一种基于高压脉冲电场的细胞凝胶微球生成装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于高压脉冲电场的细胞凝胶微球生成装置，属于生物技术领域。本发明专利技术提供了一种基于高压脉冲电源的细胞凝胶微球生成装置，包括驱动装置、注射器、接收容器、高压脉冲电源以及环形电极，其中，驱动装置用于驱动注射器的活塞芯杆，接收容器设于注射器的针头下方，使得驱动装置驱动活塞芯杆时，注射器针筒内的液体能够在活塞芯杆的挤压下经针头流入接收容器，高压脉冲电源以注射器的针头为输出端，以环形电极为接地端，使得高压脉冲电源输出电压时，针头和环状电极之间能够形成高压脉冲电场，环形电极设于注射器的针头与接收容器之间；使用本发明专利技术的细胞凝胶微球生成装置可制得单分散细胞凝胶微球，在细胞三维培养中极具应用前景。中极具应用前景。中极具应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高压脉冲电场的细胞凝胶微球生成装置


[0001]本专利技术涉及一种基于高压脉冲电场的细胞凝胶微球生成装置，属于生物


技术介绍

[0002]三维细胞培养技术(three
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dimensionalcell culture,TDCC)是指将具有三维结构不同材料的载体与各种不同种类的细胞在体外共同培养，使细胞能够在载体的三维立体空间结构中迁移、生长，构成三维的细胞
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载体复合物。
[0003]普通的二维细胞培养技术由于细胞在体外改变的环境下增生逐渐丧失了原有的性状，往往和体内情况不相符，而动物实验虽然完全在体内进行，但由于体内的多种因素制约以及体内和外界环境相互影响而变得复杂化，难以研究单一过程，且难以研究中间过程。三维细胞培养技术是介于单层细胞培养与动物实验之间的一种技术，既能最大程度的模拟体内环境，又能展现细胞培养的直观性及条件可控性的优势，因此，其在组织工程、生物材料以及细胞生物学等领域均具有重要的应用。
[0004]三维细胞培养技术常见的培养模型主要有自发性细胞聚集、基质覆盖培养、旋转烧瓶培养、微载体培养、预置支架培养、旋转细胞培养系统(rotary cell culture system,RCCS)、细胞拉应力加载培养、细胞压应力加载培养、细胞流体切应力加载培养和三维细胞水凝胶支架培养等。其中，三维细胞水凝胶支架培养常用的海藻酸盐基水凝胶具备生物相容性好且价格低廉的优势，因此，其在三维细胞培养技术中应用广泛。
[0005]基于海藻酸盐基水凝胶的三维细胞水凝胶支架培养通常需先使用细胞凝胶微球生成装置将细胞制备成海藻酸盐基的细胞凝胶微球，然后将细胞凝胶微球进行培养。然而，使用现有的细胞凝胶微球生成装置，例如，公开号为CN106479890A的细胞凝胶微球生成装置制得的细胞凝胶微球球径并不均一，这带来了凝胶微球三维培养条件不均一的问题，进而严重影响了细胞三维培养模型的建立。因此，亟需找到一种可制得单分散细胞凝胶微球的细胞凝胶微球生成装置。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术提供了一种细胞凝胶微球生成装置，所述细胞凝胶微球生成装置包括驱动装置、注射器、接收容器、高压脉冲电源以及环形电极；所述驱动装置用于驱动注射器的活塞芯杆；所述接收容器设于注射器的针头下方，使得驱动装置驱动活塞芯杆时，注射器针筒内的液体能够在活塞芯杆的挤压下经针头流入接收容器；所述高压脉冲电源以注射器的针头为输出端，以环形电极为接地端，使得高压脉冲电源输出电压时，针头和环状电极之间能够形成高压脉冲电场；所述环形电极设于注射器的针头与接收容器之间。
[0007]在本专利技术的一种实施方式中，所述细胞凝胶微球生成装置还包括加热垫；所述加热垫用于给注射器的针筒加热。
[0008]在本专利技术的一种实施方式中，所述细胞凝胶微球生成装置还包括加热台；所述注射器的针筒和加热垫内置于加热台，使得加热垫的热量能够传递给注射器的针筒。
[0009]在本专利技术的一种实施方式中，所述细胞凝胶微球生成装置还包括隔热板；所述隔热板内置于加热台，且所述加热垫位于针筒和隔热板之间，使得隔热板能够隔绝加热垫朝与针筒相反的方向传递的热量。
[0010]在本专利技术的一种实施方式中，所述加热台包括上盖和底座；所述上盖和底座的合拢处形成用于容纳针筒的空腔；所述加热垫和隔热板内置于底座。
[0011]在本专利技术的一种实施方式中，所述细胞凝胶微球生成装置还包括推块；所述驱动装置用于驱动推块，在驱动装置的驱动下，所述推块先到达活塞芯杆所在的位置，再推动注射器的活塞芯杆。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中，所述推块上设有接近传感器；所述接近传感器用于感应推块是否到达活塞芯杆所在的位置。
