CN101265466B - 复合载荷下用于有冠状曲面组织的培养方法及生物反应器 - Google Patents

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Abstract

一种复合载荷下用于有冠状曲面组织的培养方法及生物反应器。本发明包括具备O2、CO2和温度调节的三气培养箱，及保持培养液新鲜的灌流等条件和培养液中加入活性因子，将有冠状曲面的培养物坯件固定于培养室底板，在培养期间，培养物受到滚压载荷或滑动载荷，和/或扭转剪切载荷，和/或振动载荷的作用，可培养具有冠状曲面(包括平面形状)的培养物，培养物包括细胞-支架复合体或保持离体组织。本发明提供的复合载荷的力学条件和/或低氧环境更接近组织生长发育的力学环境，在此载荷条件有利于细胞、组织的生长、发育。培养后的有冠状曲面的培养物可应用于特殊形状缺损的修复。

Description

复合载荷下用于有冠状曲面组织的培养方法及生物反应器
【技术领域】：
本发明属于生物医学工程技术领域。具体涉及组织工程领域，特别是复合载荷如滚压载荷或滑动载荷和/或扭转剪切载荷和/或振动载荷的力学条件和低氧环境可用于有冠状曲面组织培养的方法及生物反应器。
【背景技术】：
组织工程是近年来正在兴起的一门新学科，是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学发展史上又一个新的里程碑，标志着医学将走出器官移植的范畴，步入制造组织和器官的新时代。组织工程将会成为本世纪极具潜力的高新技术产业，必将产生巨大的社会和经济效益。组织工程的基本方法是将自体或异体细胞经体外培养、扩增后，接种到一种组织相容性好的生物材料上，进行体外培养，形成一定的类组织，然后植入体缺损部位，与宿主组织融合，达到修复缺损的目的。其中软骨组织工程和骨组织工程都是分别采用不同种子细胞、支架材料和活性因子的复合体培养，软骨组织和骨组织也可能采用相同的种子细胞，如骨髓间充质干细胞。
组织缺损发生于人体的不同部位，修复缺损需要不同、合适的形状的移植物，当前按照临床形状要求制作不同形状的人工组织也是非常必要的，这样有利于组织缺损部位的修复。其中冠状组织，如股骨头软骨，眼部部分组织等，都有大量需求。这些冠状组织还需力学环境作用下培养形成具有承力功能的人工组织，可以更好地满足临床需求。以股骨头软骨为例，冠状软骨组织受到压缩、变形剪切、振动的力学环境。因此我们要建立此种力学条件，构建具有冠状的组织，这种组织培养时要获得结构与功能同时生长。
当前，随着组织工程的发展，种子细胞、支架材料和活性因子研究的不断深入，在生物反应器内如何培养移植物受到更多的关注，其中对移植物培养条件的力学环境越来越重视。以软骨为例，对于软骨来说，其活体力学环境非常复杂。合适力学条件是培养出结构、功能都与天然软骨相近移植物的重要因素。最近几年相关研究者对不同的力学刺激，以优化培养物的结构和功能做了大量研究。国内有研究者采用静张应力对大鼠髁突软骨细胞增殖效应进行研究，实验表明细胞增殖数量随静张应力增高而升高[华西口腔医学杂志，2003，21(1)，57-60]；也有研究空气压应力对体外培养软骨细胞分泌细胞因子的影响[解剖学报，2001，32(4)，385-387]，离心力在体外构建组织工程软骨中的作用[中华实验外科杂志。2005，22(3)，281-283]，周期性流体应力刺激对组织工程软骨分化影响的实验研究[骨与关节损伤杂志，2003，18(9)，620-622]。这些加载方法可以促进细胞增殖或功能发挥，但和真正软骨受载是有差别的。Mauck等[J Biomech Eng，2000；122(3)：252-260]把软骨细胞接种在琼脂糖凝胶进行动态直接施压，载荷大小是使复合体变形10％，频率为1Hz，探索功能化软骨组织工程的培养，4周后发现GAG(氨基葡聚糖)升高45％，胶原含量增加37％，明显高于未加载组。Buschmann等施加1Hz，应变3％的动态压载荷进行软骨构建，实验表明硫酸软骨素增加15％-25％，脯氨酸增加10％-25％，同时，在这种力学条件下研究不同培养时间培养物弹性模量的变化。
