一种高密度3D培养干细胞的方法及应用技术

技术编号:37142280 阅读:15 留言:0更新日期:2023-04-06 21:48
本发明专利技术提供一种填充微玻璃珠载体的细胞培养装置,包括

【技术实现步骤摘要】
一种高密度3D培养干细胞的方法及应用


[0001]本专利技术涉及干细胞培养领域,具体涉及一种利用微玻璃珠载体高密度3D培养干细胞的方法及其应用。

技术介绍

[0002]大量研究表明干细胞尤其间充质干细胞在多种疾病的治疗、医疗美容、抗衰老、亚健康保健、药物筛选等众多领域广泛应用。然而干细胞培养已经成为制约整个干细胞行业发展的瓶颈。因此,干细胞大规模培养及应用就成为干细胞领域研究开发的热点及难点。目前主流用于产业化的干细胞培养方法仍通过2D培养,即平面培养方式。2D培养主要通过增大培养皿面积进行,批量换液、扩散法供气,这种方式最大的缺点是产量低、耗时耗力、占空间大、培养液和人力成本巨大,而且难以标准化生产。
[0003]虽然近年来发展起来的3D培养解决了部分空间、人力、产量等问题,但目前3D培养的主流是通常使用基于微载体生物反应器中的细胞贴壁培养。该方法的优势是大大增加了细胞的密度,进而提高细胞的数量。然而缺点也显而易见,其一,是设备和微载体的价格高,大大增加了产品的成本,限制了生产推广和应用;其二,微载体为了实现悬浮培养,往往为一些可降解的生物或化学材料,这些材料容易降解并掺入到细胞或培养液中;其三,微载体和细胞的培养液往往一次性,而且每次必须达到反应器的容量才能进行生产,成本巨大等。其四,目前有的3D培养存细胞生长及培养液的流动过程分布不均等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种填充微玻璃珠载体的细胞培养装置,其特征在于,包括

培养基进口管;
/>培养液分散圆盘;

圆盘微孔;

圆盘内部空间;

中轴培养液输送管;

圆盘内培养液输送管;

管道封闭阀;培养液出口;圆盘开口开关;细胞培养微载体和管道圆盘连接环。
[0005]优选地,所述细胞培养微载体为微玻璃珠。
[0006]优选地,所述微玻璃珠直径为0.5

1.0mm。
[0007]优选地,所述微玻璃珠载体通过高温烘烤灭菌,可再次使用。
[0008]优选地,所述细胞培养装置为密闭装置,体积为50mL至200mL,例如100mL。
[0009]优选地,所述细胞培养装置包括分层式的圆柱支架,体积不等,例如100mL例,内部填充大量强碱处理过的微玻璃珠,直径0.5

1.0mm,由5个圆盘分隔开,这些圆盘底部均有大量

圆盘微孔,这些微孔一方面让细胞均匀地分布在微载体上,另一方面培养液传输过程中也均匀地渗透到所有的微玻璃珠中,有效地避免了细胞在局部堆积及培养液流动不通畅的问题,最大限度地满足细胞的生长,其中最底部的圆盘只有靠近微玻璃珠一面有

圆盘微孔,保证细胞或培养液不会在没有微玻璃珠的地方积聚,中间三个圆盘为上下两面均有

圆盘微孔,而且这三个圆盘的直径比圆柱体内径略小,这样能让微玻璃珠能充分填满整个内部,同时也方便部分培养液的流通,这三个圆盘存在

圆盘内部空间,培养液和接种的
细胞均通过这个

圆盘内部空间再经过

圆盘微孔分散到微玻璃珠上,内部5个圆盘均由

中轴培养液输送管串连在一起,而且

中轴培养液输送管与圆盘之间由管道圆盘连接环连接在一起,这个管道圆盘连接环有多个出口,每个出口与

圆盘内培养液输送管连接,这些

圆盘内培养液输送管上存在多个小出孔,培养液和接种的细胞均可以通过这些小孔进到

圆盘内部空间,最后再经过

圆盘微孔分散到微玻璃珠上,5、最顶部的圆盘为单层,内部同样分布着多种微孔,除此之外,还有一个圆盘开口开关,这个开关可以活动,打开时即可以往往圆柱体内注入微玻璃珠,同时防止里面的微玻璃珠在细胞培养过程活动,在上部空间中存在一根培养液出口管道,其有两个培养液出口,这两个出口可以直接排出液体或其中一个作为出口,另一个也可以与其它培养装置的出口连接,实现串联。
[0010]本专利技术提供一种高密度3D培养干细胞的方法,含有如下步骤:
[0011](1)、微玻璃珠载体利用氢氧化钠浸泡,之后清洗,烘干,灭菌,冷却后装进上述任一项所述的培养装置中,
[0012](2)、注入微玻璃珠载体后在装置的

