專利名稱：一種神經(jīng)干細胞連續(xù)灌注培養(yǎng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種醫(yī)藥機械裝置，特別涉及一種神經(jīng)干細胞連續(xù)灌注培養(yǎng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
干細胞是指具有自我更新和多向分化潛能的原始細胞，是機體的起源細胞，在特定的條件下可分化成為一種或多種構(gòu)成人體組織或器官的細胞。神經(jīng)干細胞(Neural Stem Cell, NSCs)是干細胞的一種，神經(jīng)干細胞在神經(jīng)發(fā)育和修復受損神經(jīng)組織中發(fā)揮重要作用。神經(jīng)干細胞移植是修復和代替受損腦組織的有效方 法，能重建部分環(huán)路和功能。此外神經(jīng)干細胞可作為基因載體，用于顱內(nèi)腫瘤和其它神經(jīng)疾病的基因治療，利用神經(jīng)干細胞作為基因治療載體，彌補了病毒載體的一些不足。此外，神經(jīng)干細胞對于判斷藥效及藥物毒性等也有一定實用價值，如可以利用神經(jīng)干細胞培養(yǎng)技術(shù)觀察某些天然化合物和合成化合物的神經(jīng)活性，為發(fā)展小分子治療藥物提供理論基礎(chǔ)。隨著對神經(jīng)干細胞應用領(lǐng)域的研究深入，神經(jīng)干細胞的培養(yǎng)分離也成為當下研究的熱點之一。目前神經(jīng)干細胞的分離技術(shù)有兩種1.懸浮培養(yǎng)分離法將神經(jīng)組織消化分散后的單細胞懸液在培養(yǎng)皿中懸浮培養(yǎng)，形成神經(jīng)球(直徑200微米左右)后傳代培養(yǎng)若干次分離得到的神經(jīng)干細胞(Experimental Neurology 156,71-83,1999)。這種方法需要依靠人工挑選神經(jīng)球，在規(guī)?；囵B(yǎng)中十分不便。2. FACS法先對神經(jīng)干細胞的特異性抗原進行熒光標記，用精密儀器來篩選干細胞。這種方法雖可得到較高純度的干細胞，但對干細胞有一定的損害，并且需要價格昂貴的精密儀器(Proceeding of the National Academyof Sciences of the United States of America 97,14720-14725,2000)。綜上所述，研究并開發(fā)一種分離純度高且成本低廉、操作方便、可標準化控制監(jiān)測、便于自動化和規(guī)?；囵B(yǎng)的神經(jīng)干細胞連續(xù)灌注培養(yǎng)系統(tǒng)成為當下熱點。
實用新型內(nèi)容本實用新型公開了一種神經(jīng)干細胞連續(xù)灌注培養(yǎng)系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有人工培養(yǎng)干細胞的不足，提供一種用于實驗室或醫(yī)療機構(gòu)、細胞制備應用工業(yè)界的更為標準化、快速高效、使用范圍更廣的神經(jīng)干細胞灌注培養(yǎng)系統(tǒng)，使得實驗室、醫(yī)院或工廠能安全規(guī)?；馗咝屎透哔|(zhì)量地制備獲得干細胞。更具體地，本實用新型的目的在于，采用動態(tài)細胞培養(yǎng)技術(shù)，提供了一種可連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的裝置，同時與智能監(jiān)控裝置連接，從而構(gòu)成一智能控制連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)。