[发明专利]一种用于细胞三维培养的接种装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种用于细胞三维培养的接种装置及其使用方法。该装置包括主体、填料、筛网、筛板及橡胶塞；主体上端为中空圆柱状结构，下端为中空倒喇叭状结构，主体中空结构用于填料充填，主体两侧设计有固定挂钩，用于筛网的固定；填料为细胞三维培养的载体；筛网通过橡皮筋固定在主体中部的固定挂钩上，筛网在防止填料从主体底部脱落的同时允许细胞自由通过；筛板在填料填充后从主体上端置入，用于填料固定和细胞悬液的分散；橡胶塞固定于主体上端以防止装置使用前异物落入。本发明小巧轻便，使用简单，易于操作，且成本低廉适合批量化生产，在三维细胞培养及再生医学领域具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于细胞培养和再生医学领域，特别是涉及一种用于细胞三维培养的接种装置及其使用方法。

背景技术

在体外细胞培养技术中，传统的二维细胞培养具有培养简单、易操作、廉价等优点，目前仍占据主流地位，但体外培养的细胞系由于受到体外生存选择压力，其增殖、分化以及基因表达等性状与原代细胞及体内组织间存在很大差异。而三维细胞培养技术是指将细胞与具有三维结构的支架材料共同培养，使细胞能够在三维立体空间生长、增殖和迁移，形成细胞-细胞或者细胞-载体复合物，从而更好的模拟细胞在体内的生长环境。【赵典典,侯玲玲,张婧思.三维细胞培养技术的发展及其在干细胞和肿瘤细胞中的应用.中国细胞生物学学报,2015(8):1140-1150.】。

目前细胞三维培养技术及方法主要包括细胞自发性聚集、基质覆盖培养、悬滴法、微阵列结构培养法、生物反应器、水凝胶、微载体等。微载体培养技术是将微载体与细胞悬液共混并持续搅动使其保持悬浮，搅动过程中细胞与微载体相互作用形成细胞-微载体复合物【张启英.PLGA微球的制备及其在卵巢癌细胞三维培养中的应用研究.2013.】，该技术最早由Van Wezel在1967年提出。微载体是广泛应用于细胞培养领域的一种微小珠状细胞支撑物，依赖于各种材料的多孔或非多孔结构微球。微载体培养技术的优点在于比表面积和质量比较高，在培养过程中易于放大，且能更好的维持细胞形态、行为和功能，从而模拟自然器官和组织的体内结构。

多孔微球由于其具有较高的孔隙率和优良的机械性能，常常被用作细胞三维培养的载体【Choi S W,Zhang Y,Yeh Y C,et al.Biodegradable porous beads and theirpotential applications in regenerative medicine.Journal of MaterialsChemistry,2012,22(23):11442-11451.】。与非多孔微球相比，多孔微球具有高度的多孔结构和相互连接的内部结构，有利于氧气及营养物质的运输和代谢物的排出。近年来，干细胞治疗逐渐成为一种有吸引力的修复方法。为了避免干细胞在注射过程中丢失，干细胞被包裹在天然或合成聚合物形成的水凝胶内进行注射，但是由于水凝胶孔隙较小，而且在大体积的水凝胶内部细胞由于缺乏足够的氧气和营养物质，导致大量细胞死亡和细胞的不均匀分布。为解决这一问题，Huang等利用聚乳酸-羟基乙酸共聚物制备得到多孔微球作为人羊水干细胞微载体，研究心肌细胞的形成【Huang C C,Wei H J,Yeh Y C,et al.InjectablePLGA porous beads cellularized by hAFSCs for cellularcardiomyoplasty.Biomaterials,2012,33(16):4069-4077.】。