專利名稱：臍帶間充質干細胞數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬細胞培養(yǎng)與細胞工程領域，涉及臍帶間充質干細胞數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術：
傳統(tǒng)的細胞培養(yǎng)，大都是人工操作，對生產(chǎn)的各個方面有諸多的限制，比如人員素質、潔凈工作室級別、操作管理規(guī)章制度等。盡管具備了嚴格化的生產(chǎn)管理及完善的質量控制，諸多人為因素對干細胞生產(chǎn)的影響也是不可避免的，細胞的質量及穩(wěn)定性仍然不能保證。目前，生物反應器在國內外諸如疫苗生產(chǎn)的細胞規(guī)模生產(chǎn)領域已經(jīng)廣泛開展起來，它可以有效地提高細胞及相關產(chǎn)物的生產(chǎn)效率并減小細胞生產(chǎn)的風險。然而，生物反應器尚未成熟的應用到間充質干細胞，主要原因是1.此項技術條件較高，需要選用合適的載體以使細胞貼附并在立體失重的環(huán)境下培養(yǎng)；2.立體失重的細胞培養(yǎng)環(huán)境同傳統(tǒng)的靜止培養(yǎng)有諸多的不同，因此生產(chǎn)出的細胞質量尚不可知，這對間充質干細胞的臨床應用也存在一定的風險；3.實踐中為了保證間充質干細胞臨床應用的療效和安全性，并不允許長時間擴增，也無需太多的細胞，這也限制了傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)細胞的生物反應器的應用。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有技術中人工培養(yǎng)細胞費時費力、細胞培養(yǎng)穩(wěn)定性差、成本高、效率低等不足，本發(fā)明提供了一種臍帶間充質干細胞數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)應用于細胞的自動化、流水線培養(yǎng)，減少了人工操作影響因素，確保細胞培養(yǎng)的質量及穩(wěn)定性，節(jié)約細胞培養(yǎng)成本，提高細胞培養(yǎng)效率。本發(fā)明采用的技術方案是一種臍帶間充質干細胞數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)，包括培養(yǎng)瓶、機械流水線、生物反應器，生物反應器包括控制系統(tǒng)、探測裝置、供氣裝置、加液裝置、 去液裝置、數(shù)字顯示觸摸屏，其技術特征是所述培養(yǎng)瓶包括至少三只培養(yǎng)瓶，至少三只培養(yǎng)瓶均水平放置于機械流水線上，至少三只培養(yǎng)瓶的瓶蓋上均設置生物反應器的供氣裝置、 探測裝置；至少三只培養(yǎng)瓶的第一培養(yǎng)瓶為培養(yǎng)原代細胞的單層培養(yǎng)瓶，第一培養(yǎng)瓶的瓶底設有四個接口分別為加液接口 Al、組織塊添加接口 A2、去液接口 A3和收集接口 A4，加液接口 Al和去液接口 A3均連接生物反應器，加液接口 Al的作用是從生物反應器中補加培養(yǎng)液、消化液等細胞培養(yǎng)所需的相關溶液，組織塊添加接口 A2的作用是添加臍帶華通氏膠組織塊，添加后即封閉，去液接口 A3是將已培養(yǎng)細胞的培養(yǎng)液、消化液等溶液從此接口移向生物反應器，收集接口 A4是用來收集原代細胞；所述第二培養(yǎng)瓶為傳代細胞培養(yǎng)瓶，第二培養(yǎng)瓶的瓶底設有四個接口分別為加液接口 Bi、細胞添加接口 B2、去液接口 B3和收集接口 B4，加液接口 