[發(fā)明專利]非接觸共培養(yǎng)誘導(dǎo)干細(xì)胞體外三維定向分化的生物反應(yīng)器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210520526.3
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103849567A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬小軍;劉洋;劉暢;孫廣煒;于煒婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.非接觸共培養(yǎng)誘導(dǎo)干細(xì)胞體外三維定向分化的生物反應(yīng)器，其特征在于：所述生物反應(yīng)器為一用于細(xì)胞培養(yǎng)的容器，于容器中設(shè)有一個或二個以上的分隔網(wǎng)，將容器分隔成二個以上的腔室；包埋有誘導(dǎo)細(xì)胞的海藻酸鈉微膠囊和包埋有干細(xì)胞的海藻酸鈣微膠珠分別置于不同的腔室中，從而在同一體系中實現(xiàn)了兩種或兩種以上細(xì)胞在三維生長條件下的非接觸動態(tài)共培養(yǎng)；該反應(yīng)器通過微膠囊內(nèi)誘導(dǎo)細(xì)胞分泌的誘導(dǎo)因子促進干細(xì)胞在三維條件下的定向分化；在分化結(jié)束后，可獲得含有分化細(xì)胞的微膠珠，利用檸檬酸鈉溶液溶解該微膠珠，最后可獲得分化細(xì)胞。

2.按照權(quán)利要求1所述的生物反應(yīng)器，其特征在于：

所述分隔網(wǎng)的材質(zhì)包括金屬或非金屬；

金屬包括碳素鋼、或包含鐵、鋅、錳、銅、鎳、銀元素中一種或二種以上的合金鋼；

非金屬包括聚碳酸酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯樹脂、或聚甲基丙烯酸甲酯；

分隔網(wǎng)的目數(shù)范圍從10到100。

3.按照權(quán)利要求1所述的生物反應(yīng)器，其特征在于：

所述干細(xì)胞包括胚胎干細(xì)胞、iPS細(xì)胞、或間充質(zhì)干細(xì)胞，誘導(dǎo)細(xì)胞包括體細(xì)胞或細(xì)胞系；

干細(xì)胞和誘導(dǎo)細(xì)胞可以是同源同種細(xì)胞、同源異種細(xì)胞、異源異種細(xì)胞；

調(diào)控干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞分化的誘導(dǎo)細(xì)胞包括神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞、髓鞘細(xì)胞、或神經(jīng)組織來源的腫瘤細(xì)胞系；

調(diào)控干細(xì)胞向心肌細(xì)胞分化的誘導(dǎo)細(xì)胞包括；原代心肌細(xì)胞或心肌細(xì)胞系；

調(diào)控干細(xì)胞向肝細(xì)胞分化的誘導(dǎo)細(xì)胞包括原代肝實質(zhì)細(xì)胞、原代內(nèi)皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞系、肝星狀細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、3T3細(xì)胞系、或肝組織來源的腫瘤細(xì)胞系；

調(diào)控干細(xì)胞向胰島細(xì)胞分化的誘導(dǎo)細(xì)胞包括原代胰島或β-胰島細(xì)胞；

調(diào)控干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化的誘導(dǎo)細(xì)胞包括原代成骨細(xì)胞或骨組織來源的腫瘤細(xì)胞系；

調(diào)控干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化的誘導(dǎo)細(xì)胞包括原代軟骨細(xì)胞或軟骨細(xì)胞系；

調(diào)控干細(xì)胞向脂肪細(xì)胞分化的誘導(dǎo)細(xì)胞為原代脂肪細(xì)胞。

4.按照權(quán)利要求1所述的生物反應(yīng)器，其特征在于：

所述定向分化包括干細(xì)胞向神經(jīng)、心肌、肝、胰島、成骨、軟骨、或脂肪組織的細(xì)胞定向分化。

5.按照權(quán)利要求1所述的生物反應(yīng)器，其特征在于：

所述海藻酸鈉微膠囊為海藻酸鈉/聚賴氨酸微膠囊或海藻酸鈉/殼聚糖微膠囊，直徑范圍為200-2000微米；

所述海藻酸鈣微膠珠由海藻酸鈉和鈣離子反應(yīng)形成，直徑范圍200-2000微米；

海藻酸鈉的分子量為100-1000kDa，G/M比范圍為0.2-3，且海藻酸鈉為未修飾海藻酸鈉、精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸（RGD）修飾海藻酸鈉、異亮氨酸-賴氨酸-纈氨酸-丙氨酸-纈氨酸（IKVAV）修飾海藻酸鈉、酪氨酸-異亮氨酸-甘氨酸-絲氨酸-精氨酸（YIGSR）修飾海藻酸鈉中一種或二種以上的海藻酸鈉；

海藻酸鈉微膠囊以及海藻酸鈣微膠珠含有膠原、硫酸軟骨素、或透明質(zhì)酸，其中海藻酸鈉所占的質(zhì)量比例為40%-100%。

6.按照權(quán)利要求1所述的生物反應(yīng)器，其特征在于：

所述生物反應(yīng)器為一用于細(xì)胞培養(yǎng)的容器，于容器（1）內(nèi)設(shè)置有一個或二個以上的載體分隔網(wǎng)（11），載體分隔網(wǎng)（11）將容器分隔成二個以上的腔室；

于容器（1）上設(shè)有培養(yǎng)液進口（12）和培養(yǎng)液出口（13），培養(yǎng)液進口（12）和培養(yǎng)液出口（13）分別通過管路與儲液罐（7）相連，儲液罐內(nèi)設(shè)一氣體滲透管（10），導(dǎo)氣管二端為氣體進口（8）和氣體出口（9），氣體進口（8）分別經(jīng)氣泵與空氣氣源和二氧化碳?xì)庠聪噙B，氣體出口（9）放空；

于培養(yǎng)液進口（12）和培養(yǎng)液出口（13）與儲液罐（7）間的連接管路上分別設(shè)有阻擋細(xì)胞的隔離膜（5）；

于培養(yǎng)液進口（12）或培養(yǎng)液出口（13）與儲液罐（7）間的連接管路上設(shè)有蠕動泵（6）。

7.按照權(quán)利要求6所述的生物反應(yīng)器，其特征在于：

容器（1）置于一控溫箱（4）內(nèi)，含干細(xì)胞的微膠珠（2）和含誘導(dǎo)細(xì)胞的微膠囊（3）分別置于容器（1）內(nèi)的不同腔室中。

8.按照權(quán)利要求6所述的生物反應(yīng)器，其特征在于：

于容器（1）內(nèi)被載體分隔網(wǎng)（11）分隔的每個腔室的容器側(cè)壁上均設(shè)有載體進出口（14）。