细胞培养装置的制造方法
专利名称:细胞培养装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种细胞培养装置，属于细胞培养技术领域。该培养装置，包括：培养塔，包括第一接管盖、第二接管盖和至少一个可供细胞贴附生长的支架，所述第一接管盖、至少一个所述支架和第二接管盖依次层叠设置，形成具有封闭空腔的培养塔，所述第一接管盖和所述第二接管盖上分别设有灌流进口和灌流出口；以及灌流系统，包括培养液储存装置、灌流管和为灌流提供动力的灌流泵，所述培养液储存装置、所述灌流泵和所述灌流进口依次通过所述灌流管连通。上述细胞培养装置在细胞接种后将各个部件组装起来形成完整且密闭的培养塔，采用灌流系统灌流的方式完成培养，从而避免了污染的可能，提高了操作安全性。
【专利说明】
细胞培养装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及细胞培养技术领域，特别是涉及一种细胞培养装置。
【背景技术】
[0002]近年来，组织再生工程、生物医学工程、细胞治疗行业技术飞速发展，通过动物细胞、人体细胞在体外大规模培养来获得大量细胞、细胞的胞外分泌物、细胞治疗产品已成为目前细胞临床应用的重要方向。例如组织创伤、烧伤后皮肤细胞的培养、新皮肤的获得，以及肿瘤的细胞治疗、细胞美容、细胞减肥等，都需要对目标细胞进行体外培养。
[0003]目前，国内外都是通过为细胞提供体外生长的培养基和培养装置，并将培养装置放置于培养箱中来进行细胞体外培养。常用的细胞培养装置主要有细胞培养板、瓶、皿、转瓶以及近年来体积较大的细胞工厂。
[0004]但是，目前已经商品化的细胞培养装置，无论是较小型的培养板、培养皿、培养瓶；还是较大型的培养转瓶、细胞工厂，均为开放式培养，即细胞的接种、收获、中间营养物质的更换均需要打开装置的盖子来进行操作，首先需要解决的就是开盖操作带来的污染问题。
[0005]并且，目前的培养板、瓶、皿、转瓶、细胞工厂等设备，均是在装置的底层进行亲水处理，使细胞贴附在底部生长，因此贴壁培养表面积小，单次培养收获的细胞或者细胞分泌物少，要收获更多的细胞或者细胞分泌物需要更多的装置来进行一次性培养或以有限的装置多次反复操作培养。这两种获得大量目标产物的方式均具有操作复杂、工作量增加、同样容易污染等问题。
[0006]而且，目前的培养板、瓶、皿、转瓶、细胞工厂细胞收获时采用化学的胰蛋白酶消化或物理的细胞刮刀刮取的方式，会对细胞造成化学或物理的损伤。
【发明内容】
[0007]基于此，有必要针对上述问题，提供一种细胞培养装置，采用该细胞培养装置，能够以封闭的方式对细胞进行培养，避免了开放式培养可能带来的污染问题;并且，该细胞培养装置还通过支架的使用，在培养装置中提供了更多可供细胞生成的表面积，实现可大规模培养细胞的目的。
[0008]—种细胞培养装置，包括:
[0009]培养塔，包括第一接管盖、第二接管盖和至少一个可供细胞贴附生长的支架，所述第一接管盖、至少一个所述支架和第二接管盖依次层叠设置，形成具有封闭空腔的培养塔，所述第一接管盖和所述第二接管盖上分别设有灌流进口和灌流出口 ；以及
[0010]灌流系统，包括培养液储存装置、灌流管和为灌流提供动力的灌流栗，所述培养液储存装置、所述灌流栗和所述灌流进口依次通过所述灌流管连通。
[0011]上述细胞培养装置，通过封闭式培养塔的设计，培养过程中，仅接种过程为开放式，细胞接种后将各个部件组装起来形成完整且密闭的培养塔，在细胞换液等整个培养周期内，该装置不再打开，均采用灌流系统灌流的方式完成，从而避免了污染的可能，提高了操作安全性。
[0012]在其中一个实施例中，所述支架至少为两个;和/或所述培养塔至少为两个。通过在一个培养塔内设置多个支架，和/或在一个培养装置内设置多个培养塔，提供给细胞更多的表面积，细胞增殖量与常规二维平面培养相比，可以几倍甚至几十倍的增长，能够实现细胞的大规模培养，能够收获更多的细胞或者分泌物等。
[0013]在其中一个实施例中，所述培养塔还包括与支架数量一致的密封圈和扣圈，所述密封圈为环状，环绕所述支架边缘设置，所述扣圈为环状，环绕所述密封圈边缘设置，所述扣圈周向的内侧面设有扣圈台，所述密封圈周向的外侧面设有与该扣圈台匹配的扣圈槽，并且相邻层叠的所述密封圈相互接触。通过密封圈和扣圈的配合使用，既能保证培养塔内细胞培养空腔的封闭性，又可以方便灵活的选择所需支架数量并将各支架层叠安装，保证支架之间保持预定间隔，为细胞繁殖提供良好的生长环境。
[0014]在其中一个实施例中，所述扣圈上还设有紧扣勾和紧扣槽，所述紧扣槽内设有固定凸台，所述紧扣勾可伸入另一个扣圈的紧扣槽内，与该另一个扣圈的固定凸台卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈压紧固定；
[0015]所述第一接管盖上还设有安装槽，与该第一接管盖相邻的扣圈上的紧扣勾可伸入该安装槽与该第一接管盖卡接固定；
[0016]所述第二接管盖上还设有安装勾，该安装勾可伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽内，与该扣圈的固定凸台卡接固定。
[0017]通过上述设置，可以根据不同用户需求的细胞数，灵活且方便的通过各扣圈的组装而得到含有预定数量支架的培养塔，使用方面更具人性化。
[0018]在其中一个实施例中，所述紧扣勾和紧扣槽环绕所述扣圈边缘交替且均匀设置。在同一个扣圈上同时设置紧扣勾和紧扣槽，增加了扣圈的通用型，且交替均匀设置一方面降低了该扣圈的操作难度，另一方面也提高了密封圈之间的密封性。
[0019]在其中一个实施例中，所述密封圈周向的内侧面设有与所述支架的周向边缘厚度相适配的支架槽。通过将所述支架边缘卡接入所述支架槽内，从而将所述密封圈环绕安装于所述支架上。
[0020]在其中一个实施例中，所述支架由层叠的纤维纵横交错构成，所述纤维之间形成供细胞贴附生长和培养液流通的空隙。该空隙即纤维与纤维之间形成的孔径。由纤维纵横交错构成的支架能够提供给细胞更多的表面积，进一步增加细胞培养规模。
[0021]在其中一个实施例中，所述支架表面经温敏材料接枝处理，可通过改变温度使温敏材料产生亲水和疏水之间的相变，从而使贴附于所述支架生长的细胞在培养结束后实现温敏性脱落收获。该支架的接枝处理按照常规方式处理即可，该温敏材料能够在培养结束后通过将温度降低到其相变温度以下，实现细胞自动与支架脱离的目的。避免了目前的培养板、瓶、皿、转瓶、细胞工厂细胞收获时采用化学的胰蛋白酶消化或物理的细胞刮刀刮取的方式，会对细胞造成化学或物理损伤的问题。
[0022]在其中一个实施例中，该细胞培养装置还包括湿化装置和空气过滤器，所述湿化装置为所述培养液储存装置提供湿化气体;所述培养液储存装置与外界连通的通气口设有空气过滤器。通过上述设置，在整个细胞培养周期内，将整个细胞培养系统与外界隔绝，避免了可能被空气污染的可能。
[0023]在其中一个实施例中，该细胞培养装置还包括固定架，所述培养塔安装固定于所述固定架上。并且，可以根据用户需求的细胞数，选择不同数量的培养塔，将其串联培养，实现细胞的大规模培养，能够收获更多的细胞或者分泌物等。