Bl和去液接口 B3均連接生物反應器，加液接口 Bl的作用是從生物反應器中補加培養(yǎng)液、消化液等細胞培養(yǎng)所需的相關溶液，細胞添加接口 B2連接第一培養(yǎng)瓶收集接口 A4接收原代細胞，B3是將已培養(yǎng)細胞的培養(yǎng)液、消化液等溶液從此接口移向生物反應器，B4是用來收集細胞；所述第三培養(yǎng)瓶是傳代細胞培養(yǎng)瓶，第三培養(yǎng)瓶的瓶底部設有四個接口分別為加液接口 Cl、細胞添加接口 C2、去液接口 C3和收集接口 C4，加液接口 Cl和去液接口 C3均連接生物反應器，細胞添加接口 C2連接第二培養(yǎng)瓶收集接口 B4，加液接口 Cl 作用是從生物反應器中補加培養(yǎng)液、消化液等細胞培養(yǎng)所需的相關溶液，細胞添加接口 C2 連接第二培養(yǎng)瓶收集接口 B4接收第二培養(yǎng)瓶培養(yǎng)的細胞，去液接口 C3是將已培養(yǎng)細胞的培養(yǎng)液、消化液等溶液從此接口移向生物反應器，收集接口 C4在細胞培養(yǎng)過程中封閉，培養(yǎng)完成的細胞收集時外接細胞收集容器。進一步地，所述加液接口 Al、Bi、Cl外接生物反應器內的加液裝置，且加液接口 Al、Bi、Cl上均設有0. 22 μ m過濾器，防止加液污染；所述去液接口 A3、B3、C3外接生物反應器內的去液裝置，且去液接口 A3上設有孔徑大小為2mm的篩網(wǎng)，防止去液時組織塊移出； 所述收集接口 A4、B4、C4上均設有200目篩網(wǎng)，防止未消化成單細胞的細胞團移出。進一步地，所述第一、二、三培養(yǎng)瓶瓶底的若干個接口均設置于培養(yǎng)瓶瓶底的上部或頂部位置，且若干個接口均處于同一水平面上。當培養(yǎng)瓶水平翻轉倒置時，若干個接口均處于下方，方便液體順利地由相應接口流出，當培養(yǎng)瓶受控翻轉呈90度豎直狀態(tài)時，收集接口均位于培養(yǎng)瓶最下方，液體或細胞等能從培養(yǎng)瓶順暢流出，方便快速執(zhí)行細胞傳代換液的相關操作。進一步地，所述第二、三培養(yǎng)瓶內設有多層細胞培養(yǎng)平面，所述每層培養(yǎng)平面兩側均和細胞培養(yǎng)瓶兩側相接，每層培養(yǎng)平面另外兩側與細胞培養(yǎng)瓶的瓶底和瓶蓋分離且設有高出培養(yǎng)平面4mm的邊界圍成水池狀，水平盛裝4mm高度以下的液體，多層細胞培養(yǎng)平面相互之間為平行不接觸設置。再進一步地，所述第二培養(yǎng)瓶和第三培養(yǎng)瓶間可增設一個或多個與第二培養(yǎng)瓶結構相同的傳代細胞培養(yǎng)瓶。本發(fā)明所述的機械流水線包括電子控制裝置以及分別與電子控制裝置連接的至少三組機械傳動裝置，所述各機械傳動裝置分別包括工作架、驅動工作架的動作臂以及驅動動作臂的電機，電子控制裝置與生物反應器的控制系統(tǒng)連接，生物反應器的探測裝置所探測的數(shù)據(jù)分析處理后傳輸給機械流水線的電子控制裝置，電子控制裝置分別控制至少三組機械傳動裝置，使分別設置于機械傳動裝置上的培養(yǎng)瓶受控呈振蕩、傾斜、翻轉倒置或90 度豎直狀態(tài)，配合細胞培養(yǎng)完成相關動作。每個機械傳動裝置的工作架上還設有與電子控制裝置連接的加熱裝置，實現(xiàn)細胞培養(yǎng)過程對培養(yǎng)瓶的加熱需要。