TWM647074U - 三維培養裝置及生物培養器具 - Google Patents

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TWM647074U
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黃忠諤
郭旭崧
張懋中
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新原生細胞製備股份有限公司
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Abstract

本創作公開一種三維培養裝置及生物培養器具。所述生物培養器具用於容納一培養液並包含一容器、一蓋體、及安裝於所述蓋體的一驅動機構。所述容器包含間配設置的多個容置井，其各具有一過濾型底結構及相連於所述過濾型底結構的一環形牆。每個所述環形牆定義一培養空間，用以容納所述培養液與至少一個生物微粒。所述蓋體包含一連通部及連通於所述連通部的多個插入管。每個所述插入管插設於一個所述容置井、以通過相所述過濾型底結構而連通於所述培養空間。所述驅動機構能用來通過所述蓋體，以控制每個所述培養空間內的所述培養液的體積。

Description

三維培養裝置及生物培養器具
本創作涉及一種培養器具，尤其涉及一種三維培養裝置及生物培養器具。
現有生物培養器具是通過在多個腔室之內各自容納培養液，以於每個所述腔室內的所述培養液內進行生物微粒培養。其中，多個所述腔室內的所述培養液的體積是以氣壓方式進行控制，但基於空氣具有可壓縮的特性，因而導致多個所述腔室內的所述培養液控制產生不穩定，不利於所述生物微粒的培養。
於是，本創作人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種合理且有效改善上述缺陷的本創作。
本創作實施例在於提供一種三維培養裝置及生物培養器具，其能有效地改善現有生物培養器具所可能產生的缺陷。
本創作實施例公開三維培養裝置，其用於培養多個生物微粒，所述三維培養裝置包括：多個容置井，各具有一過濾型底結構、及相連於所述過濾型底結構的一環形牆；其中，每個所述容置井的所述環形牆包圍定義有一培養空間，用以容納至少一個所述生物微粒；一蓋體，包含有一連通部、及相連於所述連通部的多個插入管，並且多個所述插入管能通過所述連通部而彼此相互連通；其中，多個所述插入管分別插設於多個所述容置井的所述培養空間，並且每個所述插入管能通過相對應所述容置井的所述過濾型底結構、而連通於相對應的所述培養空間；一培養液，充填於多個所述容置井的所述培養空間、及所述蓋體的所述連通部與多個所述插入管之內，以使位於每個所述培養空間內的至少一個所述生物微粒沉浸於所述培養液之中；以及一驅動機構，安裝於所述蓋體，並且所述驅動機構能用來驅使所述蓋體內的所述培養液，以使所述培養液流入或流出每個所述培養空間，以控制每個所述培養空間內的所述培養液的體積。
本創作實施例也公開一種生物培養器具，其用於容納一培養液、並使多個生物微粒沉浸於所述培養液之中進行培養，所述生物培養器具包括：一容器，包含有彼此相連且間配設置的多個容置井，並且每個所述容置井具有一過濾型底結構、及相連於所述過濾型底結構的一環形牆；其中，每個所述容置井的所述環形牆包圍定義有一培養空間，用以容納所述培養液與至少一個所述生物微粒；一蓋體，包含有一連通部、及相連於所述連通部的多個插入管，並且多個所述插入管能通過所述連通部而彼此相互連通；其中，多個所述插入管分別插設於多個所述容置井的所述培養空間，並且每個所述插入管能通過相對應所述容置井的所述過濾型底結構、而連通於相對應的所述培養空間；以及一驅動機構，安裝於所述蓋體，並且所述驅動機構能用來通過所述蓋體，以控制每個所述培養空間內的所述培養液的體積。
