CN211005419U

CN211005419U - 胚胎自动换液培养皿

Info

Publication number: CN211005419U
Application number: CN201921267820.1U
Authority: CN
Inventors: 孙海旋; 王弼陡; 曾维俊; 杨森; 钱俊; 闫雪松; 张铮; 刘欣瑞
Original assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Current assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2020-07-14
Anticipated expiration: 2029-08-07

Abstract

本实用新型公开了一种胚胎自动换液培养皿，包括至少一组培养单元，所述培养单元包括依次连通的注液池、培养池和废液腔；其中，所述注液池上部连通有进液流道，其底部通过溢流通道与所述培养池底部连通；所述培养池底部设置有至少一个胚胎微孔，所述胚胎微孔底部通过废液流道连通至所述废液腔。本实用新型的胚胎自动换液培养皿能实现彻底换液，有效满足胚胎各个发育阶段所需的物质需求；本实用新型通过自动换液避免了反复人工干预操作对胚胎培养环境的破坏和胚胎本身伤害，能提高胚胎培养的稳定性和囊胚质量，有效增加临床受孕率和活产率。

Description

胚胎自动换液培养皿

技术领域

本实用新型涉及细胞培养领域，特别涉及一种胚胎自动换液培养皿。

背景技术

维持胚胎培养体系适宜而稳定的环境，是影响体外受精—胚胎移植(IVF-ET)结果的关键因素之一。胚胎培养液是在做试管婴儿过程中必不可少的重要物质。在进行到受精阶段，***卵子在体外结合形成受精卵，然后将受精卵放置到培养液中进行培养，这样可以模拟子宫环境，使胚胎良好地生长发育。胚胎培养液不仅对胚胎发育有重要作用，而且对胚胎植入后子代的发育也有一定影响，它已成为全球辅助生殖技术(ART)领域关注和研究的热点之一。

人类胚胎培养液的常见成分主要包括：(1)水，占了培养液总体成分的99％，培养液内为严格灭菌的净化水；(2)无机离子，如钙离子、镁离子等，有利于胚胎致密化；(3)能量底物，主要根据输卵管和宫腔内能量底物的环境而设计，如葡萄糖、丙酮酸、氨基酸等；(4)激素和生长因子，如***、***、表皮生长因子和***等，可以提高***体外成熟率和发育潜能；(5)蛋白质，目前添加最多的是人类血清白蛋白(HSA)，它具有可以稳定和保护胚胎细胞膜、维持胶体渗透压稳定以及防止胚胎附着在胚胎培养皿上等作用；(6)维生素，调节细胞代谢，阻止不良培养条件对胚胎发育的影响。

胚胎体外培养过程中，不同阶段的胚胎需要更换不同的培养液，目前临床采用的序贯培养液体系中，受***、卵裂液和囊胚培养液是根据输卵管内环境的自然变化而设计，所以需要在***受精后第一天和第三天分别更换卵裂液和囊胚液。卵裂液的成分可满足胚胎第一至第三天的营养需求，而囊胚培养液的多种成分可以更好地满足囊胚发育的物质需求。

而目前医生更换培养液时，需要每次将正在培养的胚胎培养皿从培养箱中取出来，在工作台上通过人工吸液器吸取培养液，再添加新的培养液，如此操作不仅使胚胎脱离了原来相对稳定的培养环境，而且人为吸液干预动作容易对胚胎本身造成伤害。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种胚胎自动换液培养皿。解决目前人工换液操作引起的胚胎培养环境的破坏和胚胎本身伤害等问题，以提高胚胎培养的稳定性和囊胚质量，增加了临床受孕率和活产率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种胚胎自动换液培养皿，包括至少一组培养单元，所述培养单元包括依次连通的注液池、培养池和废液腔；

