一种剪切力-均匀电场联合刺激的细胞培养装置

摘要

本发明提供了一种剪切力-均匀电场联合刺激的细胞培养装置，包括动物细胞培养箱、蠕动泵、上游储液瓶、下游储液瓶、信号发生器和平板流动腔。蠕动泵、上游储液瓶与下游储液瓶通过硅胶管连接，构成培养液灌流系统，为细胞加载剪切力刺激；信号发生器用于为平板流动腔提供电信号，平板流动腔通过平板电极-平板电极系统给细胞加载均匀的电场刺激；平板流动腔，用于提供细胞生长所需基底，并通过与培养液灌流系统和信号发生器相连为平板电极上的细胞提供剪切力-均匀电场共同作用的环境。本发明建立了剪切力刺激联合均匀电场刺激下的细胞培养环境，弥补现有技术不能模拟体内细胞处于力、电刺激共同作用环境的缺陷，为促进细胞、组织的功能化培养奠定基础。

主权项

一种剪切力‑均匀电场联合刺激的细胞培养装置，其特征在于：装置包括动物细胞培养箱（1）、蠕动泵（2）、上游储液瓶（3）、下游储液瓶（4）、三通（5）、空气滤器（6）、平板流动腔（7）和信号发生器（8）；信号发生器（8）设置在动物细胞培养箱（1）外部，其余设置在动物细胞培养箱（1）内部；所述的蠕动泵（2）、上游储液瓶（3）、下游储液瓶（4）、三通（5）和空气滤器（6）共同构成培养液灌流系统，用于为平板流动腔（7）内的细胞生长提供循环的细胞培养液从而施加剪切力；所述的信号发生器（8）有正极和负极两个电极，正极通过电极线与平板流动腔（7）的下平板电极相连，负极通过电极线与平板流动腔（7）的上平板电极相连，为平板流动腔（7）内的细胞生长提供均匀电场刺激；所述的循环培养液灌流系统各部分具体连接为：上游储液瓶（3）与下游储液瓶（4）之间通过三条硅胶管连接，第一条硅胶管上连接有蠕动泵（2），硅胶管两端分别连接在下游储液瓶（4）的底部位置和上游储液瓶（3）的顶部位置，下游储液瓶（4）中的细胞培养液在蠕动泵的作用下被输送到上游储液瓶（3）；第二条硅胶管的两端分别连接在下游储液瓶（4）上靠近顶部的位置和上游储液瓶（3）上靠近顶部的位置，以连通两个储液瓶中细胞培养液上方的气体环境，同时第二条硅胶管通过三通（5）连接空气滤器（6），使得上游储液瓶（3）、下游储液瓶（4）中细胞培养液上方气体环境与动物细胞培养箱（1）中气体环境相通；第三条硅胶管的一端连接在下游储液瓶（4）的顶部位置，另一端连接在上游储液瓶（3）上的位置低于第二条硅胶管连接端，当上游储液瓶（3）内细胞培养液的水平面到达第三条硅胶管的位置时，细胞培养液回流到下游储液瓶（4）中；上游储液瓶（3）底部通过硅胶管与平板流动腔（6）的流体入口连通；下游储液瓶（4）顶部通过硅胶管与平板流动腔（7）的流体出口连通，形成一个细胞培养液循环系统；所述的动物细胞培养箱（1）两侧分别有一个与外界相通的孔道，用于通过信号发生器（8）的电极线和蠕动泵（2）的电源线，所述的孔道与电极线、电源线的连接处是密封的；所述的平板流动腔（7）包括盖子、上平板电极、下平板电极、硅胶垫圈、底座、流体入口和流体出口；其中，盖子上开有长方形槽，便于安装流体入口和流体出口，并在盖子上开有凹槽，以便于固定上平板电极；上平板电极上两端有两个圆孔，分别用来固定流体入口和流体出口；底座上也开有长方形槽和凹槽，以便于观察细胞和固定下平板电极；盖子和底座的长边两侧均钻有螺孔，用于安装螺丝以固定平行板装置；所述的底座放置在最下面，在底座的凹槽中固定下平板电极，在下平板电极上放置有长方形硅胶垫圈，硅胶垫圈上放置上平板电极，盖子放置在上平板电极上；上平板电极、硅胶 垫圈及下平板电极共同围成流动腔；流体入口和流体出口分别用生物胶固定在上平板电极两端的圆孔上，与所述流动腔相通；所述的平板流动腔（7）的盖子、底座以及流体入口、流体出口的材质为有机玻璃、聚碳酸酯；所述的平板流动腔（7）的上平板电极和下平板电极由导电玻璃组成，或者由导电玻璃和导电聚合物组成；所述的导电玻璃，为掺杂氟的二氧化锡导电玻璃，或者氧化铟锡导电玻璃；所述的导电聚合物，为聚吡咯、或者聚吡咯与聚乳酸的共聚物、或者聚吡咯与壳聚糖的共聚物，沉积或平铺于导电玻璃上；储液瓶的材质为玻璃、塑料、聚碳酸酯；储液瓶的容量在0.2L‑1.0L之间；所述的剪切力为定常流或者脉动流的流体剪切力；所述的上平板电极和下平板电极面积、大小相同，位置相对，能提供均匀的电场刺激；所述的剪切力‑均匀电场联合刺激为剪切力刺激和均匀电场刺激同时加载。