔室的底壁。

另外或替代地，第二腔室的底壁由弹性底壁材料制成，该弹性底壁材料被配置成响应于施加在第二腔室的底壁的底侧上的力而在第三方向上变形，第三方向与第二方向相反。

另外或替代地，弹性底壁材料是透明弹性底壁材料。

另外或可选地，第二腔室的底壁的弹性底壁材料为聚二甲基硅氧烷，弹性底壁的厚度为8-200μm。

另外或替代地，第二腔室的底壁被配置成响应于施加在第二腔室的底壁的底侧上的力而在第三方向上变形12-300μm。

另外或替代地，第二腔室的底壁的弹性底壁材料被配置成响应于施加在第二腔室的底壁的底侧上的力而在第三方向上变形，第三方向与第二方向相反，该弹性底壁材料被配置成响应于施加在第二腔室的底壁的底侧上的力而在第三方向上变形，使得该弹性底壁材料接触壁。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块的第二腔室包括由涂层材料制成的至少一个涂层，所述至少一个涂层设置在第二腔室的内表面上，条件是如果壁包括形成于其中的一个或多个通孔，则所述至少一个涂层设置在第二腔室的内表面上，使得壁的一个或多个通孔保持打开。所述至少一个涂层可以是细胞粘附增强层。细胞粘附增强层可由亲水材料制成，例如但不限于I型胶原。利用这种涂层，细胞可以更有效地附着到第二腔室的内表面上。因此，该涂层允许在实验中使用较少的细胞，并且允许细胞更精确地沉积在第二腔室的内表面上。反过来，较少的细胞数量也意味着较少的细胞死亡，或者换句话说，细胞培养物中更健康的细胞，因为死细胞倾向于释放促进凋亡的因子。

另外或替代地，设置在第二腔室的内表面上的至少一个涂层设置在第二腔室的底壁的上侧上(即，在第二腔室的底壁的上表面上)。利用这种涂层，细胞可以更有效地附着到第二腔室的底壁的上侧上。因此，该涂层允许在实验中使用较少的细胞，并且允许细胞更精确地沉积在第二腔室的底壁的上侧上。

另外或替代地，提供在第二腔室的内表面上的至少一个涂层提供在一个或多个生物材料生长装置上。利用这种涂层，细胞可以更有效地附着到一种或多种生物材料生长装置上。因此，该涂层允许在实验中使用较少的细胞，并且允许细胞更精确地沉积在一个或多个生物材料生长装置上。

另外或替代地，至少一个涂层的涂层材料基于待在第二腔室中，特别是在第二腔室的内表面上、在第二腔室的底壁的上侧上和/或在一个或多个生物材料生长装置上生长的至少一种类型的细胞选择。

另外或替代地，至少一个涂层是细胞粘附增强层，该细胞粘附增强层由亲水材料制成，例如但不限于I型胶原。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块的壁包括由涂层材料制成的至少一个涂层，所述至少一个涂层设置在所述壁上，条件是如果所述壁包括形成于其中的一个或多个通孔，则所述至少一个涂层设置在所述壁上，使得所述壁的所述一个或多个通孔保持开放，其中所述至少一个涂层的涂层材料基于待在所述壁上生长的至少一种类型的细胞来选择。利用这种涂层，细胞可以更有效地附着到包括或不含一个或多个通孔的壁上。因此，该涂层允许在实验中使用较少的细胞，并且允许细胞更精确地沉积在(多孔)壁上。反过来，较少的细胞数量也意味着较少的细胞死亡，或者换句话说，细胞培养物中更健康的细胞，因为死细胞倾向于释放促进凋亡的因子。

另外或替代地，提供在壁上的至少一个涂层提供在壁的第一腔侧上(即，在壁的顶端表面上)。

另外或替代地，设置在壁上的至少一个涂覆层设置在壁的基底侧上(即，在壁的基底表面上)。

另外或可选地，基于待在壁上生长的至少一种类型的细胞来选择至少一个涂层的涂层材料。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块中的至少两个流动通道中的每一个包括由涂层材料制成的至少一个涂层，所述至少一个涂层设置在所述至少两个流动通道中的每一个的内表面上。设置在所述至少两个流动通道中的每一个的内表面上的所述至少一个涂层可以是细胞粘附增强层，并且可以由亲水性材料(例如，I型胶原)制成。通过使用粘附增强层，细胞附着到流动通道的侧面上(以及第二腔室和多孔壁的侧面上)可以变得更强，细胞增殖可以适合于被建模的组织，并且细胞活力可以更好。选择正确的粘附增强层也在细胞类型之间的适当通讯中起作用。因此，该涂层可允许在实验中使用较少的细胞，并且允许细胞在至少两个流动通道中的每一个的内表面上的更精确的沉积。反过来，较少的细胞数量也意味着较少的细胞死亡，或者换句话说，细胞培养物中更健康的细胞，因为死细胞倾向于释放促进凋亡的因子。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块中的第一腔室被实施为无底中空管。利用这些第一腔室，可以将细胞、类器官和/或球状体沉积在壁(隔膜)的顶端(即，顶部)表面上。与沉积在壁(隔膜)的基底表面上、第二腔室中或一个或多个生物材料生长装置上的细胞相比，沉积在包括一个或多个通孔的壁(隔膜)的顶表面上的细胞、类器官和/或球状体可以是相同或其他类型的。因此，如此配置的第一腔室可以允许将细胞(例如细胞(单)层)、类器官和/或球状体沉积在壁(隔膜)的底表面上、第二腔室中和/或一个或多个生物材料生长装置上，并研究沉积在多孔壁的顶表面上、或者一个或多个隔室中的多孔壁的顶表面上、和壁的底表面上、第二腔室中和/或一个或多个生物材料生长装置上的细胞、类器官和/或球状体的相互作用。此外，利用这种配置，第一腔室制造起来更容易且更便宜。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块中的第一腔室被实施为具有弯曲或成角度的底部的中空管，所述弯曲或成角度的底部具有至少一个第一腔室腔和形成在所述至少一个第一腔室腔中的每一个中的至少一个第一腔室孔，并且其中所述第二腔室的底壁由弹性底壁材料制成，所述弹性底壁材料被配置成响应于施加在所述第二腔室的底壁的底侧上的力而在第三方向上变形，所述第三方向与所述第二方向相反。利用这些第一腔室，可以将细胞沉积在多孔壁的顶表面的分离部分上。第一腔室的这种配置尤其可用于在多孔壁的顶表面上形成相似或不同的被研究颗粒(例如，类器官或球状体)，并研究它们与沉积在第二腔室中的多孔壁的底表面上和/或第二腔室中的一个或多个生物材料生长装置上的细胞的相互作用，特别是使用包括一个或多个通孔的壁。

另外或可选地，弯曲或成角度的底部从外部涂覆有细胞粘附增强层，使得至少一个第一腔室腔的至少一个第一腔室孔保持打开，细胞粘附增强层由亲水材料制成。亲水性材料可以是例如I型胶原。利用这种涂层，细胞可以在第一腔室的底部外侧凝集，并且进一步附着到多孔壁的顶表面上。因此，该涂层允许在实验中使用较少的细胞，并且允许细胞更精确地沉积在多孔壁的顶表面上。反过来，较少的细胞数量也意味着较少的细胞死亡，或者换句话说，细胞培养物中更健康的细胞，因为死细胞倾向于释放促进凋亡的因子。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块的第二腔室具有落入选自50-350μm、75-350μm、100-350μm、125-350μm、150-350、200-350μm、250-350μm、300-350μm、50-300μm、50-250μm、50-200μm、50-150μm、50-100和50-75μm的范围内的高度。通过使用这样的第二腔室，可以使本公开中公开的细胞培养装置更紧凑。

另外或替代地，所述流动驱动单元被配置成通过以下方式使所述流体或培养基在所述一个或多个细胞培养模块的每个细胞培养模块中在所述至少两个培养基容器之间流动：

-将压缩气体或加压空气供应至所述至少两个培养基容器中的每一个的入口；或

-以规则的时间间隔或基于所述至少两个培养基容器中的每一个中的培养基的水平，将所述培养基从所述至少两个培养基容器中的一个移液至所述至少两个培养基容器中的另一个；或

-周期性地摇动所述一个或多个细胞培养模块。因此，与目前的微流体细胞培养设备不同，本公开中公开的细胞培养装置可以与不同的流动控制装置相容，即，气动泵致动的流动控制和无泵流动控制(其通过摇动一个或多个细胞培养模块的重力或通过培养基移液提供)。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的每一个被实施为中空管。利用这种配置，培养基容器的制造更容易且更便宜。

另外或可选地，所述至少两个培养基容器中的每一个的底部具有正锥形轮廓。通过采用这种培养基容器的配置，即使当装置倾斜时，也可以使容纳在培养基容器中的全部培养基流向第二腔室的底部，从而没有培养基留在培养基容器中。这也有助于减少需要沉积或生长在多孔壁的基底表面上的细胞的数量。另外，培养基容器的这种配置可以允许在每个细胞培养模块中实现最佳流速。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块还包括至少两个电极，其中所述至少两个电极中的每一个独立地布置在所述第一腔室、所述第二腔室中、所述至少两个培养基容器中的一个或多个中、或所述壁中、或它们的任何组合中。这些电极可以用于不同的目的。例如，它们可以用于将电脉冲馈送到存在于第一和/或第二腔室中的肌肉或神经细胞，或者耦合到各种类型的其它传感器。更具体地，这些电极可以用于进行实时的跨上皮/跨内皮电阻(TEER)测量；在这种情况下，信号可以由外部控制单元读出

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块还包括布置在所述第一腔室中的第一电极和布置在所述第二腔室中的第二电极。这些电极可以用于不同的目的。例如，它们可以用于将电脉冲馈送到存在于第一和/或第二腔室中的肌肉或神经细胞，或者耦合到各种类型的其它传感器。更具体地，这些电极可以用于进行实时的跨上皮/跨内皮电阻(TEER)测量；在这种情况下，信号可以由外部控制单元读出。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块还包括布置在所述至少两个培养基容器中的一个或多个中的第一电极和布置在所述第一腔室中的第二电极。第一和第二电极的这种布置也可用于执行例如TEER测量。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块还包括布置在所述第一腔室中的至少两个第三电极。第三电极可以布置在第一腔室内部的同一壁上或相对壁上，或者至少两个第三电极中的一个可以布置在第一腔室的壁上，并且至少两个第三电极中的另一个可以布置在至少两个隔室之间的至少一个壁上。这些电极可用于在第一腔室中执行液体/介质水平测量。例如，第一和第二电极的这些布置也可用于执行TEER测量。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块还包括嵌入所述壁中的至少两个第四电极。这些电极可以用于例如向沉积在壁的顶表面和/或底表面和/或第二腔室的底壁的上侧表面和/或第二腔室的一个或多个生物材料生长装置上的细胞提供不同的刺激信号。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块还包括在第一腔室或第二腔室中的氧传感器、pH传感器和CO₂传感器中的至少一种。这些传感器能够实时测量对细胞行为至关重要的参数。

另外，或可选地，第二腔室的底部布置成高于至少两个培养基容器中的每一个的底部。

另外或替代地，所述至少两个流动通道中的每一个至少部分地以相对于所述第一方向的倾斜角度延伸，所述倾斜角度在5度至85度的范围内。利用这种倾斜的流动通道，可以实现适当的流动特性，并且因此改善细胞向第二腔室的递送。

另外或替代地，所述壁的所述一个或多个通孔具有落入0.2μm至200μm范围内的平均孔径。通过在该范围内改变平均孔径，可以研究沉积在壁的顶表面和底表面、第二腔室的底壁的上侧的表面和/或第二腔室的一个或多个生物材料生长装置的一个或每一个上的不同尺寸和类型的细胞，例如神经元细胞和肌肉细胞的行为。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块中的至少两个流动通道中的每一个具有可变通道高度和/或可变通道宽度。这可以允许实现培养基在流动通道中的层流的更好保持。