[0024]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0025]本实用新型的一种细胞培养装置，通过封闭式培养塔的设计，培养过程中，仅接种过程为开放式，细胞接种后将各个部件组装起来形成完整且密闭的培养塔，细胞换液等整个培养周期内，该装置不再打开，均采用灌流系统灌流的方式完成，从而避免了污染的可能，提高了操作安全性等。
[0026]并且，该细胞培养装置还可通过设置多个支架或多个培养塔，在一个细胞培养装置中提供给细胞更多的表面积，细胞增殖量与常规二维平面培养相比，可以几倍甚至几十倍的增长，能够实现细胞的大规模培养，能够收获更多的细胞或者分泌物。
[0027]该细胞培养装置还可在支架表面进行温敏材料接枝处理，该温敏材料能够在培养结束后通过将温度降低到其相变温度以下，实现细胞自动与支架脱离的目的。避免了目前的培养板、瓶、皿、转瓶、细胞工厂细胞收获时采用化学的胰蛋白酶消化或物理的细胞刮刀刮取的方式，会对细胞造成化学或物理损伤的问题。
【附图说明】
[0028]图1为实施例1中细胞培养装置结构示意图；
[0029]图2为密封圈剖视示意图；
[0030]图3为密、封圈结构形状不意图；
[0031]图4为密封圈周向侧视示意图；
[0032]图5为扣圈结构形状不意图；
[0033]图6为图5中B部分局部放大图；
[0034]图7为扣圈俯视不意图；
[0035]图8为扣圈侧视不意图；
[0036]图9为图7中c-c面剖视图；
[0037]图10为图7中d-d面剖视图；
[0038]图11为图10中A部分局部放大图；
[0039]图12为支架、密封圈和扣圈配合示意图；
[0040]图13为多个支架、密封圈和扣圈配合示意图；
[0041 ]图14为扣圈相互配合示意图；
[0042]图15为第一接管盖结构示意图；
[0043]图16为第二接管盖结构示意图；
[0044]图17为支架结构示意图；
[0045]图18为支架、密封圈和扣圈的包装套装示意图；
[0046]图19为接种不意图；
[0047]图20为单个培养塔示意图；
[0048]图21为实施例2的细胞培养装置结构示意图一；
[0049]图22为实施例2的细胞培养装置结构示意图二；
[0050]图23为实施例3的细胞培养装置结构示意图一[0051 ]图24为实施例3的细胞培养装置结构示意图二。
[0052]其中:100.培养塔;110.第一接管盖;111.灌流进口； 112.安装槽;120.第二接管盖；121.灌流出口； 122.安装勾；130.支架；140.密封圈；141.扣圈槽；142.支架槽；150.扣圈；151.扣圈台；152.紧扣勾；153.紧扣槽；154.固定凸台；210.培养液储存装置;220.灌流管;230.灌流栗;300.湿化装置;400.气栗;500.空气过滤器;600.固定架;710.细胞收集瓶；720.细胞收集管;730.细胞收集阀；810.废液瓶;820.废液管;830.废液阀。
【具体实施方式】
[0053]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0054]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0055]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0056]—种细胞培养装置，如图1所示，包括:培养塔100和灌流系统。
[0057]培养塔100包括第一接管盖110、第二接管盖120和至少一个可供细胞贴附生长的支架130，所述第一接管盖110、至少一个所述支架130和第二接管盖120依次层叠设置，形成具有封闭空腔的培养塔100，所述第一接管盖110和所述第二接管盖120上分别设有灌流进口 111和灌流出口 121。
[0058]灌流系统包括培养液储存装置210、灌流管220和为灌流提供动力的灌流栗230，所述培养液储存装置210、所述灌流栗230和所述灌流进口 111依次通过所述灌流管220连通。
[0059]可以根据用户需求的细胞数，选择不同数量的支架130及培养塔110。通过上述设置，提供给细胞更多的表面积，细胞增殖量与常规二维平面培养相比，可以几倍甚至几十倍的增长，能够实现细胞的大规模培养，能够收获更多的细胞或者分泌物等。
[0060]优选的，所述培养塔100还可包括与支架130数量一致的密封圈140和扣圈150，如图2-4所示，所述密封圈140为环状，环绕所述支架130边缘设置，如图5-11所示，所述扣圈150为环状，环绕所述密封圈140边缘设置，如图12所示，所述扣圈150周向的内侧面设有扣圈台151，所述密封圈140周向的外侧面设有与该扣圈台151匹配的扣圈槽140，并且相邻层叠的所述密封圈140相互接触。可以理解的，所述培养塔内可通过多种方式安装，如在框架内安装支架等。但是，采用密封圈140和扣圈150配合的安装方式，既能保证培养塔100内细胞培养空腔的封闭性，又可以方便灵活的选择所需支架数量并将各支架层叠安装，保证支架之间保持预定间隔，为细胞繁殖提供良好的生长环境。
[0061]优选的，如图13所示，所述扣圈150上还设有紧扣勾152和紧扣槽153，所述紧扣槽153内设有固定凸台154，所述紧扣勾152可伸入另一个扣圈的紧扣槽153内，与该另一个扣圈的固定凸台154卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈140压紧固定，如图14所示。
[0062]所述第一接管盖110上还设有安装槽112，与该第一接管盖110相邻的扣圈上的紧扣勾可伸入该安装槽112与该第一接管盖110卡接固定，如图15所示。
[0063]所述第二接管盖120上还设有安装勾122，该安装勾122可伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽153内，与该扣圈的固定凸台154卡接固定，如图16所示。
[0064]可以理解的，所述第一接管盖，第二接管盖和扣圈之间也可采取螺栓固定等其它安装固定方式。但是，通过上述设置，可以根据不同用户需求的细胞数，灵活且方便的通过各扣圈的组装而得到含有预定数量支架的培养塔，使用方面更具人性化。
[0065]优选的，所述紧扣勾152和紧扣槽153环绕所述扣圈150边缘交替且均匀设置。可以理解的，也可采取不对称设计，仅需保证紧扣勾和紧扣槽安装固定后能确保培养塔的密封性即可。但是，在同一个扣圈上同时设置紧扣勾和紧扣槽，增加了扣圈的通用型，且交替均匀设置一方面降低了该扣圈的操作难度，另一方面也提高了密封圈之间的密封性。
[0066]优选的，所述密封圈140周向的内侧面设有与所述支架130的周向边缘厚度相适配的支架槽142。可以理解的，也可通过其它方式将密封圈安装于支架边缘即可。但是，通过将所述支架边缘卡接入所述支架槽内的安装方式具有稳定、牢固的优点。
[0067]优选的，所述支架130由层叠的纤维纵横交错构成，如图17所示，所述纤维之间设有供细胞贴附生长和培养液流通的空隙，该空隙即纤维与纤维之间形成的孔径。可以理解的，也可采用其它方式制成的支架，仅需留有培养液流通的孔即可。但是，由纤维纵横交错构成的支架能够提供给细胞更多的表面积，进一步增加细胞培养规模。
