一种磁-电刺激细胞培养装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种磁-电刺激细胞培养装置，可用于对细胞加载磁-电刺激。本发明专利技术装置包括细胞培养板、磁-电双功能纤维膜、脉冲电信号发射源、铂片电极和磁铁；磁-电双功能纤维膜置于细胞培养板底座中；细胞培养板盖对应每一个细胞培养孔处插入一对平行铂片电极，铂片电极下端紧靠孔板底部，与磁-电双功能纤维膜接触，铂片电极上端通过导线连接脉冲电信号发射源，打开脉冲电信号发射源可对细胞加载电刺激；将一对铁氧体磁铁平行放置在细胞培养板底座左右两侧，可为细胞加载磁刺激。本发明专利技术提供了一种磁-电刺激细胞培养装置，能同时对细胞加载电刺激和磁刺激，将促进细胞、组织培养方法的发展。

Magnetic electric stimulation cell culturing device

The invention provides a magnetic electric stimulation cell culture device, which can be used for loading magnetic electric stimulation to cells. The device of the invention includes a cell culture plate, magneto electric double functional fiber membrane, pulse signal emitter, platinum electrodes and magnets; magnetic electric double functional fiber membrane in cell culture plate base; cell culture plate cover corresponding to each cell culture hole is inserted with a pair of parallel platinum plate electrode, platinum the lower electrode is close to the hole at the bottom of the plate, and the magneto electric double functional fiber membrane, platinum plate electrode is connected to the upper end of pulse signal source through a wire can be opened to stimulation of the cell loading electric pulse signal source; a pair of ferrite magnets are arranged in parallel on both sides of the base plate support cell culture, stimulate for magnetic cell loading. The invention provides a magnetic electric stimulation cell culture device, which can simultaneously carry out electric stimulation and magnetic stimulation to cells, and can promote the development of cell and tissue culture methods.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于支架的磁-电刺激细胞培养装置，属于细胞培养领域，特别是磁-电刺激对细胞生长影响的研究。
技术介绍
细胞的生长环境是一个十分复杂的微环境，除了受到环境中的化学分子信号、生物因子信号、力学刺激等外，细胞在生物组织内通常会受到微电流和磁场的刺激，例如骨组织细胞受到由于生物体运动产生的压电电流、电刺激和磁刺激，不仅对细胞的生长、分化有着重要的意义，同时也是细胞发挥其功能的必要条件。已有研究证明，人体内的很多细胞都依赖电荷的正常传导发挥其生理功能，例如大量正常功能型心肌细胞的缺失会导致心肌细胞非正常的导电行为，最终往往会导致心肌梗塞。电刺激对成骨细胞、神经细胞等受到体内微电流刺激影响的组织细胞同样具有十分重要的意义。而磁场可以有效防止骨密度降低，促进骨损伤愈合。Chun等人开发了一种导电织物，导电膜上的心肌细胞在外加电刺激下相互连接形成细胞群，群内细胞沿材料有序方向生长。经过培养之后，细胞群中可以清楚地观察到细胞联接蛋白43，所有心肌细胞都能同步跳动。Zhuang等人使用电容耦合刺激的方式，对小鼠成骨细胞加载了20mV/cm的电刺激，结果表明，电刺激促进了成骨细胞的分化，并且成骨细胞DNA合成量有所增加。Shan等人通过共混左旋聚乳酸(PLLA)固定Fe3O4纳米粒子制备了一种用于骨组织再生的基底材料—磁性Fe3O4/PLLA复合纳米纤维，并研究材料的细胞毒性。复合静电纺丝纳米纤维中不同含量的Fe3O4纳米粒子沿纤维方向均匀分散。所制得的Fe3O4/PLLA复合纤维展现出随磁性粒子含量正相关的超顺磁性。Fe3O4/PLLA复合材料没有较纯PLLA展现出更大的细胞毒性，相反地，却表现出对细胞粘附和增殖更好的促进作用。但是目前研究者关注的大多是单一的物理刺激，很难全方位地模拟真实生物组织内环境并考察细胞在多种刺激下增殖、分化、形貌以及迁移行为受到的影响。