[发明专利]用于细胞或组织培养的设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请援引并要求于2009年3月26日提交至新加坡知识产权局的申请号为No.200902107-2的“96-well perfusion bioreactor for in vitro drug screening(用于体外药物筛选的96孔灌注生物反应器)”的申请的优先权，依据PCT细则第4条第18款，将2009年3月26日提交的所述申请的内容整体援引加入，包括援引PCT细则第20条第5款第(a)项中所提及的未包含在本文中的说明书、权利要求书或附图的任意要素或部分。

技术领域

本发明涉及用于细胞或组织培养的设备。还提供了基于使用所述设备培养细胞的方法。

背景技术

对用于长期维持功能性肝培养物的灌注生物反应器系统的开发是生物工程师们面对的挑战性任务之一，所述功能性肝培养物在体外药物测试中具有很强的预测能力(Brandon，EF，Raap，CD等，Toxicol Appl Pharmacol(2003)189，3，233-246)。作为以细胞-细胞相互作用、细胞-基质相互作用和最大传质(maximal mass transport)为特征的体内微环境瓦解的结果，原代肝细胞在分离后便丧失了肝特异性功能。一些方法提出通过为原代肝细胞重建类似于体内的微环境(通过使用半透性中空纤维膜、凝胶封装或多孔支架)以克服细胞机能的丧失。可通过微载体或悬浮于胶原凝胶基质中的方式实现细胞的固定化，以形成2D、3D或球状体结构的培养物(Landry，J，Bernier，D等，J Cell Biol(1985)101，3，914-923；Kan，P，Miyoshi，H等，(2004)Tissue Eng 10，9-10，1297-1307；Park，J，Berthiaume，F等，Biotechnol Bioeng(2005)90，5，632-644；Park，J.，Li，Y等，Biotechnol Bioeng(2008)99，2，455-467)。

已有研究表明，三明治培养(sandwich culture)提供了模拟体内环境的微环境。这种培养方法提供了肝细胞附着的锚定物，并通过邻近细胞间的胆小管网络的形成建立了肝极性，同时维持了所述细胞的胆汁分泌功能。Du Y等报道了利用用于肝细胞的3D肝细胞单层三明治培养的生物活性-合成原料进行的肝极性的重建和体外肝功能的长期维持。该研究表明，经过14天的培养后，与胶原三明治培养中的肝细胞相比，所述合成的3D单层培养物显示出相似的肝极性形成进程、更好的细胞-细胞相互作用和改进的分化功能。该研究强调了这种技术完美地适合于肝组织工程学的应用，如药物代谢/毒性测试(Dunn，JC，Tompkins，RG等，Biotechnol Prog(1991)7，3，237-245；Kern，A，Bader，A等，Biochem Pharmacol(1997)54，7，761-772；De Smet，K.，Bruning，T等，Arch Toxicol(2000)74，10，587-592；Kemp DC，Brouwer，KL，Toxicol In Vitro(2004)18，6，869-877；Kemp，DC，Zamek-Gliszczynski，MJ等，Toxicol Sci(2005)83，2，207-214)。

为维持原代肝细胞培养物中的细胞存活力和肝功能，灌注生物反应器的应用已是不可缺少的。已有研究证明，灌注生物反应器增强了溶解氧和营养物质向细胞培养物的传质，使其具有存活力和功能(Rotem，A，Toner，M等，Biotechnol Bioeng(1994)43，7，654-660；McClelland，RE，Coger，RN，Tissue Eng(2004)10，1-2，253-266)。然而，许多现有的体外灌注药物测试平台缺乏维持长期的细胞存活力和肝特异性功能的能力。此外，这些测试平台的许多设计与标准的细胞培养板规格并不一致，导致将细胞培养物转移至其它的标准药物测试平台具有难以想象的困难。

因此，仍然存在对解决现存的体外药物测试生物反应器设计中的现有缺点的培养平台的需求。

因此，本发明的目的在于提供一种装置或设备以克服这些缺点中的至少一部分。通过提供根据权利要求1所述的装置来实现这一目的。

发明内容