本創作實施例另公開一種三維培養裝置，其用於培養多個生物微粒，所述三維培養裝置包括：一容器，包含有彼此相連且間配設置的多個容置井，並且每個所述容置井具有一底結構、及相連於所述底結構的一環形牆；其中，每個所述容置井的所述環形牆包圍定義有一培養空間，用以容納至少一個所述生物微粒；一蓋體，包含有一連通部、及相連於所述連通部的多個插入管，並且多個所述插入管能通過所述連通部而彼此相互連通；其中，每個所述插入管形成有多個過濾孔，並且多個所述插入管分別插設於多個所述容置井的所述培養空間，每個所述插入管能通過多個所述過濾孔、而連通於相對應的所述培養空間；一培養液，充填於多個所述容置井的所述培養空間之內，以使位於每個所述培養空間內的至少一個所述生物微粒沉浸於所述培養液之中；以及一驅動機構，安裝於所述蓋體，並且所述驅動機構能用來驅使所述蓋體內的流體介質，以使所述培養液流入或流出每個所述培養空間，以控制每個所述培養空間內的所述培養液的體積。
綜上所述，本創作實施例所公開的三維培養裝置及生物培養器具，其通過多個所述容置井與所述蓋體之間的結構配置（如：所述培養空間連通於所述連通部及多個所述插入管，以利於充填所述培養液），以使得每個所述容置井之內的所述培養液體積可以通過液壓方式被穩定控制，進而利於多個所述生物微粒的培養。
為能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本創作，而非對本創作的保護範圍作任何的限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本創作所公開有關“三維培養裝置及生物培養器具”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本創作的優點與效果。本創作可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作的構思下進行各種修改與變更。另外，本創作的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本創作的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本創作的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[實施例一]
請參閱圖1至圖8所示，其為本創作的實施例一。如圖1至圖4所示，本實施例公開一種三維培養裝置100，其用於培養多個生物微粒P。其中，所述三維培養裝置100於本實施例中包含有一容器1、安裝於所述容器1的一蓋體2、充填於所述容器1與所述蓋體2內的一培養液3、及安裝於所述蓋體2的一驅動機構4，但本創作不以此為限。
換個角度來說，所述容器1、所述蓋體2、及所述驅動機構4於本實施例中可共同稱為一生物培養器具100a，用於容納所述培養液3、並使多個所述生物微粒P沉浸於所述培養液3之中進行培養。需額外說明的是，所述三維培養裝置100於本實施例中雖是以所述生物培養器具100a搭配於所述培養液3來進行說明，但本創作不以此為限。舉例來說，在本創作未繪示的其他實施例中，所述生物培養器具100a也可以單獨地被應用（如：販賣）或搭配其他構件使用。
於本實施例中，如圖3至圖5所示，所述容器1包含有一載體11、及連接於所述載體11的一支架12，並且所述載體11與所述支架12共同形成有彼此相連且間配設置的多個容置井13。需額外說明的是，所述容器1（如：所述載體11與所述支架12）可以是一半導體晶片或一基板，據以利於形成適於培養多個所述生物微粒P的尺寸與構造，但所述容器1的具體構造和類型可以依據需求而加以調整變化（如：圖4所示的所述載體11與所述支架12為一體成形的構造；或者，圖6所示的所述支架12是形成於所述載體11之上），本創作在此不加以限制。
