干细胞的仿真培养装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种干细胞的仿真培养装置，包括干细胞巢、心区、肝区、肺区、脾区、肾区和胃区，所述干细胞巢的两端分别与肺区和脾区连接，所述胃区为营养贮罐并且与所述肝区连接，所述心区分别与肝区、脾区和肺区连接，所述脾区与所述肾区连接，所述肾区设置进液口和排废口，所述肺区设置进气口和排气口，所述心区内设置第一蠕动泵，所述干细胞巢与所述脾区之间设置第三控制阀门。与现有技术相比，本实用新型专利技术提供的一种干细胞的仿真培养装置，该装置可以通过预先模拟患者生理体征的培养环境，保证干细胞在应用环节能够快速适应患者的血液环境，使干细胞有充分的数量与活性到达靶位点并行使功能。

Stem cell simulation culture device

【技术实现步骤摘要】
干细胞的仿真培养装置
本技术属于干细胞培养
，具体涉及一种干细胞的仿真培养装置。
技术介绍
随着我国干细胞市场的放开，国内干细胞供应严重不足，将传统的2D培养模式转变为3D培养，可以在干细胞供给数量方面进行有效提升。但干细胞应用不仅仅是干细胞的数量问题，更取决于干细胞进入患者血液后的存活数量，最终决定于到达靶点的干细胞数量与活性。单纯以干细胞进入患者血液的过程为例，血管中血液有收缩压与舒张压变化，按人脉搏60次/分钟计算，进入血液的干细胞每秒就要受到一次收缩压与舒张压胁迫，没有经过抗压训练的干细胞很难适应血液环境，很难有效保证干细胞应用效果。模拟干细胞未来的应用环境(患者的生理体征)，在生物体外进行干细胞的仿真培养，保证能够适应患者生理体征的干细胞大量扩增繁殖，极大提高干细胞进入患者血液后的活细胞数与细胞活性，提升干细胞治疗质量。
技术实现思路
本技术为解决现有技术不足，提供了一种干细胞的仿真培养装置，该方法可以大规模产业化应用，有效提高干细胞进入患者血液后的活细胞数与归巢能力。本技术的构思是：在干细胞的仿真培养装置中培养干细胞，利用循环装置仿真人体干细胞生存环境，如：保证干细胞培养体系的温度、营养、酸碱平衡、氧气平衡、二氧化碳平衡、代谢物的排出等，尤其是通过干细胞仿真培养使干细胞培养环境与(未来应用干细胞的)患者体内干细胞的生理环境相近，保证干细胞进入患者血液后的活细胞数与归巢能力，提升干细胞治疗效果，本技术的具体方案如下：本技术提供了一种干细胞的仿真培养装置，包括干细胞巢、心区、肝区、肺区、脾区、肾区和胃区，所述干细胞巢的两端分别与肺区和脾区连接，所述胃区为营养贮罐并且与所述肝区连接，所述心区分别与肝区、脾区和肺区连接，所述胃区设置进液口，所述肾区设置进液口和排废口，所述肺区设置进气口和排气口，所述心区内设置第一蠕动泵，所述干细胞巢与所述脾区之间设置第三控制阀门。在上述任一方案中优选的是，所述肺区内设置气体透过膜。在上述任一方案中优选的是，所述肾区内设置特定透析膜。在上述任一方案中优选的是，所述肾区和脾区之间设置两组管线，其中一个所述管线上设置第四控制阀门，另一个所述管线上设置第三蠕动泵。在上述任一方案中优选的是，所述肺区的进气口上设置第二蠕动泵，所述排气口上设置第二控制阀门。在上述任一方案中优选的是，所述胃区是可更换的营养液贮罐，胃区连接动力气体，保持10-60mmHg压力范围，随时通过单向阀为肝区提供新鲜营养液与输送营养液的动力。本技术还提供了一种实用上述装置进行干细胞仿真培养的方法，该方法按照先后顺序包括以下步骤：(1)将干细胞包裹在模拟细胞外基质环境的凝胶中进行培养，利用凝胶保护干细胞与调控干细胞生长；(2)将凝胶包裹的干细胞安置在干细胞巢中，将干细胞巢置于恒温的区域中，该区域培养温度与干细胞应用的患者体温一致，该恒温区域的特征与患者生命场的特征一致，干细胞巢内的营养液为单向流动，流动过程存在压力变化，设置变化的压力特征与频率与干细胞应用的患者血压及脉搏特点一致，并且将干细胞巢与模拟人体血液循环的循环装置连接中；(3)利用该循环装置的心区模拟人体心脏功能完成干细胞培养过程中的营养液的循环，通过营养液循环使干细胞有充分的营养供应并排出代谢废物；利用该循环装置的肺区模拟人体肺脏功能，通过特异的气体透过膜完成营养液的气体交换，保持干细胞培养过程中氧气与二氧化碳的平衡；利用该循环装置的脾区模拟人体脾脏功能完成营养液的暂时贮存，使营养液去除代谢废物后重新进入营养液循环；利用该循环装置的肾区模拟人体肾脏功能，通过特定透析膜装置去除干细胞的代谢废物，保护干细胞不受代谢废物抑制；利用该循环装置的肝区模拟人体肝脏功能，从营养液贮罐(胃区)获取营养液，完成循环系统的营养液补充供给；(4)通过与该循环装置连接的控制平台有效获取干细胞未来应用患者的各种生理参数与生命场参数，控制整个干细胞培养体系达到模拟患者生理体征的特定培养环境，进行干细胞仿真培养即得。