本實用新型提供的一種連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，包括灌注培養(yǎng)系統(tǒng)和智能監(jiān)控系統(tǒng)(10)，其中所述的灌流培養(yǎng)系統(tǒng)包括培養(yǎng)液存儲器(I)、細胞培養(yǎng)瓶(2)、細胞消化瓶(3)、廢液瓶(4)、收獲液瓶(5)、控速流體推進器(6)、可控速管道裝置(7)、流體推進器(8)和過濾裝置(9)，其連接為培養(yǎng)液存儲器通過所述的可控速管道裝置經(jīng)控速流體推進器與智能監(jiān)控系統(tǒng)連接，智能監(jiān)控系統(tǒng)通過可控速管道裝置經(jīng)控速流體推進器與細胞培養(yǎng)瓶連接，細胞培養(yǎng)瓶出口通過可控速管道裝置連接過濾裝置，流體推進器連接過濾裝置，智能監(jiān)控系統(tǒng)分別與細胞培養(yǎng)瓶的進口和出口的入倉探頭組(13)和出倉探頭組(14)相連；所有裝置間的連接均由可控速管道系統(tǒng)密封無菌連接構(gòu)成；所述的培養(yǎng)液存儲器用以盛放供細胞培養(yǎng)的無菌培養(yǎng)液，其包括固定形狀的密封無菌的罐、瓶、或袋系統(tǒng)，其出口與可控速管道系統(tǒng)密封無菌連接且設(shè)有通過無菌濾膜過濾器連通大氣的氣孔；優(yōu)選地，所述的細胞培養(yǎng)瓶中設(shè)有攪拌器(11)；優(yōu)選地，所述的細胞消化瓶中設(shè)有一孔徑為6微米的濾膜(12)；優(yōu)選地，所述的過濾裝置為一孔徑為200微米的過濾裝置，且流體推進器可促進過濾裝置中的干細胞神經(jīng)球濾過；優(yōu)選地，所述的智能監(jiān)控系統(tǒng)為一自動監(jiān)控功能的電腦終端與其所控制的各子裝·置包括其開關(guān)閥門所構(gòu)成的系統(tǒng)，其可根據(jù)需要在無菌條件下更換不同儲液接口，以使不同液體流入本灌流培養(yǎng)系統(tǒng)；其可裝載插入所述細胞培養(yǎng)瓶和所述細胞消化瓶內(nèi)部培養(yǎng)液的多個指標探頭，具備監(jiān)控反應器內(nèi)培養(yǎng)液面高度或培養(yǎng)液重量、檢測細胞濃度、取樣檢測、攪拌混合培養(yǎng)液、控制培養(yǎng)液PH值、溶氧濃度、溫度等；優(yōu)選地，所述的細胞培養(yǎng)瓶為密封無菌裝置，上游和下游分別具有進出通道，其具有適合神經(jīng)干細胞生長的結(jié)構(gòu)；優(yōu)選地，所述可控速管道系統(tǒng)由細胞培養(yǎng)硅膠管及流體控速推進器組成本體，且任兩個裝置之間管道系統(tǒng)本體上帶有滑動控速夾或控速閥門，滑動控速夾位或控速閥門位于裝置出口處；優(yōu)選地，所述的連接培養(yǎng)瓶的出口和入口的可控速管道系統(tǒng)可串聯(lián)所述的智能監(jiān)控系統(tǒng)的指標探頭，以監(jiān)控流入和流出培養(yǎng)瓶的培養(yǎng)液混合物的指標；優(yōu)選地，所述的流體控速推進器和可控速流體推進器為常規(guī)無菌輸送液體裝置。本實用新型的有益效果是本實用新型采用上述設(shè)備結(jié)合成一系統(tǒng)后，采用細胞連續(xù)灌流培養(yǎng)系統(tǒng)，將反應器和培養(yǎng)瓶結(jié)合，將無細胞區(qū)培養(yǎng)基的混合前處理、細胞區(qū)的培養(yǎng)基方式連續(xù)灌流連接為一個統(tǒng)一完整的持續(xù)流程；用開啟關(guān)閉不同裝置的管道開關(guān)方式替代人工換液，不斷輸入新鮮反應液體，帶走細胞代謝產(chǎn)物，配有在線的監(jiān)測系統(tǒng)，確保各項指標穩(wěn)定，可大為減少物料污染、人力搬運，反應流程標準化可控；且根據(jù)神經(jīng)干細胞的懸浮生長特性，在細胞培養(yǎng)裝置中增設(shè)多層濾膜以保證神經(jīng)干細胞的正常有效生長。本實用新型所述的裝置培養(yǎng)產(chǎn)量高、操作方便有效，可極大的提高生產(chǎn)效率，其制備工藝簡單，質(zhì)量控制簡便，能在短期內(nèi)高效獲得均一、優(yōu)良的神經(jīng)干細胞產(chǎn)品，更適于大規(guī)模生產(chǎn)和商業(yè)應用；使用范圍特別廣，因此容易推廣應用，能夠在較短的時間內(nèi)產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
圖I是本實用新型的連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
