生物培养组件及生物培养系统技术方案

本发明专利技术提供了一种生物培养组件及生物培养系统。该生物培养组件通过在由弹性材料制成的弹性膜上载置生物细胞或生物组织，并使得培养液能够持续流经生物细胞或生物组织，提供了良好的体外三维动态培养功能；并且该生物培养组件通过磁力作用容易地实现该弹性膜的拉伸和缩回以对所载置的生物细胞或生物组织进行机械应力刺激，从而实现了安全、高效且低成本的培养功能。

Bio culture components and bio culture system

The invention provides a biological culture component and a biological culture system. The biological culture module provides good in vitro three-dimensional dynamic culture function by placing biological cells or biological tissues on the elastic membrane made of elastic materials, and enables the culture medium to continuously flow through biological cells or biological tissues; and the biological culture module can easily realize the stretch and retraction of the elastic membrane to the biological cells or biological tissues The tissue is stimulated by mechanical stress, thus realizing the safe, efficient and low-cost cultivation function.

【技术实现步骤摘要】
生物培养组件及生物培养系统
本专利技术涉及生物
，且特别涉及生物培养组件及包括该生物培养组件的生物培养系统。
技术介绍
传统的肿瘤细胞或肿瘤生物组织的培养方法包括体外培养方法和体内培养方法。体外培养方法是将肿瘤细胞或肿瘤生物组织种植在培养瓶、培养皿等培养器材中，待肿瘤细胞或肿瘤生物组织增殖至一定的密度和/或规模之后能够用于其它医药试验等。体内培养方法是将肿瘤细胞或肿瘤生物组织移植进例如免疫缺陷小鼠等的试验体的体内，待肿瘤细胞或肿瘤生物组织增殖至一定密度和/或规模之后能够用于其它医药试验等。但是，现有的培养方法存在如下缺陷。第一，在现有的体外培养方法中，在培养瓶、培养皿等培养器材中，肿瘤细胞或肿瘤生物组织在这些培养器材的表面生长，因此这些器材仅为肿瘤细胞或肿瘤生物组织提供了二维生长环境，培养环境与生物体内的三维环境迥异。而且，肿瘤细胞在二维平面增殖至一定密度后就会出现接触抑制，从而不能实现高效率的肿瘤细胞增殖，产出率不高。第二，在现有的体外培养方法中，在长时间的培养过程中，需要反复打开培养瓶进行换液、传代操作，这既需要大量的人力和时间，还大大增加了肿瘤细胞或肿瘤生物组织受到污染的风险。第三，现有的体外培养方法是静态培养方法或普通的动态培养方法。如果采用静态培养方法，肿瘤细胞或肿瘤生物组织在培养过程中代谢产物溶液堆积影响培养效果。第四，在现有的体内培养方法中，成瘤率较低，成瘤周期较长(2个月到3个月)，并且成本较高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的状态而做出了本专利技术。本专利技术的目的在于提供一种生物培养组件，其能够在尽量不影响生物细胞或生物组织的特性的前提下对生物细胞或生物组织进行安全、高效、低成本的体外三维动态培养。本专利技术的另一目的在于提供一种包括上述生物培养组件的生物培养系统。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案。本专利技术提供了一种如下的生物培养组件，所述生物培养组件包括：培养芯片，所述培养芯片的内部形成有用于收纳培养液的培养池以及与所述培养池连通的进液通道和出液通道；弹性膜，所述弹性膜用于载置待培养的生物组织或细胞，所述弹性膜收纳于所述培养池的内部并且所述弹性膜的一部分相对于所述培养池固定；联动组件，所述联动组件位于所述培养池的内部并且能够沿着预定方向往复运动，所述弹性膜的另一部分相对于所述联动组件固定，随着所述联动组件进行所述往复运动使得所述弹性膜拉伸或缩回；以及驱动组件，所述驱动组件位于所述培养池的外部并且能够通过磁力驱动所述联动组件沿着所述预定方向进行所述往复运动。优选地，所述联动组件包括内磁体，并且所述驱动组件包括与所述内磁体对应的外磁体，所述外磁体隔着所述培养芯片的壁部与所述内磁体相对。更优选地，所述内磁体置于所述培养芯片的底壁部，所述外磁体以抵接于所述底壁部的方式位于所述底壁部的下方。更优选地，所述培养芯片形成有使所述进液通道与所述培养池连通的进液口以及使所述出液通道与所述培养池连通的出液口，在所述预定方向上，所述进液口和所述出液口始终位于所述内磁体的两侧，并且所述内磁体的截面尺寸小于所述培养池的截面尺寸。更优选地，所述培养芯片形成有使能够控制开闭的所述进液通道与所述培养池连通的进液口以及使能够控制开闭的所述出液通道与所述培养池连通的出液口，在所述预定方向上，所述进液口和所述出液口始终位于所述内磁体的同一侧，并且所述内磁体的截面尺寸和截面形状与所述培养池的截面尺寸和截面形状分别相同。