一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器及其使用方法，包括上基座、上盖、下基座、下盖和瓣膜夹具，所述上基座内设有上部液室，所述下基座内设有下部液室，所述上盖内设有上部气室，所述下盖内设有下部气室，所述上盖与所述上基座连接，所述上部气室和所述上部液室之间设有上部隔膜，所述下盖与所述下基座连接，所述下部气室和所述下部液室之间设有下部隔膜，所述瓣膜夹具设置在所述上部液室内，所述上基座和所述下基座通过卡扣连接。本发明专利技术用于人体心脏组织工程瓣膜的细胞接种，可以实现种子细胞的加压动态培养，使种子细胞均匀接种于支架材料，并在压力作用下可进入瓣膜支架内部，实现支架的全面细胞化，避免细胞脱落。

A dynamic pressure tissue engineering valve cell inoculator and its use method

【技术实现步骤摘要】
一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器及其使用方法
：本专利技术专利涉及生物医学工程
，具体涉及一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器及其使用方法。
技术介绍
：目前，全球心脏病发病率逐年升高，患病人数不断增加，心脏瓣膜疾病的发病率也呈上升趋势，全球每年有超过30万例心脏瓣膜手术。心脏瓣膜手术的主要手术方式为瓣膜替换术，而目前临床上主要使用的两种瓣膜替代物：机械瓣与生物瓣均有其缺陷。机械瓣需要终身抗凝治疗，存在出血和血栓栓塞的风险；生物瓣使用寿命有限，约为10-15年，许多病人面临二次换瓣的风险。目前普遍认为组织工程瓣膜是最有希望的理想瓣膜替代物，因为其具有无需抗凝，可终身使用的优点。组织工程瓣膜的构建是将种子细胞接种在瓣膜支架上进行体外培养，当形成新的细胞外基质及完整的细胞层后即可植入体内。但目前组织工程瓣膜并没有走上临床应用，主要问题是种子细胞及培养条件的问题。以往大多研究采用静态接种静态培养的方式，这种方式操作简单，但存在细胞接种不均匀，接种效率低的问题。专利号为ZL200810232069.1的专利通过采用环氧氯丙烷(C3H5Cl)通过交联反应在交联去细胞支架本身胶原和弹性蛋白的同时，将RGD(YGRGDSP)多肽连接于作为组织工程瓣膜/血管支架的去细胞异种瓣膜/血管支架的胶原和弹性蛋白上，可以使YGRGDSP多肽均匀牢固的分布于整个去细胞瓣膜支架，以增强种子细胞和支架的粘附能力、刺激细胞增殖。但是这种方式不仅步骤复杂，且需要对瓣膜进行化学处理，不适用于人体心脏瓣膜的细胞接种。专利号为ZL201720600607.2的专利通过在恒温箱内的设置细胞反应器，恒温箱内固定有驱动电机，通过驱动电机可驱动细胞反应器转动，使接种细胞均匀分散在细胞反应器内，并扰动细胞反应器内的营养液和细胞，使细胞在细胞反应器内均匀分布，以防止细胞接触抑制现象的发生。但是这种设备只能实现细胞的均匀分布，无法实现细胞的动态加压，体外培养的组织工程瓣膜难以长出完整的细胞层，并且细胞与支架的连接松散，仅限于表面连接，一旦植入人体，细胞大部分会被人体内的体液循环冲走，起不到应有的作用。专利技术专利内容：(一)解决的技术问题本专利技术专利旨在提供一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器及其使用方法，用于人体心脏组织工程瓣膜细胞接种，解决现有技术中，进行体外培养的组织工程瓣膜细胞与支架的连接松散，植入人体后细胞容易会被人体内的体液循环冲走，起不到应有作用的问题。(二)技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术专利采用如下技术方案：一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器，包括上基座、上盖、下基座、下盖和瓣膜夹具，所述上基座内设有上部液室，所述下基座内设有下部液室，所述上盖内设有上部气室，所述下盖内设有下部气室，所述上盖与所述上基座连接，所述上部气室和所述上部液室之间设有上部隔膜，所述下盖与所述下基座连接，所述下部气室和所述下部液室之间设有下部隔膜，所述瓣膜夹具设置在所述上部液室内，所述上基座和所述下基座通过卡扣连接，所述上部液室与所述下部液室连通，所述上基座上设有与所述上部液室连通的上注液口和上排气口，所述上盖上设有与所述上部气室连通的上注气口，所述下基座上设有与所述下部液室连通的下注液口和下排气口，所述下盖上设有与所述下部气室连通的下注气口。