CN211921592U - 一种三维肺癌细胞培养器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种三维肺癌细胞培养器，包括内培养器和外培养器，所述内培养器的形状与肺的形状相同，外培养器为柱状结构的容器，内培养器外部设有挂钩，内培养器放置于外培养器内并悬挂在外培养器壁上，内培养器的下部为渗透支持膜且与外培养器的底部有间隙，外培养器的底部设有排液口，排液口上设有排液盖。本实用新型采用内培养器作为培养基体，模拟了人体肺部形状，同时考虑了肿瘤细胞的营养供应、代谢废物排除、血管及血管内皮细胞的因素，接近于体内肿瘤的生长环境，使研究更接近临床实际。

Description

一种三维肺癌细胞培养器

技术领域

本实用新型涉及细胞培养技术领域，特别涉及一种仿真三维肺癌细胞培养器。

背景技术

肺癌是发病率和死亡率增长最快，对人群健康和生命威胁最大的恶性肿瘤之一。人体内的肿瘤组织包括肿瘤细胞、间质细胞、血管和细胞外基质共同组成的细胞群体，而间质细胞又包括纤维细胞，炎症和免疫等细胞。肿瘤细胞生长的微环境对肿瘤的生长产生重要影响。传统的细胞培养技术是将肿瘤细胞种植于盛有细胞培养液的器皿中培养，采用这种传统的细胞培养技术，肿瘤细胞或悬浮于培养液中，或附贴于培养皿壁上，没有形成和体内肿瘤相似的三维结构，没有更贴切于体内肿瘤的环境。

随后发展起来的肺癌三维细胞培养，是将肺癌细胞或肿瘤组织消化后的碎片与细胞外基质混和，再放置于细胞培养液中进行培养。这种细胞培养技术能使肺癌细胞在体外培养时形成胶原和细胞凝胶从而构建三维立体结构。仿照体内肿瘤组织构建体外三维培养机制，相比于传统的二维细胞培养方式，培养方式更接近于肿瘤微环境，从而真实的反应体内肿瘤的发生、发展过程，为实验提供真实可信的结果，使得更贴切的观察细胞在体内的生存以及药物的治疗。所以应用此种三维细胞培养技术来检测筛选肺癌细胞或其他抗肿瘤药物的效果或检测不同肿瘤对抗肿瘤药物敏感性，在与动物体内实验的符合率方面比传统细胞培养有所提高。但这些三维细胞培养技术有限，还没有涉及到肿瘤细胞营养供应、代谢废物排除、血管及血管内皮细胞的因素，所以与体内肿瘤还是有很大的差别。

如果能在体外三维细胞培养模型中加入肿瘤细胞营养供应、代谢废物排除、血管及血管内皮细胞的因素进一步使肿瘤细胞生理环境大幅度地接近体内环境，将会为新型抗肿瘤药物的筛选研发和肿瘤细胞药敏试验提供一个全新的技术解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种三维肺癌细胞培养器，实现高度接近模拟体内肿瘤在肺部的生理环境。

本实用新型的技术方案为：一种三维肺癌细胞培养器，包括内培养器和外培养器，所述内培养器的形状与肺的形状相同，外培养器为柱状结构的容器，内培养器外部设有挂钩，内培养器放置于外培养器内并悬挂在外培养器壁上，内培养器的下部为渗透支持膜且与外培养器的底部有间隙，外培养器的底部设有排液口，排液口上设有排液盖。

所述内培养器和外培养器采用细胞培养的有机材料制成。

所述渗透支持膜为用于细胞培养的有机材料制成，渗透支持膜上设有密集的小孔用于培养液或其它成分通过，小孔直径远小于细胞直径。

所述外培养器的横截面为矩形或圆形。

所述内培养器中从下往上依次装有血管内皮细胞、肺癌细胞、间质细胞、血管内皮细胞和细胞培养液。

所述外培养器中装有肺部肿瘤细胞代谢后的培养液。

所述有机材料选用聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺或聚氯乙烯。

在上述仿真三维细胞培养器中，新鲜的细胞培养液或含有药物的新鲜的细胞培养液透过血管内皮细胞层进入细胞外间质接触肿瘤细胞，向肿瘤细胞提供营养成分或药物，这一过程模拟人体内动脉血液透过毛细血管壁细胞层进入细胞外间质的过程；细胞排出代谢废物透过血管内皮细胞层排走，这一过程模拟人体内代谢后的组织间液透过毛细血管壁细胞层进入血管变成静脉血。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型采用内培养器作为培养基体，模拟了人体肺部形状，同时考虑了肿瘤细胞的营养供应、代谢废物排除、血管及血管内皮细胞的因素，接近于体内肿瘤的生长环境，使研究更接近临床实际。