另外或替代地，可变通道宽度和/或可变通道高度朝向第二腔室逐渐增加。这可以允许实现培养基在流动通道中的层流的更好保持。利用流动通道的这种配置，还可以改善每个细胞培养模块中的流动特性，从而改善细胞和/或细胞培养基向第二腔室的递送，并且因此可以改善壁的基底表面、第二腔室的底壁的上侧的表面和/或第二腔室的一个或多个生物材料生长装置处的细胞形成和/或细胞附着。此外，如果存在，可以改善细胞和/或细胞培养基通过一个或多个通孔向第一腔室的递送，因此可以改善第一腔室中的细胞球状体和/或类器官形成。

另外或可选地，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块中的至少两个流动通道中的每一个包括第一通道部分和第二通道部分，所述第一通道部分从所述至少两个培养基容器中的一个的底部的出口延伸并且平行于所述第一方向，所述第二通道部分将所述第一通道部分连接至所述第二腔室的所述至少两个侧孔中的一个，所述第二通道部分相对于所述第一方向倾斜。利用流动通道的这种配置，可以改善每个细胞培养模块中的流动特性，从而改善向第二腔室的细胞递送。

在第二方面，提供了一种细胞培养孵箱，其包括：

本公开中公开的细胞培养装置；以及

移液站，所述移液站被配置成将所述流体或培养基供给到所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的每一个。应理解，本文和下文中使用的“本公开中公开的细胞培养装置”可以指根据第一方面的细胞培养装置。利用这种配置，细胞培养孵箱可以在单一且受控的体外条件下在一个或多个细胞培养模块的细胞培养装置中培养相同或不同类型的细胞、球状体和/或类器官。细胞培养装置包括在壁的基底表面上涂覆有至少一个涂层的壁，所述细胞培养装置可提供细胞在壁的基底表面上的沉积，包括或不包括通孔，而不必使细胞培养装置倒置或使用培养基中高浓度的细胞来使细胞结合并覆盖壁的基底表面。

在第三方面，提供了一种用于影响细胞培养的方法，所述方法包括：

(a)提供如本公开所公开的细胞培养装置，其中所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的每个第二腔室包括细胞培养物，所述细胞培养物包括第一类型细胞的多个细胞；

(b)施加一个或多个第一力

i)在所述第二腔室的所述底壁的所述底侧上的一个或多个第一位置上，使得所述第二腔室的所述底壁在所述第三方向上变形；和/或

ii)在所述壁的所述第一腔室侧上的一个或多个第二位置上，使得所述壁在所述第二方向上变形，

从而从细胞培养物的第一类型细胞的多个细胞中除去至少一个细胞，并形成第一受影响的细胞培养物。应理解，本文和下文中使用的“本公开中公开的细胞培养装置”可以指根据第一方面的细胞培养装置。通过该方法，可以在细胞培养物上产生与伤口相对应的狭槽(与细胞培养物的第一类型细胞的多个细胞中被移除的至少一个细胞的位置相对应)，并且可以分析例如伤口已经产生之后的细胞迁移(如果培养了由此受到影响的细胞培养物)。应当理解，施加一个或多个(第一)力可以另外或替代地为了移除至少一个细胞而损伤至少一个细胞。第一类型细胞的细胞可以是一种类型的细胞或不同类型的细胞。应理解，“多个细胞”可以是两个或更多个细胞、三个或更多个细胞，通常超过100个细胞、超过1000个细胞、100-10⁶个细胞或甚至更多个细胞。

另外或替代地，(a)提供细胞培养装置，其包括：

-提供如本公开中公开的细胞培养装置；

-将第一细胞培养基提供至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述至少两个培养基容器中的一个培养基容器，其中所述第一细胞培养基包括第一类型细胞；

-使所述第一细胞培养基在第一预定流动时间段内从所述至少两个培养基容器中的所述一个培养基容器经由所述第二腔室流动至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的其余培养基容器，所述第一预定流动时间段基于所述第一细胞培养基来选择；以及

-将所述细胞培养装置孵育第一预定孵育时间段，从而形成细胞培养物，所述细胞培养物包括在所述细胞培养装置的所述一个或多个细胞培养模块的每个第二腔室中的第一类型细胞的多个细胞，所述第一预定孵育时间段基于所述第一类型细胞来选择。

或者，一种影响细胞培养的方法，所述方法包括：

(a)提供如本公开中公开的细胞培养装置；

-经由所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述第一腔室、或经由所述第一腔室的所述第一隔室或所述第二隔室朝向所述壁的所述第一腔室侧提供第五细胞培养基，其中所述第五细胞培养基包括第五类型的细胞；

-将所述细胞培养装置孵育第五预定孵育时间段，从而形成包括所述细胞培养装置的所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的每个第一腔室中或每个第一或第二隔室中的第五类型细胞的多个细胞的细胞培养物，所述第五预定孵育时间段基于所述第五类型细胞来选择；

-将第一细胞培养基提供至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述至少两个培养基容器中的一个培养基容器，其中所述第一细胞培养基包括第一类型的细胞；

-使所述第一细胞培养基在第一预定流动时间段内从所述至少两个培养基容器中的所述一个培养基容器经由所述第二腔室流动至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的其余培养基容器，所述第一预定流动时间段基于所述第一细胞培养基来选择；以及

-将所述细胞培养装置孵育第一预定孵育时间段，从而形成细胞培养物，所述细胞培养物包括在所述细胞培养装置的所述一个或多个细胞培养模块的每个第二腔室中的第一类型细胞的多个细胞，所述第一预定孵育时间段基于所述第一类型细胞选择；

(b)施加一个或多个第一力

i)在第二腔室的底壁的底侧上的一个或多个第一位置上，使得第二腔室的底壁在第三方向上变形，

从而从细胞培养物的第一类型细胞的多个细胞中除去至少一个细胞，并形成第一受影响的细胞培养物。应当理解，施加一个或多个(第一)力可以另外或替代地为了移除至少一个细胞而损伤至少一个细胞。使第一细胞培养基流动的步骤可以通过流动驱动单元来实现。

另外或替代地，所述方法进一步包括：

(c)将包括第二类型细胞的第二细胞培养基提供至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述至少两个培养基容器中的一个培养基容器；

(d)使所述第二培养基以第二预定流动时间段从所述至少两个培养基容器中的所述一个培养基容器经由所述第二腔室流动至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的其余培养基容器，所述第二预定流动时间段基于所述第二培养基来选择；以及

(e)将所述细胞培养装置孵育第二预定孵育时间段，从而形成第一培养的受影响的细胞培养物，所述第二预定孵育时间段基于所述第一和第二类型的细胞选择。通过这样做，可以在所产生的狭槽(对应于细胞培养物的一种或多种类型的细胞中的多个细胞中被移除的至少一个的位置)中培养相同或不同类型的细胞、球状体和/或类器官(即，第二类型的细胞与第一类型的细胞相同或不同)。细胞、球状体和/或类器官可以在未成形的情况下形成，并且在体外受控的条件下在狭槽中形成。这为例如细胞、球状体和/或类器官形成和/或细胞迁移研究开辟了新的可能性。

另外或替代地，其中，在(d)中，使第一细胞培养基流动是由流动驱动单元引起的。

另外地或可替代地，第二类型的细胞与第一类型的细胞相同或不同，并且在(e)中，第二预定孵育时间段是基于第一和第二类型的细胞来选择的。

另外地或可替代地，所述第二类型的细胞不同于所述第一类型的细胞，并且在(e)中，所述第二预定孵育时间段基于所述第一和第二类型的细胞来选择。例如，类器官可以由(c)的第二细胞培养基形成，所述第二细胞培育基包含在第一类型细胞的厚细胞培养物的所产生的狭槽中的第二类型细胞。

另外地或可替代地，第二类型的细胞与第一类型的细胞相同，并且在(e)中，第二预定孵育时间段是基于第一和第二类型的细胞来选择的。例如，可以使用这些实施方式研究伤口愈合和/或细胞迁移。

另外或替代地，所述方法进一步包括：

-施加一个或多个第二力

ⅰ)在所述第二腔室的所述底壁的所述底侧上的一个或多个第三位置上，使得所述第二腔室的所述底壁在所述第三方向上变形，所述一个或多个第三位置不同于所述一个或多个第一位置；和/或

ⅱ)在所述壁的所述第一腔室侧上的一个或多个第四位置上，使得所述壁在所述第二方向上变形，所述一个或多个第四位置不同于所述一个或多个第二位置，

从而从第一受影响的细胞培养物或从第一培养的受影响的细胞培养物中除去至少一个细胞，并形成第二受影响的细胞培养物或第二受影响的培养的细胞培养物。

可以在装置的第二腔室中存在的一个或多个细胞、球状体和/或类器官可能已经被移除的位置处形成狭槽。所述位置可对应于第二腔室的底壁沿第三方向变形和/或壁沿第二方向变形的位置(底壁和壁两者或任一者可具有一个或多个突起，因此一个或多个突起移动到的位置)，所述变形响应于施加在底壁的底侧和/或壁的第一腔室侧上的一个或多个第二力。另外或替代地，如果在第二腔室的底壁的底侧或壁的第一腔室侧上施加力(多个力)而没有组合地移动一个或多个突起，则可以将存在于装置的第二腔室中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官从与第二腔室的底壁的底侧或壁的第一腔室侧变形到的位置相对应的位置处移出。可获得第二受影响的细胞培养物或第二受影响的培养细胞培养物，其可在例如细胞迁移和/或伤口愈合研究中进行研究。此外，取决于任选的一个或多个突起的位置，所述一个或多个突起可以从特定位置去除存在于所述装置的第二腔室中的一个或多个细胞、球状体和/或类器官。这为例如在细胞培养物上产生用于类器官形成的狭槽(对应于被移除的一个或多个细胞、球状体和/或类器官的位置)开辟了新的可能性。

另外或替代地，所述方法进一步包括：

-施加一个或多个第二力

ⅰ)在所述第二腔室的所述底壁的所述底侧上的一个或多个第三位置上，所述一个或多个第三位置不同于所述一个或多个第一位置，使得所述第二腔室的所述底壁在所述第三方向上变形；和/或

ⅱ)在所述壁的所述第一腔室侧上的一个或多个第四位置上，所述一个或多个第四位置不同于所述一个或多个第二位置，使得所述壁在所述第二方向上变形，

从而从所述第一受影响的细胞培养物或从所述第一培养的受影响的细胞培养物中除去至少一个细胞，并形成第二受影响的细胞培养物或第二受影响的培养的细胞培养物；

将包括第三类型细胞的第三细胞培养基提供至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述至少两个培养基容器中的一个；

使所述第三培养基从所述至少两个培养基容器中的所述一个经由所述第二腔室流动至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的其余培养基达第三预定义流动时间段，所述第三预定义流动时间段基于所述第三培养基来选择；以及

将所述细胞培养装置孵育第三预定孵育时间段，所述第三预定孵育时间段基于所述第一类型细胞和/或所述第三类型细胞选择。

通过这样做，从第一受影响的细胞培养物或从第一培养的受影响的细胞培养物中除去一个或多个细胞，并且由此形成的狭槽(对应于除去细胞的位置)可被第二和/或第三细胞培养基(即，第二和/或第三类型的细胞)的细胞占据。可以进行研究和/或分析细胞迁移和/或伤口愈合。此外，所述狭缝可以用于从第二和/或第三类型的细胞形成细胞、球状体和/或类器官。使第三培养基流动的步骤可以由流动驱动单元引起。

另外或替代地，第三类型的单元与第一和第二类型的单元相同。可以使用这些方法进行伤口愈合的研究。

另外或替代地，第一、第二和第三类型的单元是不同的。在第一个受影响的细胞培养物和/或第二个受影响的培养细胞培养物中产生的槽中，可以获得与第二和第三种细胞类型的细胞不同的两种类型的细胞、球状体和/或类器官形成。例如，第一种类型的细胞、球状体和/或类器官可由第一种受影响的细胞培养物中产生的槽中的第二种类型的细胞形成，第二种类型的细胞、球状体和/或类器官可由第二种受影响的培养细胞培养物中产生的槽中的第三种类型的细胞形成。应当理解，可以获得在所产生的槽中形成的细胞、球状体和/或类器官的不同组合。