当前的生物反应器对细胞培养、组织和细胞-支架培养物培养、保持，通常使用的有四种反应器：即静态、旋转培养瓶、旋转壁式生物反应器和灌流式生物反应器[Advanced Drug DeliveryReviews33(1998)15-30，Tissue Engineering.2003，9(3)，549-553，不同种子细胞、新型支架材料、生长因子等构成培养物，分别在这几种生物反应器中培养，主要是促进培养物形态、结构的生长。尽管现有技术中各种生物反应器的使用优化了培养物的生长，但培养物的生长、发育还是没达到临床要求。如生物反应器在组织工程化培养中，也包括各种力学环境的应用，人工软骨组织发育不良，力学性能差、细胞退化、死亡等问题。这些问题的解决一方面需要使用当前生物反应器更进一步的实验，以及其它相关领域的发展，如细胞生物学研究，支架材料的研制，活性因子的制造；另一方面需要生物反应器培养条件的优化。力学环境在生物反应器的研制占有重要位置，力学因素影响生物体的整体，器官、组织、细胞和分子水平等各层次的生物学过程[Guilak et al.Functional Tissue Engineering，2003，Springer]。力学条件的优化十分重要。
【发明内容】：
本发明的目的旨在提供一种模拟活体力学环境的复合载荷下用于有冠状曲面组织的培养方法及生物反应器。
所述的复合载荷是：在三气培养箱内，施加滚压载荷或滑动载荷，和/或扭转剪切载荷，和/或振动载荷的力学条件，和/或低氧环境，形成人工组织或细胞支架复合体生长的物理环境，可培养有冠状曲面(包括平面形状)组织的方法及生物反应器，有冠状曲面(包括平面形状)的培养物在这种条件下生长，可优化培养物的结构与功能。
本发明提供的复合载荷力学条件下用于有冠状曲面组织培养物的培养方法是在生物反应器内进行，包括具备O2、CO2和37度温度调节、细胞培养的三气培养箱，及保持培养液新鲜的灌流条件和培养液中加入活性因子(如***(IGF)、转化生长因子-β(TGF-β)、碱性成纤维生长因子(bFGF)、骨形态形成蛋白(BMP)、血小板源性生长因子(PDGF)、软骨调节素(ChM))，其特征在于：将有冠状曲面组织的培养物坯件固定于培养室底板，在培养期间，向培养物施加滚压载荷或滑动载荷和/或扭转剪切载荷和域振动载荷的力学环境和/或低氧环境，几种载荷和低氧环境可以单独作用或相互组合使用，不同施加顺序即为不同的培养环境，使培养物生长成可移植的人工组织；加载的时间为每24小时加载1-3次，每次10min-360min，或加载4-6次10min-20min，培养1-60天。
以上所述载荷和低氧环境包括但不限于：
培养环境1：单独施加滚压载荷；培养环境2：施加滚压载荷，同时施加扭转剪切载荷；培养环境3：施加滚压载荷，再施加扭转剪切载荷；培养环境4：施加滚压载荷，同时施加扭转剪切载荷和振动载荷；培养环境5：施加滚压载荷，再施加扭转剪切载荷，再施加振动载荷；培养环境6：施加滚压载荷，再施加振动载荷，再施加扭转剪切载荷；培养环境7：施加滚压载荷，同时施加振动载荷、扭转剪切载荷和低氧环境等。
