CN202401057U - 组织工程化血管支架材料细胞种植装置 - Google Patents

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张传森
韩长杰
杨向群
张喜
孙爱军
徐赤宇
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Abstract

本实用新型涉及生物医学工程领域器材产品。本实用新型的目的在于提供一种专门适用于在组织工程化血管支架材料上种植平滑肌细胞的装置。本实用新型的细胞种植器改革传统的从支架材料管腔内种植平滑肌细胞的方法，主要由细胞种植管(1)、细胞悬液容纳筒(4)和三通管(5)组成，利用真空吸引的作用将平滑肌细胞从官(管)腔外壁较均匀的种植平滑肌细于在内膜下，种植的细胞密度较均匀；使用该产品种植平滑肌细胞对支架材料内膜层结构破坏较小，可对种植平滑肌细胞的数量有量化的控制；使用该产品种植平滑肌的过程是在(近似)无菌的细胞悬液筒中进行，减少了支架材料与外界接触的机会，减少构建组织工程化血管的污染率。本产品所采用的材料是临床上使用的医疗材料，安全系数高，对细胞和构建的组织工程化血管无毒无害。

Description

组织工程化血管支架材料细胞种植装置
技术领域
本实用新型涉及生物医学工程领域的生物器材，具体涉及一种适用于在组织工程化血管支架材料上种植平滑肌细胞的种植装置。
背景技术
组织工程化血管的种子细胞主要包括平滑肌细胞和内皮细胞，其中平滑肌细胞不仅可以分泌细胞细胞外基质该善支架材料的结构和力学性能，还能分泌一些生长因子调控内皮细胞的生物活性。成为近年来干细胞和组织工程研究的热点。
将平滑肌细胞均匀的种植在支架材料的内膜下层是成功构建组织工程化血管的关键，目前采用的平滑肌细胞种植方法有从管腔内多点注射，加压灌注(温昱，党瑞山，张传森等，MAPC/EPC性组织工程化静脉瓣，第二军医大学博士论文，2008.4.21)、旋转(Roh，J.D.，Nelson，G.N.，Brennan，M.P.，Mirensky，T.L.，Yi，T.，Hazlett，T.F.，Tellides，G.，Sinusas，A.J.，Pober，J.S.，Saltzman，W.M.，Kyriakides，T.R.，and Breuer，C.K.Small-diameter biodegradablescaffolds for functional vascular tissue engineering in the mouse model.Biomaterials 29，1454，2008)、离心(Shimizu，K.，Ito，A.，Arinobe，M.，Murase，Y.，Iwata，Y.，Narita，Y.，Kagami，H.，Ueda，M.，and Honda，H.Effective  cell-seedingtechnique using magnetite nanoparticles and magnetic force onto decellularizedblood vessels for vascular tissue engineering.J Biosci Bioeng 103，472，2007)和磁力(Badylak SF，Valentin JE，Ravindra AK，McCabe GP，Stewart-Akers AM.Macrophage phenotype as a determinant of biologic scaffold remodeling.TissueEng Part A 2008；14(11)：1835-42.)等方法从支架材料的管腔内种植平滑肌细胞，但上述方法都不能达到将平滑肌细胞均匀的种植在内膜层下的理想状态，并且上述方法会一定程度的破坏内膜的结构，影响内皮细胞的内皮化过程(Gilbert TW，Sellaro TL，Badylak SF.Decellularization of tissues andorgans.Biomaterials 2006；27(19)：3675-83)。因此，不能有效的将平滑肌细胞种植到支架材料上成为制约组织工程和再生医学发展的瓶颈。
目前尚未见专门适用于在组织工程化血管支架材料上种植平滑肌细胞的种植装置的报道。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种专门适用于在组织工程化血管支架材料上种植平滑肌细胞的种植装置。
本实用新型提供了一种组织工程化血管支架材料细胞种植装置，其结构具体如下：
本实用新型的细胞种植装置包括细胞种植管、细胞悬液容纳筒和三通管，细胞种植管是前端钝圆的空心管，其前2至3cm管周设有致密小孔，细胞种植管后端管周无孔，穿过细胞悬液容纳筒封闭帽后，转为细长真空吸引管，可连接真空吸引装置如注射器等，细长管道可增加真空吸引的力度；细胞悬液容纳筒中间容纳细胞种植管，前端可与三通管连接，后端有种植管穿过的细胞悬液容纳筒封闭帽；三通管的一个端口与细胞悬液容纳筒连接，另外两个端口分别是带有过滤网的通气管和带封闭帽的细胞悬液注入管，三管的中央有控制三个端口开放的阀门。