更詳細地說，所述載體11呈板狀，並且所述載體11於其頂面形成有彼此相連且間隔設置的多個過濾型底結構111。所述支架12形成有彼此間隔設置的多個環形牆121、及連接多個所述環形牆121（且遠離所述載體11）的一頂端面122。其中，每個所述過濾型底結構111及其所相連的所述環形牆121共同定義為一個所述容置井13，並且多個所述容置井13的構造於本實施例中大致相同，所以下述主要是以其中一個所述容置井13的構造來說明，但本創作不受限於此。舉例來說，在本創作未繪示的其他實施例中，多個所述容置井13的構造也可以略有差異。
進一步地說，所述容置井13的所述環形牆121包圍定義有一培養空間S，用以容納至少一個所述生物微粒P（與所述培養液3）。其中，所述過濾型底結構111包含有一基底1112及相連於所述基底1112的多個直立臂1111，並且多個所述直立臂1111彼此間隔配置，而相鄰的任兩個所述直立臂1111之間的間隙G小於至少一個所述生物微粒P的粒徑，但本創作不受限於此。舉例來說，在本創作未繪示的其他實施例中，所述過濾型底結構111也可以採用多個所述直立臂1111以外的過濾構造。
於本實施例中，所述間隙G較佳是不大於2微米（μm），並且多個所述直立臂1111可以依據需求而以規則排列（如：矩陣狀排列）或是不規則排列（如：隨機排列）配置。其中，多個所述直立臂1111分佈於所述基底1112的密度較佳是能夠使所述過濾型底結構111不會產生足以供所述生物微粒P自由移動或穿過的空隙。
再者，多個所述直立臂1111具有介於5微米～15微米之間的一平均高度H。也就是說，多個所述直立臂1111之間可以有些許的高度落差，以使其末端共同構成高低起伏的培養環境。其中，每個所述直立臂1111較佳是具有彈性且其所述末端呈非尖銳狀，據以使任一個所述直立臂1111接觸於所述生物微粒P時能產生擺動，進而避免對所述生物微粒P產生傷害，但本創作不受限於此。
所述蓋體2的構型對應於所述容器1，並且所述蓋體2包含有一連通部21、相連於所述連通部21的多個插入管22、及相連於所述連通部21的一外接管23。於本實施例中，所述連通部21呈板狀且具有位於相反側的一底側211與一頂側212，並且多個所述插入管22相連於所述連通部21的所述底側211，而所述外接管23相連於所述連通部21的所述頂側212，但本創作不受限於此。舉例來說，在本創作未繪示的其他實施例中，所述蓋體2的所述外接管23可以被省略或以其他構件取代。
再者，多個所述插入管22能通過所述連通部21而彼此相互連通，並且所述外接管23通過所述連通部21而與每個所述插入管22相互連通；也就是說，所述蓋體2於本實施例中可以是一空心狀構造，但本創作不以此為限。舉例來說，在本創作未繪示的其他實施例中，所述蓋體2也可以在所述連通部21之內形成有能夠連通多個所述插入管22與所述外接管23的一通道。
進一步地說，所述蓋體2可拆卸地安裝於所述容器1，並且多個所述插入管22分別插設於多個所述容置井13的所述培養空間S（如：每個所述容置井13內可以插設有至少一個所述插入管22），並且每個所述插入管22能通過相對應所述容置井13的所述過濾型底結構111、而連通於相對應的所述培養空間S。
再者，所述蓋體2於本實施例中能封閉每個所述容置井13（如：所述蓋體2通過所述連通部21抵靠於所述頂端面122以封閉多個所述容置井13），以使每個所述容置井13的所述培養空間S僅連通於相對應的所述插入管22。也就是說，所述蓋體2（或多個所述插入管22）僅能通過所述容器1的多個所述過濾型底結構111而連通於多個所述培養空間S。
所述培養液3充填於多個所述容置井13的所述培養空間S、及所述蓋體2之內（如：所述連通部21、多個所述插入管22、及所述外接管23）之內，以使位於每個所述培養空間S內的至少一個所述生物微粒P沉浸於所述培養液3之中。於本實施例中，基於多個所述容置井13皆被所述蓋體2所封閉，所以每個所述培養空間S內的空氣將保持定量。