具体过程如下：灌流***保证培养室内培养液的更换，三气培养箱内氧气含量为1％-10％，培养物处于细胞可生长的生物环境下，由计算机***控制，通过滚压加载机构使培养物被辊子来回滚动，受到滚压载荷，其中：滚动速度为0.001-15cm/s，加载体往复滚动频率为0.0001-3Hz，辊子滚动接触处软骨培养物变形0％-60％；所述的滑动载荷是使用辊体滑动通过培养物的过程，滑动速度为0.001-15cm/s，往复滑动频率为0.0001-3Hz，滑动接触处培养物变形0-60％；辊体是旋转体，其旋转基线为弧线或直线。另外通过扭转与振动机构对培养物施加扭转、振动载荷，所述的扭转载荷，是将培养物与培养室相对辊子旋转，使培养物受到相对辊子的扭转剪切载荷，培养物被扭转的角速度为0.001-3.14rad/s。所述的振动载荷，是令辊子位置高度固定，使培养物被相对动态压缩，受到振动载荷，振动载荷频率范围为0.0001-100Hz，应变幅值为0.000001-0.6；振动载荷波形为方波、正弦波、三角波。加载的时间为每24小时加载1-3次，每10min-次360min，或加载4-6次10min-20min，培养1-60天。在此种力学环境使组织生长、发育，完成培养物的培养。
所述的培养物是如下可移植体：软骨细胞、组织、软骨细胞与支架复合体、移植组织、眼内培养物或细胞-支架复合体；其形状包括有冠状曲面的离体组织、或细胞与支架复合体，还包括平面形状的培养物。
所说的冠状培养物是一种组织或两种组织，或叠起的两种复合体。
所述的辊子为不锈钢材料制成，表面为均匀厚度0.1-4mm的硅胶膜或没有。
本发明所述的培养液是生物学细胞培养常规培养液，可从市场上购买。所述的三气培养箱是生物学细胞培养常规使用的，可从市场上购买。
一种上述培养方法所使用的生物反应器，包括三气培养箱、培养液灌流***、培养室和计算机控制***，培养液灌流***和培养室都放在三气培养箱内，该生物反应器的滚压与滑动加载机构包括安装在上底板上的步进电机，与电机轴固定的丝杠和拉杆，辊子两端铰接安装在拉杆上，辊子轴的上端与固定在支架上的压条的下端面紧密接触，支架安装在上底板上，同时在辊子的两侧同心安装有大小相等的两个与齿条啮合的齿轮，齿条通过螺杆固定在支架上，辊子放置于培养室中的培养物上实现纯滚压加载；松开固定齿条的螺杆使齿条滑动，齿轮与齿条之间相对固定，以实现辊子对培养物的滑动加载；
扭转-振动机构包括安装在上底板下面的导向轴承，加载头上端与培养室底板固连、下端由上底板上的安装孔穿过并置于导向轴承内，导向轴承键连接加载头，并与电机轴通过键连接，加载头与电机轴之间连接一个压电陶瓷位移器，加载头与导向轴承之间安装有复位弹簧，电机安装在下底板上，上底板与下底板之间通过支柱固定。
三气培养箱内调节氧气含量为1％-10％，所述灌流***包括培养液储存瓶，储存瓶通过硅胶管与培养室连接，由蠕动泵提供流动动力；所述的计算机控制***对步进电机、压电陶瓷位移器及蠕动泵进行自动控制。
本发明的优点和积极效果：
本发明提供的复合载荷，即滚压载荷或滑动载荷和/或扭转剪切载荷和/或振动载荷的力学条件和/或低氧环境更接近组织生长发育的力学环境，在此载荷条件有利于细胞、组织的生长、发育。培养后的培养物可用于修复组织缺损，另外有冠状曲面的培养物可应用于特殊形状缺损的修复。
【附图说明】：
图1为本发明生物反应器中的加载机构立体示意图；
图2为本发明生物反应器中的俯视图；
图3为图2的剖面示意图；
图4为两种不同旋转体辊体示意图，A辊子的旋转基线为弧线，B辊子的旋转基线为直线；
图5为培养物剖面示意图，A一种冠状曲面培养物，B两种冠状曲面叠加培养物，C一种平面形状培养物，D两种平面形状叠加培养物；
