CN1039432C - 细胞培养插管 - Google Patents

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Abstract

在活体外生长细胞或组织的装置，营养物质通过一层渗透膜产生浓度梯度，组织样品附着于该渗透膜上。渗透膜附着在细胞培养插管的底端，与插管上端相连的突缘将该插管支承在装有营养物质的槽的顶部。从插管的外壁表面延伸出来的凸出物可以限制细胞培养插管在槽中的运动，从而避免在槽与插管的空隙间产生毛细管作用。

Description

细胞培养插管
本发明涉及一种用于在活体外培养生长细胞及组织的装置，特别是涉及一种改进型细胞培养插管，该插管可将组织培养物支承在液态培养基内，培养基内含有能促进组织培养物生长的营养物质。
细胞培养插管由塑料材料构成，其底面有一层膜，离子和大分子可通过该膜自由扩散和迁移。通过使用悬浮微孔膜，可以在同一个槽中培养两种细胞，它们分别处在膜的两侧。如果不采用悬浮办法，处在膜底面的细胞易受损伤。多孔膜允许大分子、蛋白质和离子自由通过。因此插管中的处于悬浮状态的两个细胞群种不需要直接接触，就可以研究它们之间的相互作用。
美国专利4,871,674和5,026,649描述了一般的细胞培养插管。美国专利4,871,674公开了一种需带有不连续的凸出部分的细胞培养插管，该凸出部分位于插管外周的上部，用于悬挂细胞培养插管。美国专利5,026,649公开了一种带有凸出部分的细胞培养插管，该凸出部分在插管外周的上部形成完整的一圈，用于支承所培养的细胞，该插管的侧壁上还开有用于气体交换及吸取样品的开口。
使用这些细胞培养插管时，由于其侧壁与培养皿间的间隙太小，气体不能得到充分交换。另外，正如美国专利5,026,649所述，由于在细胞培养插管的侧壁有开口，细胞培养插管的部分区域有可能被污染。
本发明是一个侧壁与顶面和底面邻接的细胞培养插管，底面上附有一层平的渗透膜、一个玻盖片(glass cover slip)或类似物。该插管的顶面带有至少一个向外延伸的凸缘，该凸缘使插管得以支承在组织培养皿的槽中。该插管的外形最好是一连续的圆柱，但也可采用其他任何形状，例如(但不限于)圆柱、球形、环形、椭圆形、矩形、正方形、八边形，等等。另外，该细胞培养插管的侧壁从顶端到底端可逐渐变细。
细胞培养插管的顶面上最好有至少两个向外延伸的凸缘，这些凸缘沿着细胞培养插管的顶面间隔排开。
该细胞培养插管位于组织培养皿的槽内部分的外径要比槽的内径足够的小，以便在组织培养皿和细胞培养插管之间放置一个吸管或类似物以填充或吸出液体。这一空间可在保证吸管在不污染膜的上表面的前提下，到达培养皿的底部并从膜下及细胞培养插管侧壁的外表面附近导入或取出培养基。
细胞培养插管侧壁的外表面最好带有若干个能阻止细胞培养插管的凸缘落入组织培养皿的槽内的部件。细胞培养插管在槽内过度运动可能导致凸缘移位。细胞培养插管在槽内的这种运动使吸管易于进入。使用这个部件可以将这种运动限制在一个轴上从而防止细胞培养插管的凸缘落入槽中。但细胞培养插管的这种运动可能会使其外壁与基本上平行于该外壁的槽的内壁在一处或多处相碰。
细胞培养插管的底面还可以有至少一个支脚。在外伸凸缘与组织培养皿不匹配因而不能支承细胞培养插管的情况下，该支脚为膜与组织培养皿的槽底间提供一定间隙。细胞培养插管的底面最好有两个以上支脚。
本发明的细胞培养插管可依据一个带有特殊尺寸的槽的多槽细胞培养皿来制造，从而可与之配套使用。该细胞培养插管还可制成不同尺寸和外形，以适用于具有不同尺寸及几何形状的组织培养皿，例如(但不限于)盘形，碟形等。
本发明的细胞培养插管的一个重要特征是具有能阻止该细胞培养插管侧壁的外表面与容纳该插管的组织培养皿的槽的内壁靠近的部件，从而可将槽内液体的毛细管作用减至最低程度。
本发明的另一特征是在细胞培养插管的外壁与容纳该插管的组织培养皿的槽的内壁间可以***一支吸管。不影响细胞培养插管，也不需将其从组织培养皿的槽中取出就可将吸管***，从而可从细胞培养插管的膜下空间和组织培养皿的槽底导入或取出液体。
本发明的细胞培养插管的另一个特征是可用若干个凸缘将其支承在组织培养皿中，从而在膜的底面与组织培养皿的槽底间产生一个间隙。该间隙使组织培养皿中的液体液面大致达到一可控的固定高度并可扩散，从而可在膜的底面适当地进行细胞培养。另外，当把细胞培养插管从组织培养皿中取出并放在一平坦表面上时，支脚起到支撑插管的作用。
图1是组织培养皿及细胞培养插管的分解透视图。
图2是本发明的细胞培养插管的放大透视图，膜未示出。