更优选地，所述生物培养组件还包括设置于所述进液通道和所述出液通道的电磁阀，以控制相应的所述进液通道和相应的所述出液通道的开闭。更优选地，所述生物培养组件还包括：固定端压合件，所述固定端压合件固定于所述培养芯片且位于所述培养池的内部，所述弹性膜的所述一部分固定于所述固定端压合件；以及移动端压合件，所述移动端压合件以在所述预定方向上与所述固定端压合件相对的方式固定于所述内磁体，所述弹性膜的所述另一部分固定于所述移动端压合件。更优选地，所述驱动组件还包括与所述外磁体固定连接的运动滑台、穿过所述运动滑台与所述运动滑台螺纹接合的丝杠和与该丝杠连接的电机，通过所述电机带动所述丝杠能够驱动所述运动滑台在所述预定方向上进行往复运动。更优选地，所述驱动组件还包括力传感器，所述力传感器设置于所述运动滑台和所述外磁体之间。更优选地，所述培养芯片包括多个彼此并排配置的培养池。更优选地，所述培养芯片包括芯片本体和以能够拆卸的方式固定于所述芯片本体的上盖，在所述芯片本体和所述上盖之间形成所述培养池，并且所述芯片本体形成有所述进液通道和所述出液通道。更优选地，所述弹性膜由弹性材料经静电纺丝制成。本专利技术还提供了一种如下的生物培养系统，所述生物培养系统包括以上技术方案中任意一项技术方案所述的生物培养组件。优选地，所述生物培养系统形成供培养液流动的闭环循环系统并且在所述闭环循环系统中包括：所述生物培养组件；储液部，所述储液部用于存储所述培养液，并且所述储液部与所述生物培养组件的所述培养芯片的进液通道和出液通道相连，使得所述储液部和所述培养池之间能够双向流体连通；驱动源，所述驱动源与所述储液部和所述培养芯片相连，用于使得所述培养液在所述闭环循环系统内循环流动并流经所述培养池；以及监测组件，所述监测组件设置于所述储液部与所述进液通道之间并且用于监测从所述储液部流入所述培养池的所述培养液的预定参数，其中在所述闭环循环系统中，所述生物培养组件、所述储液部、所述驱动源和所述监测组件串联在一起。更优选地，所述生物培养系统还包括用于控制氧气、二氧化碳和氮气三者的浓度的三气培养箱，所述储液部和所述生物培养组件安装于所述三气培养箱的内部。更优选地，所述生物培养系统包括多个生物培养组件，所述多个生物培养组件在所述闭环循环系统中并联配置。通过采用上述技术方案，本专利技术提供了一种新的生物培养组件及包括该生物培养组件的生物培养系统，该生物培养组件通过在由弹性材料制成的弹性膜上载置生物细胞或生物组织，并使得培养液能够持续流经生物细胞或生物组织，提供了良好的体外三维动态培养功能；并且该生物培养组件通过磁力作用容易地实现该弹性膜的拉伸和缩回以对所载置的生物细胞或生物组织进行机械应力刺激，从而实现了安全、高效且低成本的培养功能。附图说明图1a是示出了根据本专利技术的第一实施方式的生物培养组件的立体示意图，其中上盖处于拆卸状态；图1b是示出了图1a中的生物培养组件的局部结构的截面图；图1c是示出了图1a中的生物培养组件的弹性膜处于拉伸状态的示意图；图1d是示出了图1a中的生物培养组件的弹性膜处于缩回状态的示意图。图2a是示出了根据本专利技术的第二实施方式的生物培养组件的局部结构的立体示意图；图2b是示出了图2a中的生物培养组件的局部结构的截面图。图3a至图3c是示出了根据本专利技术的生物培养组件的联动组件的位移与时间之间的关系曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物培养组件(A1)，其特征在于，所述生物培养组件(A1)包括：/n培养芯片(2)，所述培养芯片(2)的内部形成有用于收纳培养液的培养池(21c)以及与所述培养池(21c)连通的进液通道(21i)和出液通道(21o)；/n弹性膜(3)，所述弹性膜(3)用于载置待培养的生物组织或细胞，所述弹性膜(3)收纳于所述培养池(21c)的内部并且所述弹性膜(3)的一部分相对于所述培养池(21c)固定；/n联动组件(5)，所述联动组件(5)位于所述培养池(21c)的内部并且能够沿着预定方向(X)往复运动，所述弹性膜(3)的另一部分相对于所述联动组件(5)固定，随着所述联动组件(5)进行所述往复运动使得所述弹性膜(3)拉伸或缩回；以及/n驱动组件(6)，所述驱动组件(6)位于所述培养池(21c)的外部并且能够通过磁力驱动所述联动组件(5)沿着所述预定方向(X)进行所述往复运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物培养组件(A1)，其特征在于，所述生物培养组件(A1)包括：
培养芯片(2)，所述培养芯片(2)的内部形成有用于收纳培养液的培养池(21c)以及与所述培养池(21c)连通的进液通道(21i)和出液通道(21o)；
弹性膜(3)，所述弹性膜(3)用于载置待培养的生物组织或细胞，所述弹性膜(3)收纳于所述培养池(21c)的内部并且所述弹性膜(3)的一部分相对于所述培养池(21c)固定；
联动组件(5)，所述联动组件(5)位于所述培养池(21c)的内部并且能够沿着预定方向(X)往复运动，所述弹性膜(3)的另一部分相对于所述联动组件(5)固定，随着所述联动组件(5)进行所述往复运动使得所述弹性膜(3)拉伸或缩回；以及
驱动组件(6)，所述驱动组件(6)位于所述培养池(21c)的外部并且能够通过磁力驱动所述联动组件(5)沿着所述预定方向(X)进行所述往复运动。