另外或替代地，第三类型的单元不同于第一和第二类型的单元，第二类型的单元与第一类型的单元相同。可以研究第一和第二类型细胞的伤口愈合和/或细胞迁移研究，并且可以在第二受影响的培养细胞培养物中产生的槽中获得第三类型细胞的细胞、球状体和/或类器官形成。

另外或替代地，使第一和/或第二和/或第三培养基从至少两个培养基容器之一经由第二腔室流动至一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的至少两个培养基容器的其余部分包括在第一和/或第二和/或第三预定流动时间段内向一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的至少两个培养基容器施加正压。通过这样做，可以在每个细胞培养模块中提供适当的培养基流动，从而改善每个细胞培养模块中的多孔壁上的细胞培养。

另外或替代地，使第一和/或第二和/或第三培养基从所述至少两个培养基容器中的一个流到所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的其余培养基容器包括在第一和/或第二和/或第三预定流动时间段内向所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的一个施加正压，同时盖住所述至少两个培养基容器中的其余培养基容器。通过这样做，可以在每个细胞培养模块中提供适当的培养基流动，从而改善每个细胞培养模块中的多孔壁上的细胞培养。

另外或替代地，所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器包括第一培养基容器和第二培养基容器，并且其中使所述第一和/或第二和/或第三第二培养基从所述至少两个培养基容器中的一个经由所述第二腔室流动至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的其余部分包括：

-在所述第一和/或第二和/或第三预定时间间隔内向所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述第一培养基容器施加第一正压，同时给所述第二培养基容器加盖；以及

-在所述第一和/或第二和/或第三预定时间间隔内向所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述第二培养基容器施加第二正压，同时给所述第一培养基容器加盖。通过这样做，可以在每个细胞培养模块中提供适当的培养基流动，从而改善每个细胞培养模块中的多孔壁上的细胞培养。

另外或替代地，所述方法进一步包括：

-经由所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的第一腔室朝向所述壁的第一腔室侧提供包括第四类型细胞的第四细胞培养基；以及-将所述细胞培养装置孵育第四预定孵育时间段，所述第四预定孵育时间段基于所述第四类型的细胞选择，

其中所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的壁包括形成于其中的一个或多个通孔，并且所述壁被布置在所述第一腔室和所述第二腔室之间，使得所述第一腔室和所述第二腔室经由所述一个或多个通孔彼此流动连通，以及

其中，所述施加一个或多个力中的任一个是在所述第二腔室的所述底壁的所述底侧上的所述一个或多个第一和/或第三位置上。这些实施方式可以使得能够在第一腔室中的壁的第一腔室侧(即，壁的顶侧)上培养第四类型的细胞(例如，神经元细胞)，并且在第二腔室中，特别是在第二腔室的底壁的上侧上和/或在壁的一个或多个生物材料生长装置上和/或在壁的基底(即，底)侧上，培养第一类型的细胞(例如，用于形成肌肉组织的肌肉细胞)，以及可选地第二和/或第三类型的细胞(例如，作为第二类型的细胞、血管细胞)。此外，例如，可以使用这些方法中形成的细胞研究创伤愈合机制和/或神经肌肉接头形成。“施加一个或多个力中的任一个”可以指施加一个或多个第一和/或第二力。提供第四细胞培养基和孵育细胞培养装置(即，培养至少第四类型的细胞)可以在对第二腔室的底壁的底侧上的一个或多个第一位置施加一个或多个第一力之前进行。通过这样做，可以在第二腔室中产生狭槽之前(由于施加的任何力)在第一腔室中培养第四类细胞，因此第四类细胞可以在已经形成狭槽之前在壁的第一腔室侧上形成球状体和/或类器官。可以产生不同的细胞共培养物，并且可以进行研究和/或分析细胞迁移和/或伤口愈合。

另外或替代地，第四类型的单元不同于第一类型的单元，且如果存在第二和/或第三类型的单元，那么第四类型的单元不同于第二和/或第三类型的单元。

另外或替代地，包括第一类型细胞的多个细胞的细胞培养物至少部分地在所述一个或多个生物材料生长构件上，优选地所述一个或多个生物材料生长构件是两个生物材料生长构件，且所述第一类型细胞至少部分地在所述两个生物材料生长构件上和之间，所述两个生物材料生长构件间隔开，且所述第四类型细胞不同于所述第一类型细胞。例如，第一类细胞是肌肉细胞，第四类细胞是神经元细胞。

另外或替代地，所述方法进一步包括：

经由所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的第一腔室的第一隔室朝向所述壁的第一腔室侧提供包括第四类型细胞的第四细胞培养基；

经由所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的第一腔室的第二隔室朝向所述壁的第一腔室侧提供包括第五类型细胞的第五细胞培养基；以及

-将所述细胞培养装置孵育第五预定孵育时间段，所述第五预定孵育时间段基于所述第四和第五类型的细胞选择，

其中所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的壁包括形成于其中的一个或多个通孔，并且所述壁被布置在所述第一腔室和所述第二腔室之间，使得所述第一腔室和所述第二腔室经由所述一个或多个通孔彼此流动连通，

其中所述第一腔室包括所述至少一个壁，并且其中所述至少一个壁被布置在所述第一隔室与所述第二隔室之间，使得所述第一隔室和所述第二隔室彼此流动连通，并且其中所述施加一个或多个力中的任一个是在所述第二腔室的所述底壁的所述底侧上的所述一个或多个第一和/或第三位置中。

这些实施方式可以使得能够在第一腔室的第一隔室中的壁的第一腔室侧(即，壁的顶侧)上培养第四类型的细胞(例如，神经元细胞)，在第一腔室的第二隔室中的壁的第一腔室侧(即，壁的顶侧)上培养第五类型的细胞(例如，肌肉细胞)，并且能够在第二腔室中，特别是在第二腔室的底壁的上侧上和/或在一个或多个生物材料生长装置上和/或在壁的基底(即，底)侧上培养第一和/或第二和/或第三类型的细胞(例如，第一类型的细胞是血管细胞)。例如，在孵育后，可以形成第一隔室中的神经元细胞和第二隔室中的肌肉细胞之间的神经肌肉接头。例如，在第二腔室中形成(或提供)的血管细胞可以形成内皮屏障，其对于复制器官水平功能可能是必需的。此外，例如，可以使用这些方法中形成的细胞研究创伤愈合机制和/或神经肌肉接头形成。提供第四细胞培养基、第五细胞培养基和孵育细胞培养装置(即，培养至少第四和第五类型的细胞)可以在施加一个或多个第一力和/或第二力(在第二腔室的底壁的底侧上的一个或多个第一和/或第三位置上)之前进行。通过这样做，可以在第二腔室中产生一个或多个槽之前(由于施加的一个或多个力)在第一和第二隔室中培养第四和第五类型的细胞，因此第四和第五类型的细胞可以在已经形成槽之前在壁的第一腔室侧(在第一和第二隔室中)形成球状体和/或类器官。可以产生不同的细胞共培养物，并且可以进行研究和/或分析细胞迁移和/或伤口愈合。另外或替代地，可以排除第四和第五细胞培养基之一，并且因此，可以分别仅在第一或第二隔室中提供第四细胞培养基或第五细胞培养基。

另外或替代地，第四和/或第五类型的细胞不同于第一类型的细胞，且如果存在第二和/或第三类型的细胞，那么第四和/或第五类型的细胞不同于第二和/或第三类型的细胞。在实施方式中，第四和第五类型的单元不同于第一类型的单元，且如果存在第二和/或第三类型的单元，则第四和第五类型的单元不同于第二和第三类型的单元。通过这样做，可以在第一腔室、第二腔室和第二腔室中的每一个中获得不同类型的细胞、类器官和/或球状体。

另外或替代地，所述力中的任一者为气压、使用销、条带或任何突起施加的力。如本文和下文中所使用的“任何力”可以指一个或多个第一力和第二力中的任何力。弹性底壁材料(以及因此第二腔室的底壁)和/或弹性壁材料(以及因此壁)的变形可以是由于任何施加的力，只要施加在第二腔室的底壁的底侧和/或壁的第一腔室侧上的力使弹性底壁材料(即底壁)和/或弹性壁材料(即壁)变形。优选地，该力不会破坏底壁和壁。

另外或备选地，所述方法还包括，在使第一培养基流动和/或使第二培养基流动和/或使第三培养基流动之后，

将所述细胞培养装置置于倒置位置；以及

将处于所述倒置位置的所述细胞培养设备孵育第六预定孵育时间段，所述第六预定孵育时间段基于所述第二腔室中存在的所述培养基来选择。

通过这样做，可以在体外条件下在相同和受控的条件下在细胞培养模块的多孔壁上培养相同或不同类型的细胞。尽管细胞在多孔壁的底表面上的沉积是通过倒置细胞培养装置来提供的，但是这些方法不需要在培养基中使用高浓度的细胞来使细胞结合并覆盖壁，特别是当壁的底表面涂覆有基于待生长在壁上的至少一种类型的细胞而选择的涂层时。应当理解，在这些方法中，如果在第一腔室和至少两个隔室(第一和第二隔室)中的任一个中存在细胞、球状体和/或类器官，则可以不进行将细胞培养设备置于倒置位置和在倒置位置温育细胞培养设备。

另外或可选地，细胞培养物、第一、第二、第三、第四和第五细胞培养基各自独立地包括选自星形胶质细胞、脑类器官、脑球状体、神经元细胞、血管内皮细胞和肌肉细胞的细胞类型。肌肉细胞的实施例包括但不限于平滑肌细胞、心肌细胞和骨骼肌细胞。脑类器官的实施例包括但不限于人脑、中脑和皮质类器官。血管内皮细胞的实施例包括但不限于脑血管内皮细胞，特别是人脑血管内皮细胞或人原代脑微血管内皮细胞(HPBMEC)。

另外或可选地，第一、第二、第三、第四和/或第五类型的细胞各自独立地选自星形胶质细胞，例如人或小鼠星形胶质细胞；脑类器官，例如人脑、中脑和皮质类器官；脑球状体，例如人脑、中脑和皮质球状体，神经元细胞，内皮细胞，例如血管内皮细胞，特别是人血管内皮细胞或人原代脑微血管内皮细胞(HPBMEC)；上皮细胞、肌骨骼细胞、诱导的多能干细胞(IPSC)衍生或分化的细胞和肌细胞。

另外或可选地，在(a)中，第一类型的细胞的多数细胞是内皮细胞、上皮细胞、肌肉骨骼细胞或诱导多能干细胞(IPSC)衍生或分化的细胞。这些第一种类型的细胞可以是单层、水凝胶包埋的细胞悬液或厚层细胞层的形式。第一类细胞的实施例包括但不限于血管内皮细胞，例如人血管内皮细胞或人原代脑微血管内皮细胞(HPBMEC)；或肌肉细胞。

另外，或可选地，第二种类型的细胞是内皮细胞、上皮细胞、肌肉骨骼细胞或诱导多能干细胞(IPSC)衍生细胞或分化细胞。这些第二种类型的细胞可以是单层、水凝胶包埋的细胞悬液或厚层细胞层的形式。第二类细胞的实施例包括但不限于血管内皮细胞，例如人血管内皮细胞或人原代脑微血管内皮细胞(HPBMEC)；或肌肉细胞。

另外或可选地，第三类细胞是内皮细胞、上皮细胞、肌肉骨骼细胞或诱导多能干细胞(IPSC)衍生细胞或分化细胞。这些第三类细胞可以是单层、水凝胶包埋的细胞悬液或厚层细胞层的形式。第三种类型细胞的实施例包括但不限于血管内皮细胞，例如人血管内皮细胞或人原代脑微血管内皮细胞(HPBMEC)；或肌肉细胞。

另外，或可选地，第四种类型的细胞是内皮细胞、上皮细胞、肌肉骨骼细胞、诱导多能干细胞(IPSC)衍生细胞或分化细胞、或星形胶质细胞，如人或小鼠星形胶质细胞。这些第四类细胞可以是单层、水凝胶包埋的细胞悬液或厚层细胞层的形式。第四类细胞的实施例包括但不限于血管内皮细胞，例如人血管内皮细胞或人原代脑微血管内皮细胞(HPBMEC)；或肌肉细胞。

