CN214193294U - 一种体外细胞培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种体外细胞培养装置，包括底座、筒体以及封装体，所述底座的底面凹陷形成贯穿其厚度的沉孔，所述筒体固定在所述底座上且与所述沉孔连通；所述封装体设于所述底座的所述沉孔内，用于将薄膜材料膜封装于内部并固定到所述底座。本实用新型的体外细胞培养装置的底座镂空设置，通过将待测试或者待研究的目标材料封装在封装体内，并将该封装体固定至底座的底部作为培养容器的底部，使得目标材料不与液体直接接触，既可以避免薄膜材料移动，还保证了组织细胞生化实验的顺利进行，对于类似驻极体等带电薄膜用于细胞增殖和分化的研究具有独特的优势。

Description

一种体外细胞培养装置

技术领域

本实用新型涉及生物医学用实验器材技术领域，尤其涉及一种体外细胞培养装置。

背景技术

采用工程学、化学等方法干预神经细胞、骨细胞、皮肤细胞的生长与分化，是组织工程领域、神经工程领域等多个领域的发展方向。因此，将不同的材料用于细胞培养进行生物兼容性测试或者细胞分化、迁移、增殖等方面的研究也非常多。

现在主要生物材料与细胞或组织共培养，主要还是采用组织工程支架的方式，将细胞或者组织“种”在组织工程支架上，进行性能评价或者分化研究，部分则加工成膜材料固定在培养皿的底部进行实验。这些方法对于大部分可以直接浸入液体中的材料是可行的，但是对于一些带电材料，如，极化后的驻极体材料或者其他原因无法与液体环境直接接触的材料则存在局限性。

实用新型内容

鉴于现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种体外细胞培养装置，可以将无法在液体环境直接作用于细胞的薄膜材料应用于细胞实验，既可以避免薄膜材料移动，又可以用于细胞的培养，对于类似驻极体等带电薄膜用于细胞增殖和分化的研究具有独特的优势。

一种体外细胞培养装置，包括底座、筒体以及封装体，所述底座的底面凹陷形成贯穿其厚度的沉孔，所述筒体固定在所述底座上且与所述沉孔连通；所述封装体设于所述底座的所述沉孔内，用于将薄膜材料膜封装于内部并固定到所述底座。

作为其中一种实施方式，所述底座与所述筒体一体成型。

作为其中一种实施方式，所述封装体包括上层膜、底膜以及封装胶，所述上层膜设于所述底膜正上方，所述封装胶封装于所述上层膜、所述底膜之间的边缘，形成供所述薄膜材料膜容纳的封装空间。

作为其中一种实施方式，所述体外细胞培养装置还包括所述薄膜材料膜。

作为其中一种实施方式，所述薄膜材料膜为驻极体膜。

作为其中一种实施方式，所述上层膜、所述底膜均为三氟氯乙烯膜，所述上层膜的厚度为50μm，所述底膜的厚度为200μm。

作为其中一种实施方式，所述体外细胞培养装置还包括卡块，所述底座的内侧壁开设有截面呈T形的卡槽，所述卡块卡持于所述卡槽内，将所述封装体夹紧在所述沉孔的台阶面。

作为其中一种实施方式，所述体外细胞培养装置还包括盖子，所述盖子盖设于所述筒体上。

作为其中一种实施方式，所述沉孔的台阶面为斜面或弧面。

作为其中另一种实施方式，所述沉孔的台阶面为起伏的波浪形。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

本实用新型的体外细胞培养装置的底座镂空设置，通过将待测试或者待研究的目标材料封装在封装体内，并将该封装体固定至底座的底部作为培养容器的底部，使得目标材料不与液体直接接触，既可以避免薄膜材料移动，还保证了组织细胞生化实验的顺利进行，对于类似驻极体等带电薄膜用于细胞增殖和分化的研究具有独特的优势。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种体外细胞培养装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的一种体外细胞培养装置的底部结构透视图；

图3为本实用新型实施例的一种封装体的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的一种体外细胞培养装置的内部结构图。

具体实施方式

在本实用新型中，术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参阅图1和图3，本实用新型实施例提供了一种体外细胞培养装置，主要包括底座1、筒体2以及封装体3，底座1的底面凹陷，形成贯穿其厚度的沉孔(图未标)，筒体2固定在底座1上且与沉孔连通，筒体2、底座1构成细胞培养容器的周壁，而封装体3设于底座1的沉孔内，通过将薄膜材料膜F封装于内部并固定到底座1，从而作为细胞培养容器的基底用于细胞的培养，对于类似驻极体等带电薄膜用于细胞增殖和分化的研究具有独特的优势。

