一种干细胞的三维仿真培养系统技术方案

一种干细胞的三维仿真培养系统，它属于生物技术领域。它解决了现有干细胞的体外培养存在操作复杂、效率较低、产量小和质量差的问题。它包括：干细胞巢、心区第一蠕动泵、肺区、肾区、脾区、胃区、肝区、第一流体压力计、第一调压阀、液位计、三通阀、第一控制阀、调温器、测温仪、氧气/二氧化碳测量仪、PH测量仪、营养成分测量仪、第二控制阀、第二蠕动泵、第三蠕动泵、尿素/尿酸/无机盐测量仪、第四蠕动泵、第三控制阀、第二流体压力计、第二调压阀、第四控制阀、第五控制阀、第五蠕动泵、第六控制阀、气体透过膜、透析膜、中央控制平台与云数据中心和电磁场。本发明专利技术可培养更高质量、更多数量的干细胞，稳定性好，提升了干细胞的治疗效果。

A Three-dimensional Simulated Culture System for Stem Cells

【技术实现步骤摘要】
一种干细胞的三维仿真培养系统
本专利技术属于生物
，具体涉及一种干细胞的三维仿真培养系统。
技术介绍
干细胞是一类原始且未充分分化的细胞，具有再生各种组织器官的潜在功能和自我复制更新的能力。干细胞的培养研究对器官修补更新、疾病治疗、生物工程等领域的发展具有重要意义。干细胞的体外培养对环境条件、设备结构、培养基成分等具有严格的要求。现有的干细胞培养方法主要由人工进行，操作复杂，效率较低，并且限制了细胞的扩张程度，细胞在长期分裂后往往失去了增殖和分化的能力，干细胞的数量和质量都难以得到保证，致使干细胞的治疗效果降低。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有干细胞的体外培养存在操作复杂、效率较低、产量小和质量差的问题，而提供一种干细胞的三维仿真培养系统。一种干细胞的三维仿真培养系统，它包括：干细胞巢、心区第一蠕动泵、肺区、肾区、脾区、胃区、肝区、第一流体压力计、第一调压阀、液位计、三通阀、第一控制阀、调温器、测温仪、氧气/二氧化碳测量仪、PH测量仪、营养成分测量仪、第二控制阀、第二蠕动泵、第三蠕动泵、尿素/尿酸/无机盐测量仪、第四蠕动泵、第三控制阀、第二流体压力计、第二调压阀、第四控制阀、第五控制阀、第五蠕动泵、第六控制阀、气体透过膜、透析膜、中央控制平台与云数据中心和电磁场；其中所述干细胞巢为压力容器，压力为80～120mmHg；干细胞巢外设置调温器；干细胞巢的进口通过第一控制阀与肺区液体出口连通，干细胞巢出口与脾区进口连通；干细胞巢与脾区之间依次设置第一流体压力计和第一调压阀；干细胞巢分别与测温仪、氧气/二氧化碳测量仪、PH测量仪、营养成分测量仪的传感器相连；所述心区第一蠕动泵的进口与三通阀连通，出口与肺区液体进口连通；所述肺区为压力容器，压力为80～120mmHg；肺区内部设置气体透过膜；肺区气体出口与第二控制阀连通；肺区气体入口与第二蠕动泵连通；所述肾区为压力容器，压力为80～120mmHg；肾区内部设置透析膜；肾区培养液出口与脾区的培养液进口连通；肾区培养液出口与脾区培养液进口之间依次设置第二流体压力计和第二调压阀；肾区的透析液进口与第四蠕动泵连通，肾区的废弃物出口与第三控制阀连通；所述脾区为无压力容器，通过无菌微米级滤膜与外部环境相通；脾区外设置液位计10；脾区通过三通阀分别与心区第一蠕动泵和第四控制阀连通；脾区培养液出口与肾区培养液进口连通；脾区培养液出口与肾区培养液进口之间依次设置第三蠕动泵和尿素/尿酸/无机盐测量仪；所述胃区是压力容器，压力为10～60mmHg；胃区的进口与第五蠕动泵的出口连通；胃区出口通过第六控制阀与肝区的进口连通；所述肝区是压力容器，压力为10～60mmHg；肝区的其中一个出口通过第四控制阀与三通阀连通；肝区的另一个出口通过第五控制阀与脾区的培养液进口连通；所述中央控制平台与云数据中心接收第一流体压力计、第二流体压力计、液位计、测温仪、氧气/二氧化碳测量仪、PH测量仪、营养成分测量7和尿素/尿酸/无机盐测量仪的反馈，对心区第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵、第四蠕动泵、第五蠕动泵、第一调压阀、第二调压阀、三通阀、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、第六控制阀和调温器进行实时控制；所述电磁场为人体磁场模拟装置，磁场强度小于10-6奥斯特。