[发明专利]一种仿生肺泡培养方法及培养装置

说明书

本发明提供了一种仿生肺泡培养方法及培养装置，仿生肺泡培养装置包括：培养器，具有容纳腔；细胞生长膜，设在容纳腔内，和容纳腔的腔壁之间形成用于容纳细胞培养液的容纳空间，细胞生长膜包括球体及与球体连通的管体，球体容纳细胞悬液，管体与培养器固定密封连接；第一封堵件，封堵管体的管口；培养器底部设有便于立放的立放结构，培养器还具有至少三个便于平放的平放侧面，立放结构和平放侧面结合，使培养器处于立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，使细胞均匀接种在球体内壁上。有益效果：即使有重力因素的影响，细胞可以集中生长在不同的位置，相比现有技术更加均匀，能够模拟更真实的肺泡囊泡样细胞三维结构，提高后续实验结果的准确性。

技术领域

本发明涉及一种仿生肺泡培养方法及培养装置。

背景技术

机械通气作为挽救肺部损伤疾病引起的呼吸困难的干预措施，目前在临床上可分为有创机械通气和无创机械通气。而有创机械通气在治疗一些疾病同时也会引起不良效果，其中发现有创机械通气是入住急性呼吸衰竭重症监护病房（ICU）的COPD患者死亡的独立危险因素。研究表明，导致这一结果的主要原因是创伤性的机械通气产生的潮气量通过形成一定的机械力作用于肺泡并引起肺损伤。

肺泡是由单层上皮细胞构成的囊泡，位于肺细支气管末端膨大的囊泡四周。作为肺的基本通气单位，其生物力学行为在哺乳动物的呼吸生理中起着重要作用。肺泡占肺容积的70％以上，在吸气过程中肺泡经实质内应力的拉伸扩张以适应吸入的空气，呼气过程中通过肺泡外环境压力变化及自身弹性反冲力将气体排出肺。在这样的通气周期中，肺泡经历动态应力状态变化对更好的了解肺呼吸功能、气体交换、肺部稳定性以及机械通气对肺泡损伤作用机制有着至关重要的作用，需要对肺泡在呼吸周期中诸如由肺泡收缩与扩张引起的肺泡大小和形状的变化、肺泡拉伸程度以及新征肺泡数量的变化等关键决定因素进行研究。

对此，授权公告号为CN104316661B的中国发明专利公开了一种用于生物毒性检测的肺组织模型及生物毒性检测方法，肺组织模型包括气管、血管和肺泡单元，气管两端设有进气口和出气口；血管两端设有进液口和出液口；肺泡单元为空心球体结构，具有腔室，肺泡单元的壁为弹性透气多孔膜，肺泡单元设在血液通道内且腔室与气体通道连通，肺泡单元可以随气体通道中气体压力的变化而膨胀或收缩，腔室内的气体可以与血液通道内气体进行气体交换，实现了模拟体内肺部血液的气体交换功能。同时，通过在肺泡单元部分种植细胞，实现体内肺泡的结构和功能的仿生。

上述肺组织模型的最终实现形式是由基底层、血管层、气管层以及封盖层构成的芯片，血管、气管以及肺泡单元夹设在其中，上述肺泡单元即为细胞生长膜，实验时在细胞生长膜内种植细胞形成仿生肺泡。但是在实际应用时，由于重力作用的存在，细胞通常是集中生长在细胞生长膜的底部，细胞生长不均匀，无法模拟最真实的肺泡囊泡样三维细胞结构，进而会影响到后续实验结果的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种细胞在细胞生长膜上生长比较均匀且形成由细胞链接组成的囊泡样膜结构的仿生肺泡培养方法；本发明的目的还在于提供一种实施上述仿生肺泡培养方法的仿生肺泡培养装置。

为实现上述目的，本发明中的仿生肺泡培养方法采用如下技术方案：

一种仿生肺泡培养方法，将固定有细胞生长膜、细胞生长膜内加入有细胞悬液、细胞生长膜外围设置有细胞培养液的培养器，以设定的顺序保持立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，使细胞均匀地接种在细胞生长膜的球体内壁上。

上述技术方案的有益效果在于：由于培养器以设定的顺序保持立式姿态和圆周方向上多角度的卧式姿态，因此即使有重力因素的影响，细胞可以集中生长在不同的位置，相比现有技术来说，会更加均匀，形成立体分布的细胞间链接方式，实现由细胞链接组成的囊泡样膜结构，能够模拟更真实的肺泡囊泡样三维结构，提高后续实验结果的准确性。