本發(fā)明所述的生物反應器包括控制系統(tǒng)、探測裝置、供氣裝置、加液裝置、去液裝置、數(shù)字顯示觸摸屏，所述探測裝置、供氣裝置、加液裝置、去液裝置、數(shù)字顯示觸摸屏均與控制系統(tǒng)連接，所述探測裝置包括二氧化碳探頭、溫度探頭、PH探頭等若干根探頭，探測裝置的每根探頭和供氣裝置的供氣管均設置于每只培養(yǎng)瓶的瓶蓋上，每根探頭均由各培養(yǎng)瓶的瓶口伸入細胞培養(yǎng)瓶中探測細胞培養(yǎng)過程中所需參數(shù)，并將探測信號發(fā)送給控制系統(tǒng); 供氣裝置為細胞生長提供所需的氣體并保持各培養(yǎng)瓶間氣壓恒定，供氣裝置的供氣量、加液裝置的加液量以及去液裝置的去液量均由控制系統(tǒng)控制；所述加液裝置連接第一培養(yǎng)瓶瓶底上的加液接口 Al、第二培養(yǎng)瓶瓶底上的加液接口 Bl以及第三培養(yǎng)瓶瓶底上的加液接口 Cl，去液裝置連接第一培養(yǎng)瓶瓶底上的去液接口 A3、第二培養(yǎng)瓶瓶底上的去液接口 B3以及第三培養(yǎng)瓶瓶底上的去液接口 C3，為細胞換液傳代時液體的轉移所用；生物反應器的控制系統(tǒng)將探測裝置各探頭的探測信號分析處理后向加液裝置、去液裝置、供氣裝置發(fā)出加液、去液、補氣信息，并將數(shù)據(jù)信息傳輸給控制機械流水線的電子控制裝置配合完成傳代、 換液等細胞培養(yǎng)過程的機械動作。所述加液裝置中設有醫(yī)用生理鹽水、無需中和的消化酶、 臨床級細胞培養(yǎng)液。所述數(shù)字顯示觸摸屏方便查看細胞培養(yǎng)過程的監(jiān)測數(shù)據(jù)。本發(fā)明的自動生產(chǎn)系統(tǒng)進入細胞培養(yǎng)狀態(tài)，生物反應器的探測裝置對培養(yǎng)過程的各項參數(shù)進行探測；生物反應器的供氣裝置控制細胞生長過程中(X)2的濃度始終保持在 5%，并保持各培養(yǎng)瓶間氣壓恒定；當培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質消耗過多，生物反應器和機械流水線協(xié)同操作換液步驟如下培養(yǎng)瓶受控振蕩10秒鐘后翻轉倒置，培養(yǎng)液由去液接口移除至生物反應器的去液裝置，培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，從生物反應器的加液裝置中經(jīng)加液接口向各自的培養(yǎng)瓶內補充新的培養(yǎng)液，三只培養(yǎng)瓶受控在機械流水線上單獨動作；機械流水線保持各培養(yǎng)瓶的細胞培養(yǎng)溫度37°C恒定，并定期微小振蕩，保證細胞生長的均一性。生物反應器的控制系統(tǒng)通過探測裝置探測各項關鍵參數(shù)變化趨勢，分析、判斷出培養(yǎng)瓶中細胞生長狀況，并計算出細胞傳代的時間及細胞消化所需的各種液體的量，生物反應器和機械流水線協(xié)同操作傳代步驟如下培養(yǎng)瓶受控振蕩10秒鐘后翻轉倒置，培養(yǎng)液由去液接口移除至生物反應器的去液裝置，培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，從生物反應器的加液裝置經(jīng)加液接口向各自的培養(yǎng)瓶內補充生理鹽水；機械流水線振蕩10秒鐘洗滌，培養(yǎng)瓶受控翻轉倒置，生理鹽水由培養(yǎng)瓶的去液接口移除至生物反應器的去液裝置，培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，從生物反應器的加液裝置再經(jīng)加液接口向培養(yǎng)瓶內補充細胞消化所需的酶；機械流水線振蕩培養(yǎng)瓶 37°C消化5分鐘，培養(yǎng)瓶受控翻轉呈90度豎直，細胞懸液經(jīng)收集接口至下一培養(yǎng)瓶培養(yǎng)或者直接移出至細胞收集容器，培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，再從生物反應器的加液裝置經(jīng)加液接口向培養(yǎng)瓶內補充少量培養(yǎng)液，培養(yǎng)瓶受控振蕩10秒鐘后再翻轉呈90度豎直，經(jīng)培養(yǎng)瓶的收集接口將殘留的細胞轉移到下一培養(yǎng)瓶或者收集至細胞收集容器中，三只培養(yǎng)瓶受控在機械流水線上單獨動作。