本专利技术的优点：1、本专利技术通过干细胞的三维仿真培养系统，构建稳定真实的三维干细胞培养环境，可培养更高质量、更多数量的干细胞，并且传代稳定性好，两次培养可以生产到1012～1014个细胞，扩增能力是2D培养的100～1000倍，活细胞数达到95％～98％。同时，通过使干细胞培养环境与患者体内干细胞的生理环境相近，保证了干细胞进入患者血液后的活细胞数与归巢能力，提升干细胞的治疗效果。2、本专利技术通过传感器、中央控制平台与云数据中实现了干细胞培养过程的自动化、智能化，大大减少操作的复杂度和人工参与度，干细胞培养效率更高，节省了培养成本，具有一定的经济意义。3、本专利技术中对PH值、温度、养分含量、氧气/二氧化碳含量、血压、脉搏的自动检测与控制，并且附加电磁场，使干细胞的仿真培养环境更接近人体的生理环境特征。附图说明图1为具体实施方式一中干细胞的三维仿真培养系统示意图，其中1表示干细胞巢、2表示心区第一蠕动泵、3表示肺区、4表示肾区、5表示脾区、6表示胃区、7表示肝区、8表示第一流体压力计、9表示第一调压阀、10表示液位计、11表示三通阀、12表示第一控制阀、13表示调温器、14表示测温仪、15表示氧气/二氧化碳测量仪、16表示PH测量仪、17表示营养成分测量仪、18表示第二控制阀、19表示第二蠕动泵、20表示第三蠕动泵、21表示尿素/尿酸/无机盐测量仪、22表示第四蠕动泵、23表示第三控制阀、24表示第二流体压力计、25表示第二调压阀、26表示第四控制阀、27表示第五控制阀、28表示第五蠕动泵、29表示第六控制阀、30表示气体透过膜、31表示透析膜、32表示表示中央控制平台与云数据中心、33表示电磁场。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一：如图1所示，本实施方式一种干细胞的三维仿真培养系统，它包括：干细胞巢1、心区第一蠕动泵2、肺区3、肾区4、脾区5、胃区6、肝区7、第一流体压力计8、第一调压阀9、液位计10、三通阀11、第一控制阀12、调温器13、测温仪14、氧气/二氧化碳测量仪15、PH测量仪16、营养成分测量仪17、第二控制阀18、第二蠕动泵19、第三蠕动泵20、尿素/尿酸/无机盐测量仪21、第四蠕动泵22、第三控制阀23、第二流体压力计24、第二调压阀25、第四控制阀26、第五控制阀27、第五蠕动泵28、第六控制阀29、气体透过膜30、透析膜31、中央控制平台与云数据中心32和电磁场33；其中所述干细胞巢1为压力容器，压力为80～120mmHg；干细胞巢1外设置调温器13；干细胞巢1的进口通过第一控制阀12与肺区3液体出口连通，干细胞巢1出口与脾区5进口连通；干细胞巢1与脾区5之间依次设置第一流体压力计8和第一调压阀9；干细胞巢1分别与测温仪14、氧气/二氧化碳测量仪15、PH测量仪16、营养成分测量仪17的传感器相连；所述心区第一蠕动泵2的进口与三通阀11连通，出口与肺区3液体进口连通；所述肺区3为压力容器，压力为80～120mmHg；肺区3内部设置气体透过膜30；肺区3气体出口与第二控制阀18连通；肺区3气体入口与第二蠕动泵19连通；所述肾区4为压力容器，压力为80～120mmHg；肾区4内部设置透析膜31；肾区4培养液出口与脾区5的培养液进口连通；肾区4培养液出口与脾区5培养液进口之间依次设置第二流体压力计24和第二调压阀25；肾区4的透析液进口与第四蠕动泵22连通，肾区4的废弃物出口与第三控制阀23连通；所述脾区5为无压力容器，通过无菌微米级滤膜与