本发明专利技术公开了一种生物细胞培养装置及方法，包括上培养腔、下培养腔以及微纳米材料层；所述下培养腔的壁上设置有卡槽，上培养腔的下端通过卡槽与下培养腔连接，微纳米材料层夹在上培养腔和下培养腔之间，使用时，细胞培养在微纳米材料层的上下表面，上培养腔和下培养腔中填充有细胞相容性水凝胶。本发明专利技术既为细胞提供了三维的生长空间，也能兼容现有各种检测技术，还能通过调节上下培养腔水凝胶的成分，模拟出极性的细胞生存环境，用于研究上皮类细胞、神经细胞的极化过程与机理。
【技术实现步骤摘要】
一种生物细胞培养装置及方法
本专利技术涉及三维细胞培养领域，具体涉及一种生物细胞培养装置及方法。
技术介绍
细胞与细胞外基质的相互作用，对于细胞的生物学行为具有重要的调控作用。研究生物材料的各种物理性质(包括表面微纳米结构、弹性、硬度等参数)在组织工程领域具有重要的意义。当前的细胞培养方法主要包括二维细胞培养法和三维细胞培养方法。大量研究已经表明，三维细胞培养方法能更真实地模拟细胞在体生存环境，是研究细胞与细胞外基质相互作用的重要研究手段。然而，当前大多数细胞检测评估技术大多是基于二维平面细胞培养方法而建立的，如显微成像技术、电生理参数的检测技术等，这些成熟检测技术很难直接应用于三维细胞培养体系，严重地限制了三维细胞培养方法在细胞-材料相互作用领域的广泛应用。尤其在微纳米纤维支架材料、薄膜材料、多孔支架等材料上细胞生长特性的研究中，现有的细胞培养技术与检测方法的匹配性差。因此，如何研制一种新型细胞培养装置，既能实现三维细胞培养，又能兼容当前大多数细胞检测技术，具有重要的研究意义和广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生物细胞培养装置及方法，解决当前三维细胞培养方法与现有检测技术不兼容的难题，本专利技术既为细胞提供了三维的生长空间，也能直接兼容现有各种检测技术。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种生物细胞培养装置，包括上培养腔、下培养腔以及微纳米材料层；所述下培养腔的壁上设置有卡槽，上培养腔的下端通过卡槽与下培养腔连接，微纳米材料层夹在上培养腔和下培养腔之间，使用时，细胞培养在微纳米材料层的上表面，上培养腔和下培养腔中填充有细胞相容性水凝胶。进一步地，所述微纳米材料层为具有生物相容性的微纳米纤维、纳米线或纳米片层粉末。进一步地，所述微纳米材料层的厚度为100纳米至10微米。进一步地，所述上培养腔和下培养腔的材质均为细胞相容性材料。进一步地，所述上培养腔和下培养腔均为空心圆柱，下培养腔与上培养腔连接的一端设置有环形卡槽，上培养腔的下端通过环形卡槽与下培养腔连接，所述微纳米材料层夹在上培养腔与下培养腔中间。一种生物细胞培养方法，首先，将下培养腔填充细胞相容性水凝胶，并确保水凝胶的上表面保持水平，待下培养腔中的水凝胶凝固后，将微纳米材料层平铺于下培养腔的上表面，然后再将上培养腔组装固定，将待研究细胞培养于微纳米材料层的表面，然后向上培养腔中填充细胞相容性水凝胶，至此，细胞既能与微纳米材料层及上培养腔的水凝胶直接作用，也能透过微纳米材料层的微纳米孔隙接触到下培养腔的水凝胶，因此细胞处于一种三维的生存环境，同时与微纳米材料层保持在同一水平面，以便后续形貌观察及染色分析。进一步地，通过调节上培养腔和下培养腔中水凝胶的成分，能够模拟出极性的细胞生存环境，用于研究上皮类细胞、神经细胞的极化过程与机理。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术是一种三维细胞培养装置，能够在微纳米材料层的表面培养单层细胞，并且保证这层细胞生存于三维的微环境，这种装置能保证细胞在三维空间中微纳米材料层所在的特定平面生长分布，可以方便使用显微镜直接聚焦观测细胞的形貌、利用荧光显微镜表征特定蛋白的分布，非常适用于研究三维培养细胞与微纳米材料的相互作用，既为细胞提供了三维的生长空间，也能兼容现有各种检测技术，有望促进细胞与生物材料的相互作用机制的研究及组织工程领域的发展。此外，通过调节上下培养腔水凝胶的成分，这种装置还能模拟出极性的细胞生存环境，用于研究上皮类细胞、神经细胞的极化过程与机理。附图说明图1为本专利技术装置的剖视爆炸图；图2为本专利技术上培养腔和下培养腔的俯视图，其中(a)为上培养腔；(b)为下培养腔；图3为本专利技术装置的立体图。其中，1、上培养腔；2、下培养腔；3、微纳米材料层。