图3是图2的顶视图。
图4是图1的顶视图，示出细胞培养插管支承在组织培养皿的槽中。
图5是图2所示的细胞培养插管的另一种可替换形式的顶视图，在外伸凸缘上有开口，以便***吸管或便于在组织培养皿上放、取细胞培养插管。
图6是图4中沿6-6线剖开的剖视图，示意吸管头可从何处进入细胞培养插管和组织培养皿的槽之间的空隙中。
如图1所示，这一用于生长组织培养物的装置包括一培养皿10及一细胞培养插管40。尽管此处只示出了一个六槽培养皿，还应意识到根据本装置的具体应用目的还可选择八槽、十二槽、二十四槽或其他槽数的培养皿。
培养皿10包括一个具有数个槽14的底座11，每个槽都有一侧壁20，其底部由壁18封口，上端19开口。成座11通常是透明的，并可用聚氯乙烯一类材料膜塑制成。
虽然在前面的段落中详细描述了培养皿的构造，但应该注意，培养皿本身并不构成本发明的一个部分，本发明的细胞培养插管可被制成适用于别的培养皿。
图2和3进一步说明了本发明的细胞培养插管40，它包括一个具有外表面44和内表面46的管壁42。管壁42从上部48延伸到下部50。管壁从上至下可逐渐变细。
上部48包括一个带有外伸凸缘54的顶面52，该凸缘在插管放入培养皿的槽中时起支承插管的作用。凸缘50最好取水平方位以便能放置在培养皿的槽顶。下部50包括一底面56，微孔膜58附于其上。该-膜可由合适的材料制成，包括(但不限于)开孔的惰性薄膜、水合凝胶或某种层状组合物。
插管的外壁44上至少有一个凸出的或延伸出来的薄片60。凸片60能加固插管并防止凸缘落入培养皿的槽中。细胞培养插管在槽内过度运动可能导致凸缘移位。细胞培养插管在槽内的运动使吸管易于***插管的外表面与槽的侧壁之间的空隙中。凸片60可将细胞培养插管和运动限制在一个轴上。但细胞培养插管的这种运动可能会使其外壁表面与槽的内壁在一处或多处相碰。这些凸片可以具有任意一种几何形状。尽管这些凸片的定位不是本发明的关键但最好还是将它们置于外表面的大约位于顶面与底面之间正中的位置上。
如图2、3、4及5所示，当使用一个以上外伸凸缘54时，将它们间隔排列，以便在培养过程中能***探头或吸管。可将凸缘54的形状设计成能适应多种情况。如图5所示，可在凸缘54上可制有一开口，用于将探头或吸管***插管的外壁与槽间的空隙中，凸缘的形状应有利于用镊子无菌地将细胞培养插管***或移出培养皿的槽，并便于气循环，以最大限度地减小分室作用，同时当细胞培养插管位于培养皿的槽中时，起到支承该插管的作用。
最重要的是在插管底面的膜与培养皿的槽之间要保留一个空间从而可以在膜的两侧进行细胞培养。因此，在本发明的细胞培养插管的底部还应装有支脚61。当外伸凸缘在某种特殊形状的培养皿中不能支承插管时，支脚61则可起支承作用。当将细胞培养插管置于一平坦表面时，支脚61也可以起支承作用。
图6示出插管支承在培养皿10中，以及可从何处将吸管头64***细胞培养插管的外表面44及培养皿的侧壁20之间的空隙中。该图还示出了凸片60，该凸片60可防止插管的凸缘落入培养皿的槽中。
不难理解，在凸片60的作用下，在将细胞培养插管定位在槽14内时，插管同槽的侧壁20间有足够的间隙，可最大限度地防止出现毛细管效应，不让空隙62内的溶液和培养基虹吸到外表面44上而进入细胞培养插管内或从槽14中溢出。另外，由于凸缘支承住该插管，必要时可以在比原设计更深一些的槽中进行培养，以便膜下能有更多溶液。由于习惯上通常将膜置于槽底18上方，与槽底有一定距离，因此必要时可以使用更深一些的槽，以便加大膜与槽底18之间的空间。
本领域的技术人员可以看出，本发明的细胞培养插管可由易于模塑的部件构成，这些部件可用多种材料成批生产，这些材料包括聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯等。

Claims (4)

1、一种细胞培养插管，包括：
一个具有顶面、底面、侧壁的空腔，该侧壁有内表面和外表面并从所述顶面延伸至所述底面；一个与所述底面匹配的渗透膜；其特征在于设有从所述顶面各沿径向延伸至所述侧壁以外的两个凸缘；以及各在所述凸缘下方从所述侧壁的所述外表面向外延伸的两个凸片，该凸片与所述凸缘间隔设置。
2、根据权利要求1所述的插管，其中，在所述底面还包括支撑所述插管的部件。
3、根据权利要求1所述的插管，其中所述侧壁从顶面至底面逐渐变细。
4、根据权利要求1所述的插管，其中所述凸缘设有开口。
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