专利名称：一种神经干细胞连续灌注培养系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医药机械装置，特别涉及一种神经干细胞连续灌注培养系统。
背景技术：
干细胞是指具有自我更新和多向分化潜能的原始细胞，是机体的起源细胞，在特定的条件下可分化成为一种或多种构成人体组织或器官的细胞。神经干细胞(Neural Stem Cell, NSCs)是干细胞的一种，神经干细胞在神经发育和修复受损神经组织中发挥重要作用。神经干细胞移植是修复和代替受损脑组织的有效方 法，能重建部分环路和功能。此外神经干细胞可作为基因载体，用于颅内肿瘤和其它神经疾病的基因治疗，利用神经干细胞作为基因治疗载体，弥补了病毒载体的一些不足。此外，神经干细胞对于判断药效及药物毒性等也有一定实用价值，如可以利用神经干细胞培养技术观察某些天然化合物和合成化合物的神经活性，为发展小分子治疗药物提供理论基础。随着对神经干细胞应用领域的研究深入，神经干细胞的培养分离也成为当下研究的热点之一。目前神经干细胞的分离技术有两种1.悬浮培养分离法将神经组织消化分散后的单细胞悬液在培养皿中悬浮培养，形成神经球(直径200微米左右)后传代培养若干次分离得到的神经干细胞(Experimental Neurology 156,71-83,1999)。这种方法需要依靠人工挑选神经球，在规模化培养中十分不便。2. FACS法先对神经干细胞的特异性抗原进行荧光标记，用精密仪器来筛选干细胞。这种方法虽可得到较高纯度的干细胞，但对干细胞有一定的损害，并且需要价格昂贵的精密仪器(Proceeding of the National Academyof Sciences of the United States of America 97,14720-14725,2000)。综上所述，研究并开发一种分离纯度高且成本低廉、操作方便、可标准化控制监测、便于自动化和规模化培养的神经干细胞连续灌注培养系统成为当下热点。
实用新型内容本实用新型公开了一种神经干细胞连续灌注培养系统，以克服现有人工培养干细胞的不足，提供一种用于实验室或医疗机构、细胞制备应用工业界的更为标准化、快速高效、使用范围更广的神经干细胞灌注培养系统，使得实验室、医院或工厂能安全规模化地高效率和高质量地制备获得干细胞。更具体地，本实用新型的目的在于，采用动态细胞培养技术，提供了一种可连续灌注培养神经干细胞的装置，同时与智能监控装置连接，从而构成一智能控制连续灌注培养神经干细胞的系统。本实用新型提供的一种连续灌注培养神经干细胞的系统，包括灌注培养系统和智能监控系统(10)，其中所述的灌流培养系统包括培养液存储器(I)、细胞培养瓶(2)、细胞消化瓶(3)、废液瓶(4)、收获液瓶(5)、控速流体推进器(6)、可控速管道装置(7)、流体推进器(8)和过滤装置(9)，其连接为培养液存储器通过所述的可控速管道装置经控速流体推进器与智能监控系统连接，智能监控系统通过可控速管道装置经控速流体推进器与细胞培养瓶连接，细胞培养瓶出口通过可控速管道装置连接过滤装置，流体推进器连接过滤装置，智能监控系统分别与细胞培养瓶的进口和出口的入仓探头组(13)和出仓探头组(14)相连；所有装置间的连接均由可控速管道系统密封无菌连接构成；所述的培养液存储器用以盛放供细胞培养的无菌培养液，其包括固定形状的密封无菌的罐、瓶、或袋系统，其出口与可控速管道系统密封无菌连接且设有通过无菌滤膜过滤器连通大气的气孔；优选地，所述的