CN216614710U - 一种三维细胞培养装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三维细胞培养装置，包括：培养仓，储液架，气体储藏室；所述储液架沿厚度方向开设有完全贯穿的若干滴液孔，所述滴液孔的入口呈敞口状，且所述滴液孔的内壁自入口端向出口方向形成逐渐向内收拢且呈环形凸起的曲面结构的孔道，所述滴液孔的出口端的外边缘涂有亲水涂层或疏水涂层；所述储液架的顶端设有密封盖板，所述密封盖板开设有若干与所述滴液孔数量相当的进气孔与进液孔，所述进气孔与所述进液孔均能够连通所述滴液孔，所述气体储藏室通过支管与所述进气孔构成气密性连接。本实用新型所揭示，通过气压控制从而在滴液孔的出口端形成悬滴，为细胞提供无需支架且更接近体内生长的生长环境。

Description

一种三维细胞培养装置

技术领域

本实用新型涉及细胞培养技术领域，更具体涉及一种三维细胞培养装置。

背景技术

3D类器官是一种让细胞形成微组织的体外培养技术，其形态和功能与生理状态下更加类似，自2009年由荷兰HansClevers实验室首先培养出小肠类器官的绒毛和隐窝结构以来，已广泛应用到各正常组织和肿瘤的体外长期培养。但目前通用的类器官培养方法需要添加支架介质将细胞包埋，如基底膜抽提物，培养成本较高，且来源于小鼠肉瘤，用于再生医学有一定安全风险，因此以滴细胞培养方法为主的3D细胞培养方法快速发展，但目前悬滴的形成多采用手工法，即先将细胞悬液滴在平板(如细胞培养皿的盖，由塑料或玻璃材料制成)上，然后小心反转，使液滴面向下，液滴借重力下垂，这种操作需要经验丰富否则反转过程中液滴会彼此融合。

此外，由于体外培养的细胞需要理想的气体环境，氧和二氧化碳是细胞生存必须的条件之一。氧参加细胞的三羧酸循环，产生能量以供给细胞生长、增殖和合成各种所需成分。有些细胞在低氧条件下，可借糖酵解取得能量，但多数细胞低氧时不能生存。CO²既是细胞的代谢产物，又是细胞生长所必需的成分，并与维持培养液的pH有关，一般要把细胞置于95％空气加5％二氧化碳的混合气体环境中。环境中，而采用悬滴法使细胞悬液直接悬空附着在孔下方，处于完全裸露状态，在培养或者转移过程中容易被污染，若直接在悬滴下方放置标准的96孔板，悬滴所处的空间几乎接近于密封盖合，使得细胞的生长环境容易出现低氧以及二氧化碳低于细胞生长所需的浓度要求，造成细胞生长速度慢，严重会出现细胞大范围损伤，为实验研究带来严重的损失。

有鉴于此，有必要对现有技术中三维细胞培养装置予以改进，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于公开一种三维细胞培养装置，无需翻转即可形成悬滴，为细胞提供无需支架更接近体内生长的生长环境。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种三维细胞培养装置，包括：培养仓，储液架，气体储藏室；所述储液架沿厚度方向开设有完全贯穿的若干滴液孔，所述滴液孔的入口呈敞口状，且所述滴液孔的内壁自入口端向出口方向形成逐渐向内收拢且呈环形凸起的曲面结构的孔道，所述滴液孔的出口端的外边缘涂有亲水涂层或疏水涂层；

所述储液架与所述气体储藏室均设置于所述培养仓的顶部，且所述气体储藏室位于所述储液架的后端，所述培养仓开设有供细胞生长的培养腔，所述储液架对所述培养腔形成密封结构，所述储液架的顶端设有密封盖板，所述密封盖板开设有若干与所述滴液孔数量相当的进气孔与进液孔，所述进气孔与所述进液孔均能够连通所述滴液孔，所述气体储藏室通过支管与所述进气孔构成气密性连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述进气孔与所述进液孔均偏离所述滴液孔的中线设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述支管上设有控制气阀。