优选地，选用海藻酸钙凝胶配合细胞外基质物质包裹干细胞，利用节流阀与心区配合形成模拟人体的收缩压与舒张压变化及脉搏，通过调控肺区氧分压增强供氧，通过肾脏有效排出干细胞培养过程中的代谢废物，通过控制平台与云数据的配合协调干细胞巢与干细胞培养辅助系统形成模拟患者生理体征的干细胞培养环境。干细胞培养的特定区域特称干细胞巢，干细胞巢依靠所述循环装置与控制平台完成干细胞的仿真培养，所述循环装置由若干功能分区组成，各功能分区按其功能特点分别特称为：心区、肺区、脾区、肾区、肝区(含胃区)，能够模拟人体功能器官为干细胞生长提供营养与排出代谢废物，具体各部分的的功能如下：本技术的干细胞培养过程使用模拟人体心脏功能的装置完成营养液的循环，通过营养液循环使干细胞有充分的营养供应并排出代谢废物，该部分特称为心区；干细胞培养过程使用模拟人体肺脏功能的由特异气体透过膜构成的装置完成营养液的气体交换，保持干细胞培养过程中氧气与二氧化碳的平衡，该部分特称为肺区；干细胞培养过程使用模拟人体脾脏功能的装置完成营养液的暂时贮存，该部分特称为脾区，脾区内的营养液去除代谢废物后重新进入营养液循环；干细胞培养过程使用模拟人体肾脏功能的装置完成干细胞代谢废物的排出，该部分特称为肾区，肾区具有半透膜装置，能够有效去除干细胞生长过程中产生的代谢废物；干细胞培养过程使用模拟人体肝脏功能的装置完成营养液的补充供给，该部分特称为肝区，肝区从营养液贮罐中获取营养液，营养液贮罐特称为胃区，通过更换营养液贮罐不断从外界获取营养物质。干细胞培养过程中使用的容器及管道相关组件均为一次性使用，保证干细胞安全；容器及管道相关组件均使用符合医用卫生要求的聚丙烯或聚苯乙烯或聚乙烯等材料进行制作并进行灭菌处理，以无菌包装形式提供；在后面的说明材料中不再一一赘述。干细胞巢：为压力容器，由圆筒结构和盖子两部分组成，圆筒下有开孔连接鲁尔接头，可以快速完成组装；盖子通过螺纹完成对圆筒的封闭，盖子上面有一个开孔连接鲁尔接头，另有一个可密封开口用于组装传感器；干细胞巢的出口有控制阀门可以与心区的蠕动泵配合产生模拟人体的血压变化与脉搏特征；同时，干细胞巢安置于恒温与电磁屏蔽区域，并且附加一个生物电磁场，使干细胞可以在一个模拟未来应用患者生理特征的环境中仿真培养。心区：主要由蠕动泵与三通组件组成，三通组件连接脾区、肝区与蠕动泵泵头，来源于脾区、肝区的培养液可通过三通组件进入到蠕动泵泵头内硅胶管中，并通过蠕动泵加压进入到肺区；蠕动泵具有多滚轮泵头(如滚轮)，提高营养液输送的稳定性，蠕动泵经过防电磁处理，泵头使用高质量的无菌硅胶管完成营养液输送。肝区：为压力容器，圆筒结构或方桶结构，压力控制范围10-60mmHg(按血压标准计量)，可以为心区和脾区提供培养液，肝区通过控制阀门与心区的三通组件连接，通过控制阀门控制流量使新鲜营养液进入脾区或在三通组件内以不同的配比与来自脾区营养液混合后进入心区；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干细胞的仿真培养装置，其特征在于，包括干细胞巢、心区、肝区、肺区、脾区、肾区和胃区，所述干细胞巢的两端分别与肺区和脾区连接，所述胃区为营养贮罐并且与所述肝区连接，所述心区分别与肝区、脾区和肺区连接，所述脾区与所述肾区连接，所述肾区设置进液口和排废口，所述肺区设置进气口和排气口，所述心区内设置第一蠕动泵，所述干细胞巢与所述脾区之间设置第三控制阀门。/n

【技术特征摘要】
1.一种干细胞的仿真培养装置，其特征在于，包括干细胞巢、心区、肝区、肺区、脾区、肾区和胃区，所述干细胞巢的两端分别与肺区和脾区连接，所述胃区为营养贮罐并且与所述肝区连接，所述心区分别与肝区、脾区和肺区连接，所述脾区与所述肾区连接，所述肾区设置进液口和排废口，所述肺区设置进气口和排气口，所述心区内设置第一蠕动泵，所述干细胞巢与所述脾区之间设置第三控制阀门。


2.根据权利要求1所述的干细胞的仿真培养装置，其特征在于，所述肺区内设置气体透过膜。


3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：华子昂，刘宝全，竹添，孙宁，朱美瑛，王姣，张建，万君兴，李娜，
申请(专利权)人：哈尔滨工大国际干细胞工程研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：黑龙;23