[發明專利]一種可提供循環拉伸應力刺激的細胞培養裝置及制作方法

在審

• 申請號: 202110363296.3
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113073054A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 楊英俊;黃思遠;丁書凱;許并社
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C12M3/04
• 分類號: C12M3/04;C12M3/00;C12N5/09
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 王晶

一種可提供循環拉伸應力刺激的細胞培養裝置及制作方法，包括位于下方的PTFE構件，所述PTFE構件分為上腔體結構和下腔體結構，所述上腔體結構和下腔體結構之間通過柔性PDMS薄膜分隔，所述下腔體結構內部利用微量注射泵注入或抽出定量空氣以在下腔體內提供正負空氣壓以驅動柔性PDMS薄膜的凹凸拉伸形變。本發明具有生物相容性好、制作工藝簡單、操作簡便、成本低廉的特點。

技術領域

本發明涉及細胞培養技術領域，特別涉及一種可提供循環拉伸應力刺激的細胞培養裝置及制作方法。

背景技術

拉伸應力刺激普遍存在于細胞所處的體內微環境中，并對其多種生物學過程產生顯著影響。這些拉伸應力刺激既可由動物體內，肌肉、血管壁、心臟和肺等組織或器官提供，也可由體外物理環境提供。而大至器官，小至細胞均可成為為拉伸應力的刺激對象。拉伸應力刺激具有調節生物的生長發育，生理功能，甚至基因表達的能力。

但是，在常規培養條件下難以為細胞提供其處于體內微環境的拉伸應力刺激。因此，需要開發新的細胞培養方法于體外環境中為細胞提供其體內所實際受到的拉伸應力刺激。研究拉伸應力刺激對細胞的作用，無論是在理論上還是實際應用都有相當重要的研究價值。然而，于體外微環境中為細胞提供拉伸應力刺激的設備有限，操作復雜且價格昂貴，嚴重阻礙了細胞生物學研究中針對拉伸應力刺激的發展。因此，設計開發簡單經濟有效的細胞培養裝置為細胞循環拉伸應力刺激已成為亟需解決的問題。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種可提供循環拉伸應力刺激的細胞培養裝置及制作方法，依據本方法所制作的細胞培養裝置具有生物相容性好、制作工藝簡單、操作簡便、成本低廉的特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種可提供循環拉伸應力刺激的細胞培養裝置，包括位于下方的PTFE構件，所述PTFE構件分為上腔體結構和下腔體結構，所述上腔體結構和下腔體結構之間通過柔性PDMS薄膜分隔，所述下腔體結構內部利用微量注射泵注入或抽出定量空氣以在下腔體內提供正負空氣壓以驅動柔性PDMS薄膜的凹凸拉伸形變。

所述PTFE構件底表面具有8孔結構。

所述上腔體孔內徑為12mm深度為10mm的圓柱形腔體。

所述PDMS薄膜在細胞培養實驗之前于100sccm氧氣流量下的40W氧等離子體處理100s。

一種可提供循環拉伸應力刺激的細胞培養裝置的制備方法，包括以下步驟；

步驟一：

細胞培養實驗之前將PDMS薄膜于100sccm氧氣流量下的40W氧等離子體處理100s；

步驟二：配件組裝好后，置于酒精中進行滅菌處理24h；

步驟三：取含有細胞的懸濁液置于上腔體中，用移液槍加入2ml新鮮細胞培養基，設置微量注射泵注射量/注射速度為1mL/1mL·s^-1，而在下腔體中獲得1Hz，±0.01Pa的循環壓強變化，此參數的循環空氣壓可驅使PDMS薄膜呈現突出拉伸形變和凹陷拉伸形變并為種植于其上的細胞提供循環拉伸應力刺激。

本發明的有益效果：

本發明通過上述方法獲得了可提供循環拉伸應力刺激的細胞系統。本制備方法成本低廉，使用環保易得的原料，制作工藝簡單，操作簡便，并且材料對環境友好，不會造成二次污染。

對細胞連續拉伸應力刺激強弱和頻率控制較為精確，可以在培養環境中通過調節刺激時間和刺激強弱及頻率來進行細胞培養。

附圖說明

圖1為可提供循環拉伸應力刺激的細胞培養系統示意圖。

圖2為細胞培養系統結構示意圖。