《細胞培養裝置及方法》是廣州潔特生物過濾股份有限公司於2016年2月26日申請的專利，該專利申請號為2016101092599，公布號為CN105524832A，公布日為2016年4月27日，發明人是袁建華、李慧倫、王文江、蘇嘉良、李曉琳、陳勇。
《細胞培養裝置及方法》涉及一種細胞培養裝置及方法，屬於細胞培養技術領域。該培養裝置，包括：培養塔，包括第一接管蓋、第二接管蓋和至少一個可供細胞貼附生長的支架，所述第一接管蓋、至少一個所述支架和第二接管蓋依次層疊設定，形成具有封閉空腔的培養塔，所述第一接管蓋和所述第二接管蓋上分別設有灌流進口和灌流出口；以及灌流系統，包括培養液儲存裝置、灌流管和為灌流提供動力的灌流泵，所述培養液儲存裝置、所述灌流泵和所述灌流進口依次通過所述灌流管連通。上述細胞培養裝置在細胞接種後將各個部件組裝起來形成完整且密閉的培養塔，採用灌流系統灌流的方式完成培養，從而避免了污染的可能，提高了操作安全性。
2021年6月24日，《細胞培養裝置及方法》獲得第二十二屆中國專利銀獎。
（概述圖為《細胞培養裝置及方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：細胞培養裝置及方法
- 公布號：CN105524832A
- 申請人：廣州潔特生物過濾股份有限公司
- 發明人：袁建華、李慧倫、王文江、蘇嘉良、李曉琳、陳勇
- 申請號：2016101092599
- 申請日：2016年2月26日
- 公布日：2016年4月27日
- 地址：廣東省廣州市廣州經濟技術開發區永和經濟區斗塘路1號
- 代理機構：廣州華進聯合專利商標代理有限公司
- 代理人：李海恬、張春耀
- Int. Cl.：C12M3/00(2006.01)I; C12M1/04(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,專利榮譽,
專利背景
截至2016年2月，組織再生工程、生物醫學工程、細胞治療行業技術飛速發展，通過動物細胞、人體細胞在體外大規模培養來獲得大量細胞、細胞的胞外分泌物、細胞治療產品已成為細胞臨床套用的重要方向。例如組織創傷、燒傷後皮膚細胞的培養、新皮膚的獲得，以及腫瘤的細胞治療、細胞美容、細胞減肥等，都需要對目標細胞進行體外培養。
中國國內外都是通過為細胞提供體外生長的培養基和培養裝置，並將培養裝置放置於培養箱中來進行細胞體外培養。常用的細胞培養裝置主要有細胞培養板、瓶、皿、轉瓶以及近年來體積較大的細胞工廠。
已經商品化的細胞培養裝置，無論是較小型的培養板、培養皿、培養瓶；還是較大型的培養轉瓶、細胞工廠，均為開放式培養，即細胞的接種、收穫、中間營養物質的更換均需要打開裝置的蓋子來進行操作，首先需要解決的就是開蓋操作帶來的污染問題。
並且培養板、瓶、皿、轉瓶、細胞工廠等設備，均是在裝置的底層進行親水處理，使細胞貼附在底部生長，因此貼壁培養表面積小，單次培養收穫的細胞或者細胞分泌物少，要收穫更多的細胞或者細胞分泌物需要更多的裝置來進行一次性培養或以有限的裝置多次反覆操作培養。這兩種獲得大量目標產物的方式均具有操作複雜、工作量增加、同樣容易污染等問題。
而且培養板、瓶、皿、轉瓶、細胞工廠細胞收穫時採用化學的胰蛋白酶消化或物理的細胞刮刀刮取的方式，會對細胞造成化學或物理的損傷。
發明內容
專利目的
針對專利背景中的問題，提供一種細胞培養裝置，採用該細胞培養裝置，能夠以封閉的方式對細胞進行培養，避免了開放式培養可能帶來的污染問題；並且，該細胞培養裝置還通過支架的使用，在培養裝置中提供了更多可供細胞生成的表面積，實現可大規模培養細胞的目的。
技術方案
一種細胞培養裝置，包括：
