一种仿生肺泡培养方法及培养装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种仿生肺泡培养方法及培养装置，仿生肺泡培养装置包括：培养器，具有容纳腔；细胞生长膜，设在容纳腔内，和容纳腔的腔壁之间形成用于容纳细胞培养液的容纳空间，细胞生长膜包括球体及与球体连通的管体，球体容纳细胞悬液，管体与培养器固定密封连接；第一封堵件，封堵管体的管口；培养器底部设有便于立放的立放结构，培养器还具有至少三个便于平放的平放侧面，立放结构和平放侧面结合，使培养器处于立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，使细胞均匀接种在球体内壁上。有益效果：即使有重力因素的影响，细胞可以集中生长在不同的位置，相比现有技术更加均匀，能够模拟更真实的肺泡囊泡样细胞三维结构，提高后续实验结果的准确性。

A bionic alveolar culture method and device

【技术实现步骤摘要】
一种仿生肺泡培养方法及培养装置
本专利技术涉及一种仿生肺泡培养方法及培养装置。
技术介绍
机械通气作为挽救肺部损伤疾病引起的呼吸困难的干预措施，目前在临床上可分为有创机械通气和无创机械通气。而有创机械通气在治疗一些疾病同时也会引起不良效果，其中发现有创机械通气是入住急性呼吸衰竭重症监护病房（ICU）的COPD患者死亡的独立危险因素。研究表明，导致这一结果的主要原因是创伤性的机械通气产生的潮气量通过形成一定的机械力作用于肺泡并引起肺损伤。肺泡是由单层上皮细胞构成的囊泡，位于肺细支气管末端膨大的囊泡四周。作为肺的基本通气单位，其生物力学行为在哺乳动物的呼吸生理中起着重要作用。肺泡占肺容积的70％以上，在吸气过程中肺泡经实质内应力的拉伸扩张以适应吸入的空气，呼气过程中通过肺泡外环境压力变化及自身弹性反冲力将气体排出肺。在这样的通气周期中，肺泡经历动态应力状态变化对更好的了解肺呼吸功能、气体交换、肺部稳定性以及机械通气对肺泡损伤作用机制有着至关重要的作用，需要对肺泡在呼吸周期中诸如由肺泡收缩与扩张引起的肺泡大小和形状的变化、肺泡拉伸程度以及新征肺泡数量的变化等关键决定因素进行研究。对此，授权公告号为CN104316661B的中国专利技术专利公开了一种用于生物毒性检测的肺组织模型及生物毒性检测方法，肺组织模型包括气管、血管和肺泡单元，气管两端设有进气口和出气口；血管两端设有进液口和出液口；肺泡单元为空心球体结构，具有腔室，肺泡单元的壁为弹性透气多孔膜，肺泡单元设在血液通道内且腔室与气体通道连通，肺泡单元可以随气体通道中气体压力的变化而膨胀或收缩，腔室内的气体可以与血液通道内气体进行气体交换，实现了模拟体内肺部血液的气体交换功能。同时，通过在肺泡单元部分种植细胞，实现体内肺泡的结构和功能的仿生。上述肺组织模型的最终实现形式是由基底层、血管层、气管层以及封盖层构成的芯片，血管、气管以及肺泡单元夹设在其中，上述肺泡单元即为细胞生长膜，实验时在细胞生长膜内种植细胞形成仿生肺泡。但是在实际应用时，由于重力作用的存在，细胞通常是集中生长在细胞生长膜的底部，细胞生长不均匀，无法模拟最真实的肺泡囊泡样三维细胞结构，进而会影响到后续实验结果的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种细胞在细胞生长膜上生长比较均匀且形成由细胞链接组成的囊泡样膜结构的仿生肺泡培养方法；本专利技术的目的还在于提供一种实施上述仿生肺泡培养方法的仿生肺泡培养装置。为实现上述目的，本专利技术中的仿生肺泡培养方法采用如下技术方案：一种仿生肺泡培养方法，将固定有细胞生长膜、细胞生长膜内加入有细胞悬液、细胞生长膜外围设置有细胞培养液的培养器，以设定的顺序保持立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，使细胞均匀地接种在细胞生长膜的球体内壁上。上述技术方案的有益效果在于：由于培养器以设定的顺序保持立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，因此即使有重力因素的影响，细胞可以集中生长在不同的位置，相比现有技术来说，会更加均匀，形成立体分布的细胞间链接方式，实现由细胞链接组成的囊泡样膜结构，能够模拟更真实的肺泡囊泡样三维结构，提高后续实验结果的准确性。进一步的，为了使细胞生长更均匀、生长的更好，在培养器由立式姿态切换至卧式姿态、由卧式姿态切换至立式姿态、或者在多角度卧式姿态切换的过程中，更换细胞生长膜内的细胞悬液和/或更换培养器内的细胞培养液。为实现上述目的，本专利技术中实施上述仿生肺泡培养方法的仿生肺泡培养装置采用如下技术方案：仿生肺泡培养装置，包括：培养器，具有容纳腔；细胞生长膜，设置在培养器的容纳腔内，细胞生长膜和容纳腔的腔壁之间形成有用于容纳细胞培养液的容纳空间，细胞生长膜包括球体以及与球体连通的管体，球体用于容纳细胞悬液，管体用于与培养器固定密封连接；第一封堵件，用于封堵管体的管口，以避免细胞悬液流出；其中，定义培养器立放时管体上下延伸、球体位于管体下方，培养器底部设置有便于培养器立放的立放结构，培养器还具有至少三个便于培养器平放的平放侧面，立放结构和平放侧面结合，使培养器处于立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，以使细胞均匀地接种在球体内壁上；或者，定义培养器立放时管体上下延伸、球体位于管体下方，培养器底部设置有立放结构，立放结构用于使培养器保持立式姿态，仿生肺泡培养装置还包括支架，支架用于设置在卧式姿态的培养器下方、对培养器进行支撑，并使培养器能够在圆周方向上多角度的卧式姿态之间进行切换；或者，定义培养器立放时管体上下延伸、球体位于管体下方，仿生肺泡培养装置还包括支架，支架用于设置在培养器下方、对培养器进行支撑，并使培养器能够在立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态之间进行切换。上述技术方案的有益效果在于：培养器的容纳腔方便安装固定细胞生长膜，细胞生长膜和容纳腔的腔壁之间的空间方便容纳细胞培养液，给细胞生长提供营养环境；细胞生长膜的球体方便容纳细胞悬液，使细胞接种在球体内壁上；细胞生长膜的管体方便与培养器固定密封连接，第一封堵件可以封堵管体的管口，以避免细胞悬液流出。同时，培养器底部设置有立放结构，便于培养器立放，培养器还具有至少三个平放侧面，便于培养器平放，这样将立放结构和平放侧面结合，就可以使培养器处于立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，即使有重力因素的影响，细胞可以集中生长在不同的位置，相比现有技术来说，会更加均匀，形成立体分布的细胞间链接方式，实现由细胞链接组成的囊泡样膜结构，能够模拟更真实的肺泡囊泡样三维结构，提高后续实验结果的准确性。另外，作为并列技术方案之一，培养器底部设置有立放结构，并且仿生肺泡培养装置还包括支架，支架用于设置在卧式姿态的培养器下方、对培养器进行支撑，并使培养器能够在圆周方向上多角度的卧式姿态之间进行切换，这样培养器底部的立放结构和支架相结合，使培养器处于立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，同样即使有重力因素的影响，细胞也可以集中生长在不同的位置，相比现有技术更加均匀。此外，作为并列技术方案之二，仿生肺泡培养装置还包括支架，支架用于设置在培养器下方、对培养器进行支撑，并使培养器能够在立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态之间进行切换，同样即使有重力因素的影响，细胞也可以集中生长在不同的位置，相比现有技术更加均匀。进一步的，为了方便培养器的制造，培养器包括壳体和固定在壳体上的培养瓶，所述容纳腔由培养瓶的内腔构成。进一步的，为了方便加入细胞培养液，培养瓶底部设置有与培养瓶内腔连通的连通管，连通管穿出壳体且在穿出端上连接有第二封堵件，第二封堵件用于封堵连通管的管口。进一步的，为了在培养器平置时就可以加入细胞培养液，方便加液操作，连通管呈L形，连通管包括竖直部分和水平部分，竖直部分穿出壳体，第二封堵件连接在水平部分上。进一步的，为了利于细胞的生长，并节省细胞培养液，培养瓶的形状与细胞生长膜的形状相适配。进一步的，为了方便管体和培养器的固定连接，培养瓶的瓶口突出于壳体，所述管体的端部外翻并套设固定在培养瓶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生肺泡培养方法，其特征在于，将固定有细胞生长膜、细胞生长膜内加入有细胞悬液、细胞生长膜外围设置有细胞培养液的培养器，以设定的顺序保持立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，使细胞均匀地接种在细胞生长膜的球体内壁上。/n