再者，所述培養液3於本實施例中能通過所述蓋體2及多個所述容置井13的所述過濾型底結構111、而於多個所述培養空間S之間流動，以使得分別位於多個所述培養空間S的多個所述生物微粒P能通過所述培養液3而彼此傳遞生物信號，據以有效地提升多個所述生物微粒P的存活率（survival rate）。
所述驅動機構4於本實施例中是以一壓電（piezoelectric）微控制元件來說明，並且所述驅動機構4安裝於所述蓋體2的所述外接管23，但本創作不以此為限。舉例來說，於本創作未繪示的其他實施例中，所述蓋體2可以省略所述外接管23，而所述驅動機構4則是安裝於所述蓋體2的所述連通部21。
據此，所述驅動機構4能用來通過所述蓋體2，以控制每個所述培養空間S內的所述培養液3的體積。進一步地說，如圖7和圖8所示，所述驅動機構4能用來驅使所述蓋體2內的所述培養液3，以使所述培養液3流入或流出每個所述培養空間S，以控制每個所述培養空間S內的所述培養液3的體積（或液面高度）。其中，多個所述培養空間S內的所述培養液3於本實施例中較佳是具有相同的液面高度，但本創作不以此為限。
綜上所述，本實施例所公開的所述三維培養裝置100（或所述生物培養器具100a），其通過多個所述容置井13與所述蓋體2之間的結構配置（如：所述培養空間S連通於所述連通部21及多個所述插入管22，以利於充填所述培養液3），以使得每個所述容置井13之內的所述培養液3體積可以通過液壓方式被穩定控制，進而利於多個所述生物微粒P的培養。
[實施例二]
請參閱圖9所示，其為本創作的實施例二。由於本實施例類似於上述實施例一，所以兩個實施例的相同處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一的差異大致說明如下：
於本實施例中，多個所述插入管22的至少其中一個可以於其管口221以外的部位（如：側管壁）形成有多個過濾孔222。再者，於形成有多個所述過濾孔222的至少一個所述插入管22之中，其能通過多個所述過濾孔222、而連通於相對應的所述培養空間S，並且多個所述過濾孔222鄰近於相對應的所述過濾型底結構111且沉浸於所述培養液3之中。
也就是說，所述蓋體2（或多個所述插入管22）於本實施例中可以通過多個所述過濾型底結構111與多個所述過濾孔222而連通於多個所述培養空間S。再者，多個所述過濾孔222較佳是具有小於1微米的一平均孔徑，但本創作不以此為限。
[實施例三]
請參閱圖10和圖11所示，其為本創作的實施例三。由於本實施例類似於上述實施例一，所以兩個實施例的相同處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一的差異大致說明如下：
於本實施例中，所述三維培養裝置100的每個所述容置井13具有一底結構112、及相連於所述底結構112的一環形牆121。其中，所述底結構112不具備過濾功能，而所述環形牆121則是如同實施例一所載。
再者，所述蓋體2的每個所述插入管22於管口221以外的部位（如：側管壁）形成有多個過濾孔222，以使得每個所述插入管22能通過多個所述過濾孔222、而連通於相對應的所述培養空間S。也就是說，所述蓋體2（或多個所述插入管22）於本實施例中僅能通過多個所述過濾孔222而連通於多個所述培養空間S。
進一步地說，每個所述插入管22的多個所述過濾孔222鄰近於相對應的所述底結構112且沉浸於所述培養液3之中，並且每個所述插入管22的多個所述過濾孔222具有小於1微米的一平均孔徑。據此，所述驅動機構4能用來驅使所述蓋體2內的所述培養液3，以使所述培養液3流入或流出每個所述培養空間S，以控制每個所述培養空間S內的所述培養液3的體積，進而利於多個所述生物微粒P的培養。
此外，為使所述培養液3能夠順暢地流動穿過每個所述插入管22的多個所述過濾孔222，每個所述插入管22的所述管口221較佳是呈封閉狀；例如：所述插入管22的末端頂抵於所述底結構112、進而封閉所述管口221；或者，所述插入管22形成封閉所述管口221的構造。