培養塔，包括第一接管蓋、第二接管蓋和至少一個可供細胞貼附生長的支架，所述第一接管蓋、至少一個所述支架和第二接管蓋依次層疊設定，形成具有封閉空腔的培養塔，所述第一接管蓋和所述第二接管蓋上分別設有灌流進口和灌流出口；以及灌流系統，包括培養液儲存裝置、灌流管和為灌流提供動力的灌流泵，所述培養液儲存裝置、所述灌流泵和所述灌流進口依次通過所述灌流管連通。
上述細胞培養裝置，通過封閉式培養塔的設計，培養過程中，僅接種過程為開放式，細胞接種後將各個部件組裝起來形成完整且密閉的培養塔，在細胞換液等整個培養周期內，該裝置不再打開，均採用灌流系統灌流的方式完成，從而避免了污染的可能，提高了操作安全性。
在其中一個實施例中，所述支架至少為兩個；和/或所述培養塔至少為兩個。通過在一個培養塔內設定多個支架，和/或在一個培養裝置內設定多個培養塔，提供給細胞更多的表面積，細胞增殖量與常規二維平面培養相比，可以幾倍甚至幾十倍的增長，能夠實現細胞的大規模培養，能夠收穫更多的細胞或者分泌物等。
在其中一個實施例中，所述培養塔還包括與支架數量一致的密封圈和扣圈，所述密封圈為環狀，環繞所述支架邊緣設定，所述扣圈為環狀，環繞所述密封圈邊緣設定，所述扣圈周向的內側面設有扣圈台，所述密封圈周向的外側面設有與該扣圈台匹配的扣圈槽，並且相鄰層疊的所述密封圈相互接觸。通過密封圈和扣圈的配合使用，既能保證培養塔內細胞培養空腔的封閉性，又可以方便靈活的選擇所需支架數量並將各支架層疊安裝，保證支架之間保持預定間隔，為細胞繁殖提供良好的生長環境。
在其中一個實施例中，所述扣圈上還設有緊扣勾和緊扣槽，所述緊扣槽內設有固定凸台，所述緊扣勾可伸入另一個扣圈的緊扣槽內，與該另一個扣圈的固定凸台卡接固定，並將層疊接觸的所述密封圈壓緊固定；
所述第一接管蓋上還設有安裝槽，與該第一接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣勾可伸入該安裝槽與該第一接管蓋卡接固定；
所述第二接管蓋上還設有安裝勾，該安裝勾可伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽內，與該扣圈的固定凸台卡接固定。
通過上述設定，可以根據不同用戶需求的細胞數，靈活且方便的通過各扣圈的組裝而得到含有預定數量支架的培養塔，使用方面更具人性化。
在其中一個實施例中，所述緊扣勾和緊扣槽環繞所述扣圈邊緣交替且均勻設定。在同一個扣圈上同時設定緊扣勾和緊扣槽，增加了扣圈的通用型，且交替均勻設定一方面降低了該扣圈的操作難度，另一方面也提高了密封圈之間的密封性。
在其中一個實施例中，所述密封圈周向的內側面設有與所述支架的周向邊緣厚度相適配的支架槽。通過將所述支架邊緣卡接入所述支架槽內，從而將所述密封圈環繞安裝於所述支架上。
在其中一個實施例中，所述支架由層疊的纖維縱橫交錯構成，所述纖維之間形成供細胞貼附生長和培養液流通的空隙。該空隙即纖維與纖維之間形成的孔徑。由纖維縱橫交錯構成的支架能夠提供給細胞更多的表面積，進一步增加細胞培養規模。
在其中一個實施例中，所述支架表面經溫敏材料接枝處理，可通過改變溫度使溫敏材料產生親水和疏水之間的相變，從而使貼附於所述支架生長的細胞在培養結束後實現溫敏性脫落收穫。該支架的接枝處理按照常規方式處理即可，該溫敏材料能夠在培養結束後通過將溫度降低到其相變溫度以下，實現細胞自動與支架脫離的目的。避免了培養板、瓶、皿、轉瓶、細胞工廠細胞收穫時採用化學的胰蛋白酶消化或物理的細胞刮刀刮取的方式，會對細胞造成化學或物理損傷的問題。
在其中一個實施例中，該細胞培養裝置還包括濕化裝置和空氣過濾器，所述濕化裝置為所述培養液儲存裝置提供濕化氣體；所述培養液儲存裝置與外界連通的通氣口設有空氣過濾器。通過上述設定，在整個細胞培養周期內，將整個細胞培養系統與外界隔絕，避免了可能被空氣污染的可能。
