细胞培养、运输和探究制造技术

本文提供了一种细胞培养模块，用于在形成于该细胞培养模块中的腔室阵列中培养一个或多个细胞。在一些情况下，该细胞培养模块还可以包括一个或多个传感器。在一些情况下，该细胞培养模块还可以包括一个或多个电极。

Cell culture, transportation and exploration

A cell culture module is provided for the culture of one or more cells in a chamber array formed in the cell culture module. In some cases, the cell culture module can also include one or more sensors. In some cases, the cell culture module can also include one or more electrodes.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】细胞培养、运输和探究交叉引用本申请要求提交于2015年7月17日的英国专利申请号1512600.6的优先权，该英国专利申请通过引用而整体并入本文。
技术介绍
细胞培养总体用于医学研究和生命科学。传统的细胞培养使用诸如培养皿或多孔板等简单的容器作为细胞培养的器皿。然而，本领域认识到，这样的简单方法为细胞提供的环境与细胞在体内所经历的环境大不不同。
技术实现思路
本公开内容的一个方面提供了一种细胞培养模块。所述细胞培养模块可以包括(a)包含多个腔室的阵列，所述多个腔室中的每个腔室可以被配置用于容纳一个或多个细胞并且可以通过相应细胞引入通路可操作地耦合至相应细胞引入端口；以及(b)至少一个灌注通道，其可以流体耦合至所述多个腔室中的腔室。在一些实施方式中，所述腔室阵列可以为至少3个腔室。在一些实施方式中，所述多个腔室中的每个腔室的容积可以至少约为4500立方微米(μm3)。在一些实施方式中，所述多个腔室和多个细胞引入通路可以至少部分地形成于所述细胞培养模块的整料衬底中。在一些实施方式中，所述细胞培养模块还可以包括所述细胞培养模块的上部区域和下部区域。所述阵列可以形成于所述下部区域中，而多个细胞引入端口可以形成于所述上部区域中。在一些实施方式中，所述至少一个灌注通道可以是以堆叠阵列布置的多个灌注通道。在一些实施方式中，所述堆叠阵列可以形成于所述下部区域、所述上部区域或其组合中。在一些实施方式中，所述至少一个灌注通道可以大致绕所述下部区域与所述上部区域之间的交界而安设。在一些实施方式中，所述至少一个灌注通道可以与至少一个相关联的灌注端口流体耦合以形成导管。所述导管可以从所述至少一个相关联的灌注端口朝向与所述至少一个灌注通道流体耦合的腔室向下倾斜。在一些实施方式中，所述导管相对于所述腔室阵列的水平轴的角度可以约小于50度。在一些实施方式中，所述堆叠阵列中的一组所述多个灌注通道可以安设在相对于所述阵列的相同水平高度处。所述组可以流体耦合至共同的灌注端口。在一些实施方式中，所述相应细胞引入通路可以包括狭缩部。在一些实施方式中，所述狭缩部可以相对于所述腔室阵列的水平轴横向定向。在一些实施方式中，所述狭缩部可以邻近所述多个腔室中的腔室的进口安设。在一些实施方式中，所述细胞培养模块还可以包括可移动阻塞元件。所述可移动阻塞元件可以被配置成在所述狭缩部处可移动成阻塞配置，以防止细胞离开所述多个腔室中的腔室。在一些实施方式中，所述可移动阻塞元件可以被配置成可从所述阻塞配置移动成非阻塞配置。在一些实施方式中，所述可移动阻塞元件可以为珠粒。在一些实施方式中，所述珠粒向阻塞配置或非阻塞配置的移动可以通过重力、施加的磁场、施加的电场、施加的流体流动、机械力或其任意组合来引导。