图6为本发明生物反应器中的灌流***示意图。
图中具体标号如下：
1辊子；2齿轮；3压条；4培养室；5拉杆；6丝杠；7步进电机；8灌流接口；9支架；10上底板；11齿条；12支柱；13导向轴承；14电机轴；15电机；16下底板；17加载头；18压电陶瓷驱动器；19培养物；19-1培养物底模；20复位弹簧；21轴接头；22滑动密封垫；23蠕动泵；24培养液池。
【具体实施方式】：
实施例1：
本发明所述的提供一种滚压载荷或滑动载荷和/或扭转剪切载荷和/或振动载荷的力学条件和/或低氧环境，可培养有冠状曲面(包括平面形状)组织的方法，是在生物反应器内进行：它包括具备低氧和37度温度调节的细胞培养培养箱，及灌流等条件，在无菌条件下把培养物转移到消毒过的培养室内，按细胞、组织培养标准过程操作，将培养物固定于培养室底板，由蠕动泵驱动培养液灌注，保持培养液新鲜，培养液中加入活性因子(如***(IGF)、转化生长因子-β(TGF-β)、碱性成纤维生长因子(bFGF)、骨形态形成蛋白(BMP)、血小板源性生长因子(PDGF)、软骨调节素(ChM))。培养物的培养箱内氧气含量可为1％-10％，通过三气培养箱调节实现。整个过程由计算机***控制完成。
在培养期间，向培养物施加滚压载荷或滑动载荷和/或扭转剪切载荷和/或振动载荷的力学环境和/或低氧环境几种载荷和低氧环境可以单独作用或相互组合使用，不同施加顺序即为不同培养环境。
滚压载荷的加载：通过滚压加载机构使辊子来回滚动，培养物被受到滚压载荷，其中：滚动速度载荷为0.001-15cm/s，加载体往复滚动频率为0.001-3Hz，辊子滚动接触处软骨培养物变形1％-60％；辊子为不锈钢材料，表面为均匀厚度0.1-4mm的硅胶膜，或没有。辊体是旋转体，其旋转基线为弧线或直线。
滑动加载过程为辊子不滚动，滑动通过培养物，滑动速度为0.001-15cm/s，往复滑动频率为0.0001-3Hz，滑动接触处培养物变形0-60％。
扭转载荷是使培养物相对辊子扭转，转动速度为0.001-3.14rad/s。
振动载荷使培养物受到冲击，频率范围为0.001-100Hz，应变幅值为0.000001-0.6。
加载的时间为每24小时加载1-3次，每10min-次360min，或加载4-6次10min-20min，培养1-60天。在此种力学环境使组织生长、发育，完成培养物的培养。
本发明所述的培养液是生物学细胞培养常规培养液，可从市场上购买。所述的培养箱是生物学细胞培养常规使用的三气培养箱，可从市场上购买。
本发明所述的培养物是：细胞、组织、细胞与支架复合体或移植组织。也可是有冠状曲面的培养物，是一种组织或两种组织，或细胞-支架复合体或叠起的两种复合体
本发明所述的灌流条件由市场上可以买到的灌流***形成。
实施例2
首先制作冠状曲面的培养物。把软骨细胞接种在冠状胶原支架上；同时成骨细胞接种在球缺状松质骨支架上，再把软骨细胞-胶原复合体叠加在球缺状的复合体上，形成培养物。
辊子是旋转体，其旋转基线与软骨外形相符。
培养环境为：5％氧含量条件下，先滚压载荷的加载，再滑动加载，再扭转载荷，再振动载荷，每种载荷分别作用10分钟，24小时内分别3次。以下每种载荷具体介绍。
滚压载荷的加载：辊子来回滚动速度为1cm/s，往复滚动频率为0.1Hz，辊子滚动接触处软骨培养物变形20％；辊子为不锈钢材料，表面没有硅胶膜。
滑动加载过程为辊子不滚动，滑动通过培养物，滑动速度为0.1cm/s，往复滑动频率为0.1Hz，滑动接触处培养物变形20％。
扭转载荷是使培养物相对辊子扭转，转动速度为0.01rad/s.
