电刺激在诱导干细胞增殖和/或分化中的应用及方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于干细胞技术领域，涉及电刺激在诱导干细胞增殖和/或分化中的应用及方法和装置。电刺激在体外诱导干细胞增殖和/或分化中的应用，所述分化包括成骨分化。本发明专利技术通过电刺激干细胞，采用物理刺激的方法刺激干细胞，能够促进其增殖，且使其能够向成骨方向分化，具有操作简便，可控制性高等优势，为干细胞治疗骨组织再生和修复提供了新的方向。疗骨组织再生和修复提供了新的方向。疗骨组织再生和修复提供了新的方向。

【技术实现步骤摘要】
电刺激在诱导干细胞增殖和/或分化中的应用及方法和装置


[0001]本专利技术属于干细胞
，具体涉及电刺激在诱导干细胞增殖和/或分化中的应用及方法和装置。

技术介绍

[0002]随着再生医学领域的不断发展，干细胞治疗已经成为多种疾病治愈的曙光。研究者探究了多种间充质干细胞的特性及作用，其中人脐带间充质干细胞具有较高的分化潜能，可向多个方向进行分化。它在骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、内皮和心肌等组织工程方面具有广阔的临床应用前景。多个研究证实从人脐带中分离出间充质干细胞，其细胞含量、增殖能力优于骨髓间充质干细胞，免疫原性比骨髓间充质干细胞低，并且具有取材方便，无伦理学争议等优点，因此越来越受到研究工作者们的关注。因此，诱导脐带间充质干细胞的成骨分化将作用于骨的再生等领域。
[0003]现有技术中主要的促使干细胞向骨组织分化的方法为化学诱导法，但其存在细胞毒性大、诱导效率低及价格昂贵难以大量生产等缺点，严重影响了干细胞的临床使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供电刺激在诱导干细胞增殖和/或分化中的应用及方法和装置。本专利技术通过电刺激干细胞，采用物理刺激的方法刺激干细胞，能够促进其增殖，且使其能够向成骨方向分化，具有操作简便，可控制性高等优势，无细胞毒性，诱导效率高，为干细胞治疗骨组织再生和修复提供了新的方向。
[0005]本专利技术提供了电刺激在体外诱导干细胞增殖和/或分化中的应用，所述分化包括成骨分化。
[0006]优选的是，所述电刺激的电场强度为50～100mv/mm，所述电刺激的时间为3天以上，所述电刺激的频率为每天0.5～2h。
[0007]优选的是，所述干细胞包括脐带间充质干细胞。
[0008]本专利技术还提供了一种促进人脐带间充质干细胞增殖和/或分化的方法，包括以下步骤：
[0009]对人脐带间充质干细胞施加电刺激进行培养。
[0010]优选的是，所述培养在电刺激装置中进行，所述电刺激装置包括培养板和设置在所述培养板中的刺激电极。
[0011]优选的是，所述电刺激的电场强度为50～100mv/mm，所述电刺激的时间为3天以上，所述电刺激的频率为每天0.5～2h。
[0012]优选的是，所述人脐带间充质干细胞包括原代脐带间充质干细胞经传代培养至第二代到第五代的传代细胞。
[0013]本专利技术还提供了一种诱导干细胞增殖和/或分化的电刺激装置，所述电刺激装置包括盖体1和培养板2；所述盖体1内部设置有电路12和电路12的电源输入接口6；所述电路
12电连接有刺激电极5，所述刺激电极5能够伸入所述培养板2内。
[0014]优选的是，所述培养板2设置一个以上的培养孔，所述电路12设置一个以上的电路单元，每个培养孔对应一个电路单元；每个电路单元设置两个刺激电极5，每个培养孔与两个刺激电极5配套。
[0015]优选的是，每个电路单元设置的两个刺激电极5相互平行，位置关于培养孔的中心对称。
[0016]本专利技术提供了电刺激在体外诱导干细胞增殖和/或分化中的应用。本专利技术采用物理刺激的方法(电刺激)刺激干细胞，能够促进其增殖，且使其能够向成骨方向分化。本专利技术所述应用能够实现干细胞增殖和/或分化(成骨分化)的体外诱导，高效、安全、操作简单、便于实施，本专利技术所述应用将对促进间充质干细胞成骨分化的研究发展，以及骨再生和修复的研究具有至关重要的作用，为临床应用人脐带间充质干细胞分化诱导成骨创造条件。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术提供的电刺激装置侧方示意图；
[0019]图2为本专利技术提供的电刺激装置结构示意图；
[0020]图3为本专利技术提供的电刺激装置立体图；