在一些实施方式中，所述细胞培养模块还可以包括至少一个旁路通道，该至少一个旁路通道将(a)所述多个腔室中的所述腔室流体耦合至所述相应细胞引入通路，将(b)所述多个腔室中的所述腔室流体耦合至所述至少一个灌注通道，或者(c)其组合。在一些实施方式中，当所述可移动阻塞元件可以处于所述阻塞配置时，所述至少一个旁路通道可以容许(a)所述多个腔室中的所述腔室与所述相应的胞引入通路或所述至少一个灌注通道之间的流体交换，(b)所述细胞的至少一部分从所述多个腔室中的所述腔室向所述相应细胞引入通路或所述至少一个灌注通道中长出，或者(c)其组合。在一些实施方式中，所述相应细胞引入端口的末端可以安设于所述细胞培养模块的上部区域的上表面处。在一些实施方式中，对于所述多个腔室中的每个腔室而言，可以从安设于所述上表面处的所述相应细胞引入端口的末端到相应腔室的底部内表面形成线性视线。在一些实施方式中，所述细胞培养模块还可以包括至少一个电极。在一些实施方式中，所述至少一个电极可以包括支撑部分和头部部分。在一些实施方式中，所述支撑部分可以可操作地耦合至外部电路。在一些实施方式中，所述头部部分可以包括比所述支撑部分具有更大横向宽度的圆形形状。在一些实施方式中，所述头部部分可以包括多个突起、多个凹口或其组合。在一些实施方式中，所述至少一个电极可以形成于所述细胞培养模块的衬底上。所述整料衬底可以包围所述衬底上的所述至少一个电极的至少一部分。在一些实施方式中，所述至少一个电极可以包括至少一个突起、至少一个凹口或其组合。在一些实施方式中，所述至少一个电极可以包括所述至少一个突起，并且所述至少一个突起可以为半球形突起。在一些实施方式中，所述至少一个电极可以包括所述至少一个凹口，并且所述至少一个凹口可以为半球形凹口。在一些实施方式中，所述至少一个电极可以包括至少约100个突起、至少约100个凹口或其任意组合。在一些实施方式中，所述至少一个电极可以包括的多个突起的表面密度至少约为0.05个突起每平方微米(pro/μm2)、可以包括的多个凹口的表面密度至少约为0.05个凹口每平方微米(rec/μm2)，或者其任意组合。在一些实施方式中，所述至少一个电极可以包括从约10纳米(nm)至约100nm的表面粗糙度。在一些实施方式中，所述至少一个电极的宽度可以为从约2微米(μm)至约20μm。在一些实施方式中，所述至少一个电极的形状可以为蘑菇形状。在一些实施方式中，所述细胞培养模块还可以包括一个或多个传感器。在一些实施方式中，所述一个或多个传感器可以包括温度传感器、pH传感器、气体传感器、葡萄糖传感器、水平传感器或其任意组合。在一些实施方式中，所述气体传感器可以为O2传感器、CO2传感器或其组合。在一些实施方式中，所述一个或多个传感器可以包括光学传感器、电化学传感器、光电传感器、压电传感器、生物传感器或其任意组合。在一些实施方式中，所述多个腔室中的每个腔室可以包括至少一个传感器。在一些实施方式中，所述细胞培养模块还可以包括控制系统以指导所述一个或多个传感器对所述一个或多个传感器各自的度量作出一次或多次测量。在一些实施方式中，所述细胞培养模块还可以包括至少一个光导，该至少一个光导被配置用于将光从外部光源导向所述多个腔室中的所述腔室的一部分。在一些实施方式中，所述至少一个光导可以为多个光导。所述多个光导中的每一个可以被配置成单独地与所述多个腔室中的每一个相对应。在一些实施方式中，所述多个腔室中的腔室可以填充有至少两个细胞。在一些实施方式中，所述细胞培养模块还可以包括屏障布置，该屏障布置被配置用于将所述至少一个灌注通道与附加腔室隔开，该附加腔室用于容纳至少两个细胞。所述屏障布置可以包括多个孔以选择性地容许部分在所述至少一个灌注通道与所述附加腔室之间经过。