所述上基座与所述下基座通过所述卡扣可拆卸地连接，所述上部液室和所述下部液室连通，所述瓣膜夹具用于将缝合好的三瓣心脏瓣膜夹持并固定在所述上部液室内，所述上注液口和所述下注液口分别用于往所述上部液室和所述下部液室内注入细胞悬液，所述上排气口和所述下排气口用于在注入细胞悬液时排出所述上部液室和所述下部液室内的空气，所述上注气口和所述下注气口用于在所述上部液室和所述下部液室内注满细胞悬液后，通过气泵对所述上部气室和所述下部气室充气加压，所述上部隔膜和所述下部隔膜在气压作用下变形，对所述上部液室和所述下部液室内的细胞悬液进行加压，使心脏瓣膜种子细胞在一定压力的细胞悬液中动态培养。进一步地，所述瓣膜夹具包括缝合座、固定环和支架，所述固定环设置在所述缝合座和所述支架之间，所述支架与所述固定环之间形成生长腔，所述生长腔内设有塑形球，所述缝合座用于将心脏瓣膜的边沿缝合，并置入所述生长腔内，所述塑形球用于将心脏瓣膜压在所述支架上使心脏瓣膜与所述支架贴合，便于后续的组织培养。进一步地，所述上基座和所述下基座的接合面上设有橡胶密封圈，将所述上基座和所述下基座的接合面密封，防止细胞悬液泄漏。进一步地，所述上部隔膜和所述下部隔膜均为凸型隔膜，并分别向所述上部液室和所述下部液室的方向凸出，保证所述上部气室和所述下部气室充气加压时，所述上部隔膜和所述下部隔膜的变形方向。进一步地，所述上盖和所述下盖上分别设有与所述上部气室和所述下部气室连通的测压计，所述测压计用于测定所述上部气室和所述下部气室内的充气压力，便于控制充气加压的压力。进一步地，所述上部液室内设有螺纹槽，所述螺纹槽内设有压环，所述压环的外侧设有与所述螺纹槽配合的外螺纹，所述瓣膜夹具被所述压环固定在所述上部液室内，保证所述瓣膜夹具的固定效果的同时，便于从所述上部液室内取出所述瓣膜夹具。进一步地，所述上注气口、所述上注液口、所述上排气口、所述下注气口、所述下注液口和所述下排气口上均设有可拆卸的螺纹堵头，便于封堵。进一步地，所述上部隔膜和所述下部隔膜均为高弹性硅胶材质，保证具有足够弹性的同时，具有良好的抗腐蚀性能，不易老化，利于长期使用。本专利技术还公开了一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器的使用方法，主要包括以下步骤：步骤一，将三片心脏瓣膜在所述瓣膜夹具上缝合成一个圆面，然后将所述瓣膜夹具放进所述上部液室中，使所述瓣膜夹具固定，将所述上基座和所述下基座连接并通过所述卡扣连接固定；步骤二，从所述下部液室的所述下注液口注射进细胞密度为100w/mL的细胞悬液，同时打开所述下部液室的所述下排气口，当液面上升到快靠近所述下部液室的所述下排气口时停止注液，同时封闭所述下部液室的所述下注液口与所述下排气口，从所述上部液室的所述上注液口注射进细胞密度为100w/mL的细胞悬液，同时打开所述上部液室的所述上排气口，当液面上升至快靠近所述上部液室的所述上排气口时停止注液，同时关闭所述上部液室的所述上注液口与所述上排气口；步骤三，调整细胞接种器的位置，边注液边排气直到排净所述上部液室和所述下部液室的空气，将所述上部气室的所述上注气口与气泵相连，通过气泵对所述上部气室加压，将所述下部气室的所述下注气口与气泵相连，通过气泵对所述下部气室加压，加压完毕后关闭所述上注气口和所述下注气口，将细胞接种器固定在垂直旋转摇床上，将摇床放进细胞培养箱进行动态加压接种，接种结束后取出瓣膜，将瓣膜放进动态生物反应器上继续进行动态培养。(三)有益效果：相对于现有技术，本专利技术专利产生的有益效果是：通过在相互连接的上基座和下基座内设置上部液室和下部液室，上部液室和下部液室分别通过上部隔膜和下部隔膜与上部气室和下部气室隔开，在上部液室内设置瓣膜夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器，其特征在于：包括上基座、上盖、下基座、下盖和瓣膜夹具，所述上基座内设有上部液室，所述下基座内设有下部液室，所述上盖内设有上部气室，所述下盖内设有下部气室，所述上盖与所述上基座连接，所述上部气室和所述上部液室之间设有上部隔膜，所述下盖与所述下基座连接，所述下部气室和所述下部液室之间设有下部隔膜，所述瓣膜夹具设置在所述上部液室内，所述上基座和所述下基座通过卡扣连接，所述上部液室与所述下部液室连通，所述上基座上设有与所述上部液室连通的上注液口和上排气口，所述上盖上设有与所述上部气室连通的上注气口，所述下基座上设有与所述下部液室连通的下注液口和下排气口，所述下盖上设有与所述下部气室连通的下注气口。/n

