細胞培養裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及細胞培養技術領域，特別是涉及一種細胞培養裝置及方法。
【背景技術】
[0002]近年來，組織再生工程、生物醫學工程、細胞治療行業技術飛速發展，通過動物細胞、人體細胞在體外大規模培養來獲得大量細胞、細胞的胞外分泌物、細胞治療產品已成為目前細胞臨床應用的重要方向。例如組織創傷、燒傷后皮膚細胞的培養、新皮膚的獲得，以及腫瘤的細胞治療、細胞美容、細胞減肥等，都需要對目標細胞進行體外培養。
[0003]目前，國內外都是通過為細胞提供體外生長的培養基和培養裝置，并將培養裝置放置于培養箱中來進行細胞體外培養。常用的細胞培養裝置主要有細胞培養板、瓶、皿、轉瓶以及近年來體積較大的細胞工廠。
[0004]但是，目前已經商品化的細胞培養裝置，無論是較小型的培養板、培養皿、培養瓶；還是較大型的培養轉瓶、細胞工廠，均為開放式培養，即細胞的接種、收獲、中間營養物質的更換均需要打開裝置的蓋子來進行操作，首先需要解決的就是開蓋操作帶來的污染問題。
[0005]并且，目前的培養板、瓶、皿、轉瓶、細胞工廠等設備，均是在裝置的底層進行親水處理，使細胞貼附在底部生長，因此貼壁培養表面積小，單次培養收獲的細胞或者細胞分泌物少，要收獲更多的細胞或者細胞分泌物需要更多的裝置來進行一次性培養或以有限的裝置多次反復操作培養。這兩種獲得大量目標產物的方式均具有操作復雜、工作量增加、同樣容易污染等問題。
[0006]而且，目前的培養板、瓶、皿、轉瓶、細胞工廠細胞收獲時采用化學的胰蛋白酶消化或物理的細胞刮刀刮取的方式，會對細胞造成化學或物理的損傷。
【發明內容】
[0007]基于此，有必要針對上述問題，提供一種細胞培養裝置，采用該細胞培養裝置，能夠以封閉的方式對細胞進行培養，避免了開放式培養可能帶來的污染問題;并且，該細胞培養裝置還通過支架的使用，在培養裝置中提供了更多可供細胞生成的表面積，實現可大規模培養細胞的目的。
[0008]—種細胞培養裝置，包括:
[0009]培養塔，包括第一接管蓋、第二接管蓋和至少一個可供細胞貼附生長的支架，所述第一接管蓋、至少一個所述支架和第二接管蓋依次層疊設置，形成具有封閉空腔的培養塔，所述第一接管蓋和所述第二接管蓋上分別設有灌流進口和灌流出口 ；以及
[0010]灌流系統，包括培養液儲存裝置、灌流管和為灌流提供動力的灌流栗，所述培養液儲存裝置、所述灌流栗和所述灌流進口依次通過所述灌流管連通。
[0011]上述細胞培養裝置，通過封閉式培養塔的設計，培養過程中，僅接種過程為開放式，細胞接種后將各個部件組裝起來形成完整且密閉的培養塔，在細胞換液等整個培養周期內，該裝置不再打開，均采用灌流系統灌流的方式完成，從而避免了污染的可能，提高了操作安全性。
[0012]在其中一個實施例中，所述支架至少為兩個;和/或所述培養塔至少為兩個。通過在一個培養塔內設置多個支架，和/或在一個培養裝置內設置多個培養塔，提供給細胞更多的表面積，細胞增殖量與常規二維平面培養相比，可以幾倍甚至幾十倍的增長，能夠實現細胞的大規模培養，能夠收獲更多的細胞或者分泌物等。
[0013]在其中一個實施例中，所述培養塔還包括與支架數量一致的密封圈和扣圈，所述密封圈為環狀，環繞所述支架邊緣設置，所述扣圈為環狀，環繞所述密封圈邊緣設置，所述扣圈周向的內側面設有扣圈臺，所述密封圈周向的外側面設有與該扣圈臺匹配的扣圈槽，并且相鄰層疊的所述密封圈相互接觸。通過密封圈和扣圈的配合使用，既能保證培養塔內細胞培養空腔的封閉性，又可以方便靈活的選擇所需支架數量并將各支架層疊安裝，保證支架之間保持預定間隔，為細胞繁殖提供良好的生長環境。
[0014]在其中一個實施例中，所述扣圈上還設有緊扣勾和緊扣槽，所述緊扣槽內設有固定凸臺，所述緊扣勾可伸入另一個扣圈的緊扣槽內，與該另一個扣圈的固定凸臺卡接固定，并將層疊接觸的所述密封圈壓緊固定；
[0015]所述第一接管蓋上還設有安裝槽，與該第一接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣勾可伸入該安裝槽與該第一接管蓋卡接固定；