振动载荷使培养物受到冲击，频率范围为1Hz，应变幅值为0.1。
实施例3
本发明提供的一种滚压载荷或滑动载荷和/或扭转剪切载荷和/或振动载荷的力学条件和/或低氧环境可用于有冠状曲面组织培养的生物反应器。主要是针对本发明所提出的方法而设计，如图1至图6所示，该生物反应器包括三气培养箱、培养液灌流***、滚压与滑动加载机构，扭转-振动机构、培养室4、上底板10、下底板16、支柱12及计算机***等。
所述的上底板10及下底板16通过四根支柱12固定成一个框架结构，所述的滚压与滑动加载机构，和培养室4通过两个竖向的平板状支架9固定于上底板10上。
所述的滚压加载机构是使一个辊子滚压培养物的纯滚动的机构，包括旋转曲面的辊子1，其两侧同心安装有大小相等的两个齿轮2；两齿条11沿支架9内侧底部固定于支架9上；齿轮2在齿条11上运动，齿轮2与辊子1同轴，丝杠6通过U形拉杆5连接辊子1的轴，安装在上底板10上的步进电机7与丝杠6连接。
所述的滑动加载机构是使辊子1相对培养物19滑动的机构，与滚压加载机构为同一机构。只是滑动加载机构运行时把固定的两齿条11松开，可在支架9内滑动，齿轮2与齿条11相对固定。辊子1在培养物19上表面滑过。
所述的扭转-振动机构主要包括导向轴承13、电机轴14、电机15和一个压电陶瓷驱动器18、轴接头21等；电机轴14和轴接头21连接，轴接头21再与压电陶瓷驱动器18连接，压电陶瓷驱动器18另一端连接加载头17。复位弹簧20套在加载头17上，使加载头复位，如图3所示。
培养室4内底面固定培养物19，培养室壁上有灌流接口8，将培养室4与灌流***连接，其中培养室壁由滑动密封垫22分成两部分，下部分相对上部分可旋转。
该生物反应器工作时，由计算机***控制，培养物的三气培养箱内氧气含量为1％-10％；对于滚压加载机构，辊子1与其两侧大小相等的齿轮2固定在同一轴上，齿轮2在齿条11上由步进电机7通过丝杠6控制往复运动，这样带动辊子在培养室内往复纯滚动。同时压条3压在辊子的轴上，向下调节压条3，给辊子的轴向下的力，辊子1向下运动，给培养物19一定压缩量。
对于滑动加载机构使用时，松开齿条11的固定，固定齿条11和齿轮2的相对位置。其它过程与滚压加载相同。
对于扭转-振动机构，导向轴承13中有轴接头21、压电陶瓷驱动器18、加载头17依次相互连接，其中轴接头21与加载头17花键连接，可传递扭矩。加载头17直接与培养室4底板底面接触、固定。电机15带动电机轴14旋转，加载头17、培养室4底板旋转，培养物19相对辊子1旋转；同时压电陶瓷驱动器18被输入不同电压信号，引起压电陶瓷驱动器18不同伸缩位移，引起加载头17和培养室4上下振动，辊子1的高度固定，使培养物19受到振动载荷，复位弹簧20使振动加载机构复位。这样实现对可用于有冠状曲面培养物的滚压载荷或滑动载荷和/或扭转剪切载荷和/或振动载荷的力学条件和/或低氧环境下的培养。

Claims (7)

1.一种由辊体引起复合载荷力学条件下用于有冠状曲面组织培养物的培养方法，包括具备O2、CO2和温度调节、细胞培养的三气培养箱，及保持培养液新鲜的灌流条件和培养液中加入活性因子，其特征在于：将有冠状曲面组织培养物的坯件固定于培养室底板，在培养期间，辊体向培养物施加滚压载荷或滑动载荷和/或扭转剪切载荷和/或振动载荷的力学环境和/或低氧环境，其中辊体是旋转体，其旋转基线为弧线，几种载荷和低氧环境单独作用或相互组合使用，使培养物生长成可移植的人工组织；加载的时间为每24小时加载1-3次，每次10min- 360 min，或加载4-6次，每次10min -20min，培养1-60天。
2.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于所述的有冠状曲面组织培养物是如下可移植体：移植组织、眼内培养物或细胞-支架复合体。
3.根据权利要求2所述的培养方法，其特征在于所说的有冠状曲面组织培养物是一种组织或叠起的两种复合体。