【技术特征摘要】
1.一种仿生肺泡培养方法，其特征在于，将固定有细胞生长膜、细胞生长膜内加入有细胞悬液、细胞生长膜外围设置有细胞培养液的培养器，以设定的顺序保持立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，使细胞均匀地接种在细胞生长膜的球体内壁上。


2.根据权利要求1所述的仿生肺泡培养方法，其特征在于，在培养器由立式姿态切换至卧式姿态、由卧式姿态切换至立式姿态、或者在多角度卧式姿态切换的过程中，更换细胞生长膜内的细胞悬液和/或更换培养器内的细胞培养液。


3.一种实施权利要求1所述的仿生肺泡培养方法的仿生肺泡培养装置，其特征在于，包括：
培养器，具有容纳腔；
细胞生长膜，设置在培养器的容纳腔内，细胞生长膜和容纳腔的腔壁之间形成有用于容纳细胞培养液的容纳空间，细胞生长膜包括球体以及与球体连通的管体，球体用于容纳细胞悬液，管体用于与培养器固定密封连接；
第一封堵件，用于封堵管体的管口，以避免细胞悬液流出；
其中，定义培养器立放时管体上下延伸、球体位于管体下方，培养器底部设置有便于培养器立放的立放结构，培养器还具有至少三个便于培养器平放的平放侧面，立放结构和平放侧面结合，使培养器处于立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，以使细胞均匀地接种在球体内壁上；或者，
定义培养器立放时管体上下延伸、球体位于管体下方，培养器底部设置有立放结构，立放结构用于使培养器保持立式姿态，仿生肺泡培养装置还包括支架，支架用于设置在卧式姿态的培养器下方、对培养器进行支撑，并使培养器能够在圆周方...

【专利技术属性】
技术研发人员：华辰凤，谢复炜，尚平平，赵俊伟，李翔，赵阁，王昇，刘惠民，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41