一种用于培养细胞的载体制造技术

本发明专利技术属于细胞培养领域，具体涉及一种用于培养细胞的载体，该载体是由单一材料或混合物材料整体注塑成型为实芯或空芯形体，或由单一材料或混合物材料整体加工成型为实芯或空芯形体，或由外包表壳、内置芯物等构成实芯或空芯形体，或由载体主体、内置芯物、封盖等构成实芯或空芯形体。整个载体成型后形成一个密闭的整体，主要是载体外壁提供给细胞附着生长或实现载体搅拌细胞培养容器里液体的功能。本发明专利技术通过结构上的改进极大的提高了培养细胞的载体的生产制造成本，优化了细胞培养的难度，可以方便简捷地实现多种类型细胞的增殖，并可以规模化、大批量的培养细胞。

【技术实现步骤摘要】
一种用于培养细胞的载体
本专利技术涉及细胞培养领域，一种用于细胞培养的载体。
技术介绍
细胞培养是指在合适的培养条件下，动物细胞离体生长和增殖，并保持其特征和功能的技术。来自于动物实体组织的大多数细胞需要贴壁单层生长。只要它们没有转化为非贴壁依赖性的，必须贴附在合适的固体介质上并铺展，才能开始生长。传统的细胞培养是使用细胞培养皿进行培养，培养皿经过处理适于细胞贴附和生长，一个传统的培养皿提供了78.52cm2并可以可支持106-107个细胞贴附生长。随后，人们开始使用细胞转瓶，滚瓶、以及中空纤维等装置进行细胞培养。此种方法工艺劳动强度大，细胞产量低，产品批间差异大，且容易造成污染，耗时耗力，并不能满足现今社会上对细胞产物大批量培养的需求。微载体是细胞培养中所使用的一类无毒性、非刚性、密度均一、透明的小颗粒。能使贴壁依赖性细胞贴附在颗粒表面进行悬浮培养，从而增加细胞贴附生长的面积，有利于细胞的大规模培养和收集。最早使用微载体培养技术的是1967年VanWezel利用离子交换凝胶(DEAE-SephadexA50)作为载体，轻微搅动即可使该离子交换凝胶成为微小的颗粒悬浮在培养基中，由于这种微载体带有电荷，利于细胞贴附于载体上进行生长繁殖，而且载体处于悬浮状态不仅可大大增加细胞附着面积，又使细胞能与培养基充分接触，进而有利于细胞的生长，因此能达到大量培养细胞的目的。微载体培养是目前公认的最有发展前途的一种动物细胞大规模培养技术，由于其兼具悬浮培养和贴壁培养的优点，且放大容易，已广泛用于培养各种类型细胞，生产疫苗、蛋白质产品，如293细胞、成肌细胞、Vero细胞、CHO细胞等。良好的细胞培养微载体具有以下特点：表面积/体积(S/V)大，单位体积培养液的细胞产率高；把悬浮培养和贴壁培养融合在一起，兼有两者的优点；可用简单的显微镜观察细胞在微珠表面的生长情况；简化了细胞生长各种环境因素的检测和控制，重现性好；培养基利用率较高；容易进行放大培养；细胞收获过程不复杂；劳动强度小；培养系统占地面积和空间小。目前已开发了多种商业化的微载体，包括葡聚糖微载体、聚赖氨酸液体微载体、大孔明胶微载体、纤维素微载体、壳聚糖微载体、甲壳质微载体、聚苯乙烯微载体、聚氨酯泡沫微载体、藻酸盐凝胶微载体以及磁性微载体等。大规模的细胞培养是通过哺乳动物细胞培养生产病毒疫苗或蛋白产品的有效途径。贴壁依赖性细胞贴附在微载体上利用生物反应器悬浮培养成为迄今最常用、最有效的细胞大规模培养模式之一。目前市场上使用的商品化微载体主要有：如GE公司的CytodexⅠ、CytodexⅡ、CytodexⅢ和Thermo公司的Cytopore，Cytoline，Biosilon、CultispherG等，以上的微载体因为其制作需要经过多种生物反应溶剂、高分子聚合物材料以及添加剂、还原剂等相互反应、中和以及清洗，工序繁多，工艺复杂，所以价格昂贵，目前的市场价已达每公斤3-10万元人民币，还时常出现供货不及时的现象。而且由于此类微载体的尺寸在几微米到几百微米不等，体积微小，在细胞大规模培养时需要大量的微载体置入反应器内，容易造成微载体堆积，使得相连的微载体之间的空隙很小，细胞生长密度比较大，在底部及中心部位的细胞就很难获得细胞增殖所需的充足养分，以及影响细胞消耗过的废物排放，使得细胞的生长环境和生长状态变差，容易造成底部的细胞生长缓慢甚至死亡。受损死亡的细胞从载体上脱落进而影响其它细胞的生长。如果是干细胞，则更容易产生非特异性分化。因此，开发出细胞培养领域中适合于多种动物细胞大规模培养所用的载体，具有广泛的应用前景，对促进生物反应器载体大规模细胞培养技术的发展具有重要的历史意义。本专利技术的目的是为生物细胞的增殖培养提供一种生长载体，使其可以拥有更大的细胞吸附生长空间，并在载体之间的空隙形成适合细胞生长的微环境，可以大规模培养所需的细胞。并随着培养容器或者反应器的运动实现搅拌培养基的功能，避免由于传统的反应器采用机械式搅拌原理而产生剪切力，从而造成细胞受损，甚至死亡。此外，也可以给载体增加可磁化物质，使之可以通过外部磁场控制载体的运动、分布以及状态，实现更均匀的搅拌培养基液体和形成更优的细胞生长微环境。本专利技术具有结构及制造工艺简单、操作方便等优点，适用于作为大规模培养生物细胞的生长载体。其特点是：将载体置入培养容器或者反应器中，通过磁场或者依靠其浮力或者重力，使得载体在培养容器或者反应器中上浮、下沉或者悬浮，并在此过程中搅动培养基溶液，使液体中的养分充分均匀化，可以为培养的悬浮细胞提供良好的代谢支持，并可以让贴壁细胞更容易吸附在载体上生长、增殖。
技术实现思路
本专利技术公开了一种新型的用于细胞培养的载体。本专利技术所涉及的一种新型的细胞培养的载体，其主要是由单一材料或混合物材料整体注塑成型为实芯或空芯形体，或由单一材料或混合物材料整体加工成型为实芯或空芯形体，或由外包表壳、内置芯物等构成实芯或空芯形体，或由载体主体、内置芯物、封盖等构成实芯或空芯形体。其特征在于，整个载体成型后形成一个密闭的整体，载体的尺寸值范围为：大于等于1mm，小于培养容器的内壁边长；这一特点使之明显不同于其它专利技术中的微载体，其主要是载体外壁提供给细胞附着生长、实现载体搅拌细胞培养容器里液体的功能并使悬浮细胞均匀分布。以上所述的载体可由多个结构零件结合组成一个整体形体，各个零件采用二次或多次注塑连接成密封的整体，或采用胶水粘接成一个密封的整体，或采用超声波焊接成一个密封的整体，或在结构上采用过盈配合压合成一个密封的整体，或采用螺纹拧合成一个密封的整体，或采用激光烧结成一个密封的整体，或采用加热热熔成一个密封的整体等各种结合方式。以上所述的载体是形状为球形或椭球形或圆饼形或拥有多边形轮廓的平滑无棱角物体。以上所述的载体的最优的尺寸值范围为：大于等于1mm，但小于培养容器的内壁边长。以上所述的载体的外壁表面可制作成光滑面，或可以制作成圆滑的凹凸曲面，或可以制作成波纹面等多种曲面形式。以上所述的载体成型后的密度与培养基液体的密度比值应满足：0<d<2，d为载体密度与培养基液体密度比值，最优的比值范围为：0.95<d<1.05，以保证其在培养容器内的培养液里可凭自身浮力或重量实现上浮、下沉或悬浮在培养基液体中。以上所述的内置芯物可由坡莫合金、硅铁软磁合金、四氧化三铁和铁、钴、镍及其合金等导磁性高的顺磁性金属材料制成。以保证载体在没有磁场的环境下，没有磁性，从而不会产生相互吸引聚集功能。而在有磁场的环境下，能受到磁力控制进行运动以上所述的内置芯物可嵌在载体主体端面开口处，或可以放置在载体主体内的凹槽底部，将封盖嵌装在载体主体上部密封。以上所述的内置芯物由单一的块状、片状或颗粒组成，或由多个块状、片状或颗粒组成，或由粉末组成，可以根据磁场方向运动。以上所述的载体主体材质可以采用聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、PBS树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硝酸纤维、聚氨酯等塑料材质，也可以采用玻璃、陶瓷等非金属材质，还可以采用不锈钢等金属或者合金金属材质。以上所述的载体在置入细胞培养容器内并培养细胞时，载体的尺寸值应满足x<L/2，其中x为载体的任意径长(如圆形珠子的直径，椭圆型珠子的最长径或最短本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于培养细胞的载体，是由单一材料或混合物材料整体注塑成型为实芯或空芯的形体，或由单一材料或混合物材料整体加工成型为实芯或空芯形体，或由外包表壳、内置芯物等构成实芯或空芯形体，或由载体主体、内置芯物、封盖构成实芯或空芯形体；其特征在于，整个载体成型后形成一个密闭的整体，所述的载体的尺寸值范围为：大于等于1mm；载体的密度与培养基液体的密度比值应满足：0<d<2，d为载体密度与培养基液体密度比值。