底座1与筒体2最好是一体成型，有利于减少缝隙，有利于实验操作。二者均使用生物兼容性好的PTFE(Polytetrafluoroethylene，即聚四氟乙烯)或者有机玻璃等材料进行3D打印一体加工成型。底座1的镂空的沉孔结构可以使得底座1可以方便地固定，同时，沉孔还可以兼容不同厚度的薄膜材料膜F的封装和容纳，薄膜材料膜F通过封装体3设于沉孔内，封装体3在底座1内的固定方式可以是粘贴或卡合。如图3所示，体外细胞培养装置可以包括卡块4，底座1的内侧壁开设有截面呈T形的卡槽11，卡块4卡持于卡槽11内，将封装体3夹紧在沉孔的台阶面100。卡槽11与卡块4过盈配合，卡块4可在外力作用下卡持于卡槽11内，从而将封装体3限制在底座1的底部。

薄膜材料膜F作为待测试或者待研究的目标材料，薄膜材料膜F封装于封装体3内，一方面类似PTFE这种生物性兼容好的材料很稳定，不会对实验产生干扰，且可以根据实验的需要设计不同尺寸和底部形状，灵活性更高，另一方面，对于一些无法直接和液体接触需要进行封装的材料，可以进行封装后(甚至改性后)再固定到底部，进行细胞实验，不会影响实验过程。

如图3所示，封装体3具体包括上层膜31、底膜32以及封装胶33，上层膜31设于底膜32正上方，封装胶33封装于上层膜31、底膜32之间的边缘，形成供薄膜材料膜F容纳的封装空间。

优选地，上层膜31、底膜32均为三氟氯乙烯膜(aclar膜)，底膜32的厚度大于上层膜31的厚度，其硬度相对较高，可以方便操作。例如，上层膜31的厚度为50μm，底膜32的厚度为200μm。底座1的外围是边长为20mm的正方形，底座1的上部的内表面与筒体2共面，例如是横截面为边长呈15mm的正方形，底座1、筒体2的总高度为15mm。

薄膜材料膜F被封装至封装体3内后，作为细胞培养容器的基底，因此，在某些实施方式中，体外细胞培养装置可以包括薄膜材料膜F，即作为待测试或者待研究的目标材料集成为体外细胞培养装置的一部分。

薄膜材料膜F为带电膜材料，由于其被封装体3封装，因此可以浸入水中并作为培养基底，进行组织细胞生化实验，薄膜材料膜F可以是例如驻极体膜。相对于传统的将膜材料固定在培养皿底面的方式，本实施例的体外细胞培养装置对于膜材料应用于细胞分化、兼容性测试的研究具有优势，薄膜材料膜F可以实现全材料覆盖，不会引起底面不平整，或者固定材料的属性对实验的干扰。

由于驻极体材料目前多以2D膜呈现，在进行高压驻极化后，其表面带有单一的电荷，正电或负电，从而具备静电效应。而电作用于细胞或组织以探索不同特征的“电”对细胞或组织的作用，一直也是是一个研究热点。但是驻极体静电虽然储电但是无法长期在液体环境甚至是自然环境中保持电荷的稳定性，所以在生物医学领域应用颇少，但是有研究证明驻极体静电效应可以有效地抑菌，可以增加皮肤组织间隙，运用自身电效应促进药物向体内扩散，因此在透皮给药领域有初步的尝试。

借助本结构，我们可以实现驻极体的静电效应稳定作用于细胞，用于科学研究。下面以Aclar驻极体膜的静电效应作用于细胞的研究作为案例，讲述本实用新型的技术方案的实现方式。

本体外细胞培养装置将直接以六孔板的孔作为盛放位置，这样可以直接运用类似细胞培养皿的成熟的空气流通和通透性，有利于细胞或组织体外培养。考虑方便取出、最大限度的利用空间，体外细胞培养装置的底座1的外围是边长为20mm的正方形，底座1的上部的内表面与筒体2内表面的横截面均为边长呈15mm的正方形，底座1、筒体2的总高度为15mm。