细胞培养瓶中设有搅拌器(11)；优选地，所述的细胞消化瓶中设有一孔径为6微米的滤膜(12)；优选地，所述的过滤装置为一孔径为200微米的过滤装置，且流体推进器可促进过滤装置中的干细胞神经球滤过；优选地，所述的智能监控系统为一自动监控功能的电脑终端与其所控制的各子装·置包括其开关阀门所构成的系统，其可根据需要在无菌条件下更换不同储液接口，以使不同液体流入本灌流培养系统；其可装载插入所述细胞培养瓶和所述细胞消化瓶内部培养液的多个指标探头，具备监控反应器内培养液面高度或培养液重量、检测细胞浓度、取样检测、搅拌混合培养液、控制培养液PH值、溶氧浓度、温度等；优选地，所述的细胞培养瓶为密封无菌装置，上游和下游分别具有进出通道，其具有适合神经干细胞生长的结构；优选地，所述可控速管道系统由细胞培养硅胶管及流体控速推进器组成本体，且任两个装置之间管道系统本体上带有滑动控速夹或控速阀门，滑动控速夹位或控速阀门位于装置出口处；优选地，所述的连接培养瓶的出口和入口的可控速管道系统可串联所述的智能监控系统的指标探头，以监控流入和流出培养瓶的培养液混合物的指标；优选地，所述的流体控速推进器和可控速流体推进器为常规无菌输送液体装置。本实用新型的有益效果是本实用新型采用上述设备结合成一系统后，采用细胞连续灌流培养系统，将反应器和培养瓶结合，将无细胞区培养基的混合前处理、细胞区的培养基方式连续灌流连接为一个统一完整的持续流程；用开启关闭不同装置的管道开关方式替代人工换液，不断输入新鲜反应液体，带走细胞代谢产物，配有在线的监测系统，确保各项指标稳定，可大为减少物料污染、人力搬运，反应流程标准化可控；且根据神经干细胞的悬浮生长特性，在细胞培养装置中增设多层滤膜以保证神经干细胞的正常有效生长。本实用新型所述的装置培养产量高、操作方便有效，可极大的提高生产效率，其制备工艺简单，质量控制简便，能在短期内高效获得均一、优良的神经干细胞产品，更适于大规模生产和商业应用；使用范围特别广，因此容易推广应用，能够在较短的时间内产生巨大的社会效益和经济效益。
图I是本实用新型的连续灌注培养神经干细胞的系统的示意图。
具体实施方式
[0020]本实用新型研究了现有的医药机械技术，提供了一种连续灌注培养神经干细胞的系统。为了更清楚地描述本实用新型所提供的从胎盘提取干细胞的装置结构，以下将配合附图详细说明。附图I为本实用新型的连续灌注培养神经干细胞的系统的示意图。下述提供的一些实验数据以及下列实施例中按前述实用新型内容给出各种培养容器的形状、及其使用方法及一些试验研究内容，但应该理解本实用新型并不仅限于此处所列出的研究内容，还应该理解此处所使用的术语仅用于描述特定的实施例，而并不是对本实用新型的限定。实施例I本实用新型提供的连续灌注培养神经干细胞的系统，包括灌注培养系统和智能监控系统(10)，其中所述的灌流培养系统包括培养液存储器(I)、细胞培养瓶(2)、细胞消化瓶(3)、废液瓶(4)、收获液瓶(5)、控速流体推进器￠)、可控速管道装置(7)、流体推进器 (8)和过滤装置(9)，其连接为培养液存储器通过所述的可控速管道装置经控速流体推进器与智能监控系统连接，智能监控系统通过可控速管道装置经控速流体推进器与细胞培养瓶连接，细胞培养瓶出口通过可控速管道装置连接过滤装置，流体推进器连接过滤装置，智能监控系统分别与细胞培养瓶的进口和出口的入仓探头组(13)和出仓探头组(14)相连；所有装置间的连接均由可控速管道系统密封无菌连接构成；所述的培养液存储器用以盛放供细胞培养的无菌培养液，其包括固定形状的密封无菌的罐、瓶、或袋系统，其出口与可控速管道系统密封无菌连接且设有通过无菌滤膜过滤器连通大气的气孔；所述的细胞培养瓶中设有搅拌器(11);所述的细胞消化瓶中设有一孔径为6微米的滤膜(12);所述的过滤装置为一孔径为200微米的过滤装置，且流体推进器可促进过滤装置中的干细胞神经球滤过；所述的智能监控系统为一自动监控功能的电脑终端与其所控制的各子装置包括其开关阀门所构成的系统，其可根据需要在无菌条件下更换不同储液接口，以使不同液体流入本灌流培养系统；其可装载插入所述细胞培养瓶和所述细胞消化瓶内部培养液的多个指标探头，具备监控反应器内培养液面高度或培养液重量大小、检测细胞浓度、取样检测、搅拌混合培养液、控制培养液PH值、溶氧浓度、温度等；所述的细胞培养瓶为密封无菌装置，上游和下游分别具有进出通道，其具有适合细胞生长的结构；所述可控速管道系统由细胞培养硅胶管及流体控速推进器组成本体，且任两个装置之间管道系统本体上带有滑动控速夹或控速阀门，滑动控速夹位或控速阀门位于装置出口处；所述的连接培养瓶的出口和入口的可控速管道系统可串联所述的智能监控系统的指标探头，以监控流入和流出培养瓶的培养液混合物的指标；所述的流体控速推进器和可控速流体推进器为常规无菌输送液体装置。本实用新型提供的系统在使用时，首先将整个系统消毒灭菌，将获得的干细胞悬液接种于灭菌后的细胞培养瓶中培养，开始灌注培养液时，开启培养液存储器出口管道开关、智能监控系统管道开关和开启控速流体推进器，培养液存储器中的培养液被输送到细胞培养瓶中，同时细胞培养瓶中的细胞培养状况将汇总至智能监控系统，经智能监控系统调控后，培养液处于最适细胞生产的条件，包括最适的溶氧浓度、溶二氧化碳浓度、温度、PH值等，进入细胞培养瓶进行连续灌注细胞培养；根据实际细胞生长等情况，培养液灌注流速在细胞培养过程中实时监控和即时调节。记录细胞生长各项指标，当出现一定数量的干细胞神经球时，开启细胞培养瓶出口开关，将细胞液通过过滤装置过滤，将直径大于200微米的神经球移入细胞消化瓶中消化打散，细胞消化瓶出口设有一孔径小于6微米的滤膜以防止排出消化液时将细胞一并排出进入废液瓶；打散后的细胞重新进入细胞培养瓶内培养，直至重新出现需要消化打散的神经球时再次开启细胞培养瓶出口开关，通过细胞培养瓶获得的干细胞悬液收集于收获液瓶中。通过智能监控系统，可设定本系统的各装置之间的开关和开启时间长短，使得本系统形成一自动连续的培养神经干细胞系统，既可将过滤、消化打散和培养同时进行。综上所述，本实用新型提供一种神经干细胞连续灌注培养的系统设计，采用细胞连续灌流培养系统，将反应器和培养瓶结合，将无细胞区培养基的混合前处理、细胞区的培养基方式连续灌流连接为一个统一完整的持续流程；用开启关闭不同装置的管道开关方式替代人工换液，不断输入新鲜反应液体，带走细胞代谢产物，配有在线的监测系统，确保各项指标稳定，可大为减少物料污染、人力搬运，反应流程标准化可控；且根据神经干细胞的悬浮生长特性，在细胞培养装置中增设多层滤膜以保证神经干细胞的正常有效生长。本实用新型所述的装置培养产量高、操作方便有效，可极大的提高生产效率，其制备工艺简单，质量控制简便，能在短期内高效获得均一、优良的神经干细胞产品，更适于大规模生产和商业应用；使用范围特别广，因此容易推广应用，能够在较短的时间内产生巨 大的社会效益和经济效益。