[0068]上述由纤维构成的支架，目前在细胞培养上常用材料为PS(聚苯乙烯)、以及PS和PCL(聚己内酯)组合物、PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)等几种材料。而支架的制备可以传统的注塑，也可以新兴的3D打印方法制备。
[0069]优选的，所述支架表面经温敏材料接枝处理，可通过改变温度使温敏材料产生亲水和疏水之间的相变，从而使贴附于所述支架生长的细胞在培养结束后实现温敏性脱落收获。该支架的接枝处理按照常规方式处理即可，该温敏材料能够在培养结束后通过将温度降低到其相变温度以下，实现细胞自动与支架脱离的目的。考虑到细胞培养的适宜温度为37°C左右，温敏材料的相变临界温度优选为32°C，则细胞贴壁生长温度为37°C，实验中最好的脱落温度为20°C左右。可以理解的，具体使用中的最佳脱落温度可根据所培养细胞类型的不同，以及选用温敏材料的不同来设定。
[0070]可以理解的，所述支架表面也可不经过温敏材料接枝处理，不影响该装置的细胞培养效果，仅是在细胞收获时，需采用化学的胰蛋白酶消化或物理的细胞刮刀刮取的方式收集细胞，可能会对细胞造成化学或物理的损伤。
[0071 ] 优选的，该细胞培养装置还包括湿化装置300和空气过滤器500，所述湿化装置300为所述培养液储存装置210提供湿化气体;所述培养液储存装置210与外界连通的通气口设有空气过滤器500。通过上述设置，在整个细胞培养周期内，将整个细胞培养系统与外界隔绝，避免了可能被空气污染的可能。
[0072] 可以理解的，如图22所示，该细胞培养装置还可以包括气栗400，则所述湿化装置300、所述气栗400和所述培养液储存装置210依次通过气体管连通，且所述湿化装置300和培养液储存装置210与外界连通的通气口设有空气过滤器500。
[0073]优选的，该细胞培养装置还包括固定架600，所述培养塔100安装固定于所述固定架600上。可以理解的，用户也可根据具体要求安放培养塔。
[0074]实施例1
[0075]—种细胞培养装置，如图1所示，包括:培养塔100和灌流系统。
[0076]培养塔100包括第一接管盖110、第二接管盖120、八个可供细胞贴附生长的支架130、八个密封圈140和八个扣圈150，所述第一接管盖110、支架130和第二接管盖120依次层叠设置，形成具有封闭空腔的培养塔100，所述第一接管盖110和所述第二接管盖120上分别设有灌流进口和灌流出口。
[0077]上述第一接管盖110、支架130和第二接管盖120依次层叠安装的具体方式如下:
[0078]如图2-4所示，所述密封圈140为环状，环绕所述支架130边缘设置，如图5_11所示，所述扣圈150为环状，环绕所述密封圈140边缘设置，如图12所示，所述扣圈150周向的内侧面设有扣圈台151，所述密封圈140周向的外侧面设有与该扣圈台151匹配的扣圈槽141，如图4、9所不，并且相邻层置的所述密封圈140相互接触。
[0079]并且，可将一个支架、一个密封圈，一个扣圈组装，构成一个独立包装的配件套装，如图18所示。
[0080]在本实施例中，所述扣圈150上还设有紧扣勾152和紧扣槽153，所述紧扣槽153内设有固定凸台154，所述紧扣勾152可伸入另一个扣圈150的紧扣槽153内，与该另一个扣圈150的固定凸台154卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈140压紧固定，如图13-14所示。
[0081]所述第一接管盖110上还设有安装槽112，与该第一接管盖110相邻的扣圈150上的紧扣勾152可穿过该安装槽112与该第一接管盖110卡接固定，如图15所示。
[0082]所述第二接管盖120上还设有安装勾122，该安装勾122可伸入与该第二接管盖120相邻的扣圈150上的紧扣槽153内，与该扣圈150的固定凸台154卡接固定，如图16所示。
[0083]在本实施例中，如图5，图7所示，所述紧扣勾152和紧扣槽153环绕所述扣圈150边缘交替且均匀设置，可通过旋转扣圈150角度进行错位对应，将相邻扣圈以紧扣勾对应紧扣槽的方式重叠。并且，所述密封圈周向的内侧面设有与所述支架的周向边缘厚度相适配的支架槽。
[0084]在本实施例中，所述支架130由层叠的纤维纵横交错构成，如图17所示，所述纤维之间设有供细胞贴附生长和培养液流通的空隙，该空隙即纤维与纤维之间形成的孔径。
[0085]上述由纤维构成的支架目前在细胞培养上常用材料为PS(聚苯乙烯)，以及PS和PCL(聚己内酯)、PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)等几种材料。而支架的制备可以传统的注塑，也可以新兴的3D打印方法制备。在本实施例中，常用的单根纤维丝的直径为400μπι，多根纤维丝纵横交织形成的支架的孔径有300μπι、400μπι、500μπι三个规格。
[0086]并且所述支架表面经温敏材料接枝处理，可通过改变温度使温敏材料产生亲水和疏水之间的相变，从而使贴附于所述支架生长的细胞在培养结束后实现温敏性脱落收获。该支架的接枝处理按照常规方式处理即可，该温敏材料能够在培养结束后通过将温度降低到其相变温度以下，实现细胞自动与支架脱离的目的。考虑到细胞培养的适宜温度为37°C左右，温敏材料的相变临界温度优选为32°C，则细胞贴壁生长温度为37°C，实验中最好的脱落温度为20 °C左右。
[0087]如图1所示，灌流系统包括培养液储存装置210、灌流管220和为灌流提供动力的灌流栗230，所述培养液储存装置210、所述灌流栗230和所述灌流进口 111依次通过所述灌流管220连通。
[0088]在本实施例中，该细胞培养装置还包括固定架600，所述培养塔100安装固定于所述固定架600上。
[0089]采用上述细胞培养装置进行细胞培养的方法，包括以下步骤:
[0090]一、安装培养塔。
[0091 ]取第一接管盖，将上述套件中扣圈的紧扣勾伸入所述安装槽与该第一接管盖卡接固定;按照上述方法，依次将各套件中扣圈的紧扣勾伸入另一个套件中扣圈的紧扣槽内，与该另一个套件中扣圈的固定凸台卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈压紧固定，依次层叠安装预定数量的支架；
[0092]将待培养细胞接种至上述安装好的支架上，如图19所示；
[0093]再把第二接管盖的安装勾伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽内，将该第二接管盖安装固定，组装得到培养塔，如图20所示，将其置于CO2培养箱内，设置培养箱参数使其内部含有浓度约为5 %的(》2气体。
[0094]二、灌流培养细胞。
[0095]通过灌流管将所述灌流进口依次连通所述灌流栗和所述培养液储存装置，以所述灌流栗提供动力，将所述培养液储存装置内的培养液灌流至所述培养塔内，为细胞生长提供营养物质，并将细胞代谢产生的代谢物随着培养液流动从所述灌流出口排出。
[0096]在本实施例中，培养液从所述灌流出口排出后，再次进入培养液储存装置内，循环使用。
[0097]实施例2
[0098]—种细胞培养装置，与实施例1的细胞培养装置基本相同，如图21所示，不同之处在于:
[0099]本实施例的细胞培养装置还包括湿化装置、空气过滤器500、细胞收集瓶710、细胞收集管720、废液瓶810、废液管820、细胞收集阀730和废液阀830。