在其中一個實施例中，該細胞培養裝置還包括固定架，所述培養塔安裝固定於所述固定架上。並且，可以根據用戶需求的細胞數，選擇不同數量的培養塔，將其串聯培養，實現細胞的大規模培養，能夠收穫更多的細胞或者分泌物等。
《細胞培養裝置及方法》還公開了一種利用上述的細胞培養裝置的細胞培養方法，包括以下步驟：
安裝培養塔：取第一接管蓋，並在所述第一接管蓋上依次層疊安裝預定數量的支架，將待培養細胞接種至上述支架上，再把第二接管蓋安裝固定於所述支架上部，組裝得到培養塔；
灌流培養細胞：通過灌流管將所述灌流進口依次連通所述灌流泵和所述培養液儲存裝置，以所述灌流泵提供動力，將所述培養液儲存裝置內的培養液灌流至所述培養塔內，為細胞生長提供營養物質，並將細胞代謝產生的代謝物隨著培養液流動從所述灌流出口排出。
上述細胞培養方法，在培養過程中，僅接種過程為開放式，細胞接種後將各個部件組裝起來形成完整且密閉的培養塔，細胞換液等整個培養周期內，該裝置不再打開，均採用灌流系統灌流的方式完成，從而避免了污染的可能，提高了操作安全性等。
在其中一個實施例中，採用上述的細胞培養裝置，所述安裝培養塔步驟中：
將所述密封圈環繞套裝於所述支架上，再將扣圈環繞套裝於所述密封圈上，構成套件，按照上述方法安裝若干套件；
取第一接管蓋，將上述套件中扣圈的緊扣勾伸入所述安裝槽與該第一接管蓋卡接固定；按照上述方法，依次將各套件中扣圈的緊扣勾伸入另一個套件中扣圈的緊扣槽內，與該另一個套件中扣圈的固定凸台卡接固定，並將層疊接觸的所述密封圈壓緊固定，依次層疊安裝預定數量的支架；
將待培養細胞接種至上述安裝好的支架上；
再把第二接管蓋的安裝勾伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽內，將該第二接管蓋安裝固定，組裝得到培養塔。
通過上述設定，可以根據不同用戶需求的細胞數，靈活且方便的通過各扣圈的組裝而得到含有預定數量支架的培養塔，使用方面更具人性化。
改善效果
《細胞培養裝置及方法》具有以下有益效果：
《細胞培養裝置及方法》的一種細胞培養裝置，通過封閉式培養塔的設計，培養過程中，僅接種過程為開放式，細胞接種後將各個部件組裝起來形成完整且密閉的培養塔，細胞換液等整個培養周期內，該裝置不再打開，均採用灌流系統灌流的方式完成，從而避免了污染的可能，提高了操作安全性等。
並且，該細胞培養裝置還可通過設定多個支架或多個培養塔，在一個細胞培養裝置中提供給細胞更多的表面積，細胞增殖量與常規二維平面培養相比，可以幾倍甚至幾十倍的增長，能夠實現細胞的大規模培養，能夠收穫更多的細胞或者分泌物。
該細胞培養裝置還可在支架表面進行溫敏材料接枝處理，該溫敏材料能夠在培養結束後通過將溫度降低到其相變溫度以下，實現細胞自動與支架脫離的目的。避免了培養板、瓶、皿、轉瓶、細胞工廠細胞收穫時採用化學的胰蛋白酶消化或物理的細胞刮刀刮取的方式，會對細胞造成化學或物理損傷的問題。
附圖說明
圖1為實施例1中細胞培養裝置結構示意圖；
圖2為密封圈剖視示意圖；
圖3為密封圈結構形狀示意圖；
圖4為密封圈周向側視示意圖；
圖5為扣圈結構形狀示意圖；
圖6為圖5中B部分局部放大圖；
圖7為扣圈俯視示意圖；
圖8為扣圈側視示意圖；
圖9為圖7中c-c面剖視圖；
圖10為圖7中d-d面剖視圖；
圖11為圖10中A部分局部放大圖；
圖12為支架、密封圈和扣圈配合示意圖；
圖13為多個支架、密封圈和扣圈配合示意圖；
圖14為扣圈相互配合示意圖；
圖15為第一接管蓋結構示意圖；
圖16為第二接管蓋結構示意圖；
圖17為支架結構示意圖；
