CN212102859U - 用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于细胞生物学技术领域，尤其涉及一种用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置。本实用新型，包括内部具有培养空腔的培养皿，还包括可相互配合的底座和密封盖，密封空腔位于底座与密封盖之间，所述培养皿位于密封空腔内且培养空腔与密封空腔相连通，所述密封盖上设有可打开或闭合的连通机构，所述连通机构一端与密封空腔相连通，另一端与外界相连通，连通机构位于培养空腔的上方。本实用新型利用底座与密封盖的相互配合形成一个较为密闭的空间，即密封空腔，添加培养液时也可通过连通机构添加，而不需要打开整个密封盖，使得在添加培养液时也具有较好密闭性，大大降低了培养基受到污染而影响培养结果的风险。

Description

用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置

技术领域

本实用新型属于细胞生物学技术领域，尤其涉及一种用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置。

背景技术

在骨科临床领域，因严重创伤、骨病和骨肿瘤等原因所造成较大的或形态不规则的骨缺损占有相当大的比重。至今常规的自体游离骨移植和带血供的骨瓣修复依然是骨缺损修复重建的金标准。但自体骨移植存在诸多缺点：1.供区采骨量有限，且会造成新的骨缺损；2.增加病人手术风险及痛苦，造成新的生理和心理创伤。异体骨移植包括同种异体骨移植和异种异体骨移植。虽然其材料来源广泛，但却有引发免疫排斥反应，传播疾病的危险。特别是针对各种腔隙性和空洞性骨缺损，现有的骨移植技术和材料很难满足个体化治疗的要求。

近年来通过组织工程学技术研发骨组织的替代移植材料逐渐成为研究热点。已有文献报道将具有成骨能力的种子细胞接种于支架材料上形成组织工程产品用于修复骨缺损取得良好效果，且该类产品的安全性越来越多的被证实。选择合适的种子细胞和生物支架材料是构建组织工程骨的两大关键要素。国内外大量研究主要报道了基于骨髓间充质干细胞BMSCs的各类组织工程骨材料。但骨髓组织随年龄增长逐渐减少，BMSCs的获取量也相应减少，且随年龄增长，BMSCs的增殖能力和成骨潜能显著下降。并且通过骨髓穿刺术所获取的BMSCs数量有限，成人骨髓平均10万个有核细胞中含有1个BMSCs，短时间内无法提供足够数量的种子细胞。而加大骨髓抽取量和频率则会增加机体创伤，并有一定的并发症。因此探寻一种既有成骨分化潜能，又能克服BMSCs内在缺陷的新型种子细胞具有重要的研究意义。

脂肪干细胞ADSCs是存在于脂肪组织中的成体干细胞。脂肪组织在人体分布广泛，来源充足，易于获取，抽取脂肪组织对病人损伤小，易于接受，有研究发现平均每350ml脂肪抽吸物可分离出1×108单个核细胞。由此可推测脂肪干细胞是理想的种子细胞来源。自2001年Zuk等报道脂肪组织内含有大量ADSCs，并且在特定条件下也具有向成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞分化的能力。而且随着年龄增长，细胞数目不减少，仍然保持多向分化的潜能。Jason在获取了人ADSCs和BMSCs后，分别采用外源性BMP-2以及携带BMP-2基因的腺病毒载体转染的方式分别对其进行成骨诱导，通过检测干预后两种细胞的碱性磷酸酶以及细胞外基质钙化情况，结果显示在两种诱导模式下ADSCs的成骨能力远优于BMSC。关于人ADSCs的骨组织工程应用研究也取得了初步进展。将人ADSCs与不同支架材料和细胞因子复合，移植于裸鼠皮下或肌袋间隙来检测异位成骨情况，获得较满意结果。对于骨缺损的修复，Yoon等将人ADSCs与PLGA支架复合，成功修复了裸鼠颅骨缺损。既往的研究已提示脂肪干细胞以其来源丰富，较易获取，一次取材可提取大量细胞，且创伤小，体外培养扩增稳定和较低的老化水平，诱导后体现出良好的成骨分化能力等优点，正成为骨组织工程领域优质的种子细胞。

现有技术中大都利用培养皿对细胞进行培养，培养皿由一个平面圆盘状的底和一个盖组成，在使用过程尤其是在添加培养液的时候，整个培养体系处于打开状态，容易受到污染而影响培养结果。