[0100]图21中，所述湿化装置通过对该细胞培养装置所处的培养环境(如细胞培养箱内环境)进行湿化处理，为所述培养液储存装置210提供湿化CO2气体。并且，在本实施例中，所述培养液储存装置210与外界连通的通气口设有空气过滤器500。
[0101]可以理解的，如图22所示，该细胞培养装置还可以包括气栗400，则所述湿化装置300、所述气栗400和所述培养液储存装置210依次通过气体管连通。
[0102]所述细胞收集管720—端连通所述灌流栗与所述灌流进口之间的灌流管220，另一端正对所述细胞收集瓶710的瓶口，所述细胞收集阀730设于所述细胞收集管720上。
[0103]所述废液管820—端连通所述灌流出口 121，另一端通入所述废液瓶810，所述废液阀830设于所述废液管820上。
[0104]采用上述细胞培养装置进行细胞培养的方法，包括以下步骤:
[0?05] —、安装培养塔。
[0106]取第一接管盖，将上述套件中扣圈的紧扣勾伸入所述安装槽与该第一接管盖卡接固定;按照上述方法，依次将各套件中扣圈的紧扣勾伸入另一个套件中扣圈的紧扣槽内，与该另一个套件中扣圈的固定凸台卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈压紧固定，依次层叠安装预定数量的支架；
[0107]将待培养细胞接种至上述安装好的支架上；
[0108]再把第二接管盖的安装勾伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽内，将该第二接管盖安装固定，组装得到培养塔，将其置于CO2培养箱内，设置培养箱参数使其内部含有浓度约为5%的CO2气体。
[0109]二、灌流培养细胞。
[0110]通过气体管将所述湿化装置、气栗和所述培养液储存装置连通，以所述气栗将湿化装置内带有CO2的湿化气体通入所述培养液储存装置内；通过灌流管将所述灌流进口依次连通所述灌流栗和所述培养液储存装置，以所述灌流栗提供动力，将所述培养液储存装置内的培养液灌流至所述培养塔内，为细胞生长提供营养物质，并将细胞代谢产生的代谢物随着培养液流动从所述灌流出口排出，通过废液管进入废液瓶内。
[0111]实施例3
[0112]一种细胞培养装置，与实施例1的细胞培养装置基本相同，如图23所示，不同之处在于:
[0113]本实施例的细胞培养装置包括三个培养塔100，且还包括湿化装置、空气过滤器500、废液瓶810和废液管820。
[0114]图23中，所述湿化装置通过对该细胞培养装置所处的培养环境(如细胞培养箱内环境)进行湿化处理，为培养液储存装置210提供湿化CO2气体。并且，在本实施例中，所述培养液储存装置210与外界连通的通气口均设有空气过滤器500。
[0115]可以理解的，如图24所示，该细胞培养装置还可以包括气栗400，则所述湿化装置300、所述气栗400和所述培养液储存装置210依次通过气体管连通。
[0116]所述废液管820—端连通所述灌流出口 121，另一端通入所述废液瓶810。
[0117]采用上述细胞培养装置进行细胞培养的方法，包括以下步骤:
[0118]—、安装培养塔。
[0119]取第一接管盖，将上述套件中扣圈的紧扣勾伸入所述安装槽与该第一接管盖卡接固定;按照上述方法，依次将各套件中扣圈的紧扣勾伸入另一个套件中扣圈的紧扣槽内，与该另一个套件中扣圈的固定凸台卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈压紧固定，依次层叠安装预定数量的支架；
[0120]将待培养细胞接种至上述安装好的支架上；
[0121]再把第二接管盖的安装勾伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽内，将该第二接管盖安装固定，组装得到培养塔。
[0122]按照上述方法组装三个培养塔，并悬挂规定于固定架上。
[0123]二、灌流培养细胞。
[0124]通过气体管将所述湿化装置、气栗和所述培养液储存装置连通，以所述气栗将湿化装置内带有CO2的湿化气体通入所述培养液储存装置内；通过灌流管将所述灌流进口依次连通所述灌流栗和所述培养液储存装置，以所述灌流栗提供动力，将所述培养液储存装置内的培养液灌流至所述培养塔内，为细胞生长提供营养物质，并将细胞代谢产生的代谢物随着培养液流动从所述灌流出口排出，通过废液管进入废液瓶内。
[0125]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0126]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种细胞培养装置，其特征在于，包括: 培养塔，包括第一接管盖、第二接管盖和至少一个可供细胞贴附生长的支架，所述第一接管盖、至少一个所述支架和第二接管盖依次层叠设置，形成具有封闭空腔的培养塔，所述第一接管盖和所述第二接管盖上分别设有灌流进口和灌流出口 ；以及 灌流系统，包括培养液储存装置、灌流管和为灌流提供动力的灌流栗，所述培养液储存装置、所述灌流栗和所述灌流进口依次通过所述灌流管连通。2.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，所述支架至少为两个;和/或所述培养塔至少为两个。3.根据权利要求1-2任一项所述的细胞培养装置，其特征在于，所述培养塔还包括与支架数量一致的密封圈和扣圈，所述密封圈为环状，环绕所述支架边缘设置，所述扣圈为环状，环绕所述密封圈边缘设置，所述扣圈周向的内侧面设有扣圈台，所述密封圈周向的外侧面设有与该扣圈台匹配的扣圈槽，并且相邻层叠的所述密封圈相互接触。4.根据权利要求3所述的细胞培养装置，其特征在于，所述扣圈上还设有紧扣勾和紧扣槽，所述紧扣槽内设有固定凸台，所述紧扣勾可伸入另一个扣圈的紧扣槽内，与该另一个扣圈的固定凸台卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈压紧固定； 所述第一接管盖上还设有安装槽，与该第一接管盖相邻的扣圈上的紧扣勾可伸入该安装槽与该第一接管盖卡接固定； 所述第二接管盖上还设有安装勾，该安装勾可伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽内，与该扣圈的固定凸台卡接固定。5.根据权利要求4所述的细胞培养装置，其特征在于，所述紧扣勾和紧扣槽环绕所述扣圈边缘交替且均匀设置。6.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，所述支架由层叠的纤维纵横交错构成，所述纤维之间形成供细胞贴附生长和培养液流通的空隙。7.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，还包括湿化装置和空气过滤器，所述湿化装置为所述培养液储存装置提供湿化气体;所述培养液储存装置与外界连通的通气口设有空气过滤器。
【文档编号】C12M1/04GK205710764SQ201620149038
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年2月26日