圖18為支架、密封圈和扣圈的包裝套裝示意圖；
圖19為接種示意圖；
圖20為單個培養塔示意圖；
圖21為實施例2的細胞培養裝置結構示意圖一；
圖22為實施例2的細胞培養裝置結構示意圖二；
圖23為實施例3的細胞培養裝置結構示意圖一
圖24為實施例3的細胞培養裝置結構示意圖二。
其中：100.培養塔；110.第一接管蓋；111.灌流進口；112.安裝槽；120.第二接管蓋；121.灌流出口；122.安裝勾；130.支架；140.密封圈；141.扣圈槽；142.支架槽；150.扣圈；151.扣圈台；152.緊扣勾；153.緊扣槽；154.固定凸台；210.培養液儲存裝置；220.灌流管；230.灌流泵；300.濕化裝置；400.氣泵；500.空氣過濾器；600.固定架；710.細胞收集瓶；720.細胞收集管；730.細胞收集閥；810.廢液瓶；820.廢液管；830.廢液閥。
技術領域
《細胞培養裝置及方法》涉及細胞培養技術領域，特別是涉及一種細胞培養裝置及方法。
權利要求
1.一種細胞培養裝置，其特徵在於，包括：培養塔，包括第一接管蓋、第二接管蓋和至少一個可供細胞貼附生長的支架，所述第一接管蓋、至少一個所述支架和第二接管蓋依次層疊設定，形成具有封閉空腔的培養塔，所述第一接管蓋和所述第二接管蓋上分別設有灌流進口和灌流出口；所述培養塔還包括與支架數量一致的密封圈和扣圈，所述密封圈為環狀，環繞所述支架邊緣設定，所述扣圈為環狀，環繞所述密封圈邊緣設定，所述扣圈周向的內側面設有扣圈台，所述密封圈周向的外側面設有與該扣圈台匹配的扣圈槽，並且相鄰層疊的所述密封圈相互接觸；所述扣圈上還設有緊扣勾和緊扣槽，所述緊扣槽內設有固定凸台，所述緊扣勾可伸入另一個扣圈的緊扣槽內，與該另一個扣圈的固定凸台卡接固定，並將層疊接觸的所述密封圈壓緊固定；所述第一接管蓋上還設有安裝槽，與該第一接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣勾可伸入該安裝槽與該第一接管蓋卡接固定；所述第二接管蓋上還設有安裝勾，該安裝勾可伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽內，與該扣圈的固定凸台卡接固定；以及灌流系統，包括培養液儲存裝置、灌流管和為灌流提供動力的灌流泵，所述培養液儲存裝置、所述灌流泵和所述灌流進口依次通過所述灌流管連通。
2.根據權利要求1所述的細胞培養裝置，其特徵在於，所述支架至少為兩個；和/或所述培養塔至少為兩個。
3.根據權利要求1所述的細胞培養裝置，其特徵在於，所述緊扣勾和緊扣槽環繞所述扣圈邊緣交替且均勻設定。
4.根據權利要求1所述的細胞培養裝置，其特徵在於，所述支架由層疊的纖維縱橫交錯構成，所述纖維之間形成供細胞貼附生長和培養液流通的空隙。
5.根據權利要求4所述的細胞培養裝置，其特徵在於，所述支架表面經溫敏材料接枝處理，可通過改變溫度使溫敏材料產生親水和疏水之間的相變，從而使貼附於所述支架生長的細胞在培養結束後實現溫敏性脫落收穫。
6.根據權利要求1所述的細胞培養裝置，其特徵在於，還包括濕化裝置和空氣過濾器，所述濕化裝置為所述培養液儲存裝置提供濕化氣體；所述培養液儲存裝置與外界連通的通氣口設有空氣過濾器。