附图说明

图1为三维肺癌细胞培养器的结构示意图。

图2为内培养器的结构示意图。

图3为外培养器的结构示意图。

其中，图中所示，1为细胞培养液、2为外培养器、3为间质细胞、4为肺癌细胞、5为血管内皮细胞、6为渗透支持膜、7为内培养器、8为肺癌细胞代谢后的培养液、9为排液口、10为排液盖、11为挂钩。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实施例一种三维肺癌细胞培养器，如图1-3所示，包括内培养器7和外培养器2，所述内培养器为与肺形状相同的无底中空结构，内培养器上方有进料口，外培养器为矩形柱状结构，内培养器外部设有挂钩11，内培养器放置于外培养器内并悬挂在外培养器壁上，内培养器的底部为渗透支持膜6且与外培养器的底部有间隙，外培养器的底部设有排液口9，排液口上设有排液盖10。内培养器采用模拟肺部形状的结构来模拟适合癌细胞的生存环境，渗透支持膜位于内培养器底部支撑血管内皮细胞，类似于细胞生活在肺部系统内。内培养器和外培养器采用细胞培养的有机材料制成，如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺或聚氯乙烯。渗透支持膜采用用于细胞培养的有机材料制成，可采用市面上购买的细胞过滤膜，渗透支持膜上设有密集的小孔用于培养液或其它成分通过，小孔直径远小于细胞直径，细胞培养液中的有机和无机分子可以通过小孔，实现营养供给交换，血管内皮细胞不会通过并且能在膜上形成血管内皮细胞层。

内培养器中从下往上依次装有血管内皮细胞5、肺癌细胞4、间质细胞3、血管内皮细胞5和细胞培养液1，肺癌细胞和间质细胞之间有细胞外基质。肺癌细胞和各种间质细胞可从肿瘤组织中分离得到或从市售细胞株购得；细胞外基质可从小鼠肉瘤中提取或由市售购得；肺癌细胞、间质细胞以及细胞外基质混合形成半固态的混合体。新鲜的细胞培养液倒入内培养器里面的半固态的混合体的上方腔室，培养液由于重力作用通过血管内皮细胞层渗入半固态混合体的内部接触肺癌细胞及间质细胞，各种细胞的代谢废物通过血管内皮细胞层渗入下方的外培养器，外培养器中装有肺癌细胞代谢后的培养液8。

首先将血管内皮细胞接种于内培养器的渗透支持膜上，形成下层血管内皮细胞层，肿瘤细胞、间质细胞和细胞外基质混合后放置于血管内皮细胞上，形成半固态的凝胶状的混合体，在凝胶状的混合体上方再接种血管内皮细胞，形成上层血管内皮细胞层，放入新鲜的细胞培养液或含有药物的新鲜的细胞培养液，为细胞组织提供营养，随后将内培养器置于外培养器中。根据培养时间的长短，决定加入培养液的量。短时间培养时，可一次性加入培养液。长时间培养时，内培养器上方可设置自动加液装置，外培养器的排液口可设置自动排液装置。在上述仿真三维细胞培养器中，新鲜的细胞培养液或含有药物的新鲜的细胞培养液透过血管内皮细胞层进入细胞外间质接触肿瘤细胞，向肿瘤细胞提供营养成分或药物，这一过程模拟人体内动脉血液透过毛细血管壁细胞层进入细胞外间质的过程；细胞排出代谢废物透过血管内皮细胞层排走，这一过程模拟人体内代谢后的组织间液透过毛细血管壁细胞层进入血管变成静脉血。本实施例的仿真三维细胞培养器可用于肺抗肿瘤药物的体外筛选或肿瘤细胞体外药敏实验中。

如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (7)

1.一种三维肺癌细胞培养器，其特征在于，包括内培养器和外培养器，所述内培养器的形状与肺的形状相同，外培养器为柱状结构的容器，内培养器外部设有挂钩，内培养器放置于外培养器内并悬挂在外培养器壁上，内培养器的下部为渗透支持膜且与外培养器的底部有间隙，外培养器的底部设有排液口，排液口上设有排液盖。

2.根据权利要求1所述一种三维肺癌细胞培养器，其特征在于，所述内培养器和外培养器采用细胞培养的有机材料制成。

3.根据权利要求1所述一种三维肺癌细胞培养器，其特征在于，所述渗透支持膜为用于细胞培养的有机材料制成，渗透支持膜上设有密集的小孔用于培养液或其它成分通过，小孔直径远小于细胞直径。

4.根据权利要求1所述一种三维肺癌细胞培养器，其特征在于，所述外培养器的横截面为矩形或圆形。

5.根据权利要求1所述一种三维肺癌细胞培养器，其特征在于，所述内培养器中从下往上依次装有血管内皮细胞、肺癌细胞、间质细胞、血管内皮细胞和细胞培养液。

6.根据权利要求1所述一种三维肺癌细胞培养器，其特征在于，所述外培养器中装有肺部肿瘤细胞代谢后的培养液。

7.根据权利要求2所述一种三维肺癌细胞培养器，其特征在于，所述有机材料选用聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺或聚氯乙烯。

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