[本創作實施例的技術效果]
綜上所述，本創作實施例所公開的三維培養裝置及生物培養器具，其通過多個所述容置井與所述蓋體之間的結構配置（如：所述培養空間連通於所述連通部及多個所述插入管，以利於充填所述培養液），以使得每個所述容置井之內的所述培養液體積可以通過液壓方式被穩定控制，進而利於多個所述生物微粒的培養。
進一步地說，本創作實施例所公開的三維培養裝置及生物培養器具，其基於所述培養空間連通於所述連通部及多個所述插入管，且共同填滿所述培養液，所以分別位於多個所述培養空間的多個所述生物微粒能夠通過所述培養液來彼此傳遞生物信號，據以有效地提升多個所述生物微粒的存活率。
以上所公開的內容僅為本創作的優選可行實施例，並非因此侷限本創作的專利範圍，所以凡是運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的專利範圍內。
100:三維培養裝置 1:容器 11:載體 111:過濾型底結構 1111:直立臂 1112:基底 112:底結構 12:支架 121:環形牆 122:頂端面 13:容置井 2:蓋體 21:連通部 211:底側 212:頂側 22:插入管 221:管口 222:過濾孔 23:外接管 3:培養液 4:驅動機構 100a:生物培養器具 S:培養空間 P:生物微粒 G:間隙 H:平均高度
圖1為本創作實施例一的三維培養裝置的立體示意圖。
圖2為圖1省略培養液後的分解示意圖。
圖3為圖1的俯視示意圖。
圖4為圖1的剖視示意圖。
圖5為圖4的區域V的放大示意圖。
圖6為本創作實施例一的三維培養裝置另一態樣的剖視示意圖。
圖7為圖4的運作示意圖（一）。
圖8為圖4的運作示意圖（二）。
圖9為本創作實施例二的三維培養裝置的立體示意圖。
圖10為本創作實施例三的三維培養裝置的立體示意圖。
圖11為圖10的區域XI的放大示意圖。
100:三維培養裝置
1:容器
11:載體
111:過濾型底結構
1111:直立臂
1112:基底
12:支架
121:環形牆
122:頂端面
13:容置井
2:蓋體
21:連通部
211:底側
212:頂側
22:插入管
221:管口
23:外接管
3:培養液
4:驅動機構
100a:生物培養器具
S:培養空間
P:生物微粒

Claims (10)

  1. 一種三維培養裝置，其用於培養多個生物微粒，所述三維培養裝置包括：多個容置井，各具有一過濾型底結構、及相連於所述過濾型底結構的一環形牆；其中，每個所述容置井的所述環形牆包圍定義有一培養空間，用以容納至少一個所述生物微粒；一蓋體，包含有一連通部、及相連於所述連通部的多個插入管，並且多個所述插入管能通過所述連通部而彼此相互連通；其中，多個所述插入管分別插設於多個所述容置井的所述培養空間，並且每個所述插入管能通過相對應所述容置井的所述過濾型底結構、而連通於相對應的所述培養空間；一培養液，充填於多個所述容置井的所述培養空間、及所述蓋體的所述連通部與多個所述插入管之內，以使位於每個所述培養空間內的至少一個所述生物微粒沉浸於所述培養液之中；以及一驅動機構，安裝於所述蓋體，並且所述驅動機構能用來驅使所述蓋體內的所述培養液，以使所述培養液流入或流出每個所述培養空間，以控制每個所述培養空間內的所述培養液的體積。
  2. 如請求項1所述的三維培養裝置，其中，所述培養液能通過所述蓋體及多個所述容置井的所述過濾型底結構、而於多個所述培養空間之間流動，以使得分別位於多個所述培養空間的多個所述生物微粒能通過所述培養液而彼此傳遞生物信號。
  3. 如請求項1所述的三維培養裝置，其中，於每個所述容置井之中，所述過濾型底結構包含有一基底及相連於所述基底的多個直立臂，並且多個所述直立臂彼此間隔配置，而相鄰的任兩個所述直立臂之間的間隙小於至少一個所述生物微粒的粒徑；其中，所述間隙不大於2微米(μm)，並且多個所述直立臂具有介於5微米~15微米之間的一平均高度。
