一种3D心脏瓣膜类器官培育器及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种3D心脏瓣膜类器官培育器及其使用方法，包括正面培育盒和反面培育盒，所述正面培育盒包括第一盒体和第一盒盖，所述第一盒盖上设有相互连通的第一加液槽和第一培养槽，所述第一培养槽的底部设有微孔半透膜，所述反面培育盒包括第二盒体和第二盒盖，所述第二盒盖上设有相互连通的第二加液槽和第二培养槽，所述第二培养槽的底部设有镂空托板，所述第一盒体和所述第二盒体内均设有培养液腔。本发明专利技术用于3D心脏瓣膜类器官的培育,可以在培育过程中保持内皮细胞层和间质细胞层均与培养液进行充分的营养交换，保证培育的三层心脏瓣膜类器官结构完整的同时，避免发生细胞凋亡，极大提高心脏瓣膜类器官的培育成功率。率。率。

A 3D heart valve organ incubator and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种3D心脏瓣膜类器官培育器及其使用方法

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[0001]本专利技术涉及生物实验器械
，具体涉及一种3D心脏瓣膜类器官培育器及其使用方法。

技术介绍
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[0002]类器官是近年来新兴的疾病研究模型，国外已有大脑类器官、视杯状类器官、心肌类器官、肠类器官、肝类器官等，而心脏瓣膜类器官在心脏疾病的实验研究中存在大量的应用需求。如专利申请号为RO201900736的专利提供了一种制备瓣膜小叶的三维生物印迹模型的方法，通过制备分离自人瓣膜的瓣膜间质细胞(VIC)悬浮液的混合物，在2
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106个细胞/ml的密度下，用预先由猪凝胶制备的凝胶，甲基丙烯酸酐，抗生素，海藻酸钠溶液和光引发剂，将混合物装入生物打印机的注射器中，生物打印3D构建体，然后进行水凝胶光聚合，将交联的构建体转移到通常用于细胞培养的培养基上24小时，在37℃的温度下，体外接种分离自人瓣膜的瓣膜内皮细胞(VEC)，在8
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104个细胞/cm2的密度下，将它们保持在37℃的细胞培养箱中，在48小时内，5％CO2在3D构建体表面形成VEC的汇合层并形成VIC的内部细胞网络，然后根据形成钙化中心的能力评估3D模型。专利申请号为ES13811696的专利也提供了一种当细胞和组织层在三维中生长成心脏瓣膜时对它们进行成形和固定的模具和工艺。但是由于心脏瓣膜表面两层薄薄的内皮细胞层与中间的大量间质细胞层组成的三明治结构，现有的心脏瓣膜类器官培育装置在进行培育时，心脏瓣膜类器官朝下的一面内皮细胞由于与培养皿底面接触，会因为缺少氧气与营养物质而发生凋亡，难以形成天然瓣膜上下两层内皮细胞中间是间质细胞的三明治结构，极易导致培育失败。