外部环境相通；脾区5外设置液位计10；脾区5通过三通阀11分别与心区第一蠕动泵2和第四控制阀26连通；脾区5培养液出口与肾区4培养液进口连通；脾区5培养液出口与肾区4培养液进口之间依次设置第三蠕动泵20和尿素/尿酸/无机盐测量仪21；所述胃区6是压力容器，压力为10～60mmHg；胃区6的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干细胞的三维仿真培养系统，其特征在于它包括：干细胞巢(1)、心区第一蠕动泵(2)、肺区(3)、肾区(4)、脾区(5)、胃区(6)、肝区(7)、第一流体压力计(8)、第一调压阀(9)、液位计(10)、三通阀(11)、第一控制阀(12)、调温器(13)、测温仪(14)、氧气/二氧化碳测量仪(15)、PH测量仪(16)、营养成分测量仪(17)、第二控制阀(18)、第二蠕动泵(19)、第三蠕动泵(20)、尿素/尿酸/无机盐测量仪(21)、第四蠕动泵(22)、第三控制阀(23)、第二流体压力计(24)、第二调压阀(25)、第四控制阀(26)、第五控制阀(27)、第五蠕动泵(28)、第六控制阀(29)、气体透过膜(30)、透析膜(31)、中央控制平台与云数据中心(32)和电磁场(33)；其中所述干细胞巢(1)为压力容器，压力为80～120mmHg；干细胞巢(1)外设置调温器(13)；干细胞巢(1)的进口通过第一控制阀(12)与肺区(3)液体出口连通，干细胞巢(1)出口与脾区(5)进口连通；干细胞巢(1)与脾区(5)之间依次设置第一流体压力计(8)和第一调压阀(9)；干细胞巢(1)分别与测温仪(14)、氧气/二氧化碳测量仪(15)、PH测量仪(16)、营养成分测量仪(17)的传感器相连；所述心区第一蠕动泵(2)的进口与三通阀(11)连通，出口与肺区(3)液体进口连通；所述肺区(3)为压力容器，压力为80～120mmHg；肺区(3)内部设置气体透过膜(30)；肺区(3)气体出口与第二控制阀(18)连通；肺区(3)气体入口与第二蠕动泵(19)连通；所述肾区(4)为压力容器，压力为80～120mmHg；肾区(4)内部设置透析膜(31)；肾区(4)培养液出口与脾区(5)的培养液进口连通；肾区(4)培养液出口与脾区(5)培养液进口之间依次设置第二流体压力计(24)和第二调压阀(25)；肾区(4)的透析液进口与第四蠕动泵(22)连通，肾区(4)的废弃物出口与第三控制阀(23)连通；所述脾区(5)为无压力容器，通过无菌微米级滤膜与外部环境相通；脾区(5)外设置液位计(10)；脾区(5)通过三通阀(11)分别与心区第一蠕动泵(2)和第四控制阀(26)连通；脾区(5)培养液出口与肾区(4)培养液进口连通；脾区(5)培养液出口与肾区(4)培养液进口之间依次设置第三蠕动泵(20)和尿素/尿酸/无机盐测量仪(21)；所述胃区(6)是压力容器，压力为10～60mmHg；胃区(6)的进口与第五蠕动泵(28)的出口连通；胃区(6)出口通过第六控制阀(29)与肝区(7)的进口连通；所述肝区(7)是压力容器，压力为10～60mmHg；肝区(7)的其中一个出口通过第四控制阀(26)与三通阀(11)连通；肝区(7)的另一个出口通过第五控制阀(27)与脾区(5)的培养液进口连通；所述中央控制平台与云数据中心(32)接收第一流体压力计(8)、第二流体压力计24、液位计(10)、测温仪(14)、氧气/二氧化碳测量仪(15)、PH测量仪(16)、营养成分测量仪(17)和尿素/尿酸/无机盐测量仪(21)的反馈，对心区第一蠕动泵(2)、第二蠕动泵(19)、第三蠕动泵(20)、第四蠕动泵(22)、第五蠕动泵(28)、第一调压阀(9)、第二调压阀(25)、三通阀(11)、第一控制阀(12)、第二控制阀(18)、第三控制阀(23)、第四控制阀(26)、第五控制阀(27)、第六控制阀(29)和调温器(13)进行实时控制；所述电磁场(33)为人体磁场模拟装置，磁场强度小于10...

