[发明专利]具有端口的平行板流动室及其使用方法

说明书

提供了流动室。在一些实施例中，流动室包括：内板，该内板中形成有至少一个流道，该至少一个流道的每端上具有出入口，其中，该出入口适于能释放地容纳隔膜；一个或多个端口，适于能释放地容纳塞子，并与至少一个流道至少液体连通；以及外框架，限定至少一个流道的外部并限定流动室的周界。在一些实施例中，流动室具有标准多孔板的总尺寸，并且至少一个流道位于与标准多孔板的列位置对应的位置。还提供了用于制造本公开的流动室并用该流动室对所培养的细胞和/或组织的生物特征进行检验的方法。

对相关申请的交叉引证

本公开的主题要求于2013年3月15日提交的美国临时专利申请第61/791,770号的优先权，其全部内容通过引证结合于此。

技术领域

本公开的主题主要涉及平行板流动室和使用该平行板流动室来检查不同的流体流动对细胞及其生物活性的影响的方法。特别地，本公开的主题涉及这样的设备，可在该设备上响应于不同的流体流动环境而培养和检验细胞和/或组织。

背景技术

体外细胞培养通常作为多种生物研究和研发项目的一部分来执行。在其最普通的形式中，在静态条件下(即，对细胞不施加外力的那些条件)，在培养皿或烧瓶中执行基于细胞的实验。对静态生长的细胞进行的工作已经在诸如细胞生物学、生物化学、免疫学和癌症研究的领域中取得许多突破。然而，静态培养无法精确地模拟细胞在动态组织环境中的行为，这对此技术的有效性造成了限制。从体外检验向体内检验转移失败的候选药物的数量表明了这一点。众所周知，环境力(例如来自血流和其他细胞间液的那些环境力)在判断健康和疾病状态以及判断对生化药剂的反应时会影响细胞和组织的行为(Buchanan等人，1999；Urbich等人，2001；Wasserman和Topper，2004；Sheikh等人，2005；Chatzizisis等人，2007；Chiu等人，2007；Tsai等人，2007)。类似地，这些力还会调节对药物的细胞反应，并影响其最终功效曲线。由于静态培养无法将变量(例如流体流动)引入实验设计，所以可替换的细胞培养方式是必要的，以调查生理力在天然环境中和响应于生化药剂和药物时对细胞行为的影响。

在容易发展成动脉疾病(心脏病)的动脉细胞的环境中，首先观察到血流对细胞生理机能的影响，但是，其他生理现象(例如免疫细胞复原、伤口愈合、干细胞分化和组织再生)已知也是与力相关的(Rinker等人，2001；Dekker等人，2002；Burns和DePaola，2005；LaMack等人，2005；Yamamoto等人，2005；McKinney等人，2006)。由于西方社会中心脏病很普遍，所以流体流动的效果已经变成那些理解其病理学并发展新型治疗的人的主要研究主题。由于取决于心脏病对动脉血流的特征的发展和进展，所以大多数研究致力于理解各种流体力如何影响细胞生理机能。这种工作无法在静态条件下执行，而是要求使用动态培养系统。类似地，对上述其他与力相关的生理过程的研究，具有相关的培养系统要求。不幸地，不存在具有足够柔性以支持多种正进行的基于流体力的细胞培养研发的商业上可购买到的装置。相反，大多数学术实验室和商业实验室已经制造了其自己的系统，同时，愿意进行这种实验的大量其他实体并没有制造自己的系统，这是因为他们认为制造和装配所需设备的需求在实践时是重大障碍。

除了流动系统中目前研究的研发领域以外，需要将这种方法扩展到药物发现管道。涉及到心脏病中的相同的血管细胞用作进入血流的药物的守卫，并参与判断其功效(McNeish，2004；LaMack等人，2005)。肾小管上皮细胞和肝窦上皮细胞涉及到药物新陈代谢和排泄，其受到流体流动，并且，已经报道了其流动灵敏性(Duan等人；2010；Essig和Friedlander，2003；Shah等人，1997)。通过用暴露于与体内存在的条件类似的条件的细胞培养进行初期筛选实验和后期毒性/治疗研究，结果将更接近于组织中的实际行为，并改进该方法的经济效益。我们相信，这仅可通过使用例如在本申请中提出的装置(诸如，室装置)来实现。这些成果将允许制药公司更早地识别高价值候选物，更全面地理解其特性，并将其资源仅集中于那些满足更现实的生理标准设定的分子。