[發(fā)明專利]類器官成型裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011191527.9
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN112300933B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉利彪;馬騁;鄧?yán)W(xué);袁玉宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州邁普再生醫(yī)學(xué)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C12M3/00
• 分類號(hào): C12M3/00;C12M1/36;C12M1/34
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會(huì)華

本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N類器官成型裝置及方法，所述類器官成型裝置包括：針頭，所述針頭包括內(nèi)層針頭和外層針頭，所述內(nèi)層針頭的至少出料口部分被所述外層針頭包圍；第一泵，所述第一泵連通所述內(nèi)層針頭，能夠使用所述第一泵通過所述內(nèi)層針頭泵送細(xì)胞懸液；以及第二泵，所述第二泵連通所述外層針頭，能夠使用所述第二泵通過所述外層針頭泵送水凝膠溶液，使得所述細(xì)胞懸液能夠被所述水凝膠溶液包圍且所述細(xì)胞懸液形成的球體在所述水凝膠溶液中間隔地排列。通過采用上述技術(shù)方案，能夠使成型后的類器官尺寸統(tǒng)一，數(shù)量確定，便于大規(guī)模高通量藥物篩選。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于生物醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種類器官成型裝置及方法。

背景技術(shù)

類器官技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛，包括發(fā)育生物學(xué)、疾病病理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、再生機(jī)制研究、精準(zhǔn)醫(yī)療以及藥物毒性和藥效試驗(yàn)等領(lǐng)域。

類器官是一種基于3D體外細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)建立的模型，該模型與體內(nèi)來源組織或器官高度相似。這些3D體外培養(yǎng)系統(tǒng)可以復(fù)制出已分化組織的復(fù)雜空間形態(tài)，并且能夠表現(xiàn)出細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與周圍基質(zhì)之間的相互作用和空間位置形態(tài)。類器官包含一種以上與來源器官相同的細(xì)胞類型，表現(xiàn)出來源器官所特有的一些功能，并且細(xì)胞的組織方式與來源器官相似。

一種類器官的典型制備方法包括以下步驟。

首先要分離出種子細(xì)胞，例如腫瘤中的腫瘤干細(xì)胞或者是正常組織的多能干細(xì)胞。然后將它們培養(yǎng)在一個(gè)生物相容性良好的材料上，例如基質(zhì)膠。并且在培養(yǎng)基中需要添加例如生長因子的誘導(dǎo)劑等，以激活或者抑制參與類器官形成所依賴的特定信號(hào)通路，制備不同的類器官需要添加不同的誘導(dǎo)劑。

如圖1所示，經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)可以形成類器官球體300(球形細(xì)胞團(tuán)簇)。

但是該制備方法有以下缺陷。

(1)因?yàn)榧?xì)胞是自發(fā)組成團(tuán)簇，形成團(tuán)簇的細(xì)胞初始數(shù)量不受控制，所以形成的類器官大小不一致，且位置隨機(jī)，導(dǎo)致很難進(jìn)行針對(duì)性的分析，或者進(jìn)行統(tǒng)一、批量化的藥物篩選工作。

(2)誘導(dǎo)劑是直接添加在培養(yǎng)基中，為了保持后續(xù)時(shí)間相應(yīng)的濃度其起始濃度較高，誘導(dǎo)劑中較高的生長因子濃度對(duì)細(xì)胞是有毒副作用的。而且每隔一段時(shí)間更換培養(yǎng)基的操作會(huì)對(duì)細(xì)胞造成多次高濃度-低濃度-高濃度的沖擊，這在細(xì)胞培養(yǎng)過程中是非常不利的。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)旨在提出一種類器官成型裝置，其能夠?qū)⒓?xì)胞培養(yǎng)為類器官球體，使類器官球體的數(shù)量能夠控制，并且尺寸統(tǒng)一。

本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N類器官成型裝置，所述類器官成型裝置包括：

針頭，所述針頭包括內(nèi)層針頭和外層針頭，所述內(nèi)層針頭的至少出料口部分被所述外層針頭包圍；

第一泵，所述第一泵連通所述內(nèi)層針頭，能夠使用所述第一泵通過所述內(nèi)層針頭泵送細(xì)胞懸液；以及

第二泵，所述第二泵連通所述外層針頭，能夠使用所述第二泵通過所述外層針頭泵送水凝膠溶液，使得所述細(xì)胞懸液能夠被所述水凝膠溶液包圍且所述細(xì)胞懸液形成的球體在所述水凝膠溶液中間隔地排列。

優(yōu)選地，所述第一泵為蠕動(dòng)泵，所述蠕動(dòng)泵能夠以脈沖的方式泵送所述細(xì)胞懸液，所述第二泵為注射泵，所述注射泵能夠連續(xù)地泵送所述水凝膠溶液。

優(yōu)選地，所述內(nèi)層針頭具有內(nèi)層針頭進(jìn)料口和內(nèi)層針頭出料管，所述外層針頭具有外層針頭進(jìn)料口和外層針頭出料管，所述內(nèi)層針頭出料管伸入所述外層針頭出料管的上部，使所述外層針頭出料管的下部沒有所述內(nèi)層針頭出料管。

優(yōu)選地，所述類器官成型裝置還包括光固化燈，所述光固化燈設(shè)置于所述針頭的周圍，所述外層針頭由透光的材料制成，所述光固化燈發(fā)出的光能夠透過所述外層針頭照射包裹有所述細(xì)胞懸液形成的球體的所述水凝膠溶液。