细胞培养装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及细胞培养技术领域，特别是涉及一种细胞培养装置及方法。
【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]本发明还公开了一种利用上述的细胞培养装置的细胞培养方法，包括以下步骤:
[0025]安装培养塔:取第一接管盖，并在所述第一接管盖上依次层叠安装预定数量的支架，将待培养细胞接种至上述支架上，再把第二接管盖安装固定于所述支架上部，组装得到培养塔；
[0026]灌流培养细胞: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。
[0027]上述细胞培养方法，在培养过程中，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。
[0028]在其中一个实施例中，采用上述的细胞培养装置，所述安装培养塔步骤中:
[0029]将所述密封圈环绕套装于所述支架上，再将扣圈环绕套装于所述密封圈上，构成套件，按照上述方法安装若干套件；
[0030]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；
[0031 ]将待培养细胞接种至上述安装好的支架上；
[0032]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。
[0033]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。
[0034]与现有技术相