[發明專利]細胞培養嵌入物

有效

• 申請號: 201080069794.7
• 申請日: 2010-10-08
• 公開（公告）號: CN103270149A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 緹莫·許密特;洛沙·賈斯特;霍爾格·貝克
• 申請（專利權）人: 萊萃恩維斯柯凡股份有限公司
• 主分類號: C12M1/12
• 分類號: C12M1/12
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及細胞培養和組織培養技術領域。

背景技術

由于細胞培養嵌入物促進了多種細胞類型的生長和分化，其已成為在細胞生物學中的有價值的工具。細胞培養嵌入物可以用于研究合成化合物和天然化合物的輸送、擴散、吸收、代謝和分泌。此外，嵌入物還可以培養復雜的三維組織。

除了在生物學研究中具有研究體外組織生長和形成的科學價值以外，此類組織對于用于評估化學品、化妝品和藥用物質的毒性參數和藥動學參數的體外測定的研發也很重要。

通過此嵌入物，可以大大減少用于評估此類參數所實施的動物實驗的數量。此外，使用在細胞培養嵌入物中培養的人類細胞和組織能夠產生更加明確的結果，并且降低了“誤報”率，即被界定為安全或積極的但無法找到與動物和人類數據相關性的化合物的比率。通常此類誤報僅在藥物研發后期或甚至在臨床試驗時才被發現，導致已投入的高投資一筆勾銷。

嵌入物通常由中空主體組成，其一端處用膜封閉，細胞在膜上生長。此類膜是可滲透的，或者即使是不可滲透，膜仍然包含微穿孔以確保營養物質能輸送穿過膜。嵌入物被安置到細胞培養板的阱中，浸沒于其中或位于培養基/空氣的界面處，從而使膜與細胞培養基相接觸。

通常將細胞接種于膜的遠離板中阱位置的一側上。為使細胞培養基能自由擴散，將此類嵌入物安置到設有直立的小型支腳上的阱板中，從而在嵌入物的較低部分與阱板的底部之間形成間隙。或者，可以使用懸掛裝置，該懸掛裝置具有從嵌入物的上部部分側向突出的凸緣。

近年來，在嵌入物膜的兩側上均培養細胞的可能性已獲得廣泛關注。可以對穿過嵌入物膜的細胞間溝通、趨化性以及其他細胞遷移現象進行研究。在嵌入物膜的任一側上都可以進行電生理分析。可以對極化細胞的頂端和基底端區域分別進行研究。干細胞可以通過在膜兩側培養而與飼養細胞（feeder?cell）分隔開。然而，為此類應用而專門研發的嵌入物類型難以使用，并且在細胞培養實驗室的實際操作中存在很大缺點。

第US-5470743-A號美國專利中揭示了一種此類嵌入結構。該文檔描述了一種由倒置的標準嵌入物組成的組件，其中所述嵌入物上安置有支撐裝置。支撐裝置和嵌入物經由墊片連接，所述墊片形成了由倒置的嵌入物的膜的外表面組成的內部空間，其中細胞可以在所述膜的外表面上生長。成功培養后，將組件拆開，并且可以將嵌入物懸掛到細胞培養板的阱內，其中所述嵌入物在其膜的外表面上具有培養的細胞。接著，可以在膜的內表面上培養細胞。必須通過在組件的上端和下端進行密封來保護組件，以防止污染。此外，該文檔揭示了包括雙面膠的墊片，從而使支撐裝置和嵌入物在初始的細胞培養步驟中緊密連接。主要缺點為要對零件進行拆卸，因為此時存在膜和/或細胞在此步驟中被破壞的風險。此外，組件僅可以用作獨立裝置，而不能與細胞培養板相連接，這不利于有效操作，尤其在同時進行許多此類培養時。

第US-5759851-A號美國專利提供了另一種用于在嵌入物的膜的兩側上進行細胞培養的方法。該文檔描述了置于圓柱體內部的一種可移動框架。（例如）通過使用夾具，可以將所述可移動框架精確地定位到管狀結構中，其中所述夾具在其一端處具有凸緣，所述凸緣超出管狀主體的直徑。可移動框架具有由生物材料組成的用于培養的膜。通過倒置圓柱體可以在膜的兩側上進行培養。為避免泄漏細胞培養基，可移動框架圍繞其外部直徑進行了密封。該方法的缺點在于需要額外的工具來調整可移動框架的高度。另一缺點在于必須具有穩定的邊緣結構或邊界，以使得夾具可對其施加作用力，同時，所述邊緣結構或邊界也充當膜的載體。如果在此類結構上接種細胞，那么細胞會在自由且無支撐的膜上生長，或在由邊緣結構支撐的膜上生長，或者最壞的情況下，在邊緣結構本身上生長。會導致與細胞和培養基發生不想要的直接接觸的另一處結構是可移動框架的密封。顯然這些不同的表面上的生長條件實質上存在偏差。可移動框架和密封環都為人造材料，其會影響細胞生長、細胞增殖和/或細胞分化。尤其在通過夾具對密封環進行移動時，不能保證位于框架與圓柱體的內壁之間的所述密封環防漏性好。所有這些因素使得安全方便的操作難以實現，同時也排除了許多可能的應用。