[0020]本實用新型研究了現(xiàn)有的醫(yī)藥機械技術(shù)，提供了一種連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)。為了更清楚地描述本實用新型所提供的從胎盤提取干細胞的裝置結(jié)構(gòu)，以下將配合附圖詳細說明。附圖I為本實用新型的連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)的示意圖。下述提供的一些實驗數(shù)據(jù)以及下列實施例中按前述實用新型內(nèi)容給出各種培養(yǎng)容器的形狀、及其使用方法及一些試驗研究內(nèi)容，但應該理解本實用新型并不僅限于此處所列出的研究內(nèi)容，還應該理解此處所使用的術(shù)語僅用于描述特定的實施例，而并不是對本實用新型的限定。實施例I本實用新型提供的連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，包括灌注培養(yǎng)系統(tǒng)和智能監(jiān)控系統(tǒng)(10)，其中所述的灌流培養(yǎng)系統(tǒng)包括培養(yǎng)液存儲器(I)、細胞培養(yǎng)瓶(2)、細胞消化瓶(3)、廢液瓶(4)、收獲液瓶(5)、控速流體推進器￠)、可控速管道裝置(7)、流體推進器 (8)和過濾裝置(9)，其連接為培養(yǎng)液存儲器通過所述的可控速管道裝置經(jīng)控速流體推進器與智能監(jiān)控系統(tǒng)連接，智能監(jiān)控系統(tǒng)通過可控速管道裝置經(jīng)控速流體推進器與細胞培養(yǎng)瓶連接，細胞培養(yǎng)瓶出口通過可控速管道裝置連接過濾裝置，流體推進器連接過濾裝置，智能監(jiān)控系統(tǒng)分別與細胞培養(yǎng)瓶的進口和出口的入倉探頭組(13)和出倉探頭組(14)相連；所有裝置間的連接均由可控速管道系統(tǒng)密封無菌連接構(gòu)成；所述的培養(yǎng)液存儲器用以盛放供細胞培養(yǎng)的無菌培養(yǎng)液，其包括固定形狀的密封無菌的罐、瓶、或袋系統(tǒng)，其出口與可控速管道系統(tǒng)密封無菌連接且設(shè)有通過無菌濾膜過濾器連通大氣的氣孔；所述的細胞培養(yǎng)瓶中設(shè)有攪拌器(11);所述的細胞消化瓶中設(shè)有一孔徑為6微米的濾膜(12);所述的過濾裝置為一孔徑為200微米的過濾裝置，且流體推進器可促進過濾裝置中的干細胞神經(jīng)球濾過；所述的智能監(jiān)控系統(tǒng)為一自動監(jiān)控功能的電腦終端與其所控制的各子裝置包括其開關(guān)閥門所構(gòu)成的系統(tǒng)，其可根據(jù)需要在無菌條件下更換不同儲液接口，以使不同液體流入本灌流培養(yǎng)系統(tǒng)；其可裝載插入所述細胞培養(yǎng)瓶和所述細胞消化瓶內(nèi)部培養(yǎng)液的多個指標探頭，具備監(jiān)控反應器內(nèi)培養(yǎng)液面高度或培養(yǎng)液重量大小、檢測細胞濃度、取樣檢測、攪拌混合培養(yǎng)液、控制培養(yǎng)液PH值、溶氧濃度、溫度等；所述的細胞培養(yǎng)瓶為密封無菌裝置，上游和下游分別具有進出通道，其具有適合細胞生長的結(jié)構(gòu)；所述可控速管道系統(tǒng)由細胞培養(yǎng)硅膠管及流體控速推進器組成本體，且任兩個裝置之間管道系統(tǒng)本體上帶有滑動控速夾或控速閥門，滑動控速夾位或控速閥門位于裝置出口處；所述的連接培養(yǎng)瓶的出口和入口的可控速管道系統(tǒng)可串聯(lián)所述的智能監(jiān)控系統(tǒng)的指標探頭，以監(jiān)控流入和流出培養(yǎng)瓶的培養(yǎng)液混合物的指標；所述的流體控速推進器和可控速流體推進器為常規(guī)無菌輸送液體裝置。