另外或可选地，第五种类型的细胞是内皮细胞、上皮细胞、肌肉骨骼细胞、诱导多能干细胞(IPSC)衍生细胞或分化细胞、或星形胶质细胞，如人或小鼠星形胶质细胞。这些第五种类型的细胞可以是单层、水凝胶包埋的细胞悬液或厚层细胞层的形式。第五类细胞的实施例包括但不限于血管内皮细胞，例如人血管内皮细胞或人原代脑微血管内皮细胞(HPBMEC)；或肌肉细胞。

另外或可选地，第一类型的细胞选自神经元细胞、肌肉细胞和血管内皮细胞；第二类细胞选自神经元细胞、肌肉细胞和血管内皮细胞；第三种细胞选自神经元细胞、肌肉细胞和血管内皮细胞；第四种细胞类型选自神经元细胞和肌肉细胞；第五种类型的细胞选自神经元细胞和肌肉细胞。

另外或可选地，包括在细胞培养物中的第一类型的细胞的多个细胞是内皮细胞，并且内皮细胞在一个或多个细胞培养模块的每个第二腔室中是(单)层的形式；

第二种类型的细胞是周细胞，并且第二种细胞培养基进一步包括基质胶，其中包括周细胞和基质胶的第二种细胞培养基在(单)内皮细胞层上形成(薄)层的周细胞和基质胶；

第三种类型的细胞是成骨细胞，其中成骨细胞在(薄)层的周细胞和基质凝胶上形成骨基质；

第四类细胞是肌肉细胞，其中第四细胞培养基包括(高)浓度的肌肉细胞和Matrigel或胶原蛋白；以及

第五种类型的细胞是神经元。

在第四方面，提供了如本公开中公开的细胞培养装置用于分析细胞培养物、用于细胞培养的方法中以及用于影响细胞培养物的用途。

分析细胞培养物包括但不限于用于蛋白质测定、细胞活力测定、基因组和蛋白质组分析、代谢测定中的分析，以及使用成像系统。

另外或替代地，分析细胞培养物选自用于蛋白质测定、细胞活力测定、基因组和蛋白质组分析、代谢测定和成像系统中的分析。

图1示出了根据示例性实施方式的细胞培养装置100的方框图。装置100用于上述微流体细胞培养。如图1所示，装置100可以包括细胞培养板102和与细胞培养板102连接的流动驱动单元104。装置100包括一个或多个细胞培养模块106。细胞培养板102可以包括一个或多个细胞培养模块106，并且可以被配置成适合标准96、384或1536微量滴定板(美国国家标准协会(ANSI)，具有标准化的覆盖区尺寸、板高度、凸缘尺寸、倒角、侧壁刚性和孔位置)。装置100可进一步包括流动驱动单元104，其被配置成使培养基在每个细胞培养模块106中流动，如将在下文更详细地描述。应当注意，图1所示的构成装置100的结构元件的数量、布置和相互连接不是对本公开的任何限制，而仅仅是用于提供如何在装置100内实现结构元件的总体构思。例如，细胞培养板102可以用两个或更多个细胞培养板代替，并且流动驱动单元104可以用两个或更多个流动驱动单元代替，每个流动驱动单元被配置成控制每个细胞培养模块106中的培养基流动。

图2A-2C示出了根据示例性实施方式的装置100中所包括的细胞培养模块106的不同示意图。更具体地说，图2A示出了细胞培养模块106的示意性立体图，图2B示出了细胞培养模块106的示意性侧视图，并且图2C示出了细胞培养模块106的示意性俯视图。如图2A-2C所示，细胞培养模块106包括第一培养基容器202、第二培养基容器204、第一(顶或顶)室206、第二(底或底)室208、第一流动通道210、第二流动通道212和壁214。还应注意，本公开不限于所示的细胞培养模块106的结构元件的数量、布置和相互连接。在实施方式中，可以有多于两个培养基容器，从而导致多于两个流动通道。在其它实施方式中，在两个培养容器之间可以有两个以上的顶端腔室和两个以上的基底腔室，从而也增加了通过顶端腔室和基底腔室连接两个培养容器的流动通道的数目。

第一培养基容器202具有带有用于培养基的入口216的顶部和带有用于培养基的出口218的底部。类似地，第二培养基容器204具有带有用于培养基的入口220的顶部和带有用于培养基的出口222的底部。第一和第二培养基容器202和204可以实施为相同的中空管。虽然图2A和2C示出了第一和第二培养基容器202和204中的每一个都具有圆形横截面，但是这不应当被解释为对本公开的任何限制；在一些实施方式中，如果需要并且取决于特定应用，任何其它横截面形状，诸如多边形、椭圆形等，都是可能的。此外，第一和第二培养基容器202和204中的每一个的底部可以具有不同的轮廓，例如，如图2A和2B所示的正向锥形轮廓。

第一腔室206被布置在第一和第二培养基容器202和204之间，使得第一腔室206以及第一和第二培养基容器202和204在第一(水平)方向上彼此对齐。第一腔室206可以实施为无底中空管，例如具有正向锥形轮廓(如图2A和2B所示)或具有均匀横截面。再次，第一腔室206的所示圆形横截面仅用于说明性目的，且不应被视为对本公开的任何限制。

第二腔室208布置在第一腔室206下方并且在第二(竖直)方向上与第一腔室206对齐。第二腔室208可具有与第一腔室206的横截面相对应的横截面。第二腔208具有底部，该底部具有两个或多个侧孔(图2A-2C中未示出)。如图2A-2C所示，第二腔208的尺寸明显小于第一腔206。例如，如果第一腔室具有约7mm的高度，则第二腔室208的高度可以落在50μm至150μm的范围内(在高于150μm的高度值下，第二腔室208可以损失微流体性质)。第一和第二腔室206和208的这种高度值(除了容器202和204的高度之外)使得细胞培养模块106更紧凑，从而减小了设备100的总尺寸。第二腔室208具有底壁209(图2B中示出)，其可由弹性底壁材料制成，该弹性底壁材料配置成响应于根据箭头F1(见图2B)施加在第二腔室208的底壁209的底侧230上的力而沿第三方向变形，第三方向与第二方向相反。如果底壁209不是由配置成响应于施加在底侧230上的力而沿第三方向变形的弹性底壁材料制成，则壁214(见图2C)的壁材料是配置成响应于根据箭头F2(未示出)施加在壁214的第一腔室侧231(未示出)上的力而沿第二方向变形的弹性壁材料。底壁209可以由弹性底壁材料制成，该弹性底壁材料被配置成响应于根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁209的底侧230上的力而在第三方向上变形，第三方向与第二方向相反，并且底壁209可以由弹性底壁材料制成，该弹性底壁材料被配置成在第三方向上变形，壁214的壁材料是弹性壁材料，该弹性壁材料被配置成响应于根据箭头F2施加在壁214的第一腔室侧231上的力而在第二方向上变形。

壁214(见图2C)布置在第一腔室206和第二腔室208(第二腔室208未在图2C中示出)之间。在实施方式中，壁214布置在第一腔室206和第二腔室208(未示出)之间，壁214可具有一个或多个通孔(见图2C)，并且壁214布置在第一腔室206和第二腔室208之间，使得第一腔室206和第二腔室208经由壁214的通孔彼此流动连通。具有一个或多个形成于其中的通孔的壁214在本文中和下文中可被称为隔膜(具有一个或多个形成于其中的通孔)。壁(或隔膜)214可以由硅酮、塑料、蛋白质、天然聚合物、人造聚合物(例如，聚酯(PET))、金属聚合物或碳水化合物(例如，纤维素)的壁材料制成，并且可以通过使用以下方法中的一种来形成：平版印刷、冲压、浇铸、静电纺丝或原位聚合。通孔可具有不同的横截面形状，例如三角形、矩形、正方形、椭圆形或多边形(例如六边形)。通孔的多边形截面形状可以指凸多边形或凹多边形。在实施方式中，通孔可具有不同的横截面形状，例如上述横截面形状中的两种或更多种的任何组合(例如，圆形和正方形横截面形状的组合)。此外，每个通孔可具有在预定值范围内变化的孔径。例如，孔径可以从0.2μm到200μm，或从0.2μm到10μm变化。通常，基于待沉积在壁214(由于其具有一个或多个通孔而为隔膜)上的某些细胞来选择孔尺寸(以及通孔之间的间距)的值的预定范围。更特别地，孔径可以大于或小于待沉积在壁上的细胞的尺寸，并且壁的一个或多个通孔具有落入0.2μm至200μm范围内的平均孔径。例如，如果孔径小于细胞尺寸，则可以防止细胞在壁(隔膜)214的底表面和顶表面之间迁移。如上所述，壁214的壁材料可以是弹性壁材料，其被配置成响应于根据箭头F2(未示出)施加在壁214的第一腔室侧231(未示出)上的力而在第二方向上变形。如果壁214的壁材料不是由被配置成响应于施加在底侧230上的力而在第二方向上变形的弹性壁材料制成，则第二腔室具有由被配置成响应于根据箭头F1(见图2B)施加在第二腔室208的底壁209的底侧230上的力而在第三方向上变形的弹性底壁材料制成的底壁209(图2B中所示)，第三方向与第二方向相反。

第一和第二流动通道210和212是微通道，其提供了培养基或流体在第一和第二培养基容器202和204之间通过第二腔室208的通路。特别地，第一流动通道210将第一培养基容器202底部的出口218连接到布置在第二腔室208底部左侧的一个或多个侧孔上。第二流动通道212将第二培养基容器204底部的出口222连接到布置在第二腔室208底部右侧的一个或多个侧孔上。第一和第二流动通道210和212中的每一个可具有允许实现所需流动特性(例如，适当的流速)的纵向截面和横截面。例如，第一流动通道210和第二流动通道212中的每一个可具有朝向第二腔室208增加(例如，逐渐地)的可变通道高度和可变通道宽度。

图3示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块106的第二流动通道212的截面图，如在图2B中的椭圆A所界定的区域内所截取的。应注意，第一流动通道210可具有与第二流动通道类似的第一通道部分300和第二通道部分302，仅呈现为镜像。如图3所示，第二流动通道212包括第一通道部分300和第二通道部分302。第一通道部分300从第二培养基容器204的底部的出口222延伸，并且平行于第一(水平)方向。第二通道部分302将第一通道部分300连接到布置在第二腔208的右侧上的侧孔(图3中未示出)。第二通道部分向上倾斜(即，与第一方向成倾斜角α)，使得第二腔室208的底部布置成高于第二培养基容器204的底部(即，高于出口222的端部)。第二通道部分302的这种倾斜由支撑第二腔室208的小“山”304提供。第二通道部分302相对于第一(水平)方向的倾斜角α优选地落在5度至85度的范围内，以提供适当的流动特性。在实施方式中，第一和第二流动通道210和212中的每一个可以从相应的培养基容器的出口开始以倾斜角α完全向上倾斜(即，可以没有平行于第一(水平)方向的第一通道部分)。壁214在图3中未示出。

在实施方式中，第二腔室208、第一流动通道210和第二流动通道212中的每一个可以从内部用细胞粘附增强层涂覆。细胞粘附增强层可以由亲水性材料制成。亲水材料的一些非限制性实施例可包括基质胶、纤连蛋白、透明质酸、不同类型的胶原蛋白(例如，可适于基于装置100产生血脑屏障细胞培养模型的I型胶原蛋白)、层粘连蛋白、腱生蛋白、弹性蛋白、具有许多不同分子的纳米纤维素。这种细胞粘附增强层允许在实验中使用较少的细胞，并且允许细胞更精确地沉积在壁214的基底表面上。

