[发明专利]管腔状基质的细胞接种装置、接种腔及接种方法

说明书

技术领域

本发明涉及细胞培养、组织工程领域，更具体地涉及一种可旋转的能够对管腔状基质进行均匀细胞接种的接种装置、接种腔及接种方法。

背景技术

用组织工程方法体外构建组织植入物是将体外培养的高浓度种子细胞，接种于天然或人工合成的组织工程支架上，在体外培养后，再移植到体内，以替代病损的组织。构建动脉血管、食管、气管等具有管腔的组织，细胞在管状三维支架上均匀接种是工程化组织构建的第一个关键环节，细胞的均匀接种有助于细胞之间、细胞与细胞基质之间建立联系，增加细胞在支架上的生长和产物形成，缩短组织形成时间，提高组织形成质量；而细胞接种不均匀总是与较差的组织形成质量相联系。

目前在管状支架内腔的接种细胞主要有静态接种和动态接种技术两种。静态接种是指种子细胞依靠重力作用附着在支架上。静态接种操作简单，是组织工程中最常用的接种方法，但是细胞在管状支架中的接种均匀度差，只有管腔的下部接种有细胞，其他部分没有细胞贴附。动态接种有旋转(rotating seeding)、摇动接种(agitated seeding)等方式；动态接种提高了接种效率和种子细胞在支架表面的接种均匀度，但是仍然存在接种效率低，在反应器上旋转接种对设备要求高，接种物不易取出等问题。

中国发明专利ZL200480023921提供了一种对有立体表面的基质均匀接种细胞的细胞接种装置，采用有两个旋转轴的旋转接种物，使接种的细胞均匀分布在支架表面；该装置需要将接种物与种子液在接种容器内混合旋转，管腔内外表面都接种有细胞，不能针对管腔内表面接种细胞；并且对于血管等需要在管腔内表面接种细胞的支架材料，在低转速条件下，管腔内传质效果差，血管支架不能固定，不利于均匀接种。另外，接种的管腔组织的尺寸也受接种容器尺寸限制。

Soletti等提供了一种适用于血管组织的旋转接种装置(Soletti L，Nieponice A，Guan J，Stankus JJ，Wagner WR，Vorp DA.2006.A seeding device for tissue engineered tubular structures.Biomaterials27(28)：4863-4870.)，血管支架固定在接种腔内，用注射泵泵入种子液，用真空泵抽真空实现高密度接种，通过旋转血管支架使细胞均匀分布。该装置设备复杂，操作难度高，管路过长造成种子细胞的大量浪费，接种效率低，接种物不容易取出，使用真空抽吸培养液容易对细胞造成伤害。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置简单、成本低、可以旋转、能够对管腔状基质(支架)内腔进行均匀细胞接种的接种腔、接种装置及接种方法，其特点在于1、接种腔由一段硬管和一段弹性软管连接在一起的套管组成，接种腔的长度可以调节，通过固定弹性软管进行接种物的固定、取出以及接种操作；2接种腔两端有接头和密封塞固定管腔状基质，防止基质扭曲缠绕。3、管腔状基质在接种腔内接种，接种后取出，操作方便、接种效率高；4、接种腔连接到旋转电机，接种腔旋转使接种细胞在管腔状基质内表面均匀分布；本发明提供的接种装置及接种方法可用于组织工程领域的工程化管腔状组织(如血管、食管、气管、膀胱等)内细胞的接种培养。

采用本发明所述的接种装置实现对不同长度和直径的管状基质内腔进行均匀的细胞接种。

根据本发明的一个方面，提供了一种管腔状基质细胞接种腔，其特征在于包括：

一个套管，所述套管包括一段硬管和一段有弹性的软管，所述硬管和所述软管通过螺纹连接，

硬管端密封塞，用于封闭所述硬管的自由端，

软管端密封塞，用于封闭所述软管的自由端。

根据本发明的另一个方面，提供了一种管腔状基质细胞接种装置，其特征在于包括：

一个套管，所述套管包括一段硬管和一段有弹性的软管，所述硬管和所述软管通过螺纹连接，

硬管端密封塞，用于封闭所述硬管的自由端，

软管端密封塞，用于封闭所述软管的自由端，

一个旋转电机，其输出轴与所述接种腔相转动耦合。

一个本发明的又一个方面，提供了一种管腔状基质的细胞接种设置方法，其特征在于包括：

将管腔状基质的两端分别连接到软管端接头和硬管端接头上，

将所述硬管端接头固定在一个硬管端密封塞上，

将连有所述管腔状基质的所述硬管端密封塞连接到一个细胞接种腔的硬管的自由端上，从而封闭所述硬管的自由端密闭，其中所述硬管与一个有弹性的软管通过螺纹连接而构成一个套管，