  4. 如請求項3所述的三維培養裝置，其中，所述三維培養裝置包含有：一載體，呈板狀且形成有彼此相連且間隔設置的多個所述過濾型底結構；及一支架，連接於所述載體以共同形成有多個所述容置井，並且所述支架形成有彼此間隔設置的多個環形牆；其中，所述支架具有連接多個所述環形牆的一頂端面，並且所述蓋體通過所述連通部抵靠於所述頂端面以封閉多個所述容置井。
  5. 如請求項4所述的三維培養裝置，其中，所述載體與所述支架進一步限定為一半導體晶片，並且所述驅動機構為一壓電(piezoelectric)微控制元件。
  6. 如請求項1所述的三維培養裝置，其中，所述連通部呈板狀且具有位於相反側的一底側與一頂側，並且多個所述插入管相連於所述連通部的所述底側；其中，所述蓋體具有相連於所述頂側的一外接管，並且所述外接管通過所述連通部而與每個所述插入管相互連通，所述驅動機構安裝於所述外接 管。
  7. 如請求項1所述的三維培養裝置，其中，至少一個所述插入管形成有多個過濾孔，並且至少一個所述插入管的多個所述過濾孔鄰近於相對應的所述過濾型底結構且沉浸於所述培養液之中，至少一個所述插入管能通過多個所述過濾孔而連通於相對應的所述培養空間；其中，至少一個所述插入管的多個所述過濾孔具有小於1微米的一平均孔徑。
  8. 一種生物培養器具，其用於容納一培養液、並使多個生物微粒沉浸於所述培養液之中進行培養，所述生物培養器具包括：一容器，包含有彼此相連且間配設置的多個容置井，並且每個所述容置井具有一過濾型底結構、及相連於所述過濾型底結構的一環形牆；其中，每個所述容置井的所述環形牆包圍定義有一培養空間，用以容納所述培養液與至少一個所述生物微粒；一蓋體，包含有一連通部、及相連於所述連通部的多個插入管，並且多個所述插入管能通過所述連通部而彼此相互連通；其中，多個所述插入管分別插設於多個所述容置井的所述培養空間，並且每個所述插入管能通過相對應所述容置井的所述過濾型底結構、而連通於相對應的所述培養空間；以及一驅動機構，安裝於所述蓋體，並且所述驅動機構能用來通過所述蓋體，以控制每個所述培養空間內的所述培養液的體積。
  9. 如請求項8所述的生物培養器具，其中，所述容器包含有：一載體，呈板狀且形成有彼此相連且間隔設置的多個所述過濾型底結構；及一支架，連接於所述載體以共同形成有多個所述容置井，並且所述支架形成有彼此間隔設置的多個環形牆、及連接多個所述環形牆的一頂端面；其中，所述蓋體通過所述連通部抵靠於所述頂端面以封閉多個所述容置井；其中，於每個所述容置井之中，所述過濾型底結構包含有多個直立臂，並且多個所述直立臂彼此間隔配置，而相鄰的任兩個所述直立臂之間的間隙小於至少一個所述生物微粒的粒徑。
  10. 一種三維培養裝置，其用於培養多個生物微粒，所述三維培養裝置包括：一容器，包含有彼此相連且間配設置的多個容置井，並且每個所述容置井具有一底結構、及相連於所述底結構的一環形牆；其中，每個所述容置井的所述環形牆包圍定義有一培養空間，用以容納至少一個所述生物微粒；一蓋體，包含有一連通部、及相連於所述連通部的多個插入管，並且多個所述插入管能通過所述連通部而彼此相互連通；其中，每個所述插入管形成有多個過濾孔，並且多個所述插入管分別插設於多個所述容置井的所述培養空間，每個所述插入管能通過多個所述過濾孔、而連通於相對應的所述培養空間；一培養液，充填於多個所述容置井的所述培養空間之內，以使位於每個所述培養空間內的至少一個所述生物微粒沉浸 於所述培養液之中；以及一驅動機構，安裝於所述蓋體，並且所述驅動機構能用來驅使所述蓋體內的流體介質，以使所述培養液流入或流出每個所述培養空間，以控制每個所述培養空間內的所述培養液的體積。
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