翻轉正置操作，為保證各細胞培養(yǎng)層液體分布均勻，均由機械流水線控制第二或第三培養(yǎng)瓶側翻90度后迅速正置；翻轉倒置操作，為保證第二、第三培養(yǎng)瓶各培養(yǎng)層的培養(yǎng)液、消化液等溶液均能夠完全移除，均由機械流水線控制第二或第三培養(yǎng)瓶側翻90度后停留5秒鐘后緩慢倒置。采用以上技術方案后，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明采用的機械流水線配合生物反應器自動完成細胞培養(yǎng)、換液、傳代、收集等過程的振蕩、翻轉、傾斜90度等動作，實現(xiàn)了細胞的培養(yǎng)由人工到自動化的轉變；在培養(yǎng)過程中可輕微晃動，保證細胞原代培養(yǎng)的均勻，細胞質量差異少；細胞培養(yǎng)采用多層細胞培養(yǎng)瓶靜置培養(yǎng)，可以保證培養(yǎng)的細胞質量與人工常規(guī)培養(yǎng)的細胞無異；培養(yǎng)瓶內多層培養(yǎng)平面疊加節(jié)省了空間，減少了對生物反應器探測探頭數(shù)目的需要，也節(jié)省了其它配套設施，系統(tǒng)使用成本低；采用數(shù)顯的全自動生物反應器對細胞培養(yǎng)過程可視化數(shù)字監(jiān)控，能精確計算傳代及換液的時間、換液量、消化過程中各種液體的用量，實現(xiàn)細胞生產(chǎn)全過程的精確控制， 避免人工操作因素影響，減少培養(yǎng)材料的浪費，培養(yǎng)出的細胞質量穩(wěn)定，滿足細胞的大規(guī)模培養(yǎng)的數(shù)字化實時監(jiān)控，工作效率高；由機械流水線和生物反應器協(xié)同完成細胞自動化生產(chǎn)的全過程，采用全封閉方式進行操作，減少了污染的可能，降低了潔凈廠房及相關儀器耗材的費用。本發(fā)明的數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)通過細胞培養(yǎng)全過程的自動化、流水線培養(yǎng)，減少了人工操作影響因素，大大提高了細胞的培養(yǎng)質量，提高了細胞的穩(wěn)定性，節(jié)約細胞培養(yǎng)成本，細胞培養(yǎng)效率顯著提高。


圖1為本發(fā)明結構示意圖。圖1中生物反應器1，控制系統(tǒng)11，加液裝置12，去液裝置13，供氣裝置14，探測裝置15 ；機械流水線2，電子控制裝置21，電機22，動作臂23，工作架M、25J6 ；第一培養(yǎng)瓶
3、第二培養(yǎng)瓶4，第三培養(yǎng)瓶5。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1所示中的一種臍帶間充質干細胞數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)，包括培養(yǎng)瓶、機械流水線2、生物反應器1。所述的機械流水線2包括電子控制裝置21以及分別與電子控制裝置連接的至少三組機械傳動裝置，所述各機械傳動裝置分別包括工作架M、驅動工作架運動的動作臂23以及驅動動作臂工作的電機22，電機連接電子控制裝置，電子控制裝置與生物反應器的控制系統(tǒng)11連接，每只工作架上放置一培養(yǎng)瓶，每個工作架上還設有與電子控制裝置連接的加熱裝置，實現(xiàn)細胞培養(yǎng)過程對培養(yǎng)瓶的加熱需要。