图4示出了表示细胞培养模块106的一个可能实施方式的层状结构400的示意性分解图。如图4所示，层状结构400包括第一层402、第二层404和第三层406。第一层402包括第一和第二培养基容器202和204，以及第一腔室206。第二层404包括布置在壁214正下方的第二腔室208以及流动通道210和212。壁214布置在第一腔室206和第二腔室208之间。在实施方式中，壁214包括形成在其中的一个或多个通孔，以经由通孔提供第一腔室206与第二腔室208之间的流体连通。此外，流动通道210和212的入口分别布置在培养基容器202和204的出口218和222(图4中未示出)的正下方，以分别提供容器202和204与流动通道210和212之间的流体连通。第三层406包括小“山”304，其被形成为使得提供流动通道210和212中的每一个的适当倾斜角α。应注意，第一层402、第二层404和第三层406中的每一者可由室温硫化(RTV)硅酮(例如，RTV615)、塑料(PET、PS、PP、PC、PMMA和类似物)、玻璃或聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成。此外，层402-406可以通过使用粘合剂或等离子体结合以图4所示的顺序彼此连接。如此配置的细胞培养模块106可以通过使用相同的粘合剂或等离子体结合而彼此附接，以实现装置100的细胞培养板102。第一腔室侧231和底壁209的底侧230在图4中未示出。

图5A-5C示出了根据示例性实施方式的装置100中包括的细胞培养模块106的不同示意图。更具体地，图5A示出了细胞培养模块106的示意性立体图，图5B示出了细胞培养模块106的示意性侧视图，并且图5C示出了细胞培养模块106的示意性俯视图。如图5A-5C所示，细胞培养模块106包括第一培养基容器502、第二培养基容器504、第一(顶端或顶)腔室506、第二(基底或底)腔室508、第一流动通道510、第二流动通道512和壁514。第一培养基容器502具有带有用于培养基的入口516的顶部和带有用于培养基的出口518的底部。类似地，第二培养基容器504具有带有用于培养基的入口520的顶部和带有用于培养基的出口522的底部。还应注意，本公开不限于所示的细胞培养模块106的结构元件的数量、布置和相互连接。通常，第一培养基容器502、第二培养基容器504、第二腔室508、第一流动通道510、第二流动通道512和壁514可以分别以与第一培养基容器202、第二培养基容器204、第二腔室208、第一流动通道210、第二流动通道212和壁214相同或相似的方式来实现。

同时，与第一腔室206不同，第一腔室506可以实施为具有弯曲或成角度的底部的中空管，壁514具有形成在其中的一个或多个通孔，并且壁514布置在第一腔室506和第二腔室508之间，使得第一腔室506和第二腔室508经由一个或多个通孔彼此流动连通，并且第二腔室具有由弹性底壁材料制成的底壁509(参见图5B)，该弹性底壁材料配置成响应于根据箭头F1(参见图5B)施加在第二腔室508的底壁509的底侧530上的力而沿第三方向变形，第三方向与第二方向相反。如图5A-5C所示，第一腔室506的弯曲或成角度的底部包括九个腔室腔524，每个腔室腔设置有一个或多个腔室孔，使得第一腔室506和第二腔室508经由壁514的通孔流体连通。对于本领域技术人员来说显而易见的是，所示的腔室腔524的数量、形状和布置仅用于说明性目的，并且不应被解释为对本公开的任何限制。例如，可以存在具有单个腔室孔的单个腔室腔524。通常，一个或多个腔室腔524的配置取决于具体应用(例如，在壁514的顶表面上形成的多个类器官和/或球状体，在实施方式中，第一腔室506的弯曲或成角度的底部可以从外部用细胞粘附增强层涂覆，使得腔室腔524的孔保持开放。细胞粘附增强层可以与根据细胞培养模块106的实施方式的先前提及的细胞粘附增强层相同。

返回参考图1，配置任选的流动驱动单元104以使培养基在细胞培养板102的每个细胞培养模块106中在第一和第二培养基容器202(502)和204(504)之间流动。在实施方式中，流动驱动单元104可以是摇摆平台，其被配置成周期性地摇动细胞培养板102，从而提供培养基流。在另一个实施方式中，流动驱动单元104可以是气动泵，其配置用于将压缩气体或加压空气供应至(细胞培养板102的)每个细胞培养模块106中的第一和第二培养基容器202(502)和204(504)中的每一个的入口，从而使培养基在其中流动。在另一个实施方式中，流动驱动单元104可以被配置成通过以规则的时间间隔或基于每个容器中培养基的水平将培养基从第一培养基容器202(502)移液至第二培养基容器204(504)或反之亦然，使培养基在(细胞培养板102的)每个细胞培养模块106中流动。因此，与目前的微流体细胞培养设备不同，装置100可以与至少三种不同的上述流量控制方法兼容。

在实施方式中，装置100还可以包括各种电极。这些电极可以用于不同的目的，并且它们在装置100内的布置取决于它们用于何种目的。在实施方式中，(细胞培养板102的)一个或多个细胞培养模块可以包括布置在第一腔室206(506)中的第一电极和布置在第二腔室208(508)中的第二电极。在另一个实施方式中，第一电极可布置在一个或多个培养模块106中的第一培养基容器202(502)和/或第二培养基容器204(504)中，而第二电极可布置在一个或多个细胞培养模块106的第一腔室206(506)中。这些具有第一和第二电极的实施方式可以例如用于执行实时跨上皮/跨内皮电阻(TEER)测量。在这种情况下，第一电极和第二电极可以连接到外部控制单元。

另外或替代地，装置100可进一步包括两个或更多个第三电极，其布置在一个或多个细胞培养模块106的第一腔室206(506)中。这些第三电极可设置在腔室壁上，用于测量第一腔室206内的流体水平。在这种情况下，第三电极可以与流体/培养基直接接触以通过进行电导率测量来确定流体水平，或者可以嵌入到腔室壁中(例如，彼此相距0.5mm-2mm的距离)以通过测量第三电极中的电感或电容变化来确定流体水平。同时，两个第三电极可彼此相对排布，使得两个第三电极中的一个用于发射超声波，两个第三电极中的另一个用于接收通过第一腔室206(506)内部的超声波(这些超声测量可与雷达测量一样进行)。

另外或替代地，装置100还可包括两个或更多个第四电极，所述第四电极嵌入一个或多个细胞培养模块106的壁214(514)中。这些第四电极可以用于向沉积在多孔壁的顶端表面和/或基底表面上的细胞提供不同的刺激信号。

在实施方式中，(细胞培养板102的)一个或多个细胞培养模块106的第一腔室206(506)或第二腔室208(508)可进一步包括氧传感器、pH传感器、CO₂传感器或其任何组合。这些传感器可以用于实现对细胞行为至关重要的不同参数的实时测量。

图6A-6G示出了根据示例性实施方式的装置100中包括的细胞培养模块106(沿图2C中的线A-A截取)的示意性截面侧视图。如图6A-6G所示，图6A-6G的示例性实施方式的细胞培养模块106包括第一培养基容器202、第二培养基容器204、第一(顶端或顶)腔室206、第二(基底或底)腔室208、第一流动通道210、第二流动通道212和壁214，所述壁具有一个或多个形成于其中的通孔240(图6A-6C)或不具有形成于其中的通孔(图6D-6G)(图2C示出了壁214的通孔)。第一培养基容器202具有带有用于培养基的入口216的顶部和带有用于培养基的出口218的底部。类似地，第二培养基容器204具有带有用于培养基的入口220的顶部和带有用于培养基的出口222的底部。第二腔室208具有由弹性底壁材料制成的底壁209(509)，该弹性底壁材料配置成响应于根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁209的底侧230(530)上的力而沿第三方向变形，第三方向与第二方向相反，和/或壁214的壁材料是弹性壁材料，该弹性壁材料配置成响应于根据箭头F2施加在壁214的第一腔室侧231(531)上的力而沿第二方向变形。还应注意，本公开不限于所示的细胞培养模块106的结构元件的数量、布置和相互连接。通常，细胞培养模块106的第一培养基容器202、第二培养基容器204、第二腔室208、第一流动通道210、第二流动通道212和壁214可以与图2A-2C的细胞培养模块106(分别为第一培养基容器202、第二培养基容器204、第二腔室208、第一流动通道210、第二流动通道212和壁214)所述相同或相似的方式实施。

更具体地，图6A示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块106的示意性截面侧视图(如沿着图2C中的线A-A所截取的)，其中壁214包括形成在其中的一个或多个通孔240，并且壁布置在第一腔室206和第二腔室208之间，使得第一腔室206和第二腔室208经由一个或多个通孔240彼此流动连通。第二腔室208具有由弹性底壁材料制成的底壁209(509)，该弹性底壁材料配置成响应于根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁209的底侧230(530)上的力而沿第三方向变形，第三方向与第二方向相反。示出了第二腔室208的底壁209的上侧232、壁214(514)的底侧233和壁214(514)的第一腔室侧231(531)(即顶端侧)。细胞培养模块106还可以包括一个或多个突起280(未示出)，其在壁214的顶端侧(即，第一腔室侧)231或基底侧233上附接到壁209并从其突出，或者附接到第二腔室208的底壁209的上侧232并从其突出。另外，或可选地，第二腔室208可进一步包括一个或多个生物材料生长装置270(未示出，但例如参见图6B)，其被布置成使得施加在第二腔室208的底壁209的底侧230上的力引起第二腔室208的底壁209变形。

更具体地，图6B示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块106的示意性截面侧视图(如沿着图2C中的线A-A截取)，其中壁214包括形成在其中的一个或多个通孔240，并且壁214布置在第一腔室206和第二腔室208之间，使得第一腔室206和第二腔室208经由一个或多个通孔240彼此流动连通。第二腔室208具有由弹性底壁材料制成的底壁209(509)，所述弹性底壁材料配置成响应于根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁的底侧230(530)上的力而在第三方向变形，第三方向与第二方向相反。此外，第二腔室208具有一个或多个生物材料生长装置270，其被布置成使得根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁209的底侧230上的力引起第二腔室208的底壁209变形。在实施方式中，一个或多个生物材料生长装置270是两个生物材料生长装置270，其被布置成使得根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁209的底侧230上的力引起第二腔室208的底壁209在两个生物材料生长装置270之间变形。如图6B的示例性实施方式所示，两个生物材料生长装置270附接到第二腔室298的底壁209的上侧232，使得至少两个流动通道210、212的每一个彼此流动连通。一个或多个生物材料生长装置270中的每一个可附接到壁214的底侧233，使得第一腔室206和第二腔室208经由一个或多个通孔240中的至少一个彼此流动连通，并且使得至少两个流动通道210、212中的每一个彼此流动连通。

更具体地，图6C示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块106的示意性截面侧视图(如沿着图2C中的线A-A截取)，其中壁214包括形成在其中的一个或多个通孔240，并且壁214布置在第一腔室206和第二腔室208之间，使得第一腔室206和第二腔室208经由一个或多个通孔240彼此流动连通。第二腔室208具有由弹性底壁材料制成的底壁209(509)，所述弹性底壁材料配置成响应于根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁的底侧230(530)上的力而在第三方向上变形，第三方向与第二方向相反。第一腔室206具有至少两个隔室和至少一个隔室壁260(图6C中示出一个)，其中，所述至少两个隔室包括第一隔室251和第二隔室252，其中，所述至少一个隔室壁260布置在第一隔室和第二隔室之间，使得第一隔室251和第二隔室252彼此流动连通。应当注意，图2C没有示出第一腔室206中的至少一个隔室壁260。至少一个隔室壁260布置在第一隔室和第二隔室之间，使得第一隔室251和第二隔室252彼此流动连通。图6C示出了实施方式，其中至少一个隔室壁260与壁214间隔开，使得第一隔室251和第二隔室252经由空间262彼此流动连通。另外或替代地，至少一个隔室壁260包括形成在其中的一个或多个壁通孔(未示出)，并且隔室壁260布置在第一隔室251和第二隔室252之间，使得第一隔室251和第二隔室252经由一个或多个壁通孔彼此流动连通。如图6A-6B的细胞培养模块106的示例性实施方式所公开的，图6C所示的细胞培养模块106还可以包括在第二腔室208中的一个或多个生物材料生长装置270(未示出)和/或一个或多个突起280(未示出)，所述突起附接到壁214的基底侧233并从其突出，或者附接到第二腔室208的底壁209的上侧232并从其突出。如果一个或多个生物材料生长装置270附接至包括形成在其中的一个或多个通孔240的壁214的基底侧233，则一个或多个生物材料生长装置270附接成使得第一腔室206和第二腔室208经由一个或多个通孔240中的至少一个彼此流动连通。