例如，中国实用新型专利公开了一种适用于干细胞球的细胞培养皿[申请号：201521016524.6]，该实用新型专利包括皿体、皿盖，所述皿体包括底部和顶部，所述皿体底部固定有若干个圆柱形的细胞培养孔，所述细胞培养孔的大小不一致，在所述皿体的顶部及所述细胞培养孔的外侧标有相应的数字标记。

该实用新型具有在加入细胞培养基后也能清楚看见数字标记，避免实验过程中不同试验样本之间发生混淆的优势，但仍未解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种添加培养液时也具有较好密闭性的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：

一种用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，包括内部具有培养空腔的培养皿，还包括可相互配合的底座和密封盖，密封空腔位于底座与密封盖之间，所述培养皿位于密封空腔内且培养空腔与密封空腔相连通，所述密封盖上设有可打开或闭合的连通机构，所述连通机构一端与密封空腔相连通，另一端与外界相连通，连通机构位于培养空腔的上方。

在上述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置中，所述连通机构包括设置在密封盖上并贯通密封盖的连通通道，所述连通通道与密封空腔及培养空腔均相连通，连通通道远离密封空腔的一端设有密封塞，所述密封塞位于连通通道内时，密封空腔与外界相隔离。

在上述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置中，所述底座包括一体成型的底座本体和安置壁，所述安置壁突出底座本体上表面，安置壁首尾相连呈环形围合形成安置槽，所述培养皿位于安置槽内，所述底座本体上表面具有向底座本体内部凹陷的密封凹槽，所述密封盖底端嵌合在密封凹槽内，所述密封凹槽位于安置壁外侧。

在上述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置中，所述底座本体和安置壁均由弹性材料制得，所述密封盖与密封凹槽过盈配合，所述密封凹槽首尾相连呈环形。

在上述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置中，所述安置壁上端表面具有若干个向安置壁内凹陷的限位槽，所述培养皿侧壁突出有若干个限位块，所述限位块与限位槽一一对应且限位块与限位槽的大小及形状均相适配。

在上述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置中，所述限位槽至少设有三个且沿安置壁的轴心线周向均匀分布。

在上述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置中，所述底座本体底面具有向底座本体内部凹陷的固定槽，固定吸盘位于固定槽内且与底座本体底面固定连接，底座本体底面贴合有一层海绵层，所述固定吸盘下端与海绵层底面相齐平。

在上述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置中，所述连通机构与培养空腔之间还设有可使培养液均匀加入至培养空腔内的分料盘，分料盘与密封盖内表面固定连接，所述分料盘一端与连通机构相连通，另一端与培养空腔相连通。

在上述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置中，所述分料盘包括若干个同心设置且通过连通管相连通的分料环，至少一个分料环通过进料管与连通机构相连通，每个分料环底部连通有若干个沿分料环的轴心线周向均匀分布出料管，所述出料管位于培养空腔的正上方。

在上述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置中，所述出料管内设有可打开或闭合出料管的微型电磁阀。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型利用底座与密封盖的相互配合形成一个较为密闭的空间，即密封空腔，添加培养液时也可通过连通机构添加，而不需要打开整个密封盖，使得在添加培养液时也具有较好密闭性，大大降低了培养基受到污染而影响培养结果的风险。

2、本实用新型可利用分料盘将培养液均匀加入至培养皿中，保证了细胞生长的均匀性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的剖视图；

图3是本实用新型的爆炸图；

图4是分料盘的结构示意图；

图中：培养空腔1、培养皿2、底座3、密封盖4、密封空腔5、连通机构6、分料盘7、限位块21、底座本体31、安置壁32、安置槽33、密封凹槽34、限位槽35、固定槽36、固定吸盘37、海绵层38、连通通道61、密封塞62、连通管71、分料环72、进料管73、出料管74。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

结合图1-3所示，一种用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，包括内部具有培养空腔1的培养皿2，还包括可相互配合的底座3和密封盖4，密封空腔5位于底座3与密封盖4之间，所述培养皿2位于密封空腔5内且培养空腔1与密封空腔5相连通，所述密封盖4上设有可打开或闭合的连通机构6，所述连通机构6一端与密封空腔5相连通，另一端与外界相连通，连通机构6位于培养空腔1的上方。