本實用新型提供的系統(tǒng)在使用時，首先將整個系統(tǒng)消毒滅菌，將獲得的干細胞懸液接種于滅菌后的細胞培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，開始灌注培養(yǎng)液時，開啟培養(yǎng)液存儲器出口管道開關(guān)、智能監(jiān)控系統(tǒng)管道開關(guān)和開啟控速流體推進器，培養(yǎng)液存儲器中的培養(yǎng)液被輸送到細胞培養(yǎng)瓶中，同時細胞培養(yǎng)瓶中的細胞培養(yǎng)狀況將匯總至智能監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)智能監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)控后，培養(yǎng)液處于最適細胞生產(chǎn)的條件，包括最適的溶氧濃度、溶二氧化碳濃度、溫度、PH值等，進入細胞培養(yǎng)瓶進行連續(xù)灌注細胞培養(yǎng)；根據(jù)實際細胞生長等情況，培養(yǎng)液灌注流速在細胞培養(yǎng)過程中實時監(jiān)控和即時調(diào)節(jié)。記錄細胞生長各項指標，當出現(xiàn)一定數(shù)量的干細胞神經(jīng)球時，開啟細胞培養(yǎng)瓶出口開關(guān)，將細胞液通過過濾裝置過濾，將直徑大于200微米的神經(jīng)球移入細胞消化瓶中消化打散，細胞消化瓶出口設(shè)有一孔徑小于6微米的濾膜以防止排出消化液時將細胞一并排出進入廢液瓶；打散后的細胞重新進入細胞培養(yǎng)瓶內(nèi)培養(yǎng)，直至重新出現(xiàn)需要消化打散的神經(jīng)球時再次開啟細胞培養(yǎng)瓶出口開關(guān)，通過細胞培養(yǎng)瓶獲得的干細胞懸液收集于收獲液瓶中。通過智能監(jiān)控系統(tǒng)，可設(shè)定本系統(tǒng)的各裝置之間的開關(guān)和開啟時間長短，使得本系統(tǒng)形成一自動連續(xù)的培養(yǎng)神經(jīng)干細胞系統(tǒng)，既可將過濾、消化打散和培養(yǎng)同時進行。綜上所述，本實用新型提供一種神經(jīng)干細胞連續(xù)灌注培養(yǎng)的系統(tǒng)設(shè)計，采用細胞連續(xù)灌流培養(yǎng)系統(tǒng)，將反應器和培養(yǎng)瓶結(jié)合，將無細胞區(qū)培養(yǎng)基的混合前處理、細胞區(qū)的培養(yǎng)基方式連續(xù)灌流連接為一個統(tǒng)一完整的持續(xù)流程；用開啟關(guān)閉不同裝置的管道開關(guān)方式替代人工換液，不斷輸入新鮮反應液體，帶走細胞代謝產(chǎn)物，配有在線的監(jiān)測系統(tǒng)，確保各項指標穩(wěn)定，可大為減少物料污染、人力搬運，反應流程標準化可控；且根據(jù)神經(jīng)干細胞的懸浮生長特性，在細胞培養(yǎng)裝置中增設(shè)多層濾膜以保證神經(jīng)干細胞的正常有效生長。本實用新型所述的裝置培養(yǎng)產(chǎn)量高、操作方便有效，可極大的提高生產(chǎn)效率，其制備工藝簡單，質(zhì)量控制簡便，能在短期內(nèi)高效獲得均一、優(yōu)良的神經(jīng)干細胞產(chǎn)品，更適于大規(guī)模生產(chǎn)和商業(yè)應用；使用范圍特別廣，因此容易推廣應用，能夠在較短的時間內(nèi)產(chǎn)生巨 大的社會效益和經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，包括灌注培養(yǎng)系統(tǒng)和智能監(jiān)控系統(tǒng)(10)，其特征在于 所述的灌流培養(yǎng)系統(tǒng)包括培養(yǎng)液存儲器(I)、細胞培養(yǎng)瓶(2)、細胞消化瓶(3)、廢液瓶(4)、收獲液瓶(5)、控速流體推進器￠)、可控速管道裝置(7)、流體推進器(8)和過濾裝置(9)，其連接為培養(yǎng)液存儲器通過所述的可控速管道裝置經(jīng)控速流體推進器與智能監(jiān)控系統(tǒng)連接，智能監(jiān)控系統(tǒng)通過可控速管道裝置經(jīng)控速流體推進器與細胞培養(yǎng)瓶連接，細胞培養(yǎng)瓶出口通過可控速管道裝置連接過濾裝置，流體推進器連接過濾裝置，智能監(jiān)控系統(tǒng)分別與細胞培養(yǎng)瓶的進口和出口的入倉探頭組(13)和出倉探頭組(14)相連；所有裝置間的連接均由可控速管道系統(tǒng)密封無菌連接構(gòu)成；所述的培養(yǎng)液存儲器用以盛放供細胞培養(yǎng)的無菌培養(yǎng)液，其包括固定形狀的密封無菌的罐、瓶、或袋系統(tǒng)，其出口與可控速管道系統(tǒng)密封無菌連接且設(shè)有通過無菌濾膜過濾器連通大氣的氣孔。