7.一種利用權利要求1-6任一項所述的細胞培養裝置的細胞培養方法，其特徵在於，包括以下步驟：安裝培養塔：將所述密封圈環繞套裝於所述支架上，再將扣圈環繞套裝於所述密封圈上，構成套件，按照上述方法安裝若干套件；取第一接管蓋，將上述套件中扣圈的緊扣勾伸入所述安裝槽與該第一接管蓋卡接固定；按照上述方法，依次將各套件中扣圈的緊扣勾伸入另一個套件中扣圈的緊扣槽內，與該另一個套件中扣圈的固定凸台卡接固定，並將層疊接觸的所述密封圈壓緊固定，依次層疊安裝預定數量的支架；將待培養細胞接種至上述支架上，再把第二接管蓋的安裝勾伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽內，將該第二接管蓋安裝固定，組裝得到培養塔；灌流培養細胞：通過灌流管將所述灌流進口依次連通所述灌流泵和所述培養液儲存裝置，以所述灌流泵提供動力，將所述培養液儲存裝置內的培養液灌流至所述培養塔內，為細胞生長提供營養物質，並將細胞代謝產生的代謝物隨著培養液流動從所述灌流出口排出。
實施方式
操作內容
一種細胞培養裝置，如圖1所示，包括：培養塔100和灌流系統。
培養塔100包括第一接管蓋110、第二接管蓋120和至少一個可供細胞貼附生長的支架130，所述第一接管蓋110、至少一個所述支架130和第二接管蓋120依次層疊設定，形成具有封閉空腔的培養塔100，所述第一接管蓋110和所述第二接管蓋120上分別設有灌流進口111和灌流出口121。
灌流系統包括培養液儲存裝置210、灌流管220和為灌流提供動力的灌流泵230，所述培養液儲存裝置210、所述灌流泵230和所述灌流進口111依次通過所述灌流管220連通。
可以根據用戶需求的細胞數，選擇不同數量的支架130及培養塔110。通過上述設定，提供給細胞更多的表面積，細胞增殖量與常規二維平面培養相比，可以幾倍甚至幾十倍的增長，能夠實現細胞的大規模培養，能夠收穫更多的細胞或者分泌物等。
優選的，所述培養塔100還可包括與支架130數量一致的密封圈140和扣圈150，如圖2-4所示，所述密封圈140為環狀，環繞所述支架130邊緣設定，如圖5-11所示，所述扣圈150為環狀，環繞所述密封圈140邊緣設定，如圖12所示，所述扣圈150周向的內側面設有扣圈台151，所述密封圈140周向的外側面設有與該扣圈台151匹配的扣圈槽140，並且相鄰層疊的所述密封圈140相互接觸。可以理解的，所述培養塔內可通過多種方式安裝，如在框架內安裝支架等。但是，採用密封圈140和扣圈150配合的安裝方式，既能保證培養塔100內細胞培養空腔的封閉性，又可以方便靈活的選擇所需支架數量並將各支架層疊安裝，保證支架之間保持預定間隔，為細胞繁殖提供良好的生長環境。
優選的，如圖13所示，所述扣圈150上還設有緊扣勾152和緊扣槽153，所述緊扣槽153內設有固定凸台154，所述緊扣勾152可伸入另一個扣圈的緊扣槽153內，與該另一個扣圈的固定凸台154卡接固定，並將層疊接觸的所述密封圈140壓緊固定，如圖14所示。
所述第一接管蓋110上還設有安裝槽112，與該第一接管蓋110相鄰的扣圈上的緊扣勾可伸入該安裝槽112與該第一接管蓋110卡接固定，如圖15所示。
所述第二接管蓋120上還設有安裝勾122，該安裝勾122可伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽153內，與該扣圈的固定凸台154卡接固定，如圖16所示。
所述第一接管蓋，第二接管蓋和扣圈之間也可採取螺栓固定等其它安裝固定方式。但是，通過上述設定，可以根據不同用戶需求的細胞數，靈活且方便的通過各扣圈的組裝而得到含有預定數量支架的培養塔，使用方面更具人性化。
優選的，所述緊扣勾152和緊扣槽153環繞所述扣圈150邊緣交替且均勻設定。可以理解的，也可採取不對稱設計，僅需保證緊扣勾和緊扣槽安裝固定後能確保培養塔的密封性即可。但是，在同一個扣圈上同時設定緊扣勾和緊扣槽，增加了扣圈的通用型，且交替均勻設定一方面降低了該扣圈的操作難度，另一方面也提高了密封圈之間的密封性。
