一种高通量骨组织培养装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高通量骨组织培养装置，包括细胞培养盘及培养液收集层，细胞培养盘具有多个杯状的细胞培养腔，培养液收集层具有多个杯状的培养液容纳腔，培养液容纳腔底部为透析膜，透析膜将细胞培养腔分隔为上部的腔体即培养液容纳腔，以及下部透析膜与细胞培养基底之间的腔体即细胞容纳腔，培养液容纳腔的高度为2毫米到20毫米，细胞容纳腔的高度为100微米到5毫米，细胞培养基底上的细胞培养面积为10mm2–500mm2，透析膜孔径为5nm以下。本实用新型专利技术的装置用于培养成骨细胞，可以简单的方式实现规模化的骨组织自然微环境的模拟，生长出符合使用要求的骨组织细胞层，促进体外骨组织研究，具有广泛的应用前景。

A high throughput bone tissue culture device

The utility model discloses a high throughput bone tissue culture device, which includes a cell culture disc and a culture medium collection layer. The cell culture disc has multiple cup shaped cell culture chambers. The culture liquid collection layer has a plurality of cup like culture fluid accommodating cavity, the bottom of the culture fluid chamber is a dialysis membrane, and the dialysis membrane separates the cell culture cavity into the cavity. The upper cavity is the cavity of the culture medium, and the cavity between the lower dialysis membrane and the cell culture substrate. The height of the cavity is from 2 millimeter to 20 millimeter, the height of the cell accommodation cavity is from 100 to 5 mm. The cell culture area on the cell culture substrate is 10mm2 500mm2, and the dialysate membrane pore size is 5N M below. The utility model is used for the cultivation of osteoblasts, which can be used to simulate the natural microenvironment of bone tissue in a simple way. It can grow up to meet the requirements of the bone tissue cell layer and promote the study of bone tissue in vitro. It has a wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种高通量骨组织培养装置
本技术属于医药及生命科学领域，具体来说涉及一种用于体外高通量骨组织培养的装置的设计原理、结构制造及在生命医药领域的应用。
技术介绍