作为本实用新型的进一步改进，所述培养仓的前端形成有坡面的观察口，所述观察口上架设有透明玻璃，通过所述观察口，能够观察到所述滴液孔的出口端处形成的悬滴。

作为本实用新型的进一步改进，所述培养仓的顶端边缘形成有凹槽，所述储液架的底端设有与所述凹槽构成活动插接的凸块。

作为本实用新型的进一步改进，所述培养腔内还设有收液板，所述收液板位于所述滴液孔的正下方处设有能够承接细胞液悬滴的储液腔。

作为本实用新型的进一步改进，所述储液腔呈半圆弧槽状，能够对培养完成的细胞进行收集。

作为本实用新型的进一步改进，所述气体储藏室能够向所述滴液孔内部提供95％空气加5％二氧化碳的混合气体。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)一种三维细胞培养装置，滴液孔的入口呈敞口状，且滴液孔的内壁自入口端向出口方向形成逐渐向内收拢且呈环形凸起的曲面结构的孔道，通过入口端的敞口状与出口端的收拢设置，利用滴液孔的内部张力变化，实现细胞液滴在出口端处形成悬滴，细胞在悬空的悬滴内生成更接近体内的生长环境，无需环境，无需要使用支架介质且无需经过反转使液滴面向下，降低了培养成本，避免了使用基底膜抽提物潜在的风险，同时提高了实验的重复性和可操作性，通过气体储藏室向滴液孔内部提供95％空气加5％二氧化碳的混合气体，一方面保证了滴液孔的孔道在靠近出口端处的细胞不会坏死，避免对悬滴内的细胞生长产生影响，另一方面，利用气体储藏室提供的气压，保证了悬滴在滴液孔的出口端处形成。

(2)储液架沿厚度方向开设有完全贯穿的若干滴液孔，9个并列排布的滴液孔，大大提高了细胞悬液的添加效率与实验效率，通过在滴液孔的出口端的外边缘涂有亲水涂层或疏水涂层，可防止加液坠滴并控制悬滴的形状或大小，同时能够避免细胞悬液在生长过程中互相影响。

(3)培养腔内存有气体储藏室提供的95％空气加5％二氧化碳的混合气体，为细胞悬液的生长提供了营养成分，提高了细胞的成活率，同时培养腔的密封结构，能够避免培养仓外部对实验数据的影响，保证了细胞生长过程中有充足的氧和二氧化碳。

附图说明

图1为一种三维细胞培养装置的立体透视示意图；

图2为一种三维细胞培养装置的右视透视示意图。

图中：1、培养仓；2、储液架；3、气体储藏室；4、密封盖板；10、观察口；20、滴液孔；41、进液孔；42、进气孔；43、支管。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型提供了一种三维细胞培养装置。

下面请参图1与图2所示出的本实用新型一种三维细胞培养装置的一种具体实施方式。

参图1所示，在本实施例中，一种三维细胞培养装置，包括：培养仓1，储液架2，气体储藏室3；储液架2沿厚度方向开设有完全贯穿的若干滴液孔20，滴液孔20的入口呈敞口状，且滴液孔20的内壁自入口端向出口方向形成逐渐向内收拢且呈环形凸起的曲面结构的孔道，滴液孔20的出口端的外边缘涂有亲水涂层或疏水涂层；储液架2与气体储藏室3均设置于培养仓1的顶部，且气体储藏室3位于储液架2的后端，培养仓1开设有供细胞生长的培养腔，储液架2对培养腔形成密封结构，储液架2的顶端设有密封盖板4，密封盖板4开设有若干与滴液孔20数量相当的进气孔42与进液孔41，进气孔42与进液孔41均能够连通滴液孔20，气体储藏室3通过支管43与进气孔42构成气密性连接。进气孔42与进液孔41均偏离滴液孔20的中线设置。支管43上设有控制气阀。培养仓1的前端形成有坡面的观察口10，观察口10上架设有透明玻璃，通过观察口10，能够观察到滴液孔20的出口端处形成的悬滴。培养仓1的顶端边缘形成有凹槽，储液架2的底端设有与凹槽构成活动插接的凸块。培养腔内还设有收液板，收液板位于滴液孔20的正下方处设有能够承接细胞液悬滴的储液腔。储液腔呈半圆弧槽状，能够对培养完成的细胞进行收集。气体储藏室3能够向滴液孔20内部提供95％空气加5％二氧化碳的混合气体。