培养基进口管上接通无菌小管,在蠕动泵的作用下,液体从

培养基进口管进入装置中,经过

中轴培养液输送管来到每个管道圆盘连接环再经过

圆盘内培养液输送管进入

圆盘内部空间,然后经过

圆盘微孔均匀分散在各个部位,培养液最后从顶部的微孔中进入上部空间,然后从出口排出,首次将通入无菌生理盐水或PBS,清微玻璃珠载体表面的粉末同时进行防漏检测,确保无渗漏后,密封进出口,常温保存准备对微载体包被,
[0013](3)、根据培养细胞的不同使用不同的材料进行包被处理,如脐带间充质干细胞(MSC),一般使用MSC促贴壁试剂或者玻璃粘连蛋白(Vitronectin),首先,使用无菌PBS溶液将MSC贴壁试剂稀释100倍(1:100),加入适量的1
×
MSC贴壁试剂;从培养液进口通入贴壁试剂,在包被期间,始终保持载体浸泡在液体中,混匀,确认贴壁试剂均匀分布,关闭并封上进入,孵育,接种前,通入无菌PBS冲出贴壁试剂,回收再利用,通入倍基础培养基,密封保存备用,
[0014](4)、每个细胞培养装置单独接种细胞,
[0015](5)、细胞在培养过程中受到温度、pH、溶解氧及CO2等监测,培养液在蠕动泵的作用下输送到装置中,根据监测的结果,调节培养液中的pH、溶解氧等,
[0016](6)、对培养的间充质干细胞进行流式检测。
[0017]优选地,所述的方法含有如下步骤:
[0018](1)、微玻璃珠载体利用1mol的氢氧化钠浸泡48小时,然后用去离子水清洗15次,超纯水清洗5次,烤箱烘干后,置于马沸炉中230℃烘烤3小时灭菌,冷却后装进无菌的圆柱型3D培养装置中,
[0019](2)、注入微玻璃珠载体后在装置的

培养基进口管上接通无菌小管,在蠕动泵的作用下,液体从

培养基进口管进入装置中,经过

中轴培养液输送管来到每个管道圆盘连接环再经过

圆盘内培养液输送管进入

圆盘内部空间,然后经过

圆盘微孔均匀分散在各个部位,培养液最后从顶部的微孔中进入上部空间,然后从出口排出,首次将通入3倍圆柱体积的无菌生理盐水或PBS,清微玻璃珠载体表面的粉末同时进行防漏检测,确保无
渗漏后,密封进出口,常温保存准备对微载体包被,
[0020](3)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种填充微玻璃珠载体的细胞培养装置,其特征在于,包括

培养基进口管;

培养液分散圆盘;

圆盘微孔;

圆盘内部空间;

中轴培养液输送管;

圆盘内培养液输送管;

管道封闭阀;培养液出口;圆盘开口开关;细胞培养微载体和管道圆盘连接环。2.如权利要求1所述的细胞培养装置,其特征在于,所述细胞培养微载体为微玻璃珠。3.如权利要求2所述的细胞培养装置,其特征在于,所述微玻璃珠直径为0.5

1.0mm。4.如权利要求2所述的细胞培养装置,其特征在于,所述微玻璃珠载体通过高温烘烤灭菌,可再次使用。5.如权利要求1所述的细胞培养装置,其特征在于,所述细胞培养装置为密闭装置,体积为50mL至200mL,例如100mL。6.如权利要求1所述的细胞培养装置,其特征在于,所述细胞培养装置包括分层式的圆柱支架,体积不等,例如100mL例,内部填充大量强碱处理过的微玻璃珠,直径0.5

1.0mm,由5个圆盘分隔开,这些圆盘底部均有大量

圆盘微孔,这些微孔一方面让细胞均匀地分布在微载体上,另一方面培养液传输过程中也均匀地渗透到所有的微玻璃珠中,有效地避免了细胞在局部堆积及培养液流动不通畅的问题,最大限度地满足细胞的生长,其中最底部的圆盘只有靠近微玻璃珠一面有

圆盘微孔,保证细胞或培养液不会在没有微玻璃珠的地方积聚,中间三个圆盘为上下两面均有

圆盘微孔,而且这三个圆盘的直径比圆柱体内径略小,这样能让微玻璃珠能充分填满整个内部,同时也方便部分培养液的流通,这三个圆盘存在

圆盘内部空间,培养液和接种的细胞均通过这个

圆盘内部空间再经过

圆盘微孔分散到微玻璃珠上,内部5个圆盘均由

中轴培养液输送管串连在一起,而且

中轴培养液输送管与圆盘之间由管道圆盘连接环连接在一起,这个管道圆盘连接环有多个出口,每个出口与

圆盘内培养液输送管连接,这些

圆盘内培养液输送管上存在多个小出孔,培养液和接种的细胞均可以通过这些小孔进到

圆盘内部空间,最后再经过

圆盘微孔分散到微玻璃珠上,5、最顶部的圆盘为单层,内部同样分布着多种微孔,除此之外,还有一个圆盘开口开关,这个开关可以活动,打开时即可以往往圆柱体内注入微玻璃珠,同时防止里面的微玻璃珠在细胞培养过程活动,在上部空间中存在一根培养液出口管道,其有两个培养液出口,这两个出口可以直接排出液体或其中一个作为出口,另一个也可以与其它培养装置的出口连接,实现串联。7.一种高密度3D培养干细胞的方法,含有如下步骤:(1)、微玻璃珠载体利用氢氧化钠浸泡,之后清洗,烘干,灭菌,冷却后装进如权利要求1

6中任一项所述的培养装置中,(2)、注入微玻璃珠载体后在装置的

培养基进口管上接通无菌小管,在蠕动泵的作用下,液体从

培养基进口管进入装置中,经过

中轴培养液输送管来到每个管道圆盘连接环再经过

圆盘内培养液输送管进入

圆盘内部空间,然后经过

圆盘微孔均匀分散在各个部位,培养液最后从顶部的微孔中进入上部空间,然后从出口排出,首次将通入无菌生理盐水或PBS,清微玻璃珠载体表面的粉末同时进行防漏检测,确保无渗漏后,密封进出口,常温保存准备对微载体包被,(3)、根据培养细胞的不同使用不同的材料进行包被处理,如脐带间充质干细胞(MSC),
一般使用MSC促贴壁试剂或者玻璃粘连蛋白(Vitronectin),首先,使用无菌PBS溶液将MSC贴壁试剂稀释100倍(1:100),加入适量的1
×
MSC贴壁试剂;从培养液进口通入贴壁试剂,在包被期间,始终保持载体浸泡在液体中...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨展赵红叶
申请(专利权)人:河北因赛乐生物科技有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1