【技术特征摘要】
1.一种干细胞的三维仿真培养系统，其特征在于它包括：干细胞巢(1)、心区第一蠕动泵(2)、肺区(3)、肾区(4)、脾区(5)、胃区(6)、肝区(7)、第一流体压力计(8)、第一调压阀(9)、液位计(10)、三通阀(11)、第一控制阀(12)、调温器(13)、测温仪(14)、氧气/二氧化碳测量仪(15)、PH测量仪(16)、营养成分测量仪(17)、第二控制阀(18)、第二蠕动泵(19)、第三蠕动泵(20)、尿素/尿酸/无机盐测量仪(21)、第四蠕动泵(22)、第三控制阀(23)、第二流体压力计(24)、第二调压阀(25)、第四控制阀(26)、第五控制阀(27)、第五蠕动泵(28)、第六控制阀(29)、气体透过膜(30)、透析膜(31)、中央控制平台与云数据中心(32)和电磁场(33)；其中所述干细胞巢(1)为压力容器，压力为80～120mmHg；干细胞巢(1)外设置调温器(13)；干细胞巢(1)的进口通过第一控制阀(12)与肺区(3)液体出口连通，干细胞巢(1)出口与脾区(5)进口连通；干细胞巢(1)与脾区(5)之间依次设置第一流体压力计(8)和第一调压阀(9)；干细胞巢(1)分别与测温仪(14)、氧气/二氧化碳测量仪(15)、PH测量仪(16)、营养成分测量仪(17)的传感器相连；所述心区第一蠕动泵(2)的进口与三通阀(11)连通，出口与肺区(3)液体进口连通；所述肺区(3)为压力容器，压力为80～120mmHg；肺区(3)内部设置气体透过膜(30)；肺区(3)气体出口与第二控制阀(18)连通；肺区(3)气体入口与第二蠕动泵(19)连通；所述肾区(4)为压力容器，压力为80～120mmHg；肾区(4)内部设置透析膜(31)；肾区(4)培养液出口与脾区(5)的培养液进口连通；肾区(4)培养液出口与脾区(5)培养液进口之间依次设置第二流体压力计(24)和第二调压阀(25)；肾区(4)的透析液进口与第四蠕动泵(22)连通，肾区(4)的废弃物出口与第三控制阀(23)连通；所述脾区(5)为无压力容器，通过无菌微米级滤膜与外部环境相通；脾区(5)外设置液位计(10)；脾区(5)通过三通阀(11)分别与心区第一蠕动泵(2)和第四控制阀(26)连通；脾区(5)培养液出口与肾区(4)培养液进口连通；脾区(5)培养液出口与肾区(4)培养液进口之间依次设置第三蠕动泵(20)和尿素/尿酸/无机盐测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：高会军，潘惠惠，杨宪强，于兴虎，金飞虎，华子昂，
申请(专利权)人：林伟阳，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23