一种可提供循环拉伸应力刺激的细胞培养装置及制作方法

技术领域

本发明涉及细胞培养技术领域，特别涉及一种可提供循环拉伸应力刺激的细胞培养装置及制作方法。

背景技术

拉伸应力刺激普遍存在于细胞所处的体内微环境中，并对其多种生物学过程产生显著影响。这些拉伸应力刺激既可由动物体内，肌肉、血管壁、心脏和肺等组织或器官提供，也可由体外物理环境提供。而大至器官，小至细胞均可成为为拉伸应力的刺激对象。拉伸应力刺激具有调节生物的生长发育，生理功能，甚至基因表达的能力。

但是，在常规培养条件下难以为细胞提供其处于体内微环境的拉伸应力刺激。因此，需要开发新的细胞培养方法于体外环境中为细胞提供其体内所实际受到的拉伸应力刺激。研究拉伸应力刺激对细胞的作用，无论是在理论上还是实际应用都有相当重要的研究价值。然而，于体外微环境中为细胞提供拉伸应力刺激的设备有限，操作复杂且价格昂贵，严重阻碍了细胞生物学研究中针对拉伸应力刺激的发展。因此，设计开发简单经济有效的细胞培养装置为细胞循环拉伸应力刺激已成为亟需解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可提供循环拉伸应力刺激的细胞培养装置及制作方法，依据本方法所制作的细胞培养装置具有生物相容性好、制作工艺简单、操作简便、成本低廉的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可提供循环拉伸应力刺激的细胞培养装置，包括位于下方的PTFE构件，所述PTFE构件分为上腔体结构和下腔体结构，所述上腔体结构和下腔体结构之间通过柔性PDMS薄膜分隔，所述下腔体结构内部利用微量注射泵注入或抽出定量空气以在下腔体内提供正负空气压以驱动柔性PDMS薄膜的凹凸拉伸形变。

所述PTFE构件底表面具有8孔结构。

所述上腔体孔内径为12mm深度为10mm的圆柱形腔体。

所述PDMS薄膜在细胞培养实验之前于100sccm氧气流量下的40W氧等离子体处理100s。

一种可提供循环拉伸应力刺激的细胞培养装置的制备方法，包括以下步骤；

步骤一：

细胞培养实验之前将PDMS薄膜于100sccm氧气流量下的40W氧等离子体处理100s；

步骤二：配件组装好后，置于酒精中进行灭菌处理24h；

步骤三：取含有细胞的悬浊液置于上腔体中，用移液枪加入2ml新鲜细胞培养基，设置微量注射泵注射量/注射速度为1mL/1mL·s

本发明的有益效果：

本发明通过上述方法获得了可提供循环拉伸应力刺激的细胞系统。本制备方法成本低廉，使用环保易得的原料，制作工艺简单，操作简便，并且材料对环境友好，不会造成二次污染。

对细胞连续拉伸应力刺激强弱和频率控制较为精确，可以在培养环境中通过调节刺激时间和刺激强弱及频率来进行细胞培养。

附图说明

图1为可提供循环拉伸应力刺激的细胞培养系统示意图。

图2为细胞培养系统结构示意图。

图3为空气压驱动PDMS薄膜产生循环拉伸形变示意图。

图4(1)为微量注射泵示意图；图4(2)为8孔PTFE构件示意图。

图5为PTFE构件中腔体尺寸结构示意图。

图6(1)为PDMS薄膜在正空气压下呈凸出拉伸形变示意图；图6(2)为PDMS薄膜在负空气压下呈凹陷拉伸形变示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

如图4所示，细胞培养系统由微量注射泵(图4(1))与PTFE构件(图4(2))构成。为在实验中获得足够的平行样本，PTFE构件具有8孔结构(图4(2))。用于提供空气压的下腔体和用于细胞培养的上腔体结构相同，均为内径为12mm深度为10mm的圆柱形腔体(图5)。为使PDMS薄膜具有良好的细胞贴附能力，在细胞培养实验之前将PDMS薄膜于100sccm氧气流量下的40W氧等离子体处理100s。根据自己实验需要设置微量注射泵注射量/注射速度。循环空气压可驱使PDMS薄膜呈现突出拉伸(图6(1))和凹陷(图6(2))拉伸形变并为种植于其上的细胞提供循环拉伸应力刺激。

如图1-图3所示：一种可提供循环拉伸应力刺激的细胞培养装置，包括位于下方的PTFE构件，所述PTFE构件分为上腔体结构和下腔体结构，所述上腔体结构和下腔体结构之间通过柔性PDMS薄膜分隔，所述下腔体结构内部利用微量注射泵注入或抽出定量空气以在下腔体内提供正负空气压以驱动柔性PDMS薄膜的凹凸拉伸形变。

实施例1

1.黑色素瘤细胞培养实验之前将PDMS薄膜于100sccm氧气流量下的40W氧等离子体处理100s。

2.配件组装好后，置于酒精中进行灭菌处理24h。

3.取约含有一万个黑色素瘤细胞的悬浊液置于上腔体中，用移液枪加入2ml新鲜细胞培养基，设置微量注射泵注射量/注射速度为1mL/1mL·s

实施例2

1.胃癌细胞培养实验之前将PDMS薄膜于100sccm氧气流量下的40W氧等离子体处理100s。

2.配件组装好后，置于酒精中进行灭菌处理24h。

3.取约含有两万个胃癌细胞的悬浊液置于上腔体中，用移液枪加入2ml新鲜细胞培养基，设置微量注射泵注射量/注射速度为1mL/1mL·s

实施例3

1.肝癌细胞培养实验之前将PDMS薄膜于100sccm氧气流量下的40W氧等离子体处理100s。

2.配件组装好后，置于酒精中进行灭菌处理24h。

3.取约含有一万个胃癌细胞的悬浊液置于上腔体中，用移液枪加入2ml新鲜细胞培养基，设置微量注射泵注射量/注射速度为1mL/1mL·s