其中，所述注液池上部连通有进液流道，其底部通过溢流通道与所述培养池底部连通；

所述培养池底部设置有至少一个胚胎微孔，所述胚胎微孔底部通过废液流道连通至所述废液腔。

优选的是，所述注液池顶部开设有通气孔。

优选的是，所述废液腔与外界相通处设置有抽气口。

优选的是，所述培养单元设置在培养皿体内部，所述进液流道的入口端在所述培养皿体的侧部形成进液口，所述进液流道的末端与所述注液池上部的侧壁连通。

优选的是，所有所述进液流道均在同一平面内且水平设置，通过折弯布局，所有所述进液流道从进液口至注液池的长度相同。

优选的是，所述胚胎微孔的直径和深度均为0.4～0.5mm，每个所述胚胎微孔只支持容纳单枚胚胎。

优选的是，所述废液流道在靠近胚胎微孔底部的水平面内排布，所述废液流道的内径不大于0.1mm。

优选的是，所述废液流道包括主流道和两条支流道，所述两条支流道的入口与所述胚胎微孔底部相通，所述两支流道的末端汇聚至所述主流道，所述主流道末端连通至所述废液腔；

所述主流道的末端高于所述废液腔的底面。

优选的是，所有所述胚胎微孔至废液腔的废液流道的布局和长度保持一致。

优选的是，所述两条支流道对称分布在所述胚胎微孔两侧。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的胚胎自动换液培养皿能实现彻底换液，有效满足胚胎各个发育阶段所需的物质需求；本实用新型通过自动换液避免了反复人工干预操作对胚胎培养环境的破坏和胚胎本身伤害，能提高胚胎培养的稳定性和囊胚质量，有效增加临床受孕率和活产率。

附图说明

图1为本实用新型的胚胎自动换液培养皿的透视结构示意图；

图2为本实用新型的胚胎自动换液培养皿的俯视方向的透视图；

图3为本实用新型的胚胎自动换液培养皿的外部结构示意图；

图4为本实用新型的胚胎自动换液培养皿的侧视方向的剖视图；

图5为本实用新型的废液流道的结构示意图。

附图标记说明：

1—培养皿体；2—培养单元；3—注液池；4—培养池；5—废液腔；6—进液流道；7—溢流通道；8—胚胎微孔；9—废液流道；30—通气孔；50—抽气口；60—进液口；90—主流道；91—支流道；10—培养液；11—油膜。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-5所示，本实施例的一种胚胎自动换液培养皿，包括培养皿体1，培养皿体1内部至少设置有一组培养单元2，每组培养单元2均包括依次连通的注液池3、培养池4和废液腔5；

其中，注液池3上部连通有进液流道6，其底部通过溢流通道7与培养池4底部连通；

培养池4底部设置有至少一个胚胎微孔8，胚胎微孔8底部通过废液流道9连通至废液腔5。

注液池3顶部开设有通气孔30，在进液过程中能排出进液流道6中的气体，同时平衡注液池3和培养池4表面气压。

进液流道6的入口端在培养皿体1的侧部形成进液口60，进液流道6的末端与注液池3上部的侧壁连通。培养液经过进液流道6到达注液池3上部的内侧壁，通过缓慢的供给，培养液会贴覆注液池3的内壁缓慢流下至液面处，而不造成气泡的出现。

所有进液流道6均在同一平面内且水平设置，通过折弯布局，实现所有进液流道6从进液口60至注液池3的长度相同。培养皿的新换培养液采用多通道微量泵或点滴泵经进液口60供给，进入进液流道6，由于进液流道6长度相同，能保证各流道培养液的供给流速和体积保持一致。

注液池3的底部开设有溢流通道7，与培养池4底部相通，当新的培养液注入注液池3，注液池3的液面会逐渐抬高，与培养池4液面出现一定高度差，在重力和外部气压的作用下，注液池3内新的培养液会通过溢流通道7流至培养池4内。

培养池4内容纳培养液，胚胎培养时周期较长，为防止培养液挥发，使用时需要在上层覆盖矿物油膜11。

胚胎微孔8的直径和深度均为0.4～0.5mm，每个胚胎微孔8只支持容纳单枚胚胎。

废液流道9在靠近胚胎微孔8底部的水平面内排布，废液流道9的内径不大于0.1mm。与之对比的，一般胚胎直径约为0.2mm～0.3mm，可确保胚胎不会流入废液流道9。

