微流控细胞扩增微载体快速制备仪及其应用制造技术

本发明专利技术涉及微流控细胞扩增微载体快速制备仪，包括第一储液罐、第二储液罐和收集槽；第一储液罐的出液口、第二储液罐的出液口分别与第一连接管、第二连接管连接，第一连接管、第二连接管均伸至收集槽上方；第一连接管连接多个第一导液分支管，第二连接管连接多个第二导液分支管，第一导液分支管和第二导液分支管数量相同，第一导液分支管一一对应的伸入至第二导液分支管内，所述第一导液分支管为毛细管，第二导液分支管末端伸入收集槽内；所述第一储液罐、第二储液罐上分别连接动力泵。能够快速实现生物相容性微载体的制备、工效率高。

【技术实现步骤摘要】
微流控细胞扩增微载体快速制备仪及其应用
本专利技术涉及生物医学工程
，尤其涉及微流控细胞扩增微载体快速制备仪及其应用。
技术介绍
干细胞是一类具有高度自我更新和多向分化潜能的细胞，是构成机体所有功能细胞的种子细胞，具有“万能细胞”的美誉。在特定的体内或体外条件下，干细胞既可以大量增殖也可以分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种类型的细胞。由于其优异的自我更新能力、具有可分化为多种细胞类型的潜能、可从成年人体内提取以及优异的免疫调节功能等优点，干细胞成为组织工程和再生医学等领域中最具影响力的种子细胞。干细胞治疗克服了临床常规治疗的局限性，为再生医学和其他人类疾病的治疗打开了全新思路。在组织工程领域中，需要将大量的干细胞种植于支架材料内部并植入到组织缺损处，而干细胞在人体内尤其是成年人体内含量相对较少，并且提取、分离困难。因此体外大规模扩增干细胞就显得尤为重要，而传统的体外干细胞培养技术主要是利用培养皿二维培养，效率低下，空间利用率不足，要获得一定数目的干细胞需要多次传代培养，而每次传代消化会降低细胞增殖能力和分化潜能。生物相容性微载体的出现很好地解决了这一难题，能够极大提高干细胞培养的效率和质量。目前生物相容性微载体的制备一般是利用均质机、搅拌器等在机械力或剪切力下将互不相溶的两相乳化，从而得到微米级和亚微米级大小的球体，但是通过这种方法得到的微米级和亚微米级球体具有广泛粒径分布的颗粒，即使通过对工艺变量的优化，可以得到对于某一材料均一的微球，但是工艺参数不具有广泛性，很难适用于其它材料。目前也有各种类型的微流体设备被开发出来，通过精确控制流体动力条件、微流体通道的设计来生产具有不同形态的微颗粒。但是大多数微流体设备都局限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)，在制备微球的过程中容易发生流道的堵塞，溶胀，泄露等问题。因此生物相容性微载体的制备往往选材苛刻，制备工艺复杂，实验室制备效率低下，成本昂贵。如何实现生物相容性微载体的大量快速制备，对于干细胞的临床应用具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供微流控细胞扩增微载体快速制备仪，能够快速实现生物相容性微载体的制备，制备工艺简单、工效率高；可以实现微载体大小的精确控制，能够实现大批量生产且普适性好。本专利技术第一方面，提供微流控细胞扩增微载体快速制备仪，包括第一储液罐、第二储液罐和收集槽；第一储液罐的出液口、第二储液罐的出液口分别与第一连接管、第二连接管连接，第一连接管、第二连接管均伸至收集槽上方；第一连接管连接多个第一导液分支管，第二连接管连接多个第二导液分支管，第一导液分支管和第二导液分支管数量相同，第一导液分支管一一对应的伸入至第二导液分支管内，所述第一导液分支管为毛细管，第二导液分支管末端伸入收集槽内；所述第一储液罐、第二储液罐上分别连接动力泵。作为优选，在第一连接管末端安装第一导液主管，在第二连接管末端安装第二导液主管，第一导液主管和第二导液主管水平设置，第一导液主管位于第二导液主管的上方。作为优选，多个第一导液分支管竖直设置且均匀分布在第一导液主管上；多个第二导液分支管竖直设置且均匀分布在第二导液主管上。作为优选，第一导液主管为平行设置的多个，第二导液主管也为平行设置的多个，第一导液主管和第二导液主管数量相同，每个第一导液主管上均设置多个第一导液分支管，每个第二导液主管上均设置多个第二导液分支管。作为优选，所述动力泵为精密气泵，在第一储液罐上端、第二储液罐上端分别设置进气口，第一储液罐的进气口、第二储液罐的进气口分别与一个精密气泵连接。作为优选，第一储液罐的出液口位于第一储液罐的上端，第二储液罐的出液口位于第二储液罐的上端，第一储液罐的出液口与伸入第一储液罐底部的第一出液管连接，第二储液罐的出液口与伸入第二储液罐底部的第二出液管连接。作为优选，在第一储液罐外侧安装电加热套，通过电加热套对第一储液罐内的液体进行加热，以满足制备工艺需要。作为优选，所述第一导液分支管外径0.5-0.4mm，内径0.3-0.2mm，第二导液分支管外径1-0.9mm，内径0.6-0.5mm；第一导液分支管竖直插入第二导液分支管内，第一导液分支管和第二导液分支管同轴，第一导液分支管插入到第二导液分支管长度的十分之一处。第一导液分支管内径、外径设置，第二导液分支管外径、内径设置，以及第一导液分支管插入第二导液分支管的形式和长度，都与形成微球的形貌以及尺寸的均匀性密切相关，通过上述优化的参数能够连续形成尺寸均匀的微球。另外，通过对第一导液分支管内径、外径设置，第二导液分支管外径、内径设置，以及第一导液分支管插入第二导液分支管的形式和长度的限定，可以防止在制备微球的过程中出现流道的堵塞、溶胀、泄露等问题。优选的，第二导液分支管管口没入收集槽液面以下1-2cm处。在制备微球前，收集槽内预先就有一定体积的溶液，只要保证导管在最开始溶液液面以下1-2cm处即可。后期甲苯溶液注入收集槽导致收集槽内甲苯溶液液面上升的影响是可以忽略不计的，因为动力泵流速太小，一次的微球制备完成后，液面也不会上升太多。作为优选，在收集槽底部安装搅拌机构。优选的，所述搅拌机构为磁力搅拌器。本专利技术第二方面，提供利用上述微流控细胞扩增微载体快速制备仪制备微载体的方法，包括以下步骤：在第一储液罐和第二储液罐内分别盛放不相容的两相溶液，打开两个动力泵，分别控制两相溶液的流速，使两相溶液在第一导液分支管末端接触，形成微载体。本专利技术第三方面，提供利用上述微流控细胞扩增微载体快速制备仪制备水溶性胶原微球的方法，包括以下步骤：(1)在第一储液罐内盛放10％的水溶性胶原水溶液，在第二储液罐内盛放含有的2％span-80的甲苯溶液；(2)控制两个动力泵，使水溶性胶原水溶液以0.4mL/min的速度经第一连接管进入第一导液分支管，甲苯溶液以1.6mL/min的速度经第二连接管进入第二导液分支管，在第一导液分支管的末端水溶性胶原水溶液与接触到甲苯溶液后产生油水界面，并被包裹在甲苯溶液内形成水溶性胶原溶液微球，水溶性胶原溶液微球顺着甲苯溶液沿第二导液分支管进入收集槽；(3)室温搅拌使水溶性胶原溶液微球内的水分挥发后，得到水溶性胶原微球。作为优选，步骤(1)中，水溶性胶原水溶液的温度为50℃。作为优选，步骤(2)中，水溶性胶原溶液微球进入收集槽后，在收集槽接收水溶性胶原溶液微球的过程中，收集槽中的甲苯溶液一直处于搅拌状态。可以防止水溶性胶原溶液微球沉降聚集发生黏连。优选的，步骤(3)中，室温搅拌10-12h，搅拌转速为300rpm。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术制备仪结构简单，能够快速实现生物相容性微载体的制备，制备工艺简单、工效率高；可以实现微载体大小的精确控制，能够实现大批量生产且普适性好。2、通过两个精密气泵控制甲苯连续相以及水溶性胶原水溶液不连续相分别以独立可调的流速连续引入第一连接管和第二连接管，水溶性胶原水溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微流控细胞扩增微载体快速制备仪，其特征在于：包括第一储液罐、第二储液罐和收集槽；第一储液罐的出液口、第二储液罐的出液口分别与第一连接管、第二连接管连接，第一连接管、第二连接管均伸至收集槽上方；第一连接管连接多个第一导液分支管，第二连接管连接多个第二导液分支管，第一导液分支管和第二导液分支管数量相同，第一导液分支管一一对应的伸入至第二导液分支管内，第二导液分支管末端伸入收集槽内，所述第一导液分支管为毛细管；所述第一储液罐、第二储液罐上分别连接动力泵。/n