優選的，所述密封圈140周向的內側面設有與所述支架130的周向邊緣厚度相適配的支架槽142。可以理解的，也可通過其它方式將密封圈安裝於支架邊緣即可。但是，通過將所述支架邊緣卡接入所述支架槽內的安裝方式具有穩定、牢固的優點。
優選的，所述支架130由層疊的纖維縱橫交錯構成，如圖17所示，所述纖維之間設有供細胞貼附生長和培養液流通的空隙，該空隙即纖維與纖維之間形成的孔徑。可以理解的，也可採用其它方式製成的支架，僅需留有培養液流通的孔即可。但是，由纖維縱橫交錯構成的支架能夠提供給細胞更多的表面積，進一步增加細胞培養規模。
上述由纖維構成的支架，截至2016年2月，在細胞培養上常用材料為PS（聚苯乙烯）、以及PS和PCL（聚己內酯）組合物、PLGA（聚乳酸-羥基乙酸共聚物）等幾種材料。而支架的製備可以傳統的注塑，也可以新興的3D列印方法製備。
優選的，所述支架表面經溫敏材料接枝處理，可通過改變溫度使溫敏材料產生親水和疏水之間的相變，從而使貼附於所述支架生長的細胞在培養結束後實現溫敏性脫落收穫。該支架的接枝處理按照常規方式處理即可，該溫敏材料能夠在培養結束後通過將溫度降低到其相變溫度以下，實現細胞自動與支架脫離的目的。考慮到細胞培養的適宜溫度為37℃左右，溫敏材料的相變臨界溫度優選為32℃，則細胞貼壁生長溫度為37℃，實驗中最好的脫落溫度為20℃左右。可以理解的，具體使用中的最佳脫落溫度可根據所培養細胞類型的不同，以及選用溫敏材料的不同來設定。
可以理解的，所述支架表面也可不經過溫敏材料接枝處理，不影響該裝置的細胞培養效果，僅是在細胞收穫時，需採用化學的胰蛋白酶消化或物理的細胞刮刀刮取的方式收集細胞，可能會對細胞造成化學或物理的損傷。
優選的，該細胞培養裝置還包括濕化裝置300和空氣過濾器500，所述濕化裝置300為所述培養液儲存裝置210提供濕化氣體；所述培養液儲存裝置210與外界連通的通氣口設有空氣過濾器500。通過上述設定，在整個細胞培養周期內，將整個細胞培養系統與外界隔絕，避免了可能被空氣污染的可能。
可以理解的，如圖22所示，該細胞培養裝置還可以包括氣泵400，則所述濕化裝置300、所述氣泵400和所述培養液儲存裝置210依次通過氣體管連通，且所述濕化裝置300和培養液儲存裝置210與外界連通的通氣口設有空氣過濾器500。
優選的，該細胞培養裝置還包括固定架600，所述培養塔100安裝固定於所述固定架600上。可以理解的，用戶也可根據具體要求安放培養塔。
實施案例
- 實施例1
一種細胞培養裝置，如圖1所示，包括：培養塔100和灌流系統。
培養塔100包括第一接管蓋110、第二接管蓋120、八個可供細胞貼附生長的支架130、八個密封圈140和八個扣圈150，所述第一接管蓋110、支架130和第二接管蓋120依次層疊設定，形成具有封閉空腔的培養塔100，所述第一接管蓋110和所述第二接管蓋120上分別設有灌流進口和灌流出口。
上述第一接管蓋110、支架130和第二接管蓋120依次層疊安裝的具體方式如下：
如圖2-4所示，所述密封圈140為環狀，環繞所述支架130邊緣設定，如圖5-11所示，所述扣圈150為環狀，環繞所述密封圈140邊緣設定，如圖12所示，所述扣圈150周向的內側面設有扣圈台151，所述密封圈140周向的外側面設有與該扣圈台151匹配的扣圈槽141，如圖4、9所示，並且相鄰層疊的所述密封圈140相互接觸。
並且，可將一個支架、一個密封圈，一個扣圈組裝，構成一個獨立包裝的配件套裝，如圖18所示。
在該實施例中，所述扣圈150上還設有緊扣勾152和緊扣槽153，所述緊扣槽153內設有固定凸台154，所述緊扣勾152可伸入另一個扣圈150的緊扣槽153內，與該另一個扣圈150的固定凸台154卡接固定，並將層疊接觸的所述密封圈140壓緊固定，如圖13-14所示。