参图2所示，需要注意的是，一种三维细胞培养装置，滴液孔20的入口呈敞口状，且滴液孔20的内壁自入口端向出口方向形成逐渐向内收拢且呈环形凸起的曲面结构的孔道，通过入口端的敞口状与出口端的收拢设置，利用滴液孔20的内部张力变化，实现细胞液滴在出口端处形成悬滴，细胞在悬空的悬滴内生成更接近体内的生长环境，无需环境，无需要使用支架介质且无需经过反转使液滴面向下，降低了培养成本，避免了使用基底膜抽提物潜在的风险，同时提高了实验的重复性和可操作性，通过气体储藏室3向滴液孔20内部提供95％空气加5％二氧化碳的混合气体，一方面保证了滴液孔20的孔道在靠近出口端处的细胞不会坏死，避免对悬滴内的细胞生长产生影响，另一方面，利用气体储藏室3提供的气压，保证了悬滴在滴液孔20的出口端处形成。

具体的，储液架2沿厚度方向开设有完全贯穿的若干滴液孔20，9个并列排布的滴液孔20，大大提高了细胞悬液的添加效率与实验效率，通过在滴液孔20的出口端的外边缘涂有亲水涂层或疏水涂层，可防止加液坠滴并控制悬滴的形状或大小，同时能够避免细胞悬液在生长过程中互相影响。培养腔内存有气体储藏室3提供的95％空气加5％二氧化碳的混合气体，为细胞悬液的生长提供了营养成分，提高了细胞的成活率，同时培养腔的密封结构，能够避免培养仓1外部对实验数据的影响，保证了细胞生长过程中有充足的氧和二氧化碳。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种三维细胞培养装置，其特征在于，包括：培养仓，储液架，气体储藏室；所述储液架沿厚度方向开设有完全贯穿的若干滴液孔，所述滴液孔的入口呈敞口状，且所述滴液孔的内壁自入口端向出口方向形成逐渐向内收拢且呈环形凸起的曲面结构的孔道，所述滴液孔的出口端的外边缘涂有亲水涂层或疏水涂层；

所述储液架与所述气体储藏室均设置于所述培养仓的顶部，且所述气体储藏室位于所述储液架的后端，所述培养仓开设有供细胞生长的培养腔，所述储液架对所述培养腔形成密封结构，所述储液架的顶端设有密封盖板，所述密封盖板开设有若干与所述滴液孔数量相当的进气孔与进液孔，所述进气孔与所述进液孔均能够连通所述滴液孔，所述气体储藏室通过支管与所述进气孔构成气密性连接。

2.根据权利要求1所述的一种三维细胞培养装置，其特征在于：所述进气孔与所述进液孔均偏离所述滴液孔的中线设置。

3.根据权利要求1所述的一种三维细胞培养装置，其特征在于：所述支管上设有控制气阀。

4.根据权利要求1所述的一种三维细胞培养装置，其特征在于：所述培养仓的前端形成有坡面的观察口，所述观察口上架设有透明玻璃，通过所述观察口，能够观察到所述滴液孔的出口端处形成的悬滴。

5.根据权利要求1所述的一种三维细胞培养装置，其特征在于：所述培养仓的顶端边缘形成有凹槽，所述储液架的底端设有与所述凹槽构成活动插接的凸块。

6.根据权利要求1所述的一种三维细胞培养装置，其特征在于：所述培养腔内还设有收液板，所述收液板位于所述滴液孔的正下方处设有能够承接细胞液悬滴的储液腔。

7.根据权利要求6所述的一种三维细胞培养装置，其特征在于：所述储液腔呈半圆弧槽状，能够对培养完成的细胞进行收集。

8.根据权利要求1所述的一种三维细胞培养装置，其特征在于：所述气体储藏室能够向所述滴液孔内部提供95％空气加5％二氧化碳的混合气体。

Images