本發(fā)明所述的生物反應器1包括控制系統(tǒng)11、探測裝置15、供氣裝置14、加液裝置12、去液裝置13和數(shù)字顯示觸摸屏，所述探測裝置15、供氣裝置14、加液裝置12、去液裝置13、數(shù)字顯示觸摸屏均與控制系統(tǒng)11連接，所述探測裝置15包括二氧化碳探頭、溫度探頭、PH探頭等若干根探頭，探測裝置的每根探頭和供氣裝置的供氣管均設置于每只培養(yǎng)瓶的瓶蓋上，每根探頭均由各培養(yǎng)瓶的瓶口伸入細胞培養(yǎng)瓶中探測細胞培養(yǎng)過程中所需參數(shù)，并將探測信號發(fā)送給控制系統(tǒng)；供氣裝置14為細胞生長提供所需的氣體并保持各培養(yǎng)瓶間氣壓恒定，供氣裝置的供氣量、加液裝置12的加液量以及去液裝置13的去液量均由控制系統(tǒng)11控制。生物反應器1將探測裝置各探頭的探測信號分析處理后發(fā)出補氣、加液、去液、收集信息，并將數(shù)據(jù)信息傳輸給機械流水線2的電子控制裝置21，電子控制裝置控制動作臂23運動使工作架上的培養(yǎng)瓶完成細胞培養(yǎng)過程的振蕩、傾斜、翻轉90度等機械動作； 加液裝置12中設有醫(yī)用生理鹽水、無需中和的消化酶、臨床級細胞培養(yǎng)液。所述培養(yǎng)瓶包括至少三只培養(yǎng)瓶3、4、5，至少三只培養(yǎng)瓶的瓶蓋和瓶底同在一水平面上放置于機械流水線2的工作架M、25J6上，至少三只培養(yǎng)瓶的瓶蓋上均設置生物反應器的供氣裝置14、探測裝置15 ；至少三只培養(yǎng)瓶的第一培養(yǎng)瓶3為原代細胞的單層培養(yǎng)瓶，第二、三培養(yǎng)瓶4、5為內設有多層細胞培養(yǎng)平面的傳代培養(yǎng)瓶；第一培養(yǎng)瓶3的瓶底設有四個接口分別為加液接口 Al、組織塊添加接口 A2、去液接口 A3和收集接口 A4 ；第二培養(yǎng)瓶4的瓶底設有四個接口分別為加液接口 Bi、細胞添加接口 B2、去液接口 B3和收集接口 B4 ；第三培養(yǎng)瓶5的瓶底部設有四個接口分別為加液接口 Cl、細胞添加接口 C2、去液接口 C3和收集接口 C4 ；第一培養(yǎng)瓶3的加液接口 Al、第二培養(yǎng)瓶4的加液接口 Bi、第三培養(yǎng)瓶 5的加液接口 Cl均連接生物反應器1的加液裝置12，作用是從生物反應器的加液裝置中經(jīng)加液接口補加培養(yǎng)液、消化液等細胞培養(yǎng)所需的相關溶液，且加液接口 A1、B1、C1上均設有 0. 22 μ m過濾器，防止加液污染；第一培養(yǎng)瓶3的去液接口 A3、第二培養(yǎng)瓶4的去液接口 B3、 第三培養(yǎng)瓶5的去液接口 C3均連接生物反應器1的去液裝置13，作用是將已培養(yǎng)細胞的培養(yǎng)液、消化液等溶液從去液接口移向生物反應器的去液裝置，且第一培養(yǎng)瓶3的去液接口 A3上設有孔徑大小為2mm的篩網(wǎng)，防止第一培養(yǎng)瓶去液時組織塊移出；第一培養(yǎng)瓶3的組織塊添加接口 A2是直徑Icm的圓型接口，其作用是添加臍帶華通氏膠組織塊，添加后即封閉，第一培養(yǎng)瓶3的收集接口 A4是將收集的原代細胞送至第二培養(yǎng)瓶4的細胞添加接口 B2，第二培養(yǎng)瓶4的收集接口 B4將收集的傳代細胞送至第三培養(yǎng)瓶5的細胞添加接口 C2， 通過第三培養(yǎng)瓶5的收集接口 C4將最終培養(yǎng)出的細胞收集至細胞收集容器中，第三培養(yǎng)瓶 5收集接口 C4在細胞培養(yǎng)過程中封閉，且收集接口 A4、B4、C4上均設有200目篩網(wǎng)，防止未消化成單細胞的細胞團移出。