废液腔5的底面低于废液流道9出口，废液流道9出口至废液腔5底面高度范围内的总容积作为培养皿最大允许的废液存储量。

废液流道9包括主流道90和两条支流道91，两条支流道91的入口与胚胎微孔8底部相通，两条支流道91呈一定的角度分布，优选为180°(即对称分布在胚胎微孔8两侧)。两支流道91的末端汇聚至主流道90，主流道90末端连通至废液腔5。所有胚胎微孔8至废液腔5的废液流道9的布局和长度保持一致。两条支流道91入口，可有效避免单入口容易被胚胎堵塞，造成排出废液困难的问题，还能避免更严重的情况下出现因堵塞引起的负压力增大对胚胎本身存在伤害的问题。

废液腔5与外界相通处设置有抽气口50。用于连接负压泵，在负压泵的抽气作用下，废液腔5内气压明显低于外界气压，压力差作用下，培养池4内的培养液自微孔底部的支流道91经废液流道9排往废液腔5内，由于废液腔5空间内气压均匀，各废液流道9布局和长度相同，因此，从各个胚胎微孔8排出的废液流量差异性较小，废液排出一致性较好。

其中，培养皿的材质可以采用玻璃、石英和高分子聚合物等，或其组合材料构成，微流道部分(尤其是废液流道9)制作工艺采取常规方法，如类似微流控芯片的键合方法，其他结构部分可采取3D打印或注塑成型，本实用新型对此处并不做改进。

本实用新型的胚胎自动换液培养皿，使用前与常规培养皿的制备流程类似，需人工添加培养液，去除培养液内的可见气泡，覆盖防挥发矿物油膜11，导入胚胎，其中添加培养液时需将抽气口50堵塞住，以避免培养液过多流入废液流道9内，或废液流道9内的气体从微孔中溢出引起气泡。最后，将制备好的培养皿放置于配套的时差成像培养箱或带有实时监控***的专用胚胎培养箱内，再将培养皿的进液口60和抽气口50分别与相应的外界气液管路端口连接，以完成操作。

在一种实施例中，本实用新型的胚胎自动换液培养皿的自动换液过程为：负压泵与抽气口50连接，首先控制负压泵，使废液腔5形成均匀的合适的负压空间，迫使培养池4内的部分培养液从胚胎微孔8底部经过废液流道9排至废液腔5内，然后控制多通道微量泵或点滴泵供给新的培养液，培养液经由进液流道6到达注液池3，贴覆注液池3的内壁缓慢流下至液面处，随着液面抬升，重力作用下，新的培养液经过溢流通道7流入至培养池4内，新培养液浓度会逐渐变大，经几轮反复，可完成比较彻底的换液效果。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。

Claims

1.一种胚胎自动换液培养皿，其特征在于，包括至少一组培养单元，所述培养单元包括依次连通的注液池、培养池和废液腔；

2.根据权利要求1所述的胚胎自动换液培养皿，其特征在于，所述注液池顶部开设有通气孔。

3.根据权利要求1所述的胚胎自动换液培养皿，其特征在于，所述废液腔与外界相通处设置有抽气口。

4.根据权利要求1所述的胚胎自动换液培养皿，其特征在于，所述培养单元设置在培养皿体内部，所述进液流道的入口端在所述培养皿体的侧部形成进液口，所述进液流道的末端与所述注液池上部的侧壁连通。

5.根据权利要求4所述的胚胎自动换液培养皿，其特征在于，所有所述进液流道均在同一平面内且水平设置，通过折弯布局，所有所述进液流道从进液口至注液池的长度相同。

6.根据权利要求1所述的胚胎自动换液培养皿，其特征在于，所述胚胎微孔的直径和深度均为0.4～0.5mm，每个所述胚胎微孔只支持容纳单枚胚胎。

7.根据权利要求1所述的胚胎自动换液培养皿，其特征在于，所述废液流道在靠近胚胎微孔底部的水平面内排布，所述废液流道的内径不大于0.1mm。

8.根据权利要求7所述的胚胎自动换液培养皿，其特征在于，所述废液流道包括主流道和两条支流道，所述两条支流道的入口与所述胚胎微孔底部相通，所述两支流道的末端汇聚至所述主流道，所述主流道末端连通至所述废液腔；

所述主流道的末端高于所述废液腔的底面。

9.根据权利要求8所述的胚胎自动换液培养皿，其特征在于，所有所述胚胎微孔至废液腔的废液流道的布局和长度保持一致。

10.根据权利要求9所述的胚胎自动换液培养皿，其特征在于，所述两条支流道对称分布在所述胚胎微孔两侧。