【发明人】袁建华, 李慧伦, 王文江, 苏嘉良, 李晓琳, 陈勇
【申请人】广州洁特生物过滤股份有限公司
【专利摘要】本实用新型涉及一种细胞培养装置，属于细胞培养技术领域。该培养装置，包括：培养塔，包括第一接管盖、第二接管盖和至少一个可供细胞贴附生长的支架，所述第一接管盖、至少一个所述支架和第二接管盖依次层叠设置，形成具有封闭空腔的培养塔，所述第一接管盖和所述第二接管盖上分别设有灌流进口和灌流出口；以及灌流系统，包括培养液储存装置、灌流管和为灌流提供动力的灌流泵，所述培养液储存装置、所述灌流泵和所述灌流进口依次通过所述灌流管连通。上述细胞培养装置在细胞接种后将各个部件组装起来形成完整且密闭的培养塔，采用灌流系统灌流的方式完成培养，从而避免了污染的可能，提高了操作安全性。
【专利说明】
细胞培养装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及细胞培养技术领域，特别是涉及一种细胞培养装置。
【背景技术】
[0002]近年来，组织再生工程、生物医学工程、细胞治疗行业技术飞速发展，通过动物细胞、人体细胞在体外大规模培养来获得大量细胞、细胞的胞外分泌物、细胞治疗产品已成为目前细胞临床应用的重要方向。例如组织创伤、烧伤后皮肤细胞的培养、新皮肤的获得，以及肿瘤的细胞治疗、细胞美容、细胞减肥等，都需要对目标细胞进行体外培养。
[0003]目前，国内外都是通过为细胞提供体外生长的培养基和培养装置，并将培养装置放置于培养箱中来进行细胞体外培养。常用的细胞培养装置主要有细胞培养板、瓶、皿、转瓶以及近年来体积较大的细胞工厂。
[0004]但是，目前已经商品化的细胞培养装置，无论是较小型的培养板、培养皿、培养瓶；还是较大型的培养转瓶、细胞工厂，均为开放式培养，即细胞的接种、收获、中间营养物质的更换均需要打开装置的盖子来进行操作，首先需要解决的就是开盖操作带来的污染问题。
[0005]并且，目前的培养板、瓶、皿、转瓶、细胞工厂等设备，均是在装置的底层进行亲水处理，使细胞贴附在底部生长，因此贴壁培养表面积小，单次培养收获的细胞或者细胞分泌物少，要收获更多的细胞或者细胞分泌物需要更多的装置来进行一次性培养或以有限的装置多次反复操作培养。这两种获得大量目标产物的方式均具有操作复杂、工作量增加、同样容易污染等问题。
[0006]而且，目前的培养板、瓶、皿、转瓶、细胞工厂细胞收获时采用化学的胰蛋白酶消化或物理的细胞刮刀刮取的方式，会对细胞造成化学或物理的损伤。
【发明内容】
[0007]基于此，有必要针对上述问题，提供一种细胞培养装置，采用该细胞培养装置，能够以封闭的方式对细胞进行培养，避免了开放式培养可能带来的污染问题;并且，该细胞培养装置还通过支架的使用，在培养装置中提供了更多可供细胞生成的表面积，实现可大规模培养细胞的目的。
[0008]—种细胞培养装置，包括:
[0009]培养塔，包括第一接管盖、第二接管盖和至少一个可供细胞贴附生长的支架，所述第一接管盖、至少一个所述支架和第二接管盖依次层叠设置，形成具有封闭空腔的培养塔，所述第一接管盖和所述第二接管盖上分别设有灌流进口和灌流出口 ；以及
[0010]灌流系统，包括培养液储存装置、灌流管和为灌流提供动力的灌流栗，所述培养液储存装置、所述灌流栗和所述灌流进口依次通过所述灌流管连通。
[0011]上述细胞培养装置，通过封闭式培养塔的设计，培养过程中，仅接种过程为开放式，细胞接种后将各个部件组装起来形成完整且密闭的培养塔，在细胞换液等整个培养周期内，该装置不再打开，均采用灌流系统灌流的方式完成，从而避免了污染的可能，提高了操作安全性。
[0012]在其中一个实施例中，所述支架至少为两个;和/或所述培养塔至少为两个。通过在一个培养塔内设置多个支架，和/或在一个培养装置内设置多个培养塔，提供给细胞更多的表面积，细胞增殖量与常规二维平面培养相比，可以几倍甚至几十倍的增长，能够实现细胞的大规模培养，能够收获更多的细胞或者分泌物等。
[0013]在其中一个实施例中，所述培养塔还包括与支架数量一致的密封圈和扣圈，所述密封圈为环状，环绕所述支架边缘设置，所述扣圈为环状，环绕所述密封圈边缘设置，所述扣圈周向的内侧面设有扣圈台，所述密封圈周向的外侧面设有与该扣圈台匹配的扣圈槽，并且相邻层叠的所述密封圈相互接触。通过密封圈和扣圈的配合使用，既能保证培养塔内细胞培养空腔的封闭性，又可以方便灵活的选择所需支架数量并将各支架层叠安装，保证支架之间保持预定间隔，为细胞繁殖提供良好的生长环境。
[0014]在其中一个实施例中，所述扣圈上还设有紧扣勾和紧扣槽，所述紧扣槽内设有固定凸台，所述紧扣勾可伸入另一个扣圈的紧扣槽内，与该另一个扣圈的固定凸台卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈压紧固定；
[0015]所述第一接管盖上还设有安装槽，与该第一接管盖相邻的扣圈上的紧扣勾可伸入该安装槽与该第一接管盖卡接固定；
[0016]所述第二接管盖上还设有安装勾，该安装勾可伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽内，与该扣圈的固定凸台卡接固定。
[0017]通过上述设置，可以根据不同用户需求的细胞数，灵活且方便的通过各扣圈的组装而得到含有预定数量支架的培养塔，使用方面更具人性化。
[0018]在其中一个实施例中，所述紧扣勾和紧扣槽环绕所述扣圈边缘交替且均匀设置。在同一个扣圈上同时设置紧扣勾和紧扣槽，增加了扣圈的通用型，且交替均匀设置一方面降低了该扣圈的操作难度，另一方面也提高了密封圈之间的密封性。
[0019]在其中一个实施例中，所述密封圈周向的内侧面设有与所述支架的周向边缘厚度相适配的支架槽。通过将所述支架边缘卡接入所述支架槽内，从而将所述密封圈环绕安装于所述支架上。
[0020]在其中一个实施例中，所述支架由层叠的纤维纵横交错构成，所述纤维之间形成供细胞贴附生长和培养液流通的空隙。该空隙即纤维与纤维之间形成的孔径。由纤维纵横交错构成的支架能够提供给细胞更多的表面积，进一步增加细胞培养规模。
[0021]在其中一个实施例中，所述支架表面经温敏材料接枝处理，可通过改变温度使温敏材料产生亲水和疏水之间的相变，从而使贴附于所述支架生长的细胞在培养结束后实现温敏性脱落收获。该支架的接枝处理按照常规方式处理即可，该温敏材料能够在培养结束后通过将温度降低到其相变温度以下，实现细胞自动与支架脱离的目的。避免了目前的培养板、瓶、皿、转瓶、细胞工厂细胞收获时采用化学的胰蛋白酶消化或物理的细胞刮刀刮取的方式，会对细胞造成化学或物理损伤的问题。
[0022]在其中一个实施例中，该细胞培养装置还包括湿化装置和空气过滤器，所述湿化装置为所述培养液储存装置提供湿化气体;所述培养液储存装置与外界连通的通气口设有空气过滤器。通过上述设置，在整个细胞培养周期内，将整个细胞培养系统与外界隔绝，避免了可能被空气污染的可能。
[0023]在其中一个实施例中，该细胞培养装置还包括固定架，所述培养塔安装固定于所述固定架上。并且，可以根据用户需求的细胞数，选择不同数量的培养塔，将其串联培养，实现细胞的大规模培养，能够收获更多的细胞或者分泌物等。