骨转移是多种晚期恶性肿瘤如乳腺癌、肺癌、前列腺癌等常见的转移方式，晚期乳腺癌骨转移的发生几率甚至高达70%。骨转移会导致多种临床症状与并发症，明显降低肿瘤患者的生活质量及生存时间。肿瘤细胞转移至骨组织后，可进入休眠状态，产生治疗抵抗，骨组织中休眠的肿瘤细胞一旦被重新激活，往往具备更强的侵袭及转移潜能。但目前，肿瘤细胞在骨组织中的生长机制尚不明确，肿瘤细胞在骨组织中的休眠机制以及获得更强侵袭转移潜能特性的相关机制研究较为鲜见，而肿瘤细胞与骨组织之间的相互作用方式及机制更是少有报道。原因在于，在体内外构建一个可用于研究的骨转移模型困难极大：1、肿瘤转移的骨组织获取困难，在患者身上获取几无可能，更无法实时监测；在动物模型上技术难度大，同样无法实时观察监测。2、体外骨组织模型少，难以形成自然骨组织，难以在体外模拟骨组织微环境，如简单的2D单层骨细胞模型与自然的骨组织（主要由由氢磷灰石和I型胶原蛋白等丰富的有机物质组成的）完全难以比拟；3D骨组织，是由成成骨细胞和人工支架（合成聚合物、钛、陶瓷等）构建的，相较于2D模型，3D模型在细胞增殖、矿物质沉积、组织结构和对不同刺激的生理学应答方面都有明显提高，但因其中人工支架，3D模型仍然无法构建出自然的骨组织，而且相应的人工支架不透明，难以对实验过程进行实时的监测观察。3、骨髓芯片系统成功模拟了完整、复杂的骨髓微环境，但是构建技术复杂，成本高昂，不适宜大规模制备和应用。
技术实现思路
本技术希望提供一种解决以上所述的问题的手段。具体来说，本技术采用了以下技术方案：一种高通量骨组织培养装置，其特征在于，所述装置包括细胞培养盘及培养液收集层，细胞培养盘具有多个杯状的细胞培养腔，细胞培养腔四周为壁，底部为细胞培养基底，培养液收集层覆盖细胞培养盘并具有与细胞培养腔相应的多个杯状的培养液容纳腔，培养液容纳腔四周为壁，底部为透析膜，透析膜将细胞培养腔分隔为上下两个腔，其中透析膜上部的腔体即为培养液容纳腔，透析膜与细胞培养基底之间的腔体为细胞容纳腔，培养液容纳腔的高度为2毫米到20毫米，细胞容纳腔的高度为100微米到5毫米，细胞培养基底上的细胞培养面积为10mm2–500mm2，透析膜孔径为5nm以下。优选地，对于培养液收集层，在每一行和每一列培养液容纳腔之间设置有折断线。进一步优选地，在细胞培养盘上，在最前一行细胞培养腔的第一个细胞培养腔的前方具有定向栓，在培养液收集层上，在每一行培养液容纳腔的第一个培养液容纳腔的前方具有相应的定向缺口。另外进一步优选地，在细胞培养盘上，在最前一行细胞培养腔的第一个细胞培养腔的前方及上方分别具有定向栓，在培养液收集层上，在每一行培养液容纳腔的第一个培养液容纳腔的前方以及每一列培养液容纳腔的第一个培养液容纳腔的上方均具有相应的定向缺口。在另一个优选实施方案中，细胞培养盘的中部设置有定位栓，培养液收集层的相应位置具有孔洞。更进一步，细胞培养盘的底部与定位栓相应的位置设置了定位孔。我们专利技术的此微型化的能生长出自然骨组织的器件，该骨组织培养装置由透气的聚合物材料，经特殊处理的适合细胞生长基底和透析膜构建而成。本技术的器件含上下两腔，中间通过透析膜隔离。细胞培养在下腔基底上，营养物质和代谢产物经透析膜在两腔中自由交换。但成骨细胞分泌的骨基质却因分子量大无法通过透析膜，从而被局限在下腔中，进而使得其在下腔中的局部浓度高，易于骨组织形成。这种独特的设计可以使成骨细胞连续生长数月之久，可以在培养到四周时形成厚达100微米以上的自然骨组织，无需人工支架或者复杂的体内骨髓培养步骤。综上，该骨组织培养装置可以成为体外骨组织相关研究的强用力工具，具有广泛应用前景。附图说明图1是本技术的培养装置的俯视图；图2是本技术的培养装置的侧视图。在图中：1、细胞培养盘；2、培养液收集层；3、培养液容纳腔；4、折断线；5、定位栓；6、定向缺口；7、定向栓；8、细胞培养腔；9、定位孔；10、透析膜。具体实施方式本技术的目的是提供一种新型的高通量体外骨组织培养装置，可用于在体外构建骨组织模型，从而为骨组织及骨转移的研究提供便宜而易用的手段。本技术涉及在体外器件中生长出骨组织的原理及器件设计制造。该器件分上下两个腔，之间用透析膜隔离开。将成骨细胞注入下腔后，成骨细胞会自然贴附到经特殊处理的基底表面，并生长增殖。因为透析膜的存在，成骨组织分泌的分子量较大的骨基质不能自由扩散到上腔，而是被局限在下腔空间中，从而有利于骨组织的形成及矿化。而成骨细胞代谢废物因为分子量较小而能够通过透析膜扩散到上腔。通过定期更换上腔中的培养液，不仅可以及时稀释下腔中代谢废物的浓度，而且新鲜培养液中的营养成分自由进入下腔也保证了成骨细胞生长。