[0013]在本专利技术的一种实施方式中，所述针头和环状电极同轴设置。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，所述细胞凝胶微球生成装置还包括高度调节装置；所述高度调节装置用于驱动环状电极，使得针头和环状电极之间的电场距离变大或变小。
[0015]在本专利技术的一种实施方式中，所述细胞凝胶微球生成装置还包括管路；所述管路的一端与针筒相连通，另一端与针头相连通，使得注射器针筒内的液体能够在活塞芯杆的挤压下经管路流入针头。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，所述驱动装置为推进电机。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，高度调节装置为高度调节电机。
[0018]本专利技术还提供了一种制备细胞凝胶微球的方法，所述方法使用上述细胞凝胶微球生成装置，包括如下步骤：
[0019]细胞凝胶微球原料的填充：在针筒内加入细胞悬液和凝胶微球基剂的混合物，并在接收容器内加入凝胶微球成型剂；
[0020]细胞凝胶微球的生成：启动高压脉冲电源，使得针头和环状电极之间形成高压脉冲电场，并启动驱动装置，使得注射器针筒内的混合物经针头流入接收容器，流入接收容器的混合物在凝胶微球成型剂的作用下生成细胞凝胶微球。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，所述细胞为人源表皮成纤维细胞、人肌源干细胞、小鼠神经干细胞。
[0022]在本专利技术的一种实施方式中，所述凝胶微球基剂为海藻酸钠、明胶、胶原蛋白。
[0023]在本专利技术的一种实施方式中，所述凝胶微球成型剂为氯化钙、氯化钡、氯化镁。
[0024]本专利技术还提供了一种细胞三维培养方法，所述方法包括如下步骤：
[0025]细胞凝胶微球的制备：使用上述方法生成细胞凝胶微球；
[0026]细胞凝胶微球的培养：将细胞凝胶微球浸入细胞培养基并放入CO2培养箱中进行培养。
[0027]本专利技术还提供了上述细胞凝胶微球生成装置或上述制备细胞凝胶微球的方法或上述细胞三维培养方法在细胞三维培养中的应用。
[0028]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0029]本专利技术提供了一种基于高压脉冲电源的细胞凝胶微球生成装置，所述细胞凝胶微
球生成装置包括驱动装置、注射器、接收容器、高压脉冲电源以及环形电极，其中，所述驱动装置用于驱动注射器的活塞芯杆，所述接收容器设于注射器的针头下方，使得驱动装置驱动活塞芯杆时，注射器针筒内的液体能够在活塞芯杆的挤压下经针头流入接收容器，所述高压脉冲电源以注射器的针头为输出端，以环形电极为接地端，使得高压脉冲电源输出电压时，针头和环状电极之间能够形成高压脉冲电场，所述环形电极设于注射器的针头与接收容器之间。现有技术的细胞凝胶微球生成装置(CN106479890A)使用高压直流电源，高压直流电源产生的高压静电场会一直存在，使得细胞凝胶微球的制备过程不可控，因此无法保证凝胶微球的球径均一性，而本专利技术的细胞凝胶微球生成装置则是使用高压脉冲电源，制得的细胞凝胶微球球径更均一，并且，使用高压脉冲电源能够以一定的频率来制备细胞凝胶微球，能够更好的控制细胞凝胶微球的制备过程；现有技术的细胞凝胶微球生成装置(CN106479890A)将接收容器放置在针头和负极板之间，接收容器和接收容器中的液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细胞凝胶微球生成装置，其特征在于，所述细胞凝胶微球生成装置包括驱动装置、注射器、接收容器、高压脉冲电源以及环形电极；所述驱动装置用于驱动注射器的活塞芯杆；所述接收容器设于注射器的针头下方，使得驱动装置驱动活塞芯杆时，注射器针筒内的液体能够在活塞芯杆的挤压下经针头流入接收容器；所述高压脉冲电源以注射器的针头为输出端，以环形电极为接地端，使得高压脉冲电源输出电压时，针头和环状电极之间能够形成高压脉冲电场；所述环形电极设于注射器的针头与接收容器之间。2.如权利要求1所述的细胞凝胶微球生成装置，其特征在于，所述细胞凝胶微球生成装置还包括加热垫；所述加热垫用于给注射器的针筒加热。3.如权利要求2所述的细胞凝胶微球生成装置，其特征在于，所述细胞凝胶微球生成装置还包括加热台；所述注射器的针筒和加热垫内置于加热台，使得加热垫的热量能够传递给注射器的针筒。4.如权利要求3所述的细胞凝胶微球生成装置，其特征在于，所述细胞凝胶微球生成装置还包括隔热板；所述隔热板内置于加热台，且所述加热垫位于针筒和隔热板之间，使得隔热板能够隔绝加热垫朝与针筒相反的方向传递的热量。5.如权利要求4所述的细胞凝胶微球生成装置，其特征在于，所述加热台包括上盖和底座；所述上盖和底座的合拢处形成用于容纳针筒的空腔；所述加热垫和隔热板内置于底座。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴炎凡，刘祎，曹炜，牛群，葛阳，徐正平，谢劲松，冯勇通，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：发明
国别省市：