[0024]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0025]本实用新型的一种细胞培养装置，通过封闭式培养塔的设计，培养过程中，仅接种过程为开放式，细胞接种后将各个部件组装起来形成完整且密闭的培养塔，细胞换液等整个培养周期内，该装置不再打开，均采用灌流系统灌流的方式完成，从而避免了污染的可能，提高了操作安全性等。
[0026]并且，该细胞培养装置还可通过设置多个支架或多个培养塔，在一个细胞培养装置中提供给细胞更多的表面积，细胞增殖量与常规二维平面培养相比，可以几倍甚至几十倍的增长，能够实现细胞的大规模培养，能够收获更多的细胞或者分泌物。
[0027]该细胞培养装置还可在支架表面进行温敏材料接枝处理，该温敏材料能够在培养结束后通过将温度降低到其相变温度以下，实现细胞自动与支架脱离的目的。避免了目前的培养板、瓶、皿、转瓶、细胞工厂细胞收获时采用化学的胰蛋白酶消化或物理的细胞刮刀刮取的方式，会对细胞造成化学或物理损伤的问题。
【附图说明】
[0028]图1为实施例1中细胞培养装置结构示意图；
[0029]图2为密封圈剖视示意图；
[0030]图3为密、封圈结构形状不意图；
[0031]图4为密封圈周向侧视示意图；
[0032]图5为扣圈结构形状不意图；
[0033]图6为图5中B部分局部放大图；
[0034]图7为扣圈俯视不意图；
[0035]图8为扣圈侧视不意图；
[0036]图9为图7中c-c面剖视图；
[0037]图10为图7中d-d面剖视图；
[0038]图11为图10中A部分局部放大图；
[0039]图12为支架、密封圈和扣圈配合示意图；
[0040]图13为多个支架、密封圈和扣圈配合示意图；
[0041 ]图14为扣圈相互配合示意图；
[0042]图15为第一接管盖结构示意图；
[0043]图16为第二接管盖结构示意图；
[0044]图17为支架结构示意图；
[0045]图18为支架、密封圈和扣圈的包装套装示意图；
[0046]图19为接种不意图；
[0047]图20为单个培养塔示意图；
[0048]图21为实施例2的细胞培养装置结构示意图一；
[0049]图22为实施例2的细胞培养装置结构示意图二；
[0050]图23为实施例3的细胞培养装置结构示意图一[0051 ]图24为实施例3的细胞培养装置结构示意图二。
[0052]其中:100.培养塔;110.第一接管盖;111.灌流进口； 112.安装槽;120.第二接管盖；121.灌流出口； 122.安装勾；130.支架；140.密封圈；141.扣圈槽；142.支架槽；150.扣圈；151.扣圈台；152.紧扣勾；153.紧扣槽；154.固定凸台；210.培养液储存装置;220.灌流管;230.灌流栗;300.湿化装置;400.气栗;500.空气过滤器;600.固定架;710.细胞收集瓶；720.细胞收集管;730.细胞收集阀；810.废液瓶;820.废液管;830.废液阀。
【具体实施方式】
[0053]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0054]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0055]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0056]—种细胞培养装置，如图1所示，包括:培养塔100和灌流系统。
[0057]培养塔100包括第一接管盖110、第二接管盖120和至少一个可供细胞贴附生长的支架130，所述第一接管盖110、至少一个所述支架130和第二接管盖120依次层叠设置，形成具有封闭空腔的培养塔100，所述第一接管盖110和所述第二接管盖120上分别设有灌流进口 111和灌流出口 121。
[0058]灌流系统包括培养液储存装置210、灌流管220和为灌流提供动力的灌流栗230，所述培养液储存装置210、所述灌流栗230和所述灌流进口 111依次通过所述灌流管220连通。
[0059]可以根据用户需求的细胞数，选择不同数量的支架130及培养塔110。通过上述设置，提供给细胞更多的表面积，细胞增殖量与常规二维平面培养相比，可以几倍甚至几十倍的增长，能够实现细胞的大规模培养，能够收获更多的细胞或者分泌物等。
[0060]优选的，所述培养塔100还可包括与支架130数量一致的密封圈140和扣圈150，如图2-4所示，所述密封圈140为环状，环绕所述支架130边缘设置，如图5-11所示，所述扣圈150为环状，环绕所述密封圈140边缘设置，如图12所示，所述扣圈150周向的内侧面设有扣圈台151，所述密封圈140周向的外侧面设有与该扣圈台151匹配的扣圈槽140，并且相邻层叠的所述密封圈140相互接触。可以理解的，所述培养塔内可通过多种方式安装，如在框架内安装支架等。但是，采用密封圈140和扣圈150配合的安装方式，既能保证培养塔100内细胞培养空腔的封闭性，又可以方便灵活的选择所需支架数量并将各支架层叠安装，保证支架之间保持预定间隔，为细胞繁殖提供良好的生长环境。
[0061]优选的，如图13所示，所述扣圈150上还设有紧扣勾152和紧扣槽153，所述紧扣槽153内设有固定凸台154，所述紧扣勾152可伸入另一个扣圈的紧扣槽153内，与该另一个扣圈的固定凸台154卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈140压紧固定，如图14所示。
[0062]所述第一接管盖110上还设有安装槽112，与该第一接管盖110相邻的扣圈上的紧扣勾可伸入该安装槽112与该第一接管盖110卡接固定，如图15所示。
[0063]所述第二接管盖120上还设有安装勾122，该安装勾122可伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽153内，与该扣圈的固定凸台154卡接固定，如图16所示。
[0064]可以理解的，所述第一接管盖，第二接管盖和扣圈之间也可采取螺栓固定等其它安装固定方式。但是，通过上述设置，可以根据不同用户需求的细胞数，灵活且方便的通过各扣圈的组装而得到含有预定数量支架的培养塔，使用方面更具人性化。
[0065]优选的，所述紧扣勾152和紧扣槽153环绕所述扣圈150边缘交替且均匀设置。可以理解的，也可采取不对称设计，仅需保证紧扣勾和紧扣槽安装固定后能确保培养塔的密封性即可。但是，在同一个扣圈上同时设置紧扣勾和紧扣槽，增加了扣圈的通用型，且交替均匀设置一方面降低了该扣圈的操作难度，另一方面也提高了密封圈之间的密封性。
[0066]优选的，所述密封圈140周向的内侧面设有与所述支架130的周向边缘厚度相适配的支架槽142。可以理解的，也可通过其它方式将密封圈安装于支架边缘即可。但是，通过将所述支架边缘卡接入所述支架槽内的安装方式具有稳定、牢固的优点。
[0067]优选的，所述支架130由层叠的纤维纵横交错构成，如图17所示，所述纤维之间设有供细胞贴附生长和培养液流通的空隙，该空隙即纤维与纤维之间形成的孔径。可以理解的，也可采用其它方式制成的支架，仅需留有培养液流通的孔即可。但是，由纤维纵横交错构成的支架能够提供给细胞更多的表面积，进一步增加细胞培养规模。
