[实用新型]一种细胞孵化器

说明书

技术领域

    本实用新型属再生医学技术领域，具体涉及一种细胞孵化器。

背景技术

据报道，全世界每年约有上千万人遭受各种形式的创伤，有数百万人因在疾病康复过程中重要器官发生纤维化而导致功能丧失，有数十万人迫切希望进行各种器官移植。但令人遗憾的是，一方面，目前的组织器官修复无论是体表还是内脏，仍然停留在瘢痕愈合的解剖修复层面上，离人们所希望的“再生出一个完整的受损器官”差距甚远；另一方面，器官移植作为一种替代治疗方法尽管有其巨大的治疗作用，但它仍然是一种“拆东墙补西墙”的有损伤和有代价的治疗方法。由于移植器官来源受限及伦理学等方面的限制，人们更加迫切需要复制所需要的组织或器官来进行替代性治疗。随着细胞生物学、分子生物学、免疫学及遗传学等基础学科的迅猛发展，以及干细胞和组织工程技术在现代医学基础和临床的应用，使得现代再生医学在临床应用方面显示出良好的发展前景。如在再生肾领域，有学者提出通过3D打印技术，“打印”一个具备肾脏轮廓及微细结构的器官，并以此为支撑材料，进行体外细胞培养，在支撑材料上培育出肾脏细胞，以实现肾脏的再造。也有在支架材料表面种植肝细胞，通过体外培养获得生物人工肝，替代受损肝脏，发挥生物合成及解毒作用。但是，该些技术建立在体外细胞培养技术基础之上，体外培养细胞无法获取机体相同的生长环境，因而，培育出来的细胞在植入机体后，不能适应机体的生理环境。因而，目前在复制组织器官方面，仍然缺少一个理想的细胞培育方法。市面上有中空滤管外套、外管的装置，但其主要用于水处理或血液过滤，目前有学者尝试采用该装置研制人工肾脏，即在体外培养肾脏细胞，然后将肾脏细胞注入中空管中。然而，该研制方法仍然建立在体外细胞培养技术之上。体外细胞培养需时长，存在较高的污染风险。而且，即使细胞培育成功，在移植体内后，也不能承受血流冲刷而脱落。实验证明：体外培养获得的人工肾脏接体循环1个小时即开始有细胞脱落，24小时几乎脱落完全，离实现移植物的长期存活目标相去甚远。另外，体外培养的细胞在植入体内后可能会产生排异反应，效果并不理想。与此同时，现有的人造肝脏、心脏等研究也存在同样的技术问题。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足，提供一种在体细胞孵化器。

为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

所述细胞孵化器，它包括外管、设于外管内且与外管等长的若干根中空滤管；中空滤管两端外缘通过密封膜与外管两端内缘密封固定；外管上设有细胞培养基进口和细胞培养基出口；所述细胞培养基进口和细胞培养基出口均与中空滤管、密封膜及外管围成的腔室连通；所述外管上端设有密封上盖，密封上盖顶端设有动脉端口；所述外管下端设有密封下盖，密封下盖下端设有静脉端口；所述中空滤管内壁上设有细胞抗体层。

其中，所述细胞抗体层通过层粘连蛋白与中空滤管内壁结合；所述腔室内填充含有细胞生长因子及抗凝剂的半固态或液态细胞培养基；所述细胞培养基的PH值为7.2～7.4；所述细胞培养基为MEM、DMEM、RPMI-1640、199细胞培养基系列或天然培养基等；所述细胞生长因子为血管内皮细胞生长因子、上皮细胞生长因子、肝细胞生长因子、成纤维细胞生长因子等；所述抗凝剂为：肝素、阿加曲班、水蛭素等。所述细胞抗体层为干细胞抗体层。所述干细胞抗体为MSC抗体。

下面以肾小球细胞孵化器为例，结合原理、制备方法及使用方法对本实用新型作进一步说明：

本实用新型的细胞孵化器（以下简称“孵化器”）外形可采用现有的血滤器，或用聚羟基丁酸酯、聚碳酸酯、聚氨酯等可降解材料制作。首先通过浸渍法在中空滤管内壁涂覆细胞外基质成分（层黏连蛋白、胶原蛋白溶液等）：将细胞外基质成分溶液注入中空滤管，将孵化器置于37℃孵箱中孵育一段时间，之后抽去溶液，再将孵化器置于37℃恒温干燥箱中干燥。用电镜扫描中空滤管，可见中空滤管内表面附着有细胞外基质成分。然后通过浸渍法将骨髓间充质干细胞（MSC）抗体固定于中空滤管内壁：将MSC抗体溶液注入中空滤管后，将孵化器置于37℃孵箱中孵育一段时间，然后将溶液抽出，再将孵化器置于37℃恒温干燥箱中干燥，备用。从细胞培养基进口或细胞培养基出口向腔室注入包含血管内皮细胞生长因子及抗凝剂的细胞培养基（培养基PH在7.2~7.4，PH<7.2时更换培养基），密封、消毒后于2-8℃ 保存，该孵化器保存期为1月。或者将中空滤管被固定MSC抗体后的孵化器植入体内后，再从细胞培养基进口向腔室注入包含血管内皮细胞生长因子及抗凝剂的细胞培养基（培养基PH在7.2~7.4，PH<7.2时更换培养基）。