技术实现思路
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[0003](一)解决的技术问题
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种3D心脏瓣膜类器官培育器及其使用方法，用于3D心脏瓣膜类器官的培育，解决现有技术在进行心脏瓣膜类器官培育时朝下的一面内皮细胞与培养皿底面接触，因为缺少氧气与营养物质而发生凋亡，难以形成正常的心脏瓣膜结构，极易导致培育失败的问题。
[0005](二)技术方案
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种3D心脏瓣膜类器官培育器，包括正面培育盒和反面培育盒，所述正面培育盒包括第一盒体和第一盒盖，所述第一盒盖上设有相互连通的第一加液槽和第一培养槽，所述第一培养槽的底部设有微孔半透膜，所述反面培育盒包括第二盒体和第二盒盖，所述第二盒盖上设有相互连通的第二加液槽和第二培养槽，所述第二培养槽的底部设有镂空托板，所述第一盒体和所述第二盒体内均设有培养液腔，所述第一加液槽和所述第二加液槽的侧壁上均设有出液孔。
[0007]所述第一盒盖可以放置在所述第一盒体上，所述第二盒盖同样可以放置在所述第二盒体上，所述第一培养槽和所述第一加液槽处于所述第一盒体内的所述培养液腔内，所
述第二培养槽和所述第二加液槽处于所述第二盒体内的所述培养液腔内，所述正面培育盒用于培养间质细胞层与一层内皮细胞层，所述反面培育盒用于培育另一层内皮细胞层，所述正面培育盒于所述反面培育盒的结构均为一个可加在12孔板、24孔板或者48孔板的盒状结构，所述第一加液槽和所述第二加液槽均用于往所述第一培养槽或第二培养槽内添加培养液，所述出液孔用于使所述第一加液槽和所述第二加液槽内的培养液可以与所述第一盒体和第二盒体内的培养液流通，所述第一培养槽底部的所述微孔半透膜用于承托间质细胞层并使间质细胞可以与所述第一盒体内的培养液进行营养物质的交换，保证培养顺利，所述镂空托板用于承托内皮细胞层并使内皮细胞可以与所述第二盒体内的培养液进行营养物质的交换，有效防止细胞因为不透气或者缺少营养物质而凋亡。
[0008]进一步地，所述第一培养槽和所述第一加液槽之间通过螺纹可拆卸地连接。所述第一培养槽可以从所述第一盒体上旋转拆下，方便将所述第一培养槽倒置后，将所述第一培养槽内培养完成的间质细胞层和内皮细胞层倒入所述第二培养槽内，提高操作便捷性。
[0009]进一步地，所述第一培养槽的底部设有卡槽和与所述卡槽配合的固定环，所述微孔半透膜的边缘通过所述固定环压紧固定在所述第一培养槽内。所述固定环可以从所述卡槽内拆出，使所述微孔半透膜为可拆卸状态，便于在倒出间质细胞层和内皮细胞层时揭开所述微孔半透膜，避免间质细胞层与微孔半透膜发生粘连导致取出不完整。
[0010]进一步地，所述第一培养槽和所述第二培养槽的侧壁上均设有半透板。所述半透板用于供间质细胞层和内皮细胞层的侧面与所述培养液腔内的培养液进行营养物质交换，保证培育出的细胞层各个面的活性足够。
[0011]进一步地，所述半透板由镂空的硬质支撑网和填充在所述硬质支撑网内的高分子半透填料组成。所述硬质支撑网可以保证所述半透板的刚性，避免在细胞培育过程中发生变形导致培养出的心脏瓣膜细胞层不均匀，也方便倒出所述第一培养槽和所述第二培养槽内培育好的细胞层。
[0012]进一步地，所述镂空托板为十字形或环形，以减少所述镂空托板与内皮细胞层的接触面积，保证所述内皮细胞层能与培养液充分接触。
[0013]进一步地，所述微孔半透膜和所述镂空托板的材料均采用生物相容性好的聚氨酯或聚乙丙交酯，保证要培育的细胞层与所述微孔半透膜和所述镂空托板接触处维持充分活性。
[0014]本专利技术还公开了一种3D心脏瓣膜类器官培育器的使用方法，包括以下步骤：
[0015]S1、将所述第一盒盖打开，向所述正面培育盒上的所述第一盒体内加入培养液，再将所述第一盒盖放置在所述第一盒体上，将间质细胞与凝胶混合后的物质通过所述第一加液槽加入所述第一培养槽内，间质细胞与凝胶的混合物与所述微孔半透膜接触，然后再向所述第一加液槽内加入培养液，使培养液的深度超出所述出液孔，与所述第一盒体内的培养液连通混合，间质细胞在所述第一培养槽的底部通过所述微孔半透膜与培养液产生营养物质交换，待4天后间质细胞生长完成形成间质细胞层；
[0016]S2、取出所述第一盒盖，倒出所述第一培养槽内的培养液，通过所述第一加液槽向所述第一培养槽内加入内皮细胞，使内皮细胞处于间质细胞层上方，再将所述第一盒盖放置到所述第一盒体上，通过所述第一培养槽向内皮细胞上方加入培养液，培养4天后形成完整的内皮细胞层，然后再次倒出培养液，将所述第一培养槽内具有单层内皮细胞层与间质
细胞层的结构从所述正面培养盒中倒出，将所述第一培养槽倒立向下对准所述反面培育盒，撕下所述微孔半透膜，将有内皮细胞层的一面朝下放入所述反面培育盒内的所述第二培养槽内，使内皮细胞层与所述镂空托板接触；
[0017]S3、通过所述第二加液槽向所述反面培育盒内加入培养液，使培养液充满所述第二盒体和所述第二培养槽，向所述第二培养槽内再加入内皮细胞进行培养，使新加入的内皮细胞处于间质细胞层上方，由于所述第二培养槽的底部为镂空结构，内皮细胞层可以与所述第二盒体内的培养液进行气体交换与营养物质交换，不会凋亡，再培育4天后，所述反面培育盒中新加入的内皮细胞层也生长完好，这样就形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D心脏瓣膜类器官培育器，其特征在于：包括正面培育盒和反面培育盒，所述正面培育盒包括第一盒体和第一盒盖，所述第一盒盖上设有相互连通的第一加液槽和第一培养槽，所述第一培养槽的底部设有微孔半透膜，所述反面培育盒包括第二盒体和第二盒盖，所述第二盒盖上设有相互连通的第二加液槽和第二培养槽，所述第二培养槽的底部设有镂空托板，所述第一盒体和所述第二盒体内均设有培养液腔，所述第一加液槽和所述第二加液槽的侧壁上均设有出液孔。2.根据权利要求1所述的一种3D心脏瓣膜类器官培育器，其特征在于：所述第一培养槽和所述第一加液槽之间通过螺纹可拆卸地连接。3.根据权利要求1所述的一种3D心脏瓣膜类器官培育器，其特征在于：所述第一培养槽的底部设有卡槽和与所述卡槽配合的固定环，所述微孔半透膜的边缘通过所述固定环压紧固定在所述第一培养槽内。4.根据权利要求1所述的一种3D心脏瓣膜类器官培育器，其特征在于：所述第一培养槽和所述第二培养槽的侧壁上均设有半透板。5.根据权利要求4所述的一种3D心脏瓣膜类器官培育器，其特征在于：所述半透板由镂空的硬质支撑网和填充在所述硬质支撑网内的高分子半透填料组成。6.根据权利要求1所述的一种3D心脏瓣膜类器官培育器，其特征在于：所述镂空托板为十字形或环形。7.根据权利要求1所述的一种3D心脏瓣膜类器官培育器，其特征在于：所述微孔半透膜和所述镂空托板的材料均采用生物相容性好的聚氨酯或聚乙丙交酯。8.根据权利要求1
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7任一项所述的一种3D心脏瓣膜类器官培育器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：董念国，李飞，蔡子文，徐力，乔韡华，史嘉玮，王月，陈思，
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：