[0068]上述由纤维构成的支架，目前在细胞培养上常用材料为PS(聚苯乙烯)、以及PS和PCL(聚己内酯)组合物、PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)等几种材料。而支架的制备可以传统的注塑，也可以新兴的3D打印方法制备。
[0069]优选的，所述支架表面经温敏材料接枝处理，可通过改变温度使温敏材料产生亲水和疏水之间的相变，从而使贴附于所述支架生长的细胞在培养结束后实现温敏性脱落收获。该支架的接枝处理按照常规方式处理即可，该温敏材料能够在培养结束后通过将温度降低到其相变温度以下，实现细胞自动与支架脱离的目的。考虑到细胞培养的适宜温度为37°C左右，温敏材料的相变临界温度优选为32°C，则细胞贴壁生长温度为37°C，实验中最好的脱落温度为20°C左右。可以理解的，具体使用中的最佳脱落温度可根据所培养细胞类型的不同，以及选用温敏材料的不同来设定。
[0070]可以理解的，所述支架表面也可不经过温敏材料接枝处理，不影响该装置的细胞培养效果，仅是在细胞收获时，需采用化学的胰蛋白酶消化或物理的细胞刮刀刮取的方式收集细胞，可能会对细胞造成化学或物理的损伤。
[0071 ] 优选的，该细胞培养装置还包括湿化装置300和空气过滤器500，所述湿化装置300为所述培养液储存装置210提供湿化气体;所述培养液储存装置210与外界连通的通气口设有空气过滤器500。通过上述设置，在整个细胞培养周期内，将整个细胞培养系统与外界隔绝，避免了可能被空气污染的可能。
[0072] 可以理解的，如图22所示，该细胞培养装置还可以包括气栗400，则所述湿化装置300、所述气栗400和所述培养液储存装置210依次通过气体管连通，且所述湿化装置300和培养液储存装置210与外界连通的通气口设有空气过滤器500。
[0073]优选的，该细胞培养装置还包括固定架600，所述培养塔100安装固定于所述固定架600上。可以理解的，用户也可根据具体要求安放培养塔。
[0074]实施例1
[0075]—种细胞培养装置，如图1所示，包括:培养塔100和灌流系统。
[0076]培养塔100包括第一接管盖110、第二接管盖120、八个可供细胞贴附生长的支架130、八个密封圈140和八个扣圈150，所述第一接管盖110、支架130和第二接管盖120依次层叠设置，形成具有封闭空腔的培养塔100，所述第一接管盖110和所述第二接管盖120上分别设有灌流进口和灌流出口。
[0077]上述第一接管盖110、支架130和第二接管盖120依次层叠安装的具体方式如下:
[0078]如图2-4所示，所述密封圈140为环状，环绕所述支架130边缘设置，如图5_11所示，所述扣圈150为环状，环绕所述密封圈140边缘设置，如图12所示，所述扣圈150周向的内侧面设有扣圈台151，所述密封圈140周向的外侧面设有与该扣圈台151匹配的扣圈槽141，如图4、9所不，并且相邻层置的所述密封圈140相互接触。
[0079]并且，可将一个支架、一个密封圈，一个扣圈组装，构成一个独立包装的配件套装，如图18所示。
[0080]在本实施例中，所述扣圈150上还设有紧扣勾152和紧扣槽153，所述紧扣槽153内设有固定凸台154，所述紧扣勾152可伸入另一个扣圈150的紧扣槽153内，与该另一个扣圈150的固定凸台154卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈140压紧固定，如图13-14所示。
[0081]所述第一接管盖110上还设有安装槽112，与该第一接管盖110相邻的扣圈150上的紧扣勾152可穿过该安装槽112与该第一接管盖110卡接固定，如图15所示。
[0082]所述第二接管盖120上还设有安装勾122，该安装勾122可伸入与该第二接管盖120相邻的扣圈150上的紧扣槽153内，与该扣圈150的固定凸台154卡接固定，如图16所示。
[0083]在本实施例中，如图5，图7所示，所述紧扣勾152和紧扣槽153环绕所述扣圈150边缘交替且均匀设置，可通过旋转扣圈150角度进行错位对应，将相邻扣圈以紧扣勾对应紧扣槽的方式重叠。并且，所述密封圈周向的内侧面设有与所述支架的周向边缘厚度相适配的支架槽。
[0084]在本实施例中，所述支架130由层叠的纤维纵横交错构成，如图17所示，所述纤维之间设有供细胞贴附生长和培养液流通的空隙，该空隙即纤维与纤维之间形成的孔径。
[0085]上述由纤维构成的支架目前在细胞培养上常用材料为PS(聚苯乙烯)，以及PS和PCL(聚己内酯)、PLGA(聚乳酸-羟基乙酸共聚物)等几种材料。而支架的制备可以传统的注塑，也可以新兴的3D打印方法制备。在本实施例中，常用的单根纤维丝的直径为400μπι，多根纤维丝纵横交织形成的支架的孔径有300μπι、400μπι、500μπι三个规格。
[0086]并且所述支架表面经温敏材料接枝处理，可通过改变温度使温敏材料产生亲水和疏水之间的相变，从而使贴附于所述支架生长的细胞在培养结束后实现温敏性脱落收获。该支架的接枝处理按照常规方式处理即可，该温敏材料能够在培养结束后通过将温度降低到其相变温度以下，实现细胞自动与支架脱离的目的。考虑到细胞培养的适宜温度为37°C左右，温敏材料的相变临界温度优选为32°C，则细胞贴壁生长温度为37°C，实验中最好的脱落温度为20 °C左右。
[0087]如图1所示，灌流系统包括培养液储存装置210、灌流管220和为灌流提供动力的灌流栗230，所述培养液储存装置210、所述灌流栗230和所述灌流进口 111依次通过所述灌流管220连通。
[0088]在本实施例中，该细胞培养装置还包括固定架600，所述培养塔100安装固定于所述固定架600上。
[0089]采用上述细胞培养装置进行细胞培养的方法，包括以下步骤:
[0090]一、安装培养塔。
[0091 ]取第一接管盖，将上述套件中扣圈的紧扣勾伸入所述安装槽与该第一接管盖卡接固定;按照上述方法，依次将各套件中扣圈的紧扣勾伸入另一个套件中扣圈的紧扣槽内，与该另一个套件中扣圈的固定凸台卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈压紧固定，依次层叠安装预定数量的支架；
[0092]将待培养细胞接种至上述安装好的支架上，如图19所示；
[0093]再把第二接管盖的安装勾伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽内，将该第二接管盖安装固定，组装得到培养塔，如图20所示，将其置于CO2培养箱内，设置培养箱参数使其内部含有浓度约为5 %的(》2气体。
[0094]二、灌流培养细胞。
[0095]通过灌流管将所述灌流进口依次连通所述灌流栗和所述培养液储存装置，以所述灌流栗提供动力，将所述培养液储存装置内的培养液灌流至所述培养塔内，为细胞生长提供营养物质，并将细胞代谢产生的代谢物随着培养液流动从所述灌流出口排出。
[0096]在本实施例中，培养液从所述灌流出口排出后，再次进入培养液储存装置内，循环使用。
[0097]实施例2
[0098]—种细胞培养装置，与实施例1的细胞培养装置基本相同，如图21所示，不同之处在于:
[0099]本实施例的细胞培养装置还包括湿化装置、空气过滤器500、细胞收集瓶710、细胞收集管720、废液瓶810、废液管820、细胞收集阀730和废液阀830。