在一些实施方式中，所述屏障布置可以适于模拟血脑屏障布置。在一些实施方式中，所述多个孔的孔径可以小于约5微米(μm)。在一些实施方式中，所述多个孔的孔径可以小于约100纳米(nm)。在一些实施方式中，所述屏障布置的渗透性可以是基于尺寸的或基于电荷的。在一些实施方式中，所述部分可以为气体、趋化因子、细胞因子、小分子、蛋白质、核酸或其任意组合。本公开内容的另一方面提供了一种细胞培养系统，其包括所述细胞培养模块。所述细胞培养系统还可以包括至少一个温度传感器，该至少一个温度传感器被配置用于感测所述细胞培养模块的至少一部分的温度。所述细胞培养系统还可以包括至少一个加热元件，该至少一个加热元件被配置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞培养模块，包括：包含多个腔室的阵列，所述多个腔室中的每个腔室均被配置用于容纳一个或多个细胞并且通过相应细胞引入通路可操作地耦合至相应细胞引入端口；以及至少一个灌注通道，其流体耦合至所述多个腔室中的腔室。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.17 GB 1512600.61.一种细胞培养模块，包括：包含多个腔室的阵列，所述多个腔室中的每个腔室均被配置用于容纳一个或多个细胞并且通过相应细胞引入通路可操作地耦合至相应细胞引入端口；以及至少一个灌注通道，其流体耦合至所述多个腔室中的腔室。2.根据权利要求1所述的细胞培养模块，其中所述腔室阵列为至少3个腔室。3.根据权利要求1所述的细胞培养模块，其中所述多个腔室中每个腔室的容积至少约为4500立方微米(μm3)。4.根据权利要求1所述的细胞培养模块，其中所述多个腔室和多个细胞引入通路至少部分地形成于所述细胞培养模块的整料衬底中。5.根据权利要求1所述的细胞培养模块，还包括所述细胞培养模块的上部区域和下部区域，其中所述阵列形成于所述下部区域中，而多个细胞引入端口形成于所述上部区域中。6.根据权利要求5所述的细胞培养模块，其中所述至少一个灌注通道是以堆叠阵列布置的多个灌注通道。7.根据权利要求6所述的细胞培养模块，其中所述堆叠阵列形成于所述下部区域、所述上部区域或其组合中。8.根据权利要求5所述的细胞培养模块，其中所述至少一个灌注通道大致绕所述下部区域与所述上部区域之间的交界而安设。9.根据权利要求1所述的细胞培养模块，其中所述至少一个灌注通道与至少一个相关联的灌注端口流体耦合以形成导管，其中所述导管从所述至少一个相关联的灌注端口朝向与所述至少一个灌注通道流体耦合的腔室向下倾斜。10.根据权利要求9所述的细胞培养模块，其中所述导管相对于所述腔室阵列的水平轴的角度约小于50度。11.根据权利要求6所述的细胞培养模块，其中所述堆叠阵列中的一组所述多个灌注通道安设在相对于所述阵列的相同水平高度处，并且其中所述组流体耦合至共同的灌注端口。12.根据前述权利要求中任一项所述的细胞培养模块，其中所述相应细胞引入通路包括狭缩部。13.根据权利要求11所述的细胞培养模块，其中所述狭缩部相对于所述腔室阵列的水平轴横向定向。14.根据权利要求11所述的细胞培养模块，其中所述狭缩部邻近所述多个腔室中的腔室的进口安设。15.根据权利要求11所述的细胞培养模块，还包括可移动阻塞元件，所述可移动阻塞元件被配置成在所述狭缩部处可移动成阻塞配置，以防止细胞离开所述多个腔室中的腔室。16.根据权利要求14所述的细胞培养模块，其中所述可移动阻塞元件被配置成可从所述阻塞配置移动成非阻塞配置。17.根据权利要求14或权利要求15所述的细胞培养模块，其中所述可移动阻塞元件为珠粒。18.根据权利要求16所述的细胞培养模块，其中所述珠粒向阻塞配置或非阻塞配置的移动通过重力、施加的磁场、施加的电场、施加的流体流动、机械力或其任意组合来引导。