2.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，其特征在于所述的細胞培養(yǎng)瓶中設(shè)有攪拌器(11)。
3.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，其特征在于所述的細胞消化瓶中設(shè)有一孔徑為6微米的濾膜(12)。
4.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，其特征在于所述的過濾裝置為一孔徑為200微米的過濾裝置。
5.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，其特征在于所述的智能監(jiān)控系統(tǒng)為一自動監(jiān)控功能的電腦終端與其所控制的各子裝置包括其開關(guān)閥門所構(gòu)成的系統(tǒng)，其可根據(jù)需要在無菌條件下更換不同儲液接口，以使不同液體流入本灌流培養(yǎng)系統(tǒng)；其 載插入所述細胞培養(yǎng)瓶和所述細胞消化瓶內(nèi)部培養(yǎng)液的多個指標探頭。
6.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，其特征在于所述的細胞培養(yǎng)瓶為密封無菌裝置，上游和下游分別具有進出通道，其具有適合神經(jīng)干細胞生長的結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，其特征在于所述可控速管道系統(tǒng)由細胞培養(yǎng)硅膠管及流體控速推進器組成本體，且任兩個裝置之間管道系統(tǒng)本體上帶有滑動控速夾或控速閥門，滑動控速夾位或控速閥門位于裝置出口處。
8.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，其特征在于所述的連接培養(yǎng)瓶的出口和入口的可控速管道系統(tǒng)可串聯(lián)所述的智能監(jiān)控系統(tǒng)的指標探頭，以監(jiān)控流入和流出培養(yǎng)瓶的培養(yǎng)液混合物的指標。
9.如權(quán)利要求I所述的連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，其特征在于所述的流體控速推進器和可控速流體推進器為常規(guī)無菌輸送液體裝置。
專利摘要本實用新型提供了一種連續(xù)灌注培養(yǎng)神經(jīng)干細胞的系統(tǒng)，包括灌注培養(yǎng)系統(tǒng)和智能監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述的灌流培養(yǎng)系統(tǒng)包括培養(yǎng)液存儲器、細胞培養(yǎng)瓶、細胞消化瓶、廢液瓶、收獲液瓶、控速流體推進器、可控速管道裝置、流體推進器和過濾裝置，其連接為培養(yǎng)液存儲器通過所述的可控速管道裝置經(jīng)控速流體推進器與智能監(jiān)控系統(tǒng)連接，智能監(jiān)控系統(tǒng)通過可控速管道裝置經(jīng)控速流體推進器與細胞培養(yǎng)瓶連接，細胞培養(yǎng)瓶出口通過可控速管道裝置連接過濾裝置，流體推進器連接過濾裝置，智能監(jiān)控系統(tǒng)分別與細胞培養(yǎng)瓶的進口和出口的入倉探頭組和出倉探頭組相連；所有裝置間的連接均由可控速管道系統(tǒng)密封無菌連接構(gòu)成；所述的培養(yǎng)液存儲器用以盛放供細胞培養(yǎng)的無菌培養(yǎng)液，其包括固定形狀的密封無菌的罐、瓶、或袋系統(tǒng)，其出口與可控速管道系統(tǒng)密封無菌連接且設(shè)有通過無菌濾膜過濾器連通大氣的氣孔。
文檔編號C12M1/36GK202482329SQ20122009840
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者楊立敏, 鄭佳威, 金宜強 申請人:上海安集協(xié)康生物技術(shù)有限公司