第二培養(yǎng)瓶4和第三培養(yǎng)瓶5間可增設一個或多個與第二培養(yǎng)瓶結構相同的傳代細胞培養(yǎng)瓶。進一步地，所述第一、二、三培養(yǎng)瓶3、4、5瓶底的若干個接口均設置于培養(yǎng)瓶瓶底的上部或頂部位置，且若干個接口均處于同一水平面上。當培養(yǎng)瓶水平翻轉倒置時，若干個接口均處于下方，方便液體順利地由相應接口流出，當培養(yǎng)瓶受控翻轉呈90度豎直狀態(tài)時，收集接口均位于培養(yǎng)瓶最下方，液體或細胞等能從培養(yǎng)瓶順暢流出，方便快速執(zhí)行細胞傳代換液的相關操作。所述第二、三培養(yǎng)瓶4、5內或第二與第三培養(yǎng)瓶間增設的培養(yǎng)瓶內均設有多層細胞培養(yǎng)平面，每層培養(yǎng)平面的兩側均和細胞培養(yǎng)瓶兩側相接，每層培養(yǎng)平面另外兩側與細胞培養(yǎng)瓶的瓶底和瓶蓋分離且設有高出培養(yǎng)平面4mm的邊界，可與培養(yǎng)瓶兩側圍合成水池狀，水平盛裝4mm高度以下的液體，多層細胞培養(yǎng)平面相互之間為平行不接觸設置。加液時，為保證第二、第三培養(yǎng)瓶各細胞培養(yǎng)層液體分布均勻，均由機械流水線2控制培養(yǎng)瓶側翻90度后迅速正置，當培養(yǎng)瓶側翻90度狀態(tài)時，液體匯集于瓶側下部以及瓶底和瓶蓋處， 當培養(yǎng)瓶瞬間翻轉正置時，培養(yǎng)瓶內液體能立即均勻分布至各層培養(yǎng)平面，充分利用了培養(yǎng)瓶的有效空間；去液時，培養(yǎng)瓶側翻90度后停留5秒鐘，液體匯集于瓶側下部以及瓶底和瓶蓋處，緩慢倒置，液體即完全匯集到培養(yǎng)瓶最下方，液體或細胞等能從培養(yǎng)瓶順暢流出， 方便快速執(zhí)行細胞傳代換液的相關操作。本發(fā)明應用于細胞培養(yǎng)的步驟如下
(1)將無菌采集的臍帶剪成Imm3的組織塊，組織塊經(jīng)培養(yǎng)液重懸后經(jīng)第一培養(yǎng)瓶的組織塊添加接口 A2加入，然后關閉組織塊添加接口 A2，系統(tǒng)進入細胞培養(yǎng)狀態(tài)，生物反應器的探測裝置對培養(yǎng)過程的各項參數(shù)進行探測；
(2)生物反應器控制供氣裝置使細胞生長過程中(X)2的濃度始終保持在5%，并保持培養(yǎng)瓶氣壓恒定；當培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質消耗過多，生物反應器和機械流水線協(xié)同操作換液如下第一培養(yǎng)瓶即原代組織塊培養(yǎng)瓶受控振蕩10秒鐘后翻轉倒置，培養(yǎng)液由去液接口 A3排除，第一培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，經(jīng)加液接口 Al補充新的培養(yǎng)液；
(3)機械流水線保持第一培養(yǎng)瓶中細胞培養(yǎng)溫度37°C恒定，并定期微小振蕩，保證原代細胞貼壁均一；
(4)生物反應器的探測裝置通過探測各項關鍵參數(shù)變化趨勢，分析、判斷出第一培養(yǎng)瓶中的細胞生長狀況，并計算出細胞傳代的時間，細胞消化所需的各種液體的量；