在该器件中自然生长出来的自然骨组织可以在培养到四周时达到100微米以上的厚度。可以用于观察细胞外囊泡、病毒、细菌、细胞、微生物、寄生虫在形成的骨组织中的生长、繁殖、与骨组织的相互作用等等活动。制造的材料可应用透明材质，方便利用普通（荧光）显微镜直接观察。本专利技术制造方法简单、成本低廉，适合大规模生产，以供体外骨组织的相关研究、应用。下面参考附图来对本技术的方案作进一步的说明。参见图1和图2，本技术的高通量骨组织培养装置包括细胞培养盘1及培养液收集层2。细胞培养盘具有多个杯状的细胞培养腔8，细胞培养腔四周为壁，底部为细胞培养基底。培养液收集层2覆盖细胞培养盘并具有与细胞培养腔8相应的多个杯状的培养液容纳腔3。培养液容纳腔四周为壁，底部为透析膜10，透析膜将细胞培养腔分隔为上下两个腔，其中透析膜上部的腔体即为培养液容纳腔，透析膜与细胞培养基底之间的腔体为细胞容纳腔，培养液容纳腔的高度为2毫米到20毫米，细胞容纳腔的高度为100微米到5毫米，细胞培养基底上的细胞培养面积为10mm2–500mm2，透析膜孔径为5nm以下。使用该器件时，细胞培养在细胞培养腔的基底上，营养物质和代谢产物经透析膜在两腔中自由交换。但成骨细胞分泌的骨基质却因分子量大无法通过透析膜，从而被局限在下部腔体中，进而使得其在下部腔体中的局部浓度高，易于骨组织形成。而代谢物可以进入上部腔体，并且可以批量抽取进行检测。这种独特的设计可以使成骨细胞连续生长数月之久，可以在培养到四周时形成厚达100微米以上的自然骨组织，无需人工支架或者复杂的体内骨髓培养步骤。优选地，对于培养液收集层，在每一行和每一列培养液容纳腔之间设置有折断线4，当不需要整版时，可以将培养液收集层沿折断线折断，仅使用某些行或某些列甚至只使用部分检测孔。进一步优选地，在细胞培养盘上，在最前一行细胞培养腔的第一个细胞培养腔的前方具有定向栓7，在培养液收集层上，在每一行培养液容纳腔的第一个培养液容纳腔的前方具有相应的定向缺口6。另外进一步优选地，在细胞培养盘上，在最前一行细胞培养腔的第一个细胞培养腔的前方及上方分别具有定向栓7，在培养液收集层上，在每一行培养液容纳腔的第一个培养液容纳腔的前方以及每一列培养液容纳腔的第一个培养液容纳腔的上方均具有相应的定向缺口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高通量骨组织培养装置，其特征在于，所述装置包括细胞培养盘及培养液收集层，细胞培养盘具有多个杯状的细胞培养腔，细胞培养腔四周为壁，底部为细胞培养基底，培养液收集层覆盖细胞培养盘并具有与细胞培养腔相应的多个杯状的培养液容纳腔，培养液容纳腔四周为壁，底部为透析膜，透析膜将细胞培养腔分隔为上下两个腔，其中透析膜上部的腔体即为培养液容纳腔，透析膜与细胞培养基底之间的腔体为细胞容纳腔，培养液容纳腔的高度为2毫米到20毫米，细胞容纳腔的高度为100微米到5毫米，细胞培养基底上的细胞培养面积为10mm2–500mm2，透析膜孔径为5nm以下。

【技术特征摘要】
1.一种高通量骨组织培养装置，其特征在于，所述装置包括细胞培养盘及培养液收集层，细胞培养盘具有多个杯状的细胞培养腔，细胞培养腔四周为壁，底部为细胞培养基底，培养液收集层覆盖细胞培养盘并具有与细胞培养腔相应的多个杯状的培养液容纳腔，培养液容纳腔四周为壁，底部为透析膜，透析膜将细胞培养腔分隔为上下两个腔，其中透析膜上部的腔体即为培养液容纳腔，透析膜与细胞培养基底之间的腔体为细胞容纳腔，培养液容纳腔的高度为2毫米到20毫米，细胞容纳腔的高度为100微米到5毫米，细胞培养基底上的细胞培养面积为10mm2–500mm2，透析膜孔径为5nm以下。2.如权利要求1所述的高通量骨组织培养装置，其特征在于，对于培养液收集层，在每一行和每一列培养液容纳腔之间设置有折断线。3.如权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：万源，王礼学，王国相，
申请(专利权)人：南京至泰生物医药科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32