因此研究能为细胞同时加载磁-电联合刺激的装置具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有装置不能考察细胞在多种刺激下受到影响的不足，提供能为细胞同时加载磁、电联合刺激的装置。一种磁-电刺激细胞培养装置，专利技术装置包括细胞培养板、磁-电双功能纤维膜、脉冲电信号发射源、铂片电极和磁铁；磁-电双功能纤维膜置于细胞培养板底座中；细胞培养板盖对应每一个细胞培养孔垂直插入一对平行铂片电极，铂片电极上端通过导线连接脉冲电信号发射源，铂片电极下端紧靠细胞培养板底座，并直接接触磁-电双功能纤维膜。所述的磁-电双功能纤维膜为聚乙丙交酯(PLGA)/Fe3O4磁性纳米纤维薄膜外原位聚合聚3,4-乙烯二氧噻吩导电高分子涂层(PEDOT/Fe3O4/PLGA纤维膜)，具有良好的磁性及导电性能。将一对铁氧体磁铁(0.1-1.0T)平行放置在细胞培养板底座左右两侧，可为细胞提供磁刺激。当启动脉冲电信号发射源时，可对磁-电双功能纤维膜上的细胞加载电刺激；当不启动脉冲电信号发射源，并在细胞培养板底座左右两侧放置一对铁氧体磁铁时，可对磁-电双功能纤维膜上的细胞加载磁刺激；当启动脉冲电信号发射源，并放置一对铁氧体磁铁时，可对磁-电双功能纤维膜上的细胞同时加载磁刺激和电刺激。本专利技术提供了一种磁-电刺激细胞培养装置，可用于研究电刺激、磁刺激和磁-电联合刺激对细胞增殖、分化、形貌的影响。本专利技术的优点在于：(1)本专利技术的装置搭载简单，成本低，易于清洗和灭菌；(2)本专利技术所使用的电信号参数以及磁场强度大小可调；(3)本专利技术可以同时对细胞加载电刺激和磁刺激，更好地模拟了生物体内复杂的环境，对研究不同刺激细胞增殖、分化、形貌的影响具有重要意义。附图说明图1为本专利技术的磁-电刺激细胞培养装置结构示意图，图中：1-脉冲电信号发射源2-细胞培养板盖3-铂片电极4-磁铁5-细胞培养板底座具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步地详细说明。本专利技术是磁-电刺激细胞培养装置，如图1所示的，包括脉冲电信号发射源(1)、细胞培养板盖(2)、铂片电极(3)、磁铁(4)和细胞培养板底座(5)；磁-电刺激细胞培养装置使用医用酒精擦拭，浸泡30分钟，紫外灯照射2h进行无菌处理；将磁-电双功能纤维膜裁剪成圆形，放入细胞培养板底座(5)中；将生长状态良好的细胞接种在细胞培养板底座(5)内的磁-电双功能纤维膜上；铂片电极(3)平行放置垂直插入细胞培养板盖(2)，下端直接接触细胞培养板底座(5)中的磁-电双功能纤维膜；上端通过导线连接脉冲电信号发射源(1)并设置合适的电信号参数；将磁-电刺激细胞培养装置放置在细胞培养箱内，打开与铂片电极(3)相连的脉冲电信号发射源(1)，一对长方体铁氧体磁铁(4)平行放置在细胞培养板底座(5)左右两侧，可以对细胞加载磁-电刺激。实施例1采用如图1所示的装置对成骨细胞MC3T3-E1加载磁-电刺激。将PEDOT/Fe3O4/PLGA磁-电双功能纤维膜裁剪成直径为1cm的圆形放置在24孔细胞培养板底座中。成骨细胞MC3T3-E1以1×105个/孔的密度接种在PEDOT/Fe3O4/PLGA磁-电双功能纤维膜上。将细胞培养板平稳放置在CO2细胞培养箱中培养30min，待细胞开始贴附后，每个孔板中缓慢加入1mL的MEM完全培养基，置于CO2细胞培养箱中培养，隔天更换培养基。在细胞接种24小时后打开脉冲电信号发射源，脉冲电信号发射源参数为振幅为500mV，频率为20Hz，占空比为0.1％，波形为矩形脉冲信号。一对铁氧体磁铁(15×88×40cm，0.72T)平行放置在细胞培养板底座左右两侧，对细胞加载磁刺激。当脉冲电信号发射源启动并放置铁氧体磁铁时，装置内的成骨细胞MC3T3-E1可受到磁-电联合刺激，并于第1、3、5天取样检测。实施例2采用如图1所示的装置对人脐静脉内皮细胞HUVEC加载磁-电刺激。将PEDOT/Fe3O4/PLGA磁-电双功能纤维膜裁剪成直径为1cm的圆形放置在24孔细胞培养板底座中。HUVEC以1×105个/孔的密度接种在磁-电双功能纤维膜上。将细胞培养板平稳放置在CO2细胞培养箱中培养30min，待细胞开始贴附后，每个孔板中缓慢加入1mL的DMEM完全培养基，置于CO2细胞培养箱中培养，隔天更换培养基。在细胞接种24小时后打开脉冲电信号发射源，脉冲电信号发射源参数为振幅为200mV，频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁‑电刺激细胞培养装置，其特征在于：包括细胞培养板、磁‑电双功能纤维膜、脉冲电信号发射源、铂片电极和磁铁；磁‑电双功能纤维膜置于细胞培养板底座中；铂片电极插入细胞培养板盖对应每一个细胞培养孔处；铂片电极与脉冲电信号发射源相连；磁铁位于细胞培养板底座左右两侧。

【技术特征摘要】
1.一种磁-电刺激细胞培养装置，其特征在于：包括细胞培养板、磁-电双
功能纤维膜、脉冲电信号发射源、铂片电极和磁铁；磁-电双功能纤维膜
置于细胞培养板底座中；铂片电极插入细胞培养板盖对应每一个细胞培
养孔处；铂片电极与脉冲电信号发射源相连；磁铁位于细胞培养板底座
左右两侧。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，铂片电极从细胞培养板盖上对
应每个细胞培养孔垂直插入，与细胞培养板底座中的磁-电双功能纤维膜
接触，铂片电极上端通过导线连接脉冲电信号发射源，每对铂片电极相
对平行放置。
3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李萍，张书培，李昆，牛旭锋，樊瑜波，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11