[0021]图4为本专利技术提供的人脐带间充质干细胞光镜图；
[0022]图5为本专利技术提供的不同电刺激参数对细胞增殖活性的CCK
‑
8吸光度值检测结果图；
[0023]图6为本专利技术提供的EdU染色检测不同刺激参数对脐带间充质干细胞增殖情况的结果图；图中标尺，1000μm；
[0024]图7为本专利技术提供的茜素红染色法检测不同刺激参数对脐带间充质干细胞成骨分化能力的影响(第3天)；
[0025]图8为本专利技术提供的茜素红染色法检测不同刺激参数对脐带间充质干细胞成骨分化能力的影响(第7天)。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了电刺激在体外诱导干细胞增殖和/或分化中的应用，所述分化包括成骨分化。
[0027]本专利技术采用对机体和细胞均无害的电刺激方法，使干细胞能够分化成骨；本专利技术方法易于操作，能够随时给予电刺激，具有很高的可控性；同时，本专利技术应用电刺激脐带间充质干细胞能够促进细胞增殖，有效解决现有诱导方法对细胞及机体有害、成本昂贵和诱导分化率低的问题。
[0028]在本专利技术中，所述电刺激的电场强度优选为50～100mv/mm，所述电刺激的时间优选为3天以上，所述电刺激的频率优选为每天0.5～2h。在本专利技术中，所述电刺激的电场强度
更优选为100mv/mm。在本专利技术中，所述刺激的时间更优选为3～7天，最优选为7天。在本专利技术中，所述电刺激的频率更优选为每天1h。刺激强度过大会引起细胞凋亡，过小则不能实现对干细胞的诱导。频率每天小于0.5h不能实现促增殖和分化作用，频率每天大于2h则会影响细胞正常生长，甚至导致细胞死亡。电刺激的时间过短，则刺激作用不明显，不能实现促增殖和分化效果，电刺激时间超过7天，虽然有促进增殖和分化效果，但会导致细胞生长过密，生长抑制，不利于观察和实施。
[0029]在本专利技术中，所述干细胞包括脐带间充质干细胞。
[0030]本专利技术还提供了一种促进人脐带间充质干细胞增殖和/或分化的方法，包括以下步骤：
[0031]对人脐带间充质干细胞施加电刺激进行培养。
[0032]在本专利技术中，所述培养优选在电刺激装置中进行，所述电刺激装置优选包括培养板和设置在所述培养板中的刺激电极。在本专利技术中，所述电刺激的电场强度优选为50～100mv/mm，所述电刺激的时间为3天以上，所述电刺激的频率为每天0.5～2h。在本专利技术中，所述电刺激的电场强度更优选为100mv/mm。在本专利技术中，所述刺激的时间更优选为3～7天，最优选为7天。在本专利技术中，所述电刺激的频率更优选为每天1h。在培养前，优选对电刺激装置进行清洗和灭菌。在本专利技术中，所述清洗和灭菌的方法优选包括：使用体积百分含量为70％的乙醇水溶液消毒60min；然后用生理盐水(无菌)冲洗，最后在安全柜中紫外光照射下过夜灭菌。
[0033]在本专利技术中，所述人脐带间充质干细胞包括原代脐带间充质干细胞经传代培养至第二代到第五代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电刺激在体外诱导干细胞增殖和/或分化中的应用，所述分化包括成骨分化。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述电刺激的电场强度为50～100mv/mm，所述电刺激的时间为3天以上，所述电刺激的频率为每天0.5～2h。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述干细胞包括脐带间充质干细胞。4.一种促进人脐带间充质干细胞增殖和/或分化的方法，其特征在于，包括以下步骤：对人脐带间充质干细胞施加电刺激进行培养。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述培养在电刺激装置中进行，所述电刺激装置包括培养板和设置在所述培养板中的刺激电极。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电刺激的电场强度为50～100mv/mm，所述电刺激的时间为3天以上，所述电刺激的频率为每天0.5～2h。7.根据权利要求4所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：付强，刘中，李克威，郭松，樊玉红，钱晖，张蕾蕾，吴佩佩，金灿，王敏，候小美，陈文雅，刘文蕙，
申请(专利权)人：上海市第一人民医院，
类型：发明
国别省市：