【技术特征摘要】
1.一种用于培养细胞的载体，是由单一材料或混合物材料整体注塑成型为实芯或空芯的形体，或由单一材料或混合物材料整体加工成型为实芯或空芯形体，或由外包表壳、内置芯物等构成实芯或空芯形体，或由载体主体、内置芯物、封盖构成实芯或空芯形体；其特征在于，整个载体成型后形成一个密闭的整体，所述的载体的尺寸值范围为：大于等于1mm；载体的密度与培养基液体的密度比值应满足：0<d<2，d为载体密度与培养基液体密度比值。2.根据权利要求1所述的用于培养细胞的载体，其特征在于，由多个结构零件结合组成一个整体形体，各个零件采用二次或多次注塑连接成密封的整体，或采用胶水粘接成一个密封的整体，或采用超声波焊接成一个密封的整体，或在结构上采用过盈配合压合成一个密封的整体，或采用螺纹拧合成一个密封的整体，或采用激光烧结成一个密封的整体，或采用加热热熔成一个密封的整体等各种结合方式。3.根据权利要求1所述的用于培养细胞的载体，其特征在于，载体形状为球形或椭球形或圆饼形或拥有多边形轮廓的平滑无棱角物体。4.根据权利要求1所述的用于培养细胞的载体，其特征在于，载体的尺寸值范围为大于等于1mm，小于等于10mm。5.根据权利要求1所述的用于培养细胞的载体，其特征在于，载体的外壁表面为光滑面，或圆滑的凹凸曲面，或波纹面形式。6.根据权利要求1所述的用于培养细...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永新，叶治家，王修林，王香寒，朱融晖，谭玉麟，徐张展，刘小浩，
申请(专利权)人：南京新诺丹生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32