【技术特征摘要】
1.一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器，其特征在于：包括上基座、上盖、下基座、下盖和瓣膜夹具，所述上基座内设有上部液室，所述下基座内设有下部液室，所述上盖内设有上部气室，所述下盖内设有下部气室，所述上盖与所述上基座连接，所述上部气室和所述上部液室之间设有上部隔膜，所述下盖与所述下基座连接，所述下部气室和所述下部液室之间设有下部隔膜，所述瓣膜夹具设置在所述上部液室内，所述上基座和所述下基座通过卡扣连接，所述上部液室与所述下部液室连通，所述上基座上设有与所述上部液室连通的上注液口和上排气口，所述上盖上设有与所述上部气室连通的上注气口，所述下基座上设有与所述下部液室连通的下注液口和下排气口，所述下盖上设有与所述下部气室连通的下注气口。


2.根据权利要求1所述的一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器，其特征在于：所述瓣膜夹具包括缝合座、固定环和支架，所述固定环设置在所述缝合座和所述支架之间，所述支架与所述固定环之间形成生长腔，所述生长腔内设有塑形球。


3.根据权利要求1所述的一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器，其特征在于：所述上基座和所述下基座的接合面上设有橡胶密封圈。


4.根据权利要求1所述的一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器，其特征在于：所述上部隔膜和所述下部隔膜均为凸型隔膜，并分别向所述上部液室和所述下部液室的方向凸出。


5.根据权利要求1所述的一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器，其特征在于：所述上盖和所述下盖上分别设有与所述上部气室和所述下部气室连通的测压计。


6.根据权利要求1所述的一种动态加压组织工程瓣膜细胞接种器，其特征在于：所述上部液室内设有螺纹槽，所述螺纹槽内设有压环，所述压环的外侧设有与所述螺纹槽配合的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董念国，蔡子文，徐力，王月，乔韡华，史嘉玮，
申请(专利权)人：华中科技大学同济医学院附属协和医院，
类型：发明
国别省市：湖北;42