4.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于三气培养箱内氧含量为1%-10% 。
5.根据权利要求1 、2、3、或4所述的培养方法，其特征在于所述的滚动载荷是使用辊体滚压培养物的过程，滚动速度为0.001-15cm/s，往复滚动频率为0.0001-3Hz，滚动接触处培养物变形0-60% ；所述的滑动载荷是使用辊体滑动通过培养物的过程，滑动速度为0.001-15cm/s，往复滑动频率为0.0001-3Hz，滑动接触处培养物变形0-60% ；所述的扭转载荷，是将培养物与培养室相对辊子旋转，使培养物受到相对辊子的扭转剪切载荷，转动的角速度为0.001-3.14rad/s ；所述的振动载荷，是令辊子位置高度固定，使培养物被相对动态压缩，受到振动载荷，频率范围为0.001-100Hz，应变幅值为0.000001-0.6 。
6.权利要求1所述的培养方法使用的复合载荷下用于有冠状曲面组织培养物培养的生物反应器，包括三气培养箱、培养液灌流***、培养室和计算机控制***，培养液灌流***和培养室都放在三气培养箱内，其特征在于：该生物反应器的滚压与滑动加载机构包括安装在上底板上的步进电机，与电机轴固定的丝杠和拉杆，辊子两端铰接安装在拉杆上，辊子轴的上端与固定在支架上的压条的下端面紧密接触，支架安装在上底板上，同时在辊子的两侧同心安装有大小相等的两个与齿条啮合的齿轮，齿条通过螺杆固定在支架上，辊子放置于培养室中的培养物上实现纯滚压加载；松开固定齿条的螺钉使齿条可滑动，齿轮与齿条之间相对固定，以实现辊子对培养物的滑动加载；
扭转-振动机构包括安装在上底板下面的导向轴承，加载头上端与培养室底板固连、下端由上底板上的安装孔穿过并置于导向轴承内，导向轴承键连接加载头，并与电机轴通过键连接，加载头与电机轴之间连接一个压电陶瓷位移器，加载头与导向轴承之间安装有复位弹簧，电机安装在下底板上，上底板与下底板之间通过支柱固定。
7.根据权利要求6所述的生物反应器，其特征在于三气培养箱内调节氧气含量为1%-10% ，所述灌流***包括培养液储存瓶，储存瓶通过硅胶管与培养室连接，由蠕动泵提供流动动力；所述的计算机控制***对步进电机、压电陶瓷位移器及蠕动泵进行自动控制。
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CZ21539U1 (cs) * 2010-11-08 2010-12-13 Ceské@vysoké@ucení@technické@v@Praze@@Fakulta@strojní Bioreaktor@pro@funkcní@tkánové@inženýrství
CN106190834B (zh) * 2016-07-08 2018-10-02 天津理工大学 一种单向滚动和单向滑动同步对照加载的生物反应器
CN106840921B (zh) * 2017-01-23 2019-04-05 浙江科技学院（浙江中德科技促进中心） 砂颗粒纳米凝胶胶结区扭转强度和剪应变测试装置及方法
CN106940333A (zh) * 2017-04-17 2017-07-11 山西医科大学 离体细胞外神经电生理研究用灌流***
CN108795756B (zh) * 2018-05-25 2023-01-24 南京理工大学 组织工程关节软骨的动态滚压培养***
CN109401963A (zh) * 2018-10-25 2019-03-01 江苏久腾医学科技有限公司 一种干细胞培养用的震荡架
CN110055175B (zh) * 2019-03-22 2022-09-16 天津理工大学 一种用于体外软骨培养的滚压式生物反应器
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