【技术特征摘要】
1.微流控细胞扩增微载体快速制备仪，其特征在于：包括第一储液罐、第二储液罐和收集槽；第一储液罐的出液口、第二储液罐的出液口分别与第一连接管、第二连接管连接，第一连接管、第二连接管均伸至收集槽上方；第一连接管连接多个第一导液分支管，第二连接管连接多个第二导液分支管，第一导液分支管和第二导液分支管数量相同，第一导液分支管一一对应的伸入至第二导液分支管内，第二导液分支管末端伸入收集槽内，所述第一导液分支管为毛细管；所述第一储液罐、第二储液罐上分别连接动力泵。


2.根据权利要求1所述的微流控细胞扩增微载体快速制备仪，其特征在于：在第一连接管末端安装第一导液主管，在第二连接管末端安装第二导液主管，第一导液主管和第二导液主管水平设置，第一导液主管位于第二导液主管的上方。


3.根据权利要求2所述的微流控细胞扩增微载体快速制备仪，其特征在于：多个第一导液分支管竖直设置且均匀分布在第一导液主管上；多个第二导液分支管竖直设置且均匀分布在第二导液主管上。


4.根据权利要求1所述的微流控细胞扩增微载体快速制备仪，其特征在于：所述动力泵为精密气泵，在第一储液罐上端、第二储液罐上端分别设置进气口，第一储液罐的进气口、第二储液罐的进气口分别与一个精密气泵连接。


5.根据权利要求1所述的微流控细胞扩增微载体快速制备仪，其特征在于：第一储液罐的出液口位于第一储液罐的上端，第二储液罐的出液口位于第二储液罐的上端，第一储液罐的出液口与伸入第一储液罐底部的第一出液管连接，第二储液罐的出液口与伸入第二储液罐底部的第二出液管连接。


6.根据权利要求1所述的微流控细胞扩增微载体快速制备仪，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏，杨鸿儒，桑元华，甘宜梧，刘锋，段佳志，孔颖，何建龙，郝敏，袁文虎，王书华，王建军，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37