本实用新型使用时，将组织工程血管支架材料套在带有致密小孔的细胞种植管道前端，连接好平滑肌细胞种植器的各部件，当各个端口关闭时，细胞悬液容纳筒是个密闭的腔隙；打开三通管的细胞悬液注入管，将平滑肌细胞悬液注入细胞悬液容纳筒后，打开三通管的通气管，此时仅有带空气过滤网的通气管与外界相通，细胞悬液容纳筒内近似无菌的环境；平滑肌细胞种植器工作时，注射器产生的真空吸引作用通过致密小孔将含有少量细胞的培养液吸到注射器，大量的平滑肌细胞残留外膜，中膜层，而且根据吸出液体的量可以大体估计出种植细胞的总量。
因各种血管支架材料的管径和长度不同，本技术领域的技术人员可以根据血管支架材料的不同的管径或长度，制作、选择不同规格的细胞种植装置；本技术领域的技术人员可以根据平滑肌细胞种植密度的稀疏或均匀程度，将致密小孔的分布进一步精确化。
通过本装置种植的平滑肌细胞，能较均匀的分布在支架材料的外膜和中膜，在细胞种植过程中，对血管支架材料内膜影响小，达到了种植平滑肌细胞的理想状态；平滑肌细胞种植过程是在近似于无菌状态的细胞悬液筒内进行，减少了支架材料、细胞与外界接触的机会，降低了支架材料和细胞污染的概率；本实用新型采用了临床医用材料，无毒无害不影响细胞的活性，安全性系数高；本实用新型体积小，操作简单，易于在无菌操作台内使用；本实用新型成本低，功能强，应用前景广，有望将来产业化生产。
附图说明
图1是本实用新型组织工程化血管支架材料细胞种植装置的结构示意图
图2是本实用新型组织工程化血管支架材料细胞种植装置的使用状态示意图
其中：细胞种植管1；种植管前端致密小孔2；真空吸引管3；细胞悬液容纳筒4；三通管5；带有过滤网的通气管6；细胞悬液注入管7；三通管阀门8；封闭帽9和10；过滤网11；细胞悬液筒封闭帽12；支架材料13；注射器14。
具体实施方式
下面结合本实用新型的实施例和附图对本实用新型的实施作详细说明，以下实施例是在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1本实用新型组织工程化血管支架材料细胞种植装置
一种组织工程化血管支架材料细胞种植装置，其结构如图1所示：
细胞种植管1的管前端钝圆，设有3厘米的致密小孔2；细胞种植管1的管后端连接有真空吸引管3；细胞种植管1外套有细胞悬液容纳筒4；细胞悬液筒容纳筒4的前端连接一个三通管5；三通管5的另两端是带有过滤网11的通气管6和细胞悬液注入管7；三通管5各端的开闭由三通管阀门8控制。
细胞悬液容纳筒4可由带孔的细胞悬液封闭帽12封闭，细胞种植管1内置于细胞悬液容纳筒4内并穿过封闭帽12中间的孔，与真空吸引管3紧密连接。
真空吸引管3用封闭帽9封闭；细胞悬液注入管7用封闭帽10封闭。
实施例2本实用新型组织工程化血管支架材料细胞种植装置的使用方法
本实用新型组织工程化血管支架材料细胞种植装置的使用如图2所示，A、取出无菌包装袋中的组织工程化血管支架材料细胞种植装置，以下简称“种植器”。
B、分离种植器的细胞悬液筒容纳筒4和细胞种植管1，将支架材料13套在细胞种植管1的管前端，即有种植管前端致密小孔2的部位。连接好细胞悬液容纳筒4和12.
C、将三通管5一端的细胞悬液注入管7的阀门8打开，去掉封闭帽10，连接上注射器，将备好的平滑肌细胞悬液注入细胞悬液容纳筒4，然后关闭该端口的阀门8。此时种植器内部是个密闭腔隙。
D、调整阀门8，打开带有过滤网的通气管6端口，去掉封闭帽9，真空吸引管3连接上注射器14，启动真空吸引装置，真空吸引管的吸引力会透过致密小孔将细胞悬液中的平滑肌细胞吸附到支架材料13中。
E、根据先前细胞悬液计数以及注射器中洗出的液体的量大体估计出平滑肌细胞种植的量，达到所需的量后，分离细胞培养筒和真空吸引管，轻轻取下种植了平滑肌细胞的支架材料，放入培养皿中加入培养液，置培养箱中继续培养。

Claims (3)

1.一种组织工程化血管支架材料细胞种植装置，其特征在于该细胞种植器包括细胞种植管(1)、细胞悬液容纳筒(4)和三通管(5)，细胞种植管是前端钝圆的空心管，其前2至3cm管周设有致密小孔(2)，细胞种植管后端管周无孔，穿过细胞悬液容纳筒封闭帽(12)后，转为细长的真空吸引管(3)；细胞悬液容纳筒中间容纳细胞种植管，前端与三通管连接，后端有细胞种植管穿过的细胞悬液容纳筒封闭帽；三通管的一个端口与细胞悬液容纳筒连接，另外两个端口分别是带有过滤网的通气管(6)和细胞悬液注入管(7)，三通管的中央有控制三个端口开放的阀门(8)。
2.根据权利要求1所述的一种组织工程化血管支架材料细胞种植装置，其特征在于真空吸引管(3)用封闭帽(9)封闭；细胞悬液注入管(7)用封闭帽(10)封闭。
3.根据权利要求1或2所述的一种组织工程化血管支架材料细胞种植装置，其特征在于真空吸引管(3)连接真空吸引装置。
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