19.根据权利要求14所述的细胞培养模块，还包括至少一个旁路通道，所述至少一个旁路通道将(a)所述多个腔室中的所述腔室流体耦合至所述相应细胞引入通路，将(b)所述多个腔室中的所述腔室流体耦合至所述至少一个灌注通道，或者(c)其组合。20.根据权利要求18所述的细胞培养模块，其中当所述可移动阻塞元件处于所述阻塞配置时，所述至少一个旁路通道容许(a)所述多个腔室中的所述腔室与所述相应细胞引入通路或所述至少一个灌注通道之间的流体交换，(b)所述细胞的至少一部分从所述多个腔室中的所述腔室向所述相应细胞引入通路或所述至少一个灌注通道中长出，或者(c)其组合。21.根据权利要求5所述的细胞培养模块，其中所述相应细胞引入端口的末端安设于所述细胞培养模块的上部区域的上表面处。22.根据权利要求21所述的细胞培养模块，其中对于所述多个腔室中的每个腔室而言，从安设于所述上表面处的所述相应细胞引入端口的末端到相应腔室的底部内表面形成了线性视线。23.根据权利要求1所述的细胞培养模块，还包括至少一个电极。24.根据权利要求23所述的细胞培养模块，其中所述至少一个电极包括支撑部分和头部部分。25.根据权利要求24所述的细胞培养模块，其中所述支撑部分可操作地耦合至外部电路。26.根据权利要求24所述的细胞培养模块，其中所述头部部分包括比所述支撑部分具有更大横向宽度的圆形形状。27.根据权利要求24所述的细胞培养模块，其中所述头部部分包括多个突起、多个凹口或其组合。28.根据权利要求23所述的细胞培养模块，其中所述至少一个电极形成于所述细胞培养模块的衬底上，并且其中所述整料衬底包围所述衬底上的所述至少一个电极的至少一部分。29.根据权利要求23所述的细胞培养模块，其中所述至少一个电极包括至少一个突起、至少一个凹口或其组合。30.根据权利要求29所述的细胞培养模块，其中所述至少一个电极包括所述至少一个突起，并且其中所述至少一个突起为半球形突起。31.根据权利要求29所述的细胞培养模块，其中所述至少一个电极包括所述至少一个凹口，并且其中所述至少一个凹口为半球形凹口。32.根据权利要求29所述的细胞培养模块，其中所述至少一个电极包括至少约100个突起、至少约100个凹口或其任意组合。33.根据权利要求29所述的细胞培养模块，其中所述至少一个电极包括的多个突起的表面密度至少约为0.05个突起每平方微米(pro/μm2)、可以包括的多个凹口的表面密度至少约为0.05个凹口每平方微米(rec/μm2)，或者其任意组合。34.根据权利要求29所述的细胞培养模块，其中所述至少一个电极包括从约10纳米(nm)至约100nm的表面粗糙度。35.根据权利要求29所述的细胞培养模块，其中所述至少一个电极的宽度为从约2微米(μm)至约20μm。36.根据权利要求29所述的细胞培养模块，其中所述至少一个电极的形状为蘑菇形状。37.根据权利要求1所述的细胞培养模块，还包括一个或多个传感器。38.根据权利要求37所述的细胞培养模块，其中所述一个或多个传感器包括温度传感器、pH传感器、气体传感器、葡萄糖传感器、水平传感器或其任意组合。39.根据权利要求38所述的细胞培养模块，其中所述气体传感器为O2传感器、CO2传感器或其组合。40.根据权利要求37所述的细胞培养模块，其中所述一个或多个传感器包括光学传感器、电化学传感器、光电传感器、压电传感器、生物传感器或其任意组合。41.根据权利要求37所述的细胞培养模块，其中所述多个腔室中的每个腔室均包括至少一个传感器。42.根据权利要求37所述的细胞培养模块，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥希罗诺亚·E·阿加比，
申请(专利权)人：卡尼酷公司，
类型：发明
国别省市：美国,US