所述第一接管蓋110上還設有安裝槽112，與該第一接管蓋110相鄰的扣圈150上的緊扣勾152可穿過該安裝槽112與該第一接管蓋110卡接固定，如圖15所示。
所述第二接管蓋120上還設有安裝勾122，該安裝勾122可伸入與該第二接管蓋120相鄰的扣圈150上的緊扣槽153內，與該扣圈150的固定凸台154卡接固定，如圖16所示。
在該實施例中，如圖5，圖7所示，所述緊扣勾152和緊扣槽153環繞所述扣圈150邊緣交替且均勻設定，可通過旋轉扣圈150角度進行錯位對應，將相鄰扣圈以緊扣勾對應緊扣槽的方式重疊。並且，所述密封圈周向的內側面設有與所述支架的周向邊緣厚度相適配的支架槽。
在該實施例中，所述支架130由層疊的纖維縱橫交錯構成，如圖17所示，所述纖維之間設有供細胞貼附生長和培養液流通的空隙，該空隙即纖維與纖維之間形成的孔徑。
截至2016年2月，上述由纖維構成的支架在細胞培養上常用材料為PS（聚苯乙烯），以及PS和PCL（聚己內酯）、PLGA（聚乳酸-羥基乙酸共聚物）等幾種材料。而支架的製備可以傳統的注塑，也可以新興的3D列印方法製備。在該實施例中，常用的單根纖維絲的直徑為400微米，多根纖維絲縱橫交織形成的支架的孔徑有300微米、400微米、500微米三個規格。
並且所述支架表面經溫敏材料接枝處理，可通過改變溫度使溫敏材料產生親水和疏水之間的相變，從而使貼附於所述支架生長的細胞在培養結束後實現溫敏性脫落收穫。該支架的接枝處理按照常規方式處理即可，該溫敏材料能夠在培養結束後通過將溫度降低到其相變溫度以下，實現細胞自動與支架脫離的目的。考慮到細胞培養的適宜溫度為37℃左右，溫敏材料的相變臨界溫度優選為32℃，則細胞貼壁生長溫度為37℃，實驗中最好的脫落溫度為20℃左右。
如圖1所示，灌流系統包括培養液儲存裝置210、灌流管220和為灌流提供動力的灌流泵230，所述培養液儲存裝置210、所述灌流泵230和所述灌流進口111依次通過所述灌流管220連通。
在該實施例中，該細胞培養裝置還包括固定架600，所述培養塔100安裝固定於所述固定架600上。
採用上述細胞培養裝置進行細胞培養的方法，包括以下步驟：
一、安裝培養塔
取第一接管蓋，將上述套件中扣圈的緊扣勾伸入所述安裝槽與該第一接管蓋卡接固定；按照上述方法，依次將各套件中扣圈的緊扣勾伸入另一個套件中扣圈的緊扣槽內，與該另一個套件中扣圈的固定凸台卡接固定，並將層疊接觸的所述密封圈壓緊固定，依次層疊安裝預定數量的支架；
將待培養細胞接種至上述安裝好的支架上，如圖19所示；
再把第二接管蓋的安裝勾伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽內，將該第二接管蓋安裝固定，組裝得到培養塔，如圖20所示，將其置於CO2培養箱內，設定培養箱參數使其內部含有濃度約為5％的CO2氣體。
二、灌流培養細胞
通過灌流管將所述灌流進口依次連通所述灌流泵和所述培養液儲存裝置，以所述灌流泵提供動力，將所述培養液儲存裝置內的培養液灌流至所述培養塔內，為細胞生長提供營養物質，並將細胞代謝產生的代謝物隨著培養液流動從所述灌流出口排出。
在該實施例中，培養液從所述灌流出口排出後，再次進入培養液儲存裝置內，循環使用。
- 實施例2
一種細胞培養裝置，與實施例1的細胞培養裝置基本相同，如圖21所示，不同之處在於：
該實施例的細胞培養裝置還包括濕化裝置、空氣過濾器500、細胞收集瓶710、細胞收集管720、廢液瓶810、廢液管820、細胞收集閥730和廢液閥830。
圖21中，所述濕化裝置通過對該細胞培養裝置所處的培養環境（如細胞培養箱內環境）進行濕化處理，為所述培養液儲存裝置210提供濕化CO2氣體。並且，在該實施例中，所述培養液儲存裝置210與外界連通的通氣口設有空氣過濾器500。