具体实施方式下面对本专利技术作进一步详细说明：参见图1至图3，一种生物细胞培养装置，包括上培养腔1、下培养腔2以及微纳米材料层3；所述下培养腔2的壁上设置有卡槽，上培养腔1的下端通过卡槽与下培养腔2连接，微纳米材料层3夹在上培养腔1和下培养腔2之间，使用时，细胞培养在微纳米材料层3的上表面，上培养腔1和下培养腔2中填充有细胞相容性水凝胶；所述微纳米材料层3可为特定的微纳米纤维、纳米线或纳米片层粉末；所述上培养腔1和下培养腔2的材质均为细胞相容性材料；所述上培养腔1和下培养腔2均为空心圆柱，下培养腔2与上培养腔1连接的一端设置有环形卡槽，上培养腔1的下端通过环形卡槽与下培养腔2连接，并将微纳米材料层3夹在上培养腔1与下培养腔2中间。一种生物细胞培养方法，首先向下培养腔2中填充细胞相容性水凝胶，并且保证水凝胶上表面水平；然后组装上培养腔1、下培养腔2以及微纳米材料层3，并在微纳米材料层3的上表面培养单层细胞，最后向上培养腔1中填充细胞相容性水凝胶，为细胞提供三维生存环境。下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细描述：参见图1至图3，本专利技术是一种三维细胞培养装置，包括上培养腔1、下培养腔2、微纳米材料层3，通过卡槽固定连接，使得微纳米材料层3夹在两个腔体中间。下培养腔2首先添加细胞相容性水凝胶，并确保水凝胶的上表面保持水平，将微纳米材料层3置于下培养腔2的水凝胶之上，细胞培养在微纳米材料层3的上表面，最后将上培养腔1填充水凝胶。鉴于微纳米材料层存在微纳米孔隙，能使得细胞既能充分接触微纳米材料层，也能接触到上下培养腔的水凝胶，确保细胞生长在三维微环境。这种设计的三维细胞培养装置，能够在微纳米材料层3的上表面培养单层细胞，并且保证这层细胞生存于三维的微环境。此外，通过调节上下培养腔水凝胶的成分，这种装置还能模拟出极性的细胞生存环境，用于研究上皮类细胞、神经细胞的极化过程与机理。这种细胞培养装置能保证细胞在三维空间中微纳米材料层所在的特定平面生长分布，可以使用显微镜直接聚焦观测细胞的形貌、利用荧光显微镜表征特定蛋白的分布，非常适用于研究三维培养细胞与微纳米材料的相互作用。既为细胞提供了三维的生长空间，也能兼容现有各种检测技术。微纳米材料层3可以包括用于细胞-材料相互作用研究的各种微纳米材料，如微纳米纤维、纳米线、纳米片层粉末，这种材料的孔隙能保证细胞的穿透，也为细胞生长提供特定的支撑。上培养腔1和下培养腔2的材质可选用任何细胞相容性的材料，尺寸可依据需要设计定制，以满足实验需求。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生物细胞培养装置，其特征在于，包括上培养腔(1)、下培养腔(2)以及微纳米材料层(3)；所述下培养腔(2)的壁上设置有卡槽，上培养腔(1)的下端通过卡槽与下培养腔(2)连接，微纳米材料层(3)夹在上培养腔(1)和下培养腔(2)之间，使用时，细胞培养在微纳米材料层(3)的上表面，上培养腔(1)和下培养腔(2)中填充有细胞相容性水凝胶。/n
【技术特征摘要】
1.一种生物细胞培养装置，其特征在于，包括上培养腔(1)、下培养腔(2)以及微纳米材料层(3)；所述下培养腔(2)的壁上设置有卡槽，上培养腔(1)的下端通过卡槽与下培养腔(2)连接，微纳米材料层(3)夹在上培养腔(1)和下培养腔(2)之间，使用时，细胞培养在微纳米材料层(3)的上表面，上培养腔(1)和下培养腔(2)中填充有细胞相容性水凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，所述微纳米材料层(3)为具有生物相容性的微纳米纤维、纳米线或纳米片层粉末。
3.根据权利要求1所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，所述微纳米材料层(3)的厚度为100纳米至10微米。
4.根据权利要求1所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，所述上培养腔(1)和下培养腔(2)的材质均为细胞相容性材料。
5.根据权利要求1所述的一种生物细胞培养装置，其特征在于，所述上培养腔(1)和下培养腔(2)均为空心圆柱，下培养腔(2)与上培养腔(1)连接的一端设置有环形...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜立萍，朱平，田玉兰，陈雅婷，陈炜，吴春生，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。