更具体地，图6D示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块106的示意性截面侧视图(沿图2C中的线A-A截取)。与图6A-6C所示的细胞培养模块106相反，图6D所示的细胞培养模块106的壁214没有一个或多个通孔240(应当注意，图2C示出了一个或多个通孔)。即第一腔室206和第二腔室208彼此之间没有流动连通。第二腔室208具有由弹性底壁材料制成的底壁209(509)，该弹性底壁材料配置成响应于根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁209的底侧230(530)上的力而沿第三方向变形，第三方向与第二方向相反，和/或壁214的壁材料是弹性壁材料，该弹性壁材料配置成响应于根据箭头F2施加在壁214的第一腔室侧231(531)上的力而沿第二方向变形。如图6A-6C的细胞培养模块106的示例性实施方式所公开的，图6D所示的细胞培养模块106还可以包括一个或多个突起280(未示出)，所述突起在壁214的顶端侧(即，第一腔室侧)231或基底侧233上附接到壁209并从其突出，或者附接到第二腔室208的底壁209的上侧232并从其突出。壁214可包括形成在其中的一个或多个通孔240，并且壁214布置在第一腔室206与第二腔室208之间，使得第一腔室206和第二腔室208经由一个或多个通孔240彼此流动连通。

更具体地，图6E示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块106的示意性截面侧视图(沿图2C中的线A-A截取)，其中第二腔室208包括一个或多个生物材料生长装置270。第二腔室208具有由弹性底壁材料制成的底壁209(509)，其被配置成响应于根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁209的底侧230(530)上的力而沿第三方向变形，第三方向与第二方向相反，和/或壁214的壁材料是弹性壁材料，其被配置成响应于根据箭头F2施加在壁214的第一腔室侧231上的力而沿第二方向变形。如图6E所示，两个生物材料生长装置270连接到第二腔室208的底壁209的上侧232，使得至少两个流动通道210、212中的每一个彼此流动连通。此外，两个生物材料生长装置270附接于底壁209的上侧232，使得响应于根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁209的底侧230(530)上的力，底壁209(509)在第三方向上变形，第三方向与第二方向相反，和/或壁214响应于根据箭头F2施加在壁214的第一腔室侧231上的力在第二方向上变形，优选地底壁209(509)和/或壁214在两个生物材料生长装置270之间变形(响应于根据箭头F1的力和/或箭头F2的力)。一个或多个生物材料生长装置270可以附接到壁209的基底侧233，使得至少两个流动通道210、212中的每一个彼此流动连通(未示出)。壁214没有一个或多个通孔240(应当注意，图2C示出了一个或多个通孔)。另外或替代地，如图6A-6D的细胞培养模块106的示例性实施方式所公开的，图6E中所示的细胞培养模块106还可以包括一个或多个突起280(未示出)，所述突起在壁214的顶端侧(即，第一腔室侧)231或基底侧233上附接到壁209并从其突出，或者附接到第二腔208的底壁209的上侧232并从其突出。壁214可包括形成在其中的一个或多个通孔240，并且壁214布置在第一腔室206与第二腔室208之间，使得第一腔室206和第二腔室208经由一个或多个通孔240彼此流动连通。

更具体地，图6F示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块106的示意性截面侧视图(沿图2C中的线A-A截取)，其中细胞培养模块106具有一个或多个突起280，所述突起附接到壁214的基底侧233并从所述基底侧突出。另外或替代地，细胞培养模块106可以包括在顶端侧(即，第一腔室侧)231上附接到壁209并且从其突出的一个或多个突起280和/或附接到第二腔室208的底壁209的上侧232上并且从其突出的一个或多个突起280(一个或多个突起未示出)。壁214没有一个或多个通孔240(应当注意，图2C示出了一个或多个通孔)。第二腔室208具有由弹性底壁材料制成的底壁209(509)，其被配置成响应于根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁209的底侧230(530)上的力而沿第三方向变形，第三方向与第二方向相反，和/或壁214的壁材料是弹性壁材料，其被配置成响应于根据箭头F2施加在壁214的第一腔室侧231上的力而沿第二方向变形。壁214可包括形成在其中的一个或多个通孔240，并且壁214布置在第一腔室206与第二腔室208之间，使得第一腔室206和第二腔室208经由一个或多个通孔240彼此流动连通。

更具体地，图6G示出了根据示例性实施方式的细胞培养模块106的示意性截面侧视图(如沿着图2C中的线A-A所截取的)，其中细胞培养模块106具有一个或多个突起280(仅示出一个)，所述突起附接到壁214的基底侧233并且从所述基底侧突出。另外或替代地，细胞培养模块106可以包括在顶端侧(即，第一腔室侧)231上附接到壁209并且从其突出的一个或多个突起280和/或附接到第二腔室208的底壁209的上侧232并且从其突出的一个或多个突起280(未示出)。壁214没有一个或多个通孔240(应当注意，图2C示出了一个或多个通孔)。第二腔室208具有由弹性底壁材料制成的底壁209(509)，其被配置成响应于根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁209的底侧230(530)上的力而沿第三方向变形，第三方向与第二方向相反，和/或壁214的壁材料是弹性壁材料，其被配置成响应于根据箭头F2施加在壁214的第一腔室侧231上的力而沿第二方向变形。如图6G所示，两个生物材料生长装置270连接到第二腔室208的底壁209的上侧232，使得至少两个流动通道210、212中的每一个彼此流动连通。此外，两个生物材料生长装置270附接于底壁209的上侧232，使得底壁209(509)响应于根据箭头F1施加在第二腔室208的底壁209的底侧230(530)上的力在第三方向上变形，第三方向与第二方向相反，和/或壁214响应于根据箭头F2施加在壁214的第一腔室侧231上的力在第二方向上变形，优选地底壁209(509)和/或壁214在两个生物材料生长装置270之间变形(响应于根据箭头F1的力和/或箭头F2的力)。一个或多个生物材料生长装置270可以附接到壁209的基底侧233，使得至少两个流动通道210、212中的每一个彼此流动连通(未示出)。壁214可包括形成在其中的一个或多个通孔240，并且壁214布置在第一腔室206与第二腔室208之间，使得第一腔室206和第二腔室208经由一个或多个通孔240彼此流动连通。

图7示出了根据一个示例性实施方式的细胞培养孵箱700的框图。细胞培养孵箱700包括细胞培养装置100和联接到装置100的移液站702。装置100可以包括细胞培养板102和与细胞培养板102连接的流动驱动单元104。更具体地，移液站702被配置成将培养基进料至(细胞培养板102的)每个细胞培养模块106中的第一和第二培养基容器202(502)和204(504)中的每一个。移液站702在该技术领域中是公知的，因此在此省略其描述。

图8示出了根据示例性实施方式的用于影响细胞培养的方法800的流程图。方法800开始于步骤S802，其中提供细胞培养装置100，其中一个或多个细胞培养模块106中的每个细胞培养模块的每个第二腔室208、508包括细胞培养物，所述细胞培养物包括第一类型细胞的多个细胞。在步骤S804中，施加一个或多个第一力

i)在第二腔室208、508的底壁209、509的底侧230、530上的一个或多个第一位置上，使得第二腔室208、508的底壁209、509在第三方向上变形；和/或

ii)在壁214的第一腔室侧231上的一个或多个第二位置上，使得壁214在第二方向上变形，

从而从细胞培养物的第一类型细胞的多个细胞中除去至少一个细胞，并形成第一受影响的细胞培养物。应当理解，施加一个或多个(第一)力可以另外或替代地为了移除至少一个细胞而损伤至少一个细胞。

可选地，步骤S802包括子步骤S802(a)-S802(d)：

子步骤S802(a)：提供细胞培养装置100；

子步骤S802(b)：将第一细胞培养基提供到所述一个或多个细胞培养模块106的每个细胞培养模块的所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的一个培养基容器，其中所述第一细胞培养基包括第一类型的细胞；

子步骤S802(c)：使第一细胞培养基以第一预定流动时间段从所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的一个培养基容器通过第二腔室208、508流到所述一个或多个细胞培养模块的每个细胞培养模块106中的所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的其余培养基容器，所述第一预定流动时间段基于所述第一细胞培养基来选择；以及

子步骤S802(d)：将细胞培养装置100孵育第一预定孵育时间段，从而形成细胞培养物，所述细胞培养物包括细胞培养装置100的一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块106的每个第二腔室208、508中的第一类型细胞的多个细胞，所述第一预定孵育时间段基于第一类型的细胞来选择。使第一细胞培养基流动可以由流动驱动单元104引起。

或者，方法800包括步骤S802和S804，其中步骤S802包括子步骤S802b(a)-S802b(f)：

子步骤S802b(a)：提供细胞培养装置100；

子步骤S802b(b)：经由所述一个或多个细胞培养模块106中的每个细胞培养模块106的第一腔室206、506或经由第一腔室206的第一隔室251或第二隔室252朝向壁214、514的第一腔室侧231、521提供第五细胞培养基，其中所述第五细胞培养基包括第五类型的细胞；

子步骤S802b(c)：将细胞培养装置100孵育第五预定孵育时间段，从而形成细胞培养物，所述细胞培养物包括在细胞培养装置100的一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块106的每个第一腔室206、506中或每个第一隔室251或第二隔室252中的第五类型细胞的多个细胞，第五预定孵育时间段基于第五类型细胞来选择；

子步骤S802b(d)：将第一细胞培养基提供到所述一个或多个细胞培养模块106中的每个细胞培养模块的所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的一个培养基容器，其中所述第一细胞培养基包括第一类型的细胞；

子步骤S802b(e)：使第一细胞培养基以第一预定流动时间段从所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的一个培养基容器通过第二腔室208、508流动到所述一个或多个细胞培养模块的每个细胞培养模块106中的所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的其余培养基容器，所述第一预定流动时间段基于所述第一细胞培养基来选择；以及

子步骤S802b(f)：将细胞培养装置100孵育第一预定孵育时间段，从而形成细胞培养物，所述细胞培养物包括细胞培养装置100的一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块106的每个第二腔室208、508中的第一类型细胞的多个细胞，第一预定孵育时间段基于第一类型的细胞来选择；其中步骤S804包括：

施加一个或多个第一力

i)在第二腔室208、508的底壁209、509的底侧230、530上的一个或多个第一位置上，使得第二腔室208、508的底壁209、509沿第三方向变形，

从而从细胞培养物的第一类型细胞的多个细胞中除去至少一个细胞，并形成第一受影响的细胞培养物。应当理解，施加一个或多个(第一)力可以另外或替代地为了移除至少一个细胞而损伤至少一个细胞。使第一细胞培养基流动可以由流动驱动单元104引起。

另外，或者可选地，方法800在步骤S804之后还可以包括步骤S806，步骤S806包括子步骤S806(c)-S806(e)：

子步骤S806(c)：将包括第二类型细胞的第二细胞培养基提供到所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块106中的所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的一个培养基容器；

子步骤S806(d)：使第二培养基以第二预定流动时间段从所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的所述一个培养基容器通过第二腔室208、508流动到所述一个或多个细胞培养模块的每个细胞培养模块106中的所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的其余培养基容器，所述第二预定流动时间段基于所述第二培养基来选择；以及

子步骤S806(e)：将细胞培养装置100孵育第二预定孵育时间段，从而形成第一培养的受影响的细胞培养物，第二预定孵育时间段基于第一和第二类型的细胞选择。在子步骤S806(d)中，使第二细胞培养基流动的步骤可由流动驱动单元104引起。