考虑到生化条件稳定性以及加工便利性，体外细胞培养装置的底座1、筒体2采用聚四氟氯乙烯直接一体成型加工，然后进行消毒灭菌备用。将50μm厚的aclar膜裁剪为边长15mm的正方形，采用不同电位的高压电晕进行极化，使之带不同的电量，形成薄膜材料膜F；然后分别采用消毒好的厚度为200μm的aclar膜作为底膜32，与极化层(薄膜材料膜F)一样厚度的aclar膜作为上层膜31，上层膜31相对薄一些，有利于驻极体的静电效应透过并作用于细胞；以三明治的结构将极化好的带电驻极体aclar膜置于两者之间，四周采用生物兼容性的胶进行封装，将整个封装好的驻极体样品(封装体3与薄膜材料膜F的组合体)置入超净台，紫外灭菌30min后，将样品放入无尘箱，静置24小时，待驻极体静电稳定后，对表面进行测试并记录相关数据；然后将体外细胞培养装置倒置，用硅胶均匀涂布在底座1的沉孔的台阶面100，将样品嵌入其中，用镊子或其他工具轻轻按压，以使得驻极体样品充分与粘附在体外细胞培养装置底面，最后静置12小时直至驻极体样品完全固定在体外细胞培养装置上。然后将小鼠的成纤维细胞以密度1*105/ml均匀接种到加工好的体外细胞培养装置内，然后将整个体外细胞培养装置置入到六孔板中，放入二氧化碳培养箱进行培养，3小时后在倒置显微镜下进行观察，观测在不同带电量的驻极体静电作用下细胞的贴壁情况，并采用cck8和elisa试剂盒对其进行定期检测aclar薄膜驻极化后，带有不同表面电位的驻极体膜对成纤维细胞的增殖和分化的影响。

本体外细胞培养装置直接以六孔板的孔作为盛放位置，可以减少因为盖子设计不当造成的气体交换不合理对实验造成影响，在其他实施方式中，体外细胞培养装置还可以包括盖子，盖子盖设于筒体2上。

考虑到有些生物实验需要考虑测试细胞对不同形状的面敏感程度，需要进行爬坡测试，在不同的面上细胞的生长状态可能有所不同，因此本实施例的沉孔的台阶面100还可以满足类似于坡度或者斜面设计，例如图4所示，台阶面100可以设计为斜面或弧面，或者，设计为起伏的波浪形。

可以理解，本申请对于底座1、筒体2的形状和尺寸并不进行限定，可以根据实验的需要个性化的改变，如二者内外表面均可以选自圆形、椭圆形、梯形等，且底座1的内外表面也不一定需要保持绝对一致，可以外圆内方，可以内圆外方，可以根据薄膜材料膜F的形状个性化设计。

综上所述，本实用新型的体外细胞培养装置的底座镂空设置，通过将待测试或者待研究的目标材料封装在封装体内，并将该封装体固定至底座的底部作为培养容器的底部，使得目标材料不与液体直接接触，既可以避免薄膜材料移动，还保证了组织细胞生化实验的顺利进行，对于类似驻极体等带电薄膜用于细胞增殖和分化的研究具有独特的优势。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种体外细胞培养装置，其特征在于，包括底座(1)、筒体(2)以及封装体(3)，所述底座(1)的底面凹陷形成贯穿其厚度的沉孔，所述筒体(2)固定在所述底座(1)上且与所述沉孔连通；所述封装体(3)设于所述底座(1)的所述沉孔内，用于将薄膜材料膜(F)封装于内部并固定到所述底座(1)。

2.根据权利要求1所述的体外细胞培养装置，其特征在于，所述底座(1)与所述筒体(2)一体成型。

3.根据权利要求1所述的体外细胞培养装置，其特征在于，所述封装体(3)包括上层膜(31)、底膜(32)以及封装胶(33)，所述上层膜(31)设于所述底膜(32)正上方，所述封装胶(33)封装于所述上层膜(31)、所述底膜(32)之间的边缘，形成供所述薄膜材料膜(F)容纳的封装空间。

4.根据权利要求3所述的体外细胞培养装置，其特征在于，还包括所述薄膜材料膜(F)。

5.根据权利要求4所述的体外细胞培养装置，其特征在于，所述薄膜材料膜(F)为驻极体膜。

6.根据权利要求3所述的体外细胞培养装置，其特征在于，所述上层膜(31)、所述底膜(32)均为三氟氯乙烯膜，所述上层膜(31)的厚度为50μm，所述底膜(32)的厚度为200μm。

7.根据权利要求1所述的体外细胞培养装置，其特征在于，还包括卡块(4)，所述底座(1)的内侧壁开设有截面呈T形的卡槽(11)，所述卡块(4)卡持于所述卡槽(11)内，将所述封装体(3)夹紧在所述沉孔的台阶面(100)。

8.根据权利要求1所述的体外细胞培养装置，其特征在于，还包括盖子，所述盖子盖设于所述筒体(2)上。

9.根据权利要求1～8任一所述的体外细胞培养装置，其特征在于，所述沉孔的台阶面(100)为斜面或弧面。

10.根据权利要求1～8任一所述的体外细胞培养装置，其特征在于，所述沉孔的台阶面(100)为起伏的波浪形。

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