[發明專利]細胞及器官體外3?D培養裝置及人工器官培育的方法

有效

• 申請號: 201510346955.7
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN104911104B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 白蓮花;帥領;賴潔娟;張玉君;賴向東;張宏宇;別平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第三軍醫大學第一附屬醫院
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/36;C12M1/10;C12M1/04;C12N5/071
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

1.細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：包括培養室、可做復合運動的3-D運動搖箱，以及分別與培養室連通的條件培養液循環系統和氣體交換系統，所述培養室通過彈性部件可拆卸的懸掛于3-D運動搖箱內，還包括設置在3-D運動搖箱一側或兩側的多自由度運動機構。

2.根據權利要求1所述的細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：所述培養室的培養環境：溫度為37℃；濕度為95～98％；含體積分數為5％CO₂的空氣；酸堿pH值為7.2-7.4。

3.根據權利要求1所述的細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：所述多自由度運動機構包括縱向旋轉機構、水平旋轉機構和設置在兩者之間的多功能連接結構，所述條件培養液循環系統及氣體交換系統通過多功能連接結構與外界連接進行培養液及氣體交換。

4.根據權利要求3所述的細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：所述縱向旋轉機構包括縱向旋轉軸和調速電機I，所述縱向旋轉軸的一端與3-D運動搖箱固定，另一端與調速電機I的主軸固定。

5.根據權利要求4所述的細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：所述水平旋轉機構包括水平旋轉架、水平旋轉軸和調速電機II，所述水平旋轉架的一端與縱向旋轉軸的一端轉動連接，另一端與水平旋轉軸的一端轉動連接，所述水平旋轉軸的另一端與調速電機II的主軸固定。

6.根據權利要求5所述的細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：所述水平旋轉架與縱向及水平旋轉軸的連接處均設置有多功能連接結構。

7.根據權利要求6所述的細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：所述多自由度運動機構設置在3-D運動搖箱的兩側，所述多自由度運動機構還包括固定設置在3-D運動搖箱另一側的縱向從動軸，所述縱向從動軸與水平旋轉架之間設置有多功能連接結構。

8.根據權利要求7所述的細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：所述多功能連接結構包括可轉動且密封套裝于縱向或水平旋轉軸外圓面的活動套、設置在活動套與縱向或水平旋轉軸之間的密封腔、設置在活動套與縱向或水平旋轉軸之間的滾動軸承，以及設置在水平旋轉軸、水平旋轉架、縱向旋轉軸和縱向從動軸內的條件培養液循環通道和氣體交換通道，所述密封腔通過條件培養液循環通道及氣體交換通道分別與培養室連通。

9.根據權利要求1所述的細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：所述培養室內均勻間隔設置有多個彈性材料制成的擋板，所述擋板的頭部設置具有圓弧頂部的彈性緩沖薄膜。

10.根據權利要求1所述的細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：所述彈性部件為彈簧或橡膠或其它彈性件。

11.根據權利要求1所述的細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：所述培養室包括室體和可將室體密封固定的室蓋，所述室蓋設置有與室體相互嵌合的卡合結構，所述室體設置有與卡合結構相匹配的卡合配合結構。

12.根據權利要求1-11任一所述的細胞及器官體外3-D培養裝置，其特征在于：還包括用于對本培養裝置進行全自動控制的PLC控制系統和信息顯示系統。

13.采用如權利要求1-12任一所述的細胞及器官體外3-D培養裝置培育人工器官的方法，其特征在于：利用細胞及器官體外3-D培養裝置模擬人體器官生長發育的動態環境培育人工器官。

14.根據權利要求13所述培育人工器官的方法，其特征在于：所述人體器官生長發育的動態環境包括：將種子細胞的天然去細胞的整體器官支架彈性地懸掛于3-D培養裝置內，在37℃、體積分數為5％CO₂條件下分階段培養，第一階段1～7天，第二階段8～14天，第三階段15～21天，采用24h動態培養，白天先水平向左360°旋轉,后水平向右360°旋轉，晚上采用縱向旋轉和水平旋轉相結合的復合3-D旋轉，白天轉速為20～40rpm/min，晚上轉速小于20rpm/min，每三天換培養基一次,每階段更換不同的培養基。