本实用新型，使用时，将培养皿2置于底座3上，盖合密封盖4，此时连通机构6处于闭合状态，需要添加培养液时，打开连通机构6将培养液通过连通机构6添加至培养空腔1内，故本实用新型利用底座3与密封盖4的相互配合形成一个较为密闭的空间，即密封空腔5，添加培养液时也可通过连通机构6添加，而不需要打开整个密封盖4，使得在添加培养液时也具有较好密闭性，大大降低了培养基受到污染而影响培养结果的风险。

具体的说，所述连通机构6包括设置在密封盖4上并贯通密封盖4的连通通道61，所述连通通道61与密封空腔5及培养空腔1均相连通，连通通道61远离密封空腔5的一端设有密封塞62，所述密封塞62位于连通通道61内时，密封空腔5与外界相隔离，需要添加培养液时则拔出密封塞62，密封塞62可以现有技术中常用的塞子，例如橡胶塞。

如图3所示，所述底座3包括一体成型的底座本体31和安置壁32，所述安置壁32突出底座本体31上表面，安置壁32首尾相连呈环形围合形成安置槽33，所述培养皿2位于安置槽33内，所述底座本体31上表面具有向底座本体31内部凹陷的密封凹槽34，所述密封盖4底端嵌合在密封凹槽34内，所述密封凹槽34位于安置壁32外侧，密封凹槽34设置在安置壁32外侧在与密封盖4相配合时才能使培养皿2位于密封空腔5内。

优选地，所述底座本体31和安置壁32均由弹性材料制得，例如可以是硅胶或者橡胶，这样可以缓冲使用时受到的冲击力，保证培养过程中培养皿2不会因受到外力冲击而倾翻或影响培养结果。

优选地，所述密封盖4与密封凹槽34过盈配合，所述密封凹槽34首尾相连呈环形，这样能提高密封盖4与底座3之间配合的紧密性，从而提高密封空腔5的密闭性。

如图3所示，所述安置壁32上端表面具有若干个向安置壁32内凹陷的限位槽35，所述培养皿2侧壁突出有若干个限位块21，所述限位块21与限位槽35一一对应且限位块21与限位槽35的大小及形状均相适配，限位块21与限位槽35的相互配合可使培养皿2与底座3在轴心线上周向固定，防止二者发生相对转动。

优选地，限位槽35与限位块21过盈配合，这样可以提高培养皿2与底座3之间配合的紧密性。

优选地，所述限位槽35至少设有三个且沿安置壁32的轴心线周向均匀分布，这样底座3可对培养皿2提供至少三个均匀分布的支撑力，保证培养皿2的稳定性。

结合图1-3所示，所述底座本体31底面具有向底座本体31内部凹陷的固定槽36，固定吸盘37位于固定槽36内且与底座本体31底面固定连接，固定吸盘37可在使用时将底座本体31吸附在试验台上，大大提高底座3的稳定性，底座本体31底面贴合有一层海绵层38，所述固定吸盘37下端与海绵层38底面相齐平，这样需要利用固定吸盘37吸附时可下压底座本体31使得海绵层38被压缩，从而使得固定吸盘37排出空气以吸附在实验台上，培养完成后，固定吸盘37下端与海绵层38底面相齐平则可保证底座3底面处于同一平面，保证底座3放置的稳定性。

结合图3和图4所示，所述连通机构6与培养空腔1之间还设有可使培养液均匀加入至培养空腔1内的分料盘7，分料盘7与密封盖4内表面固定连接，所述分料盘7一端与连通机构6相连通，另一端与培养空腔1相连通，加入培养液时，培养液经连通机构6加入，再通过分料盘7将培养液均匀加入至培养皿2中，从而保证了培养皿2中细胞生长的均匀性。

为提高分料盘7的稳定性和牢固性，可在分料盘7与培养皿2或安置壁32之间设置一个与分料盘7底部相贴合的支架(图中未画出)，防止分料盘7脱落。

具体的说，所述分料盘7包括若干个同心设置且通过连通管71相连通的分料环72，至少一个分料环72通过进料管73与连通机构6相连通，每个分料环72底部连通有若干个沿分料环72的轴心线周向均匀分布出料管74，所述出料管74位于培养空腔1的正上方。