[0100]图21中，所述湿化装置通过对该细胞培养装置所处的培养环境(如细胞培养箱内环境)进行湿化处理，为所述培养液储存装置210提供湿化CO2气体。并且，在本实施例中，所述培养液储存装置210与外界连通的通气口设有空气过滤器500。
[0101]可以理解的，如图22所示，该细胞培养装置还可以包括气栗400，则所述湿化装置300、所述气栗400和所述培养液储存装置210依次通过气体管连通。
[0102]所述细胞收集管720—端连通所述灌流栗与所述灌流进口之间的灌流管220，另一端正对所述细胞收集瓶710的瓶口，所述细胞收集阀730设于所述细胞收集管720上。
[0103]所述废液管820—端连通所述灌流出口 121，另一端通入所述废液瓶810，所述废液阀830设于所述废液管820上。
[0104]采用上述细胞培养装置进行细胞培养的方法，包括以下步骤:
[0?05] —、安装培养塔。
[0106]取第一接管盖，将上述套件中扣圈的紧扣勾伸入所述安装槽与该第一接管盖卡接固定;按照上述方法，依次将各套件中扣圈的紧扣勾伸入另一个套件中扣圈的紧扣槽内，与该另一个套件中扣圈的固定凸台卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈压紧固定，依次层叠安装预定数量的支架；
[0107]将待培养细胞接种至上述安装好的支架上；
[0108]再把第二接管盖的安装勾伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽内，将该第二接管盖安装固定，组装得到培养塔，将其置于CO2培养箱内，设置培养箱参数使其内部含有浓度约为5%的CO2气体。
[0109]二、灌流培养细胞。
[0110]通过气体管将所述湿化装置、气栗和所述培养液储存装置连通，以所述气栗将湿化装置内带有CO2的湿化气体通入所述培养液储存装置内；通过灌流管将所述灌流进口依次连通所述灌流栗和所述培养液储存装置，以所述灌流栗提供动力，将所述培养液储存装置内的培养液灌流至所述培养塔内，为细胞生长提供营养物质，并将细胞代谢产生的代谢物随着培养液流动从所述灌流出口排出，通过废液管进入废液瓶内。
[0111]实施例3
[0112]一种细胞培养装置，与实施例1的细胞培养装置基本相同，如图23所示，不同之处在于:
[0113]本实施例的细胞培养装置包括三个培养塔100，且还包括湿化装置、空气过滤器500、废液瓶810和废液管820。
[0114]图23中，所述湿化装置通过对该细胞培养装置所处的培养环境(如细胞培养箱内环境)进行湿化处理，为培养液储存装置210提供湿化CO2气体。并且，在本实施例中，所述培养液储存装置210与外界连通的通气口均设有空气过滤器500。
[0115]可以理解的，如图24所示，该细胞培养装置还可以包括气栗400，则所述湿化装置300、所述气栗400和所述培养液储存装置210依次通过气体管连通。
[0116]所述废液管820—端连通所述灌流出口 121，另一端通入所述废液瓶810。
[0117]采用上述细胞培养装置进行细胞培养的方法，包括以下步骤:
[0118]—、安装培养塔。
[0119]取第一接管盖，将上述套件中扣圈的紧扣勾伸入所述安装槽与该第一接管盖卡接固定;按照上述方法，依次将各套件中扣圈的紧扣勾伸入另一个套件中扣圈的紧扣槽内，与该另一个套件中扣圈的固定凸台卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈压紧固定，依次层叠安装预定数量的支架；
[0120]将待培养细胞接种至上述安装好的支架上；
[0121]再把第二接管盖的安装勾伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽内，将该第二接管盖安装固定，组装得到培养塔。
[0122]按照上述方法组装三个培养塔，并悬挂规定于固定架上。
[0123]二、灌流培养细胞。
[0124]通过气体管将所述湿化装置、气栗和所述培养液储存装置连通，以所述气栗将湿化装置内带有CO2的湿化气体通入所述培养液储存装置内；通过灌流管将所述灌流进口依次连通所述灌流栗和所述培养液储存装置，以所述灌流栗提供动力，将所述培养液储存装置内的培养液灌流至所述培养塔内，为细胞生长提供营养物质，并将细胞代谢产生的代谢物随着培养液流动从所述灌流出口排出，通过废液管进入废液瓶内。
[0125]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0126]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种细胞培养装置，其特征在于，包括: 培养塔，包括第一接管盖、第二接管盖和至少一个可供细胞贴附生长的支架，所述第一接管盖、至少一个所述支架和第二接管盖依次层叠设置，形成具有封闭空腔的培养塔，所述第一接管盖和所述第二接管盖上分别设有灌流进口和灌流出口 ；以及 灌流系统，包括培养液储存装置、灌流管和为灌流提供动力的灌流栗，所述培养液储存装置、所述灌流栗和所述灌流进口依次通过所述灌流管连通。2.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，所述支架至少为两个;和/或所述培养塔至少为两个。3.根据权利要求1-2任一项所述的细胞培养装置，其特征在于，所述培养塔还包括与支架数量一致的密封圈和扣圈，所述密封圈为环状，环绕所述支架边缘设置，所述扣圈为环状，环绕所述密封圈边缘设置，所述扣圈周向的内侧面设有扣圈台，所述密封圈周向的外侧面设有与该扣圈台匹配的扣圈槽，并且相邻层叠的所述密封圈相互接触。4.根据权利要求3所述的细胞培养装置，其特征在于，所述扣圈上还设有紧扣勾和紧扣槽，所述紧扣槽内设有固定凸台，所述紧扣勾可伸入另一个扣圈的紧扣槽内，与该另一个扣圈的固定凸台卡接固定，并将层叠接触的所述密封圈压紧固定； 所述第一接管盖上还设有安装槽，与该第一接管盖相邻的扣圈上的紧扣勾可伸入该安装槽与该第一接管盖卡接固定； 所述第二接管盖上还设有安装勾，该安装勾可伸入与该第二接管盖相邻的扣圈上的紧扣槽内，与该扣圈的固定凸台卡接固定。5.根据权利要求4所述的细胞培养装置，其特征在于，所述紧扣勾和紧扣槽环绕所述扣圈边缘交替且均匀设置。6.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，所述支架由层叠的纤维纵横交错构成，所述纤维之间形成供细胞贴附生长和培养液流通的空隙。7.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，还包括湿化装置和空气过滤器，所述湿化装置为所述培养液储存装置提供湿化气体;所述培养液储存装置与外界连通的通气口设有空气过滤器。
【文档编号】C12M1/04GK205710764SQ201620149038
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年2月26日
【发明人】袁建华, 李慧伦, 王文江, 苏嘉良, 李晓琳, 陈勇
【申请人】广州洁特生物过滤股份有限公司
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