[0016]所述第二接管蓋上還設有安裝勾，該安裝勾可伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽內，與該扣圈的固定凸臺卡接固定。
[0017]通過上述設置，可以根據不同用戶需求的細胞數，靈活且方便的通過各扣圈的組裝而得到含有預定數量支架的培養塔，使用方面更具人性化。
[0018]在其中一個實施例中，所述緊扣勾和緊扣槽環繞所述扣圈邊緣交替且均勻設置。在同一個扣圈上同時設置緊扣勾和緊扣槽，增加了扣圈的通用型，且交替均勻設置一方面降低了該扣圈的操作難度，另一方面也提高了密封圈之間的密封性。
[0019]在其中一個實施例中，所述密封圈周向的內側面設有與所述支架的周向邊緣厚度相適配的支架槽。通過將所述支架邊緣卡接入所述支架槽內，從而將所述密封圈環繞安裝于所述支架上。
[0020]在其中一個實施例中，所述支架由層疊的纖維縱橫交錯構成，所述纖維之間形成供細胞貼附生長和培養液流通的空隙。該空隙即纖維與纖維之間形成的孔徑。由纖維縱橫交錯構成的支架能夠提供給細胞更多的表面積，進一步增加細胞培養規模。
[0021]在其中一個實施例中，所述支架表面經溫敏材料接枝處理，可通過改變溫度使溫敏材料產生親水和疏水之間的相變，從而使貼附于所述支架生長的細胞在培養結束后實現溫敏性脫落收獲。該支架的接枝處理按照常規方式處理即可，該溫敏材料能夠在培養結束后通過將溫度降低到其相變溫度以下，實現細胞自動與支架脫離的目的。避免了目前的培養板、瓶、皿、轉瓶、細胞工廠細胞收獲時采用化學的胰蛋白酶消化或物理的細胞刮刀刮取的方式，會對細胞造成化學或物理損傷的問題。
[0022]在其中一個實施例中，該細胞培養裝置還包括濕化裝置和空氣過濾器，所述濕化裝置為所述培養液儲存裝置提供濕化氣體;所述培養液儲存裝置與外界連通的通氣口設有空氣過濾器。通過上述設置，在整個細胞培養周期內，將整個細胞培養系統與外界隔絕，避免了可能被空氣污染的可能。
[0023]在其中一個實施例中，該細胞培養裝置還包括固定架，所述培養塔安裝固定于所述固定架上。并且，可以根據用戶需求的細胞數，選擇不同數量的培養塔，將其串聯培養，實現細胞的大規模培養，能夠收獲更多的細胞或者分泌物等。
[0024]本發明還公開了一種利用上述的細胞培養裝置的細胞培養方法，包括以下步驟:
[0025]安裝培養塔:取第一接管蓋，并在所述第一接管蓋上依次層疊安裝預定數量的支架，將待培養細胞接種至上述支架上，再把第二接管蓋安裝固定于所述支架上部，組裝得到培養塔；
[0026]灌流培養細胞:通過灌流管將所述灌流進口依次連通所述灌流栗和所述培養液儲存裝置，以所述灌流栗提供動力，將所述培養液儲存裝置內的培養液灌流至所述培養塔內，為細胞生長提供營養物質，并將細胞代謝產生的代謝物隨著培養液流動從所述灌流出口排出。
[0027]上述細胞培養方法，在培養過程中，僅接種過程為開放式，細胞接種后將各個部件組裝起來形成完整且密閉的培養塔，細胞換液等整個培養周期內，該裝置不再打開，均采用灌流系統灌流的方式完成，從而避免了污染的可能，提高了操作安全性等。
[0028]在其中一個實施例中，采用上述的細胞培養裝置，所述安裝培養塔步驟中:
[0029]將所述密封圈環繞套裝于所述支架上，再將扣圈環繞套裝于所述密封圈上，構成套件，按照上述方法安裝若干套件；
[0030]取第一接管蓋，將上述套件中扣圈的緊扣勾伸入所述安裝槽與該第一接管蓋卡接固定;按照上述方法，依次將各套件中扣圈的緊扣勾伸入另一個套件中扣圈的緊扣槽內，與該另一個套件中扣圈的固定凸臺卡接固定，并將層疊接觸的所述密封圈壓緊固定，依次層疊安裝預定數量的支架；
[0031 ]將待培養細胞接種至上述安裝好的支架上；
[0032]再把第二接管蓋的安裝勾伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽內，將該第二接管蓋安裝固定，組裝得到培養塔。
[0033]通過上述設置，可以根據不同用戶需求的細胞數，靈活且方便的通過各扣圈的組裝而得到含有預定數量支架的培養塔，使用方面更具人性化。
[0034]與現有技術相