另外，或可选地，方法800可在步骤S806之前或之后进一步包括步骤S808：施加一个或多个第二力

i)在第二腔室208的底壁209的底侧230上的一个或多个第三位置上，使得第二腔室208的底壁209在第三方向上变形，所述一个或多个第三位置不同于所述一个或多个第一位置；和/或

ii)在壁214的第一腔室侧231上的一个或多个第四位置上，使得壁在第二方向上变形，所述一个或多个第四位置不同于所述一个或多个第二位置，

从而从所述第一受影响的细胞培养物(步骤S804的)或从所述第一培养的受影响的细胞培养物(步骤S806的)中移出至少一个细胞，并形成第二受影响的细胞培养物或第二受影响的培养的细胞培养物。步骤S808可以进一步包括子步骤S808(b)-S808(d)：

子步骤S808(b)：将包括第三类型细胞的第三细胞培养基提供至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块106的所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的一个培养基容器；

子步骤S808(c)：使所述第三培养基以第三预定流动时间段从所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的所述一个培养基容器经由第二腔室208流动到所述一个或多个细胞培养模块的每个细胞培养模块106中的所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的其余培养基容器，所述第三预定流动时间段基于所述第三培养基来选择；以及

子步骤S808(d)：将细胞培养装置100孵育第三预定孵育时间段，第三预定孵育时间段基于第一类型细胞和/或第三类型细胞选择。

另外或可选地，使第一培养基(在包括引起第一培养基在子步骤S802(c)中流动的方法800的实施方式中)和/或第二培养基(子步骤S806(d))和/或第三培养基(在包括引起第三培养基在子步骤S806(d)中流动的方法800的实施方式中)从至少两个培养基容器202、204；502、504中的一个培养基容器经由第二腔室208流动到所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块106的所述至少两个培养基容器202、204；502、504中的其余培养基容器，包括向一个或多个细胞培养模块的每个细胞培养模块106中的所述至少两个培养基容器202、204；502、504施加正压第一预定流动时间段(在包括引起第一培养基在子步骤S802(c)中流动的方法800的实施方式中)和/或第二预定流动时间段(在子步骤S806(d)中)和/或第三预定流动时间段(在包括引起第三培养基在子步骤S808(c)中流动的方法800的实施方式中)(例如，对于每个第一预定流动时间段、第二预定流动时间段和第三预定流动时间段为60分钟)。

在另一实施方式中，方法800的子步骤S802(c)、子步骤S806(d)和子步骤S806(d)中的至少一个可通过以下步骤执行：(i)在第一和/或第二和/或第三预定时间间隔内向(细胞培养板102的)每个细胞培养模块106中的第一培养基容器202、502施加第一正压，同时盖上第二培养基容器204、504；以及(ii)在第一和/或第二和/或第三预定时间间隔内向(细胞培养板102的)每个细胞培养模块106中的第二培养基容器204、504施加第二正压，同时盖上第一培养基容器202、502。子步骤S802(c)、子步骤S806(d)和/或子步骤S806(d)的上述实施方式中的每一个的选择取决于特定的应用。

另外，或者可选地，方法800还可以包括在步骤S802之后和在步骤S804之前或之后、在步骤S806之前或之后、或者在步骤S808之前或之后的步骤S810，步骤S810包括子步骤S810(a)-S810(b)：

S810(a)：经由所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块106的第一腔室206、506朝向壁214的第一腔室侧231提供包括第四类型细胞的第四细胞培养基；以及

S810(b)：将细胞培养装置100孵育第四预定孵育时间段，所述第四预定孵育时间段基于第四类型的细胞选择。在这些实施方式中，一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块106的壁214包括形成于其中的一个或多个通孔240，并且所述壁被布置在第一腔室206、506和第二腔室208、508之间，使得第一腔室206、506和第二腔室208、508经由一个或多个通孔240彼此流动连通。此外，施加一个或多个力(在步骤S804中和在可选步骤S808中)中的任一个是在第二腔室208、508的底壁209、509的底侧230、530上的一个或多个第一和/或第三位置上。

另外，或者可选地，方法800还可以包括在步骤S802之后和在步骤S804之前或之后、在步骤S806之前或之后、或者在步骤S808之前或之后的步骤S812，步骤S812包括子步骤S812(a)-S812(c)：

子步骤S812(a)：经由所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块106的第一腔室206的第一隔室251朝向壁214的第一腔室侧231提供包括第四类型细胞的第四细胞培养基；

子步骤S812(c)：经由所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块106的第一腔室206的第二隔室252朝向壁214的第一腔室侧231提供包括第五类型细胞的第五细胞培养基；以及

子步骤S812(c)：将所述细胞培养装置孵育第五预定孵育时间段，所述第五预定孵育时间段基于所述第四和第五类型的细胞选择。在这些实施方式中，一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块106的壁214包括形成于其中的一个或多个通孔240，并且所述壁被布置在第一腔室206和第二腔室208之间，使得第一腔室206和第二腔室208经由一个或多个通孔240彼此流动连通。此外，第一腔室包括至少一个隔室壁260，并且其中，至少一个壁被布置在第一隔室251和第二隔室252之间，使得第一隔室251和第二隔室252彼此流动连通。此外，施加一个或多个力(在步骤S804中和在可选步骤S808中)中的任何一个是在第二腔室208的底壁209的底侧230、530上的一个或多个第一和/或第三位置上。

另外或替代地，方法800可进一步包括在使第一培养基流动(子步骤S802(c))和/或使第二培养基流动(子步骤S806(d))和/或使第三培养基流动(子步骤S808(c))或其任何组合之后的步骤S814，S814包括子步骤S814(a)-S814(b)，其中包括子步骤S814(a)-S814(b)的步骤S814代替子步骤S802(d)和/或子步骤S806(e)和/或子步骤S808(d)或其任何组合：

子步骤S814(a)：将细胞培养装置100置于倒置位置；以及

子步骤S814(b)：将处于倒置位置的细胞培养设备100孵育第六预定孵育时间段，所述第六预定孵育时间段基于第二腔室中存在的培养基来选择。因此，可以理解，可以不进行孵育细胞培养装置100的两个连续子步骤。例如，如果子步骤S802(c)之后是包括子步骤S814(a)-S814(b)的步骤S814，则不执行子步骤S802(d)。此外，如果执行步骤S814且方法S800在步骤S814之后继续(例如，通过步骤S804、步骤S810或步骤S812)，则步骤S814可进一步包括子步骤S814(c)：将所述细胞培养装置置于直立位置。

可基于细胞培养基(例如，第一、第二和第三细胞培养基)中包括的细胞类型(例如，第一、第二和第三细胞类型)选择任何预定流动时间段(例如，第一、第二和第三预定流动时间段)。特别地，如果流速大于重力并且连续流动持续至少30分钟，优选60分钟，则可以实现第二腔室208、508中的细胞沉积，特别是第二腔室208、508的底壁209、509的上侧232上，壁214、514(包括或不具有形成于其中的一个或多个通孔)的基底表面233、533上，或第二腔室208、508中所包括的一个或多个生物材料生长装置270上。

如果第一腔室206、506用于经由第一腔室206、506(或经由第一腔室206的第一和/或第二隔室252)朝向壁214、514的第一腔室侧231、531提供包括第四和/或第五类型细胞的(第四和/或第五)细胞培养基，则细胞(单)层、球状体和/或类器官可形成于壁214、514的第一腔室侧231、531上(即，在顶端表面上)，并且该细胞(单)层可经由壁214、514的通孔与形成于第二腔室208、508中、特别是形成于第二腔室208、508的底壁209、509的上侧232上、壁214、514(包括形成于其中的一个或多个通孔)的基底表面233、533上、或包括于第二腔室208、508中的一个或多个生物材料生长装置270上相互作用。特别地，如果使用包括至少两个隔室和至少一个隔室壁260的第一腔室206，则第一隔室251和第二隔室252可包括来自第四和/或第五细胞培养基的细胞、球状体和/或类器官，细胞、球状体和/或类器官被捕获在所述第一隔室251和第二隔室251中，细胞、球状体和/或类器官可在每个隔室中形成单个球状体和/或类器官。由于第一隔室251和第二隔室252彼此流动连通，这些单个球状体和/或类器官可以彼此相互作用。在这种情况下，流动通道510和512可以经由形成在其中的一个或多个通孔通过壁514将细胞培养基灌注到第一隔室251和/或第二隔室251，以保持球状体和/或类器官存活。或者，如果使用第一腔室506，则多个微腔524与壁514结合，所述壁包括在其中形成的一个或多个通孔，因此来自第四和/或第五细胞培养基的细胞被捕获以在每个腔中形成单个球状体和/或类器官。在这种情况下，流动通道510和512可以通过壁514灌注细胞培养基以保持球状体和/或类器官存活。

另外，或可选地，子步骤S802(b)中的第一类型的细胞、子步骤S806(c)中的第二类型的细胞、子步骤S808(b)中的第三类型的细胞、子步骤S810(a)或子步骤S812(a)中的第四类型的细胞、以及子步骤S812(c)中的第五类型的细胞可以各自独立地选自内皮细胞、上皮细胞、肌肉骨骼细胞或诱导多能干细胞(IPSC)衍生的细胞或分化的细胞。这些第一、第二、第三、第四和第五类型的细胞可以是单层、水凝胶包埋的细胞悬液、单层或厚层细胞层的形式。第一、第二、第三、第四和第五类型细胞的实施例包括但不限于血管内皮细胞，例如人血管内皮细胞或肌肉细胞。

另外或可选地，第一、第二、第三、第四和第五类型的细胞包括但不限于血管内皮细胞，例如人血管内皮细胞；星形胶质细胞，例如人或小鼠星形胶质细胞；或肌肉细胞。

通过流动通道210(510)和212(512)灌注的培养基可包括人脑血管内皮细胞，而进料至第一腔室206(505)的不同培养基可包括人星形胶质细胞。通过使用这些类型的细胞，可以模拟人造血脑屏障(BBB)。

实验结果

根据方法800使用包括如图2A-2C中所示的细胞培养模块的装置100，以获得基于鼠星形胶质细胞和人脑内皮细胞的BBB模型。每个BBB模型分两个阶段获得，这将在下面更详细地描述。

I.准备装置100的阶段：

材料：

制备阶段如下进行：

1、用等离子体处理干燥装置100 60秒。

2、用96％乙醇洗涤装置100。将50μL96％乙醇加入每个顶部开口(第一)腔室206中。

3、用50μL PBS替换/洗涤流动通道210、212和第一腔室206内的乙醇两次。

4、将50μL Col-I涂覆溶液注入到流动通道210、212中。

5、将50μL Col-I涂覆溶液加入到装置100的每个第一腔室206中。

6、每个培养基容器中加入50μL PBS，密闭，在37℃，5％ CO₂条件下于摇摆平台(每15分钟1个循环)上培养1小时。

7、温育后，用PBS替换装置100的流动通道210、212和每个第一腔室206中的涂覆溶液。

Ⅱ.BBB模型获取阶段：

材料：

基于小鼠细胞(即MA细胞和MPBMEC)的BBB模型如下获得：

1、根据常规细胞培养方案制备2×10⁶细胞/mL的4800μL MA-细胞。

2、将MA-细胞置于冰上。

3、MA-细胞加载通过以下进行：

a、从第一腔室206中去除所有PBS，

b、用μL 100内皮细胞培养基替换流动通道210、212中的PBS，

c、将50μL MA-细胞悬浮液以2×10⁶细胞/mL吸取到第一腔室206中，

d、将装置100在37℃、5％ CO₂下孵育1小时(静止，不在摇摆平台上)，

e、每隔10分钟检查壁214是否没有变干(如果需要，可以向第一腔室206中添加新鲜培养基以保持壁214潮湿)。

4、按照常规细胞培养方案制备2×10⁶细胞/mL的4800μL MPBMEC。

5、将MPBMEC再次置于冰上。

6、通过将50μL MPBMEC悬浮液以2×10⁶细胞/mL注入到板102的流动通道210、212中来替换细胞培养基(在步骤3e中加入装置中)。

7、将板102手动摇动几次以确保细胞融合一致。

8、将板102倒置，并在37℃，5％ CO₂下温育1小时(静止，不在摇摆平台上)。

9、在板102中每个流动通道的一侧将100μL MPBMEC加入到培养基容器中。

10、将15μL MPBMEC在板102中每个流动通道的一侧加入到培养基容器中。

11、将板102置于37℃、5％ CO₂的摇摆平台上。

基于人细胞(即HA-细胞和HPBMEC)的BBB模型可以以相同的方式获得(在上述步骤1-11中，只需要分别用“HA”和“HPBMEC”代替“MA”和“MPBMEC”)。