权利要求1.一种连续灌注培养神经干细胞的系统，包括灌注培养系统和智能监控系统(10)，其特征在于 所述的灌流培养系统包括培养液存储器(I)、细胞培养瓶(2)、细胞消化瓶(3)、废液瓶(4)、收获液瓶(5)、控速流体推进器￠)、可控速管道装置(7)、流体推进器(8)和过滤装置(9)，其连接为培养液存储器通过所述的可控速管道装置经控速流体推进器与智能监控系统连接，智能监控系统通过可控速管道装置经控速流体推进器与细胞培养瓶连接，细胞培养瓶出口通过可控速管道装置连接过滤装置，流体推进器连接过滤装置，智能监控系统分别与细胞培养瓶的进口和出口的入仓探头组(13)和出仓探头组(14)相连；所有装置间的连接均由可控速管道系统密封无菌连接构成；所述的培养液存储器用以盛放供细胞培养的无菌培养液，其包括固定形状的密封无菌的罐、瓶、或袋系统，其出口与可控速管道系统密封无菌连接且设有通过无菌滤膜过滤器连通大气的气孔。
2.如权利要求I所述的连续灌注培养神经干细胞的系统，其特征在于所述的细胞培养瓶中设有搅拌器(11)。
3.如权利要求I所述的连续灌注培养神经干细胞的系统，其特征在于所述的细胞消化瓶中设有一孔径为6微米的滤膜(12)。
4.如权利要求I所述的连续灌注培养神经干细胞的系统，其特征在于所述的过滤装置为一孔径为200微米的过滤装置。
5.如权利要求I所述的连续灌注培养神经干细胞的系统，其特征在于所述的智能监控系统为一自动监控功能的电脑终端与其所控制的各子装置包括其开关阀门所构成的系统，其可根据需要在无菌条件下更换不同储液接口，以使不同液体流入本灌流培养系统；其 载插入所述细胞培养瓶和所述细胞消化瓶内部培养液的多个指标探头。
6.如权利要求I所述的连续灌注培养神经干细胞的系统，其特征在于所述的细胞培养瓶为密封无菌装置，上游和下游分别具有进出通道，其具有适合神经干细胞生长的结构。
7.如权利要求I所述的连续灌注培养神经干细胞的系统，其特征在于所述可控速管道系统由细胞培养硅胶管及流体控速推进器组成本体，且任两个装置之间管道系统本体上带有滑动控速夹或控速阀门，滑动控速夹位或控速阀门位于装置出口处。
8.如权利要求I所述的连续灌注培养神经干细胞的系统，其特征在于所述的连接培养瓶的出口和入口的可控速管道系统可串联所述的智能监控系统的指标探头，以监控流入和流出培养瓶的培养液混合物的指标。
9.如权利要求I所述的连续灌注培养神经干细胞的系统，其特征在于所述的流体控速推进器和可控速流体推进器为常规无菌输送液体装置。
专利摘要本实用新型提供了一种连续灌注培养神经干细胞的系统，包括灌注培养系统和智能监控系统，其中所述的灌流培养系统包括培养液存储器、细胞培养瓶、细胞消化瓶、废液瓶、收获液瓶、控速流体推进器、可控速管道装置、流体推进器和过滤装置，其连接为培养液存储器通过所述的可控速管道装置经控速流体推进器与智能监控系统连接，智能监控系统通过可控速管道装置经控速流体推进器与细胞培养瓶连接，细胞培养瓶出口通过可控速管道装置连接过滤装置，流体推进器连接过滤装置，智能监控系统分别与细胞培养瓶的进口和出口的入仓探头组和出仓探头组相连；所有装置间的连接均由可控速管道系统密封无菌连接构成；所述的培养液存储器用以盛放供细胞培养的无菌培养液，其包括固定形状的密封无菌的罐、瓶、或袋系统，其出口与可控速管道系统密封无菌连接且设有通过无菌滤膜过滤器连通大气的气孔。
文档编号C12M1/36GK202482329SQ20122009840
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者杨立敏, 郑佳威, 金宜强 申请人:上海安集协康生物技术有限公司