(5)至細胞傳代時，第一培養(yǎng)瓶受控翻轉倒置，培養(yǎng)液由去液接口A3排除，第一培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，經(jīng)加液接口 Al補充生理鹽水，機械流水線振蕩使第一培養(yǎng)瓶洗滌10秒鐘， 第一培養(yǎng)瓶受控翻轉倒置，生理鹽水由去液接口 A3排除，第一培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，再經(jīng)加液接口 Al補充細胞消化所需的酶，機械流水線振蕩培養(yǎng)瓶37°C消化5分鐘，第一培養(yǎng)瓶受控翻轉呈90度豎直，使細胞懸液經(jīng)收集接口 A4轉移至第二培養(yǎng)瓶的細胞添加接口 B2， 第一培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，再經(jīng)加液接口 Al補充少量培養(yǎng)液，機械流水線振蕩培養(yǎng)瓶10秒鐘，第一培養(yǎng)瓶受控翻轉呈90度豎直，使殘留細胞懸液經(jīng)收集接口 A4轉移至第二培養(yǎng)瓶的細胞添加接口 B2 ；
(6)第一培養(yǎng)瓶受控復位，經(jīng)加液接口Al補充培養(yǎng)液，瓶中原代組織塊繼續(xù)培養(yǎng)；
(7)第二培養(yǎng)瓶受控側翻90度后迅速正置以保證各細胞培養(yǎng)層液體分布均勻，靜置培養(yǎng)12小時使細胞貼壁，第二培養(yǎng)瓶受控側翻90度后停留5秒鐘后緩慢倒置，培養(yǎng)液經(jīng)去液接口 B3排除，第二培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，生理鹽水經(jīng)加液接口 Bl加入，第二培養(yǎng)瓶受控側翻90度后迅速正置，機械流水線振蕩洗滌10秒鐘，第二培養(yǎng)瓶受控側翻90度后停留5秒鐘后緩慢倒置，生理鹽水由去液接口 B3排除，第二培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，經(jīng)加液接口 Bl補加新的培養(yǎng)液，第二培養(yǎng)瓶受控側翻90度后迅速正置后靜置培養(yǎng)；探測裝置通過探測各項關鍵參數(shù)變化趨勢，分析、判斷出第二培養(yǎng)瓶中細胞生長狀況，并計算出細胞傳代的時間和細胞消化所需的各種液體的量；
(8)至細胞傳代時，第二培養(yǎng)瓶受控側翻90度后停留5秒鐘后緩慢倒置，培養(yǎng)液由去液接口 B3排除，培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，經(jīng)加液接口 Bl補充生理鹽水，第二培養(yǎng)瓶受控側翻90 度后迅速正置，機械流水線振蕩培養(yǎng)瓶洗滌10秒鐘，培養(yǎng)瓶受控側翻90度后停留5秒鐘后緩慢倒置，生理鹽水由去液接口 B3排除，培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，再經(jīng)加液接口 Bl補充細胞消化所需的酶，第二培養(yǎng)瓶受控側翻90度后迅速正置，機械流水線振蕩培養(yǎng)瓶37°C消化5 分鐘，培養(yǎng)瓶受控翻轉呈90度豎直狀態(tài)，使細胞懸液經(jīng)收集接口 B4轉移至第三培養(yǎng)瓶的細胞添加接口 C2，第二培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，再經(jīng)加液接口 Bl補充少量培養(yǎng)液，第二培養(yǎng)瓶受控側翻90度后迅速正置，機械流水線振蕩培養(yǎng)瓶10秒鐘，第二培養(yǎng)瓶受控翻轉呈90 度豎直狀態(tài)，使殘留細胞懸液經(jīng)收集接口 B4轉移至第三培養(yǎng)瓶的細胞添加接口 C2 ；
(9)第二培養(yǎng)瓶受控復位，等待從第一培養(yǎng)瓶中消化的細胞再次移入培養(yǎng)；
