[發明專利]一種多功能細胞模擬艙

在審

• 申請號: 201410370645.4
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN105316227A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 蔡曉紅;王華銳;李秀翠;王紅霞;林函;曹紅超;梅紅芳;曹淑彥
• 申請（專利權）人: 溫州醫科大學附屬第二醫院
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/04;C12Q3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種多功能細胞模擬艙，用于模擬間歇性低氧、持續高氧、特殊氣體暴露的細胞模型。

背景技術

阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征Obstructivesleepapneahypopneasyndrom，OSAHS)是常見的睡眠障礙性疾病，主要為睡眠過程中反復的上呼吸道塌陷或阻塞引起的通氣不足或睡眠紊亂。OSAHS特征性低氧特點為間歇性低氧，但其具體病理生理機制尚未闡明。體外細胞實驗因具有影響因素單一，人為可操控性大，個體間差異小等優點在人類疾病研究中應用廣泛。但由于氧氣和氮氣為惰性氣體，難以有效彌散到細胞培養基中，建立有效地間歇性低氧細胞模型存在一定困難。目前建立的間歇性低氧模型主要有幾種類型：①低氧培養基交替暴露細胞模型：通過直接改變培養基中氧濃度水平，細胞交替暴露在低氧濃度培養基和正常氧濃度的培養基中，通過蠕動泵控制流經兩種不同氧濃度培養基時間建立不同間歇低氧模型，該類模型設計復雜，推廣困難。氣源采用混合氣體，不易獲得；細胞表面培養基反復流動，液體剪切力對細胞生理功能影響較大，明顯增加了試驗干擾。②低氧氣體直接暴露細胞模型，該類模型為目前常用模型。設計一個大小適中的恒溫培養箱，電腦控制系統通過控制氧氣、氮氣、二氧化碳或混合氣體進出，調整培養箱中氧濃度和二氧化碳水平，通過改變艙內氧氣濃度和頻率模擬出不同間歇低氧/復氧模式。大多培養箱密閉性強，艙內氣體變化緩慢；氣體流量大，明顯增加了實驗的干擾。

目前許多證據顯示，機體短時間缺血還不足以造成機體損傷，但缺血一段時間后突然恢復血供時才出現損傷，即缺血再灌注損傷。如心肌梗死、腦卒中、外科手術、創傷性休克、血栓經搶救后均會出現缺血再灌注損傷。器官在缺血再灌注損傷后氧自由基大量產生，出現細胞凋亡、壞死，引起機體功能障礙。建立有效的缺血-再灌注細胞模型十分必要，目前國外有研究根據細胞耗氧特點建立簡易的缺血再灌注模型，但該類模型造模時間長、造模過程中干預條件難以控制等應用有限。

近幾十年來，特殊氣體如吸入麻醉藥因具有全身麻醉效應，同時可引起神經保護和神經毒性的特點備受關注，吸入麻醉藥神經毒性的病理生理機制成為研究熱點。研究表明：吸入性麻醉藥異氟烷能明顯降低小鼠自主活動次數，小鼠學習記憶能力下降，海馬神經元凋亡增加。異氟烷可通過激活γ氨基丁酸(GABA)促發的胞質Ca²⁺釋放而引起海馬神經元神經毒性。多項證據表明，吸入麻醉藥通過線粒體電信號傳導、糖酵解相關通路影響胞質Ca²⁺釋放、ROS產生及ATP合成等介導神經保護或神經毒性作用。目前吸入性麻醉藥細胞方面的研究多采用箱子模型，密閉的箱子放置在恒溫培養箱中，通過將吸入性麻醉氣體通過特殊的霧化器與含5％CO₂、21％O₂、74％N₂的混合氣體混合建立模型。該類模型氣源采用混合氣體，不易獲得；麻醉氣體采用特殊霧化裝置，流量及氣體濃度不易控制；另外模型多屬自主制作，粗糙密閉性差，溫度濕度不容易保持恒定。

隨著圍產醫學的發展和新生兒監護中心的建立，氧療和機械通氣治療手段的提高，越來越多的小于胎齡兒和(或)低出生體重兒得以救治。高氧治療并發癥發生率也逐漸增加，支氣管肺發育不良和早產兒視網膜病變等高氧并發癥已成為圍產醫學的難點與熱點問題。制備高氧肺損傷和高氧視網膜病變的細胞模型已成為研究其發病機制與防治措施的關鍵因素之一。以往報道的高氧損傷模型存在許多不足，如大多模型采用密閉裝置，試驗之前將一定濃度的高氧氣體灌注一段時間，保持艙內高氧狀態來實現高氧損傷模型。該類模型設計簡陋，艙內氧濃度不穩定，不能實現氧濃度實時檢測，且不能排除試驗氣體本身對試驗的影響等。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服上述不足，提供一種多功能細胞模擬艙，其操作簡便、控制精確，可實現間歇性低氧、持續高氧、特殊氣體暴露等多種實驗模式，以滿足實驗要求。