2.根据权利要求1所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，
所述联动组件(5)包括内磁体(51)，并且
所述驱动组件(6)包括与所述内磁体(51)对应的外磁体(61)，所述外磁体(61)隔着所述培养芯片(2)的壁部与所述内磁体(51)相对。


3.根据权利要求2所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述内磁体(51)置于所述培养芯片(2)的底壁部(21b)，所述外磁体(61)以抵接于所述底壁部(21b)的方式位于所述底壁部(21b)的下方。


4.根据权利要求2或3所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述培养芯片(2)形成有使所述进液通道(21i)与所述培养池(21c)连通的进液口(21io)以及使所述出液通道(21o)与所述培养池(21c)连通的出液口(21oo)，
在所述预定方向(X)上，所述进液口(21io)和所述出液口(21oo)始终位于所述内磁体(51)的两侧，并且
所述内磁体(51)的截面尺寸小于所述培养池(21c)的截面尺寸。


5.根据权利要求2或3所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述培养芯片(2)形成有使能够控制开闭的所述进液通道(21i)与所述培养池(21c)连通的进液口(21io)以及使能够控制开闭的所述出液通道(21o)与所述培养池(21c)连通的出液口(21oo)，
在所述预定方向(X)上，所述进液口(21io)和所述出液口(21oo)始终位于所述内磁体(51)的同一侧，并且
所述内磁体(51)的截面尺寸和截面形状与所述培养池(21c)的截面尺寸和截面形状分别相同。


6.根据权利要求5所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述生物培养组件(A1)还包括设置于所述进液通道(21i)和所述出液通道(21o)的电磁阀(7)，以控制相应的所述进液通道(21i)和相应的所述出液通道(21o)的开闭。


7.根据权利要求2或3所述的生物培养组件(A1)，其特征在于，所述生物培养组件(A1)还包括：
固定端压合件(42)，所述固定端压合件(42)固定于所述培养芯片(2)且位于所述培养池(21c)的内部，所述弹性膜(3)的所述一部分固定于所述固定端压合件(42)；以及
移动端压合件(41)，所述移动端压合...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利彪，邓坤学，袁玉宇，
申请(专利权)人：广州迈普再生医学科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44