可以理解的，如圖22所示，該細胞培養裝置還可以包括氣泵400，則所述濕化裝置300、所述氣泵400和所述培養液儲存裝置210依次通過氣體管連通。
所述細胞收集管720一端連通所述灌流泵與所述灌流進口之間的灌流管220，另一端正對所述細胞收集瓶710的瓶口，所述細胞收集閥730設於所述細胞收集管720上。
所述廢液管820一端連通所述灌流出口121，另一端通入所述廢液瓶810，所述廢液閥830設於所述廢液管820上。
採用上述細胞培養裝置進行細胞培養的方法，包括以下步驟：
一、安裝培養塔
取第一接管蓋，將上述套件中扣圈的緊扣勾伸入所述安裝槽與該第一接管蓋卡接固定；按照上述方法，依次將各套件中扣圈的緊扣勾伸入另一個套件中扣圈的緊扣槽內，與該另一個套件中扣圈的固定凸台卡接固定，並將層疊接觸的所述密封圈壓緊固定，依次層疊安裝預定數量的支架；
將待培養細胞接種至上述安裝好的支架上；
再把第二接管蓋的安裝勾伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽內，將該第二接管蓋安裝固定，組裝得到培養塔，將其置於CO2培養箱內，設定培養箱參數使其內部含有濃度約為5％的CO2氣體。
二、灌流培養細胞
通過氣體管將所述濕化裝置、氣泵和所述培養液儲存裝置連通，以所述氣泵將濕化裝置內帶有CO2的濕化氣體通入所述培養液儲存裝置內；通過灌流管將所述灌流進口依次連通所述灌流泵和所述培養液儲存裝置，以所述灌流泵提供動力，將所述培養液儲存裝置內的培養液灌流至所述培養塔內，為細胞生長提供營養物質，並將細胞代謝產生的代謝物隨著培養液流動從所述灌流出口排出，通過廢液管進入廢液瓶內。
- 實施例3
一種細胞培養裝置，與實施例1的細胞培養裝置基本相同，如圖23所示，不同之處在於：
該實施例的細胞培養裝置包括三個培養塔100，且還包括濕化裝置、空氣過濾器500、廢液瓶810和廢液管820。
圖23中，所述濕化裝置通過對該細胞培養裝置所處的培養環境（如細胞培養箱內環境）進行濕化處理，為培養液儲存裝置210提供濕化CO2氣體。並且，在該實施例中，所述培養液儲存裝置210與外界連通的通氣口均設有空氣過濾器500。
可以理解的，如圖24所示，該細胞培養裝置還可以包括氣泵400，則所述濕化裝置300、所述氣泵400和所述培養液儲存裝置210依次通過氣體管連通。
所述廢液管820一端連通所述灌流出口121，另一端通入所述廢液瓶810。
採用上述細胞培養裝置進行細胞培養的方法，包括以下步驟：
一、安裝培養塔
取第一接管蓋，將上述套件中扣圈的緊扣勾伸入所述安裝槽與該第一接管蓋卡接固定；按照上述方法，依次將各套件中扣圈的緊扣勾伸入另一個套件中扣圈的緊扣槽內，與該另一個套件中扣圈的固定凸台卡接固定，並將層疊接觸的所述密封圈壓緊固定，依次層疊安裝預定數量的支架；
將待培養細胞接種至上述安裝好的支架上；
再把第二接管蓋的安裝勾伸入與該第二接管蓋相鄰的扣圈上的緊扣槽內，將該第二接管蓋安裝固定，組裝得到培養塔。
按照上述方法組裝三個培養塔，並懸掛規定於固定架上。
二、灌流培養細胞
通過氣體管將所述濕化裝置、氣泵和所述培養液儲存裝置連通，以所述氣泵將濕化裝置內帶有CO2的濕化氣體通入所述培養液儲存裝置內；通過灌流管將所述灌流進口依次連通所述灌流泵和所述培養液儲存裝置，以所述灌流泵提供動力，將所述培養液儲存裝置內的培養液灌流至所述培養塔內，為細胞生長提供營養物質，並將細胞代謝產生的代謝物隨著培養液流動從所述灌流出口排出，通過廢液管進入廢液瓶內。
專利榮譽
2021年6月24日，《細胞培養裝置及方法》獲得第二十二屆中國專利銀獎。