因此，将MA引入第一腔室206中并在壁214的顶端表面上生长单层，同时MPBMEC通过第二腔室208灌注并沉积在壁214的基底侧上。

随后，用抗CD31、胶质细胞原纤维酸性蛋白(GFAP)、肌动蛋白和DAPI(其是结合显示细胞核的DNA的小分子)的抗体免疫组织化学处理细胞。

图9A和9B示出了使用装置100的BBB模型的共焦图像。更具体地，图9A示出了壁214的基底表面，MPBMEC在其上培养。粘附物连接标记CD31(用作MPBMEC的细胞类型特异性标记)和肌动蛋白表达已经示出了强表达并示出了完整的细胞连接。图9B示出了壁214的顶端表面(从第一腔室206的侧面)，在其上培养MAs。图9B示出了GFAP(用作小鼠脑星形胶质细胞的细胞类型特异性标记)和肌动蛋白表达。

尽管本文描述了本公开的示例性实施方式，但是应当注意，在不脱离由所附权利要求限定的法律保护范围的情况下，可以对本公开的实施方式进行任何各种改变和修改。在所附权利要求中，词语“包括”不排除其他元件、步骤或操作，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

Claims (26)

1.一种细胞培养装置(100)，包括：

一个或多个细胞培养模块(106，400)，所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块包括：

-至少两个培养基容器(202，204；502，504)，每个所述培养基容器具有顶部和底部，所述顶部具有用于培养基的入口(216，220；516，520)，并且所述底部具有用于所述培养基的出口(218，222；518，522)；

-第一腔室(206，506)，其布置在所述至少两个培养基容器(202，204；502，504)之间，使得所述第一腔室和所述至少两个培养基容器在第一方向上彼此对齐；

-第二腔室(208，508)，其布置在所述第一腔室(206，506)下方并且在第二方向上与所述第一腔室对齐，所述第二方向相对于所述第一方向具有大于0度但90度或更小的角度，所述第二腔室具有底部，该底部具有至少两个侧孔；

-壁(214，514)，其由壁材料制成，所述壁布置在所述第一腔室(206，506)和所述第二腔室(208，508)之间；以及

-至少两个流动通道(210，212；510，512)，所述至少两个流动通道中的每一个配置成使细胞培养基从中通过，并且所述至少两个流动通道(210，212；510，512)中的每一个将所述至少两个培养基容器(202，204；502，504)之一的底部的所述出口(218，222；518，522)连接至所述第二腔室(208，508)的底部的所述至少两个侧孔之一，

其中，所述第二腔室的底壁(209，509)由弹性底壁材料制成，所述弹性底壁材料配置为响应于施加在所述第二腔室的所述底壁的底侧(230，530)上的力而在第三方向上变形，所述第三方向与所述第二方向相反，和/或所述壁(214)的所述壁材料是弹性壁材料，所述弹性壁材料配置为响应于施加在所述壁(214，514)的第一腔室侧(231，531)上的力而在所述第二方向上变形。

2.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其中，所述装置包括多个彼此相邻排布的细胞培养模块。

3.根据前述权利要求中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述细胞培养模块还包括一个或多个突起(280)，所述突起在所述壁的顶端侧(231，531)或基底侧(233，533)上附接至所述壁并从所述壁突出，或者所述突起附接至所述第二腔室的底壁的上侧(232，532)并从该上侧突出。

4.根据前述权利要求中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述第二腔室还包括一个或多个生物材料生长装置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述壁包括形成于其中的一个或多个通孔(240)，并且所述壁设置在所述第一腔室和所述第二腔室之间，使得所述第一腔室和所述第二腔室经由所述一个或多个通孔彼此流动连通。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述第二腔室的底部由弹性底部材料制成，所述弹性底部材料配置成响应于施加在所述第二腔室的底壁的底侧上的力而在所述第三方向上变形，所述第三方向与所述第二方向相反；所述第一腔室包括至少两个隔室和至少一个隔室壁(260)，其中所述至少两个隔室包括第一隔室(251)和第二隔室(252)，其中所述至少一个隔室壁布置在所述第一隔室和所述第二隔室之间，使得所述第一隔室和所述第二隔室彼此流动连通；并且所述壁(214)包括形成在其中的一个或多个通孔，并且所述壁(214)布置在所述第一腔室和所述第二腔室之间，使得所述第一腔室和所述第二腔室经由所述一个或多个通孔彼此流动连通。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述壁的壁材料为弹性壁材料，所述弹性壁材料配置为响应于施加在所述壁的第一腔室侧上的力而在所述第二方向上变形。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述第二腔室的底壁由弹性底壁材料制成，所述弹性底壁材料配置为响应于施加在所述第二腔室的底壁的底侧上的力而在第三方向上变形，所述第三方向与所述第二方向相反。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块的所述第二腔室包括至少一个涂层，所述涂层由涂层材料制成，所述至少一个涂层设置在所述第二腔室的内表面上，如果所述壁包括形成于其中的一个或多个通孔，则所述至少一个涂层设置在所述第二腔室的内表面上，使得所述壁的所述一个或多个通孔保持开放。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块的所述壁包括至少一个涂层，所述涂层由涂层材料制成，所述至少一个涂层设置在所述壁上，如果所述壁包括形成于其中的一个或多个通孔，则所述至少一个涂层设置在所述壁上，使得所述壁的所述一个或多个通孔保持开放，其中，所述至少一个涂层的所述涂层材料基于待生长在所述壁上的至少一种类型的细胞选择。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块的所述第一腔室被实施为无底中空管。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块的所述第一腔室被实施为具有弯曲或成角度的底部的中空管，所述弯曲或成角度的底部具有至少一个第一腔室腔(524)和形成在所述至少一个第一腔室腔的每一个中的至少一个第一腔室孔，并且其中所述第二腔室(508)的底壁由弹性底壁材料制成，所述弹性底壁材料配置成响应于施加在所述第二腔室的底壁的底侧上的力而在第三方向上变形，所述第三方向与所述第二方向相反。

13.根据权利要求12所述的细胞培养装置，其中，所述弯曲或成角度的底部从外部涂覆有细胞粘附增强层，使得所述至少一个第一腔室腔的所述至少一个第一腔室孔保持开放，所述细胞粘附增强层由亲水性材料制成。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块的所述第二腔室的高度落在选自50-350μm的范围内。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的每一个都被实施为中空管。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述一个或多个细胞培养模块中的至少一个细胞培养模块还包括至少两个电极，其中所述至少两个电极中的每一个独立地布置在所述第一腔室、所述第二腔室中、所述至少两个培养基容器中的一个或多个中、或所述壁中、或其任何组合中。

17.根据权利要求1-16中任一项所述的细胞培养装置，其中，所述壁的一个或多个通孔的平均孔径在0.2μm至200μm的范围内。

18.一种细胞培养孵箱，包括：

权利要求1-17中任一项所述的细胞培养装置(100)；以及

移液站(702)，其配置成将所述培养基进料至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的每一个。

19.一种用于影响细胞培养的方法，所述方法包括：

(a)提供权利要求1-17中任一项所述的细胞培养装置，其中所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的每个第二腔室包括细胞培养物，所述细胞培养物包括第一类型细胞的多个细胞；

(b)施加一个或多个第一力

ⅰ)在所述第二腔室的底壁的底侧上的一个或多个第一位置上，使得所述第二腔室的底壁在所述第三方向上变形；和/或

ⅱ)在所述壁的第一腔室侧上的一个或多个第二位置上，使得所述壁在所述第二方向上变形，

从而从所述细胞培养物的所述第一类型细胞的所述多个细胞中除去至少一个细胞，并形成第一受影响的细胞培养物。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述方法进一步包括：

(c)将包括第二类型细胞的第二细胞培养基提供至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述至少两个培养基容器中的一个培养基容器；

(d)以第二预定流动时间段使所述第二培养基从所述至少两个培养基容器中的所述一个培养基容器经由所述第二腔室流动至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的其余培养基容器，所述第二预定流动时间段基于所述第二培养基选择；以及

(e)将所述细胞培养装置孵育第二预定孵育时间段，从而形成第一培养的受影响的细胞培养物，所述第二预定孵育时间段基于所述第一类型细胞和第二类型细胞选择。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，在(d)中，所述使所述第二细胞培养基流动是由流动驱动单元引起的。

22.根据权利要求19-21中任一项所述的方法，其中，所述第二类型细胞与所述第一类型细胞相同或不同，在(e)中，所述第二预定孵育时间段基于所述第一类型细胞和所述第二类型细胞选择。

23.根据权利要求19-22中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：

-施加一个或多个第二力

ⅰ)在所述第二腔室的底壁的底侧上的一个或多个第三位置上，使得所述第二腔室的底壁在所述第三方向上变形，所述一个或多个第三位置不同于所述一个或多个第一位置；和/或

ⅱ)在所述壁的第一腔室侧上的一个或多个第四位置上，使得所述壁在所述第二方向上变形，所述一个或多个第四位置不同于所述一个或多个第二位置，

从而从所述第一受影响的细胞培养物或从所述第一培养的受影响的细胞培养物中除去至少一个细胞，并形成第二受影响的细胞培养物或第二受影响的培养的细胞培养物；

-将包括第三类型细胞的第三细胞培养基提供至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述至少两个培养基容器中的一个培养基容器；

-以第三预定流动时间段使所述第三培养基从所述至少两个培养基容器中的所述一个培养基容器经由所述第二腔室流动至所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块中的所述至少两个培养基容器中的其余培养基容器，所述第三预定流动时间段基于所述第三培养基来选择；以及

-将所述细胞培养装置孵育第三预定孵育时间段，所述第三预定孵育时间段基于所述第一类型细胞和/或所述第三类型细胞选择。

24.根据权利要求19-23中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：

-经由所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述第一腔室朝向所述壁的第一腔室侧提供包括第四类型细胞的第四细胞培养基；以及

-将所述细胞培养装置孵育第四预定孵育时间段，所述第四预定孵育时间段基于所述第四类型细胞选择，

其中所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述壁包括形成于其中的一个或多个通孔，并且所述壁布置在所述第一腔室和所述第二腔室之间，使得所述第一腔室和所述第二腔室经由所述一个或多个通孔彼此流动连通，并且其中所述施加一个或多个力中的任一个是在所述第二腔室的底壁的底侧上的所述一个或多个第一位置和/或所述一个或多个第三位置上。

25.根据权利要求19-24中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：

-经由所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述第一腔室的第一隔室朝向所述壁的第一腔室侧提供包括第四类型细胞的第四细胞培养基；

-经由所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述第一腔室的第二隔室向所述壁的第一腔室侧提供包括第五类型细胞的第五细胞培养基；以及

-将所述细胞培养装置孵育第五预定孵育时间段，所述第五预定孵育时间段基于所述第四类型细胞和所述第五类型细胞选择，

其中所述一个或多个细胞培养模块中的每个细胞培养模块的所述壁包括形成于其中的一个或多个通孔，并且所述壁布置在所述第一腔室和所述第二腔室之间，使得所述第一腔室和所述第二腔室经由所述一个或多个通孔彼此流动连通，

其中所述第一腔室包括所述至少一个隔室壁，并且其中所述至少一个壁布置在所述第一隔室和所述第二隔室之间，使得所述第一隔室和所述第二隔室彼此流动连通，并且其中所述施加一个或多个力中的任一个是在所述第二腔室的底壁的底侧上的所述一个或多个第一位置和/或所述一个或多个第三位置上。

26.根据权利要求19-25中任一项所述的方法，其中，所述第一、第二、第三、第四和/或第五类细胞各自独立地选自星形胶质细胞、脑类器官、脑球状体、神经元细胞、内皮细胞、上皮细胞、肌肉骨骼细胞、诱导多能干细胞(IPSC)衍生或分化的细胞和肌肉细胞。