使用时，先利用阀门将出料管74关闭，优选地，所述出料管74内设有可打开或闭合出料管74的微型电磁阀，利用微型电磁阀控制出料管74的启闭便于操作控制，关闭出料管74后通过进料管73添加培养液，培养液经过连通管71进入各个分料环72内，此时打开出料管74，培养液通过出料管74滴入至下方的培养皿2内，完成培养液的添加后，塞上密封塞62，以保证密封空腔5的密闭性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了培养空腔1、培养皿2、底座3、密封盖4、密封空腔5、连通机构6、分料盘7、限位块21、底座本体31、安置壁32、安置槽33、密封凹槽34、限位槽35、固定槽36、固定吸盘37、海绵层38、连通通道61、密封塞62、连通管71、分料环72、进料管73、出料管74等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，包括内部具有培养空腔(1)的培养皿(2)，其特征在于：还包括可相互配合的底座(3)和密封盖(4)，密封空腔(5)位于底座(3)与密封盖(4)之间，所述培养皿(2)位于密封空腔(5)内且培养空腔(1)与密封空腔(5)相连通，所述密封盖(4)上设有可打开或闭合的连通机构(6)，所述连通机构(6)一端与密封空腔(5)相连通，另一端与外界相连通，连通机构(6)位于培养空腔(1)的上方。

2.如权利要求1所述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，其特征在于：所述连通机构(6)包括设置在密封盖(4)上并贯通密封盖(4)的连通通道(61)，所述连通通道(61)与密封空腔(5)及培养空腔(1)均相连通，连通通道(61)远离密封空腔(5)的一端设有密封塞(62)，所述密封塞(62)位于连通通道(61)内时，密封空腔(5)与外界相隔离。

3.如权利要求1所述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，其特征在于：所述底座(3)包括一体成型的底座本体(31)和安置壁(32)，所述安置壁(32)突出底座本体(31)上表面，安置壁(32)首尾相连呈环形围合形成安置槽(33)，所述培养皿(2)位于安置槽(33)内，所述底座本体(31)上表面具有向底座本体(31)内部凹陷的密封凹槽(34)，所述密封盖(4)底端嵌合在密封凹槽(34)内，所述密封凹槽(34)位于安置壁(32)外侧。

4.如权利要求3所述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，其特征在于：所述底座本体(31)和安置壁(32)均由弹性材料制得，所述密封盖(4)与密封凹槽(34)过盈配合，所述密封凹槽(34)首尾相连呈环形。

5.如权利要求3所述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，其特征在于：所述安置壁(32)上端表面具有若干个向安置壁(32)内凹陷的限位槽(35)，所述培养皿(2)侧壁突出有若干个限位块(21)，所述限位块(21)与限位槽(35)一一对应且限位块(21)与限位槽(35)的大小及形状均相适配。

6.如权利要求5所述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，其特征在于：所述限位槽(35)至少设有三个且沿安置壁(32)的轴心线周向均匀分布。

7.如权利要求3所述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，其特征在于：所述底座本体(31)底面具有向底座本体(31)内部凹陷的固定槽(36)，固定吸盘(37)位于固定槽(36)内且与底座本体(31)底面固定连接，底座本体(31)底面贴合有一层海绵层(38)，所述固定吸盘(37)下端与海绵层(38)底面相齐平。

8.如权利要求1所述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，其特征在于：所述连通机构(6)与培养空腔(1)之间还设有可使培养液均匀加入至培养空腔(1)内的分料盘(7)，分料盘(7)与密封盖(4)内表面固定连接，所述分料盘(7)一端与连通机构(6)相连通，另一端与培养空腔(1)相连通。

9.如权利要求8所述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，其特征在于：所述分料盘(7)包括若干个同心设置且通过连通管(71)相连通的分料环(72)，至少一个分料环(72)通过进料管(73)与连通机构(6)相连通，每个分料环(72)底部连通有若干个沿分料环(72)的轴心线周向均匀分布出料管(74)，所述出料管(74)位于培养空腔(1)的正上方。

10.如权利要求9所述的用于骨缺损修复的自体脂肪干细胞培养装置，其特征在于：所述出料管(74)内设有可打开或闭合出料管(74)的微型电磁阀。

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