一种干细胞培养容器内气体平衡的调节方法与流程

本发明涉及干细胞领域，具体涉及一种干细胞培养容器内气体平衡的调节方法。

背景技术：

近年来，国际、国内干细胞市场发展迅速，干细胞临床治疗被大众认可与接受，干细胞需求不断提升。干细胞培养2d向3d发展，努力扩大干细胞的生产量。在干细胞的3d培养系统中，为了有效保证干细胞充分生长就必须保证培养体系(干细胞培养容器)内的氧气与二氧化碳的平衡，必须根据干细胞的生长状况完成氧气的充分供给与二氧化碳的快速排出。当前的干细胞培养都是单纯的通过混合二氧化碳的空气完成，没有切实根据干细胞的生长需求进行气体供应。

技术实现要素：

本发明目的是为了解决现有干细胞培养无法根据干细胞的生长状况完成氧气的充分供给与二氧化碳的快速排出的问题，而提供一种干细胞培养容器内气体平衡的调节方法。

本发明一种干细胞培养容器内气体平衡的调节方法具体按以下步骤进行：

一、将待培养干细胞置于干细胞培养容器中，在干细胞培养容器内设置氧气传感器和二氧化碳传感器，同时在干细胞培养容器的培养液入口处设置气体交换膜，然后对待培养干细胞进行培养，控制营养液循环，实时监测干细胞培养容器内氧气与二氧化碳的含量；

二、通过气泵调控气体交换膜的气体侧的氧气分压与二氧化碳分压来改变培养液中氧气与二氧化碳的含量；

三、将干细胞培养容器内的气体含量变化与气体交换膜的气体侧对应的气体分压相关联，当干细胞氧气消耗加大、二氧化碳形成增强时，增加输入的培养液中氧气的含量、降低二氧化碳含量，保证干细胞生长环境的气体平衡。

本发明的有益效果：

本发明通过调控干细胞培养容器的气体平衡，有效促进干细胞生长，提高干细胞质量，按干细胞应用规范输入患者血液，进行干细胞治疗。利用本发明专利将干细胞置于一个循环装置中培养，通过监测干细胞生长过程的实际消耗及时调整培养液中的氧气含量与二氧化碳含量，保证干细胞生长过程的气体平衡，加速干细胞生长，能提高干细胞的生长速率5～10％。

附图说明

图1为干细胞培养容器的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种干细胞培养容器内气体平衡的调节方法具体按以下步骤进行：

一、将待培养干细胞置于干细胞培养容器中，在干细胞培养容器内设置氧气传感器和二氧化碳传感器，同时在干细胞培养容器的培养液入口处设置气体交换膜，然后对待培养干细胞进行培养，控制营养液循环，实时监测干细胞培养容器内氧气与二氧化碳的含量；

二、通过气泵调控气体交换膜的气体侧的氧气分压与二氧化碳分压来改变培养液中氧气与二氧化碳的含量；

三、将干细胞培养容器内的气体含量变化与气体交换膜的气体侧对应的气体分压相关联，当干细胞氧气消耗加大、二氧化碳形成增强时，增加输入的培养液中氧气的含量、降低二氧化碳含量，保证干细胞生长环境的气体平衡。

本实施方式中所述氧气传感器和二氧化碳传感器为市售的氧气传感器o2-g2和mh-z14，mh-z18，mh-z19二氧化碳传感器。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述气体交换膜为选择性透过氧气和二氧化碳的气体透过膜。其他与具体实施方式一相同。

所述选择性透过氧气和二氧化碳的气体透过膜为中空纤维膜，气体与培养液在膜两侧通过扩散作用进行氧气和二氧化碳的交换，这种交换方式，避免了气体液体直接接触。本具体实施方式所用膜由威高公司提供。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述干细胞培养容器为管状，由管体2和盖子1两部分组成，管体2与盖子1通过螺旋密封；在管体2的底部设置有一个培养液入口4，在盖子1的中央有一个培养液出口3，气体交换膜5卷成筒状设置在培养液入口4的轴心位置，所述气体交换膜5将培养液入口4分隔为气体侧和液体侧，气体交换膜5的内部为气体侧，气体交换膜5的外部为液体侧。其他与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中对待培养干细胞进行培养时初始二氧化碳的含量控制在10～15％。其他与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中所述气体平衡是通过实时调控来保证干细胞培养容器中二氧化碳含量在10～15％。其他与具体实施方式一至四之一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例一：一种干细胞培养容器内气体平衡的调节方法具体按以下步骤进行：

一、将nk细胞置于干细胞培养容器中，在干细胞培养容器内设置氧气传感器和二氧化碳传感器，同时在干细胞培养容器的培养液入口处设置气体交换膜，然后对待培养干细胞进行培养，控制营养液循环，实时监测干细胞培养容器内氧气与二氧化碳的含量；氧气控制在40ml/100ml；初始二氧化碳的含量控制在10～15％；

二、通过调控气体交换膜的气体侧的氧气分压与二氧化碳分压来改变培养液中氧气与二氧化碳的含量；

三、将干细胞培养容器内的气体含量变化与气体交换膜的气体侧对应的气体分压相关联，当干细胞氧气消耗加大、二氧化碳形成增强时，增加输入的培养液中氧气的含量、降低二氧化碳含量，保证干细胞生长环境的气体平衡。

本实施例通过调控干细胞培养容器的气体平衡，有效促进干细胞生长，提高干细胞质量，按干细胞应用规范输入患者血液，进行干细胞治疗。利用本发明专利将干细胞置于一个循环装置中培养，通过监测干细胞生长过程的实际消耗及时调整培养液中的氧气含量与二氧化碳含量，保证干细胞生长过程的气体平衡，加速干细胞生长，能提高干细胞的生长速率5～10％。

技术特征：

技术总结
一种干细胞培养容器内气体平衡的调节方法，本发明涉及干细胞领域，具体涉及一种干细胞培养容器内气体平衡的调节方法。本发明是要解决现有干细胞培养无法根据干细胞的生长状况完成氧气的充分供给与二氧化碳的快速排出的问题。方法：在可封闭的干细胞培养容器内设置二氧化碳与氧气的传感器，根据干细胞生长对二氧化碳与氧气的具体需求有效为干细胞提供氧气与二氧化碳，保证干细胞费根内的气体平衡，通过调控干细胞培养容器的气体平衡，有效促进干细胞生长。本发明用于干细胞培养容器内气体平衡的调节。

技术研发人员：华子昂;刘宝全;竹添;张建;王姣;高会军
受保护的技术使用者：刘宝全
技术研发日：2019.05.15
技术公布日：2019.08.02