[发明专利]细胞组织熟化和运输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种系统和方法，用于在体外培养细胞、卵母细胞、胚胎、成熟卵子或其它细胞结构。本发明还涉及用于运输细胞、卵子、胚胎、卵母细胞或其它细胞结构或实体的装置。

背景技术

已知各种用于在体外使卵子成熟和培养胚胎的装置和方法。在标准规程中，这些过程用常规装置完成，这些常规装置是诸如用于处理卵子或胚胎的吸液管、和含有卵子或胚胎和成熟或培养基的陪替氏培养皿。卵子和胚胎通常在培养器中在受控温度和气体环境的条件下培养。它们可以单独或成组培养，特别对卵子而言，可以在其它细胞，例如卵丘细胞的存在下培养。熟化(maturing)或培养(culturing)通常在陪替氏培养皿中的培养基微滴中进行，培养基被惰性油覆盖，培养皿具有气体入口与培养器中的环境相通。在一些常规的熟化或培养过程中，卵子和胚胎包含于其中的培养基环境的体积是重要的——在一些方法中有证据表明如果若干卵子或胚胎同时存在于一个小体积的培养基中，熟化和培养更成功。这种自分泌效果被认为是由于第一个卵子或胚胎影响第二个的发展产生的痕量化学物质。然而，在特定情况下，其同样有利于追踪个体卵子或胚胎的一致性，而传统装置通常不能使胚胎或卵子保持分隔同时允许其间的化学物质交换。Vajta等人公开于WO 0 102539中的孔格中孔格(WOW)法使这些能实现，但是不能关闭孔格以防止胚胎离开，因此不适用于可运输的装置中。

培养基通常缓冲以防止pH变化；此缓冲液可以基于碳酸氢盐/CO₂，在此情况下外部气体环境中CO₂的分压是重要的，其可以全部或部分基于其它缓冲体系，如HEPES，在此情况下气体环境可以不很严密受控或在某些情况下完全不受控。在熟化或培养期间，培养基可以为标称的恒定成分，或可以改变为更新的相同标称成分的培养基，或改变培养基环境的新培养基使例如能够辅助和控制熟化或培养的过程。特别的，在培养胚胎的特定方法中，公知的有利的是初始在无血清培养基中培养胚胎，而后变为在含血清(通常为胎牛血清，FCS)的培养基中培养胚胎。在卵子熟化的情况下，公知的是熟化过程可以通过添加种于熟化培养基中或通过用新培养基替换原培养基的方法将其从中移去而受控。如果卵子或胚胎在熟化或培养过程期间被运输，例如从卵子获得的或胚胎产生的位置，和卵子可使用的或胚胎植入的第二位置，这可以是特别有利的。通常培养基通过用吸液器将卵子或胚胎从一个培养基移至另一个培养基来改变，例如在普通培养皿中从一个微滴移至另一个。这些使用简单装置但是有若干缺点：卵子和胚胎是脆弱的，并会被吸液器破坏；一定量的培养基必须从一个培养基环境移至另一个，特别在微滴的小体积时是重要的，这会使从旧培养基中以很低浓度起作用的物质移至新培养基成为可能，除非随后的洗涤步骤得到应用；转移过程缓慢，需要熟练人员；和转移不能远距离实施，因此不能在运输或离开完全装备的实验室装置下实施。

作为参考，在随后的说明书中，培养胚胎将作为装置功能和方法说明的一个实例。许多方法同样可以应用于卵子熟化和细胞或其它细胞组织(cellular entities)培养，对本领域的技术人员而言，如何做出这种应用将是显而易见的，通过适当选择不同大小的胚胎、卵子和细胞的尺度。因此术语熟化和培养，以及卵子和胚胎和细胞，在下面和全部作为对象方便提及之处可以替换应用。本发明应用于卵子熟化或胚胎培养之处的特性，这将会被注意。

已提出大量装置和方法来减轻传统工艺中这样和其它的问题。

Beebe等人在US 6 193 647，US 6 695 765中已提出一个大约胚胎大小的微通道体系，胚胎居于其中，通过沿通道的流动胚胎被带入位于微通道中的一个压缩通道中，流动使它们沿通道接触一个通道壁滚动。此装置达成胚胎培养基环境的精密控制，但是有缺点，其中，在相反方向其不配备抗培养基流动的胚胎的正位置的装置，这趋于将胚胎从压缩通道中移出；其不配备培养基与外界气体环境之间气体交换的现成装置，以及在追踪其一致性时不配备在个体位置上大量胚胎储存的现成装置——也就是，在US 6 193 647的装置和方法中胚胎可能从一个保留位置移到另一个保留位置，因此丢失关于其一致性的信息。使装置适用于运输的改变没有被公开，其中胚胎在重力或运动下移动的潜在问题将会发生。