(10)第三培養(yǎng)瓶受控側翻90度后迅速正置以保證各細胞培養(yǎng)層液體分布均勻，靜置培養(yǎng)12小時使細胞貼壁，第三培養(yǎng)瓶受控側翻90度后停留5秒鐘后緩慢倒置，培養(yǎng)液經(jīng)去液接口 C3排除，第三培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，生理鹽水經(jīng)加液接口 Cl加入，第三培養(yǎng)瓶受控側翻90度后迅速正置，機械流水線振蕩洗滌10秒鐘，第三培養(yǎng)瓶受控側翻90度后停留5秒鐘后緩慢倒置，生理鹽水由去液接口 C3排除，第三培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，經(jīng)加液接口 Cl補加新的培養(yǎng)液，第三培養(yǎng)瓶受控側翻90度后迅速正置后靜置培養(yǎng)；探測裝置通過探測各項關鍵參數(shù)變化趨勢，分析、判斷出第三培養(yǎng)瓶中細胞生長狀況，并計算出細胞傳代的時間和細胞消化所需的各種液體的量；
(11)細胞傳代時，第三培養(yǎng)瓶受控側翻90度后停留5秒鐘后緩慢倒置，培養(yǎng)液由去液接口 C3排除，培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，經(jīng)加液接口 Cl補充生理鹽水，第三培養(yǎng)瓶受控側翻90 度后迅速正置，機械流水線振蕩培養(yǎng)瓶洗滌10秒鐘，培養(yǎng)瓶受控側翻90度后停留5秒鐘后緩慢倒置，生理鹽水由去液接口 C3排除，培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，再經(jīng)加液接口 Cl補充細胞消化所需的酶，第三培養(yǎng)瓶受控側翻90度后迅速正置，機械流水線振蕩培養(yǎng)瓶37°C消化5 分鐘，培養(yǎng)瓶受控翻轉呈90度豎直狀態(tài)，使細胞懸液經(jīng)收集接口 C4轉移至細胞收集容器中，第三培養(yǎng)瓶受控翻轉正置，再經(jīng)加液接口 Cl補充少量培養(yǎng)液，第三培養(yǎng)瓶受控側翻90度后迅速正置，機械流水線振蕩培養(yǎng)瓶10秒鐘，第三培養(yǎng)瓶受控側翻90度后停留5秒鐘后緩慢倒置，使殘留細胞懸液經(jīng)收集接口 C4轉移至細胞收集容器中；
(12)從第一培養(yǎng)瓶中長出的細胞，重復上述步驟0)-(11)操作3次后，此來源的臍帶間充質干細胞培養(yǎng)的操作結束；
(13)細胞收集容器中收集的細胞經(jīng)簡單的洗滌即可得到臨床用的臍帶間充質干細胞。
權利要求
1.一種臍帶間充質干細胞數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)，包括培養(yǎng)瓶、機械流水線O)、生物反應器(1)，生物反應器包括控制系統(tǒng)(11)、探測裝置(15)、供氣裝置(14)、加液裝置(12)、 去液裝置(1 和數(shù)字顯示觸摸屏，其特征是所述培養(yǎng)瓶包括至少三只培養(yǎng)瓶(3，4，5)，至少三只培養(yǎng)瓶均設置于機械流水線(2)上，至少三只培養(yǎng)瓶的瓶蓋上均設置生物反應器的供氣裝置(14)和探測裝置(1 ；至少三只培養(yǎng)瓶的第一培養(yǎng)瓶C3)為原代細胞培養(yǎng)瓶，第一培養(yǎng)瓶的瓶底設有四個接口分別為加液接口 Al、組織塊添加接口 A2、去液接口 A3和收集接口 A4，加液接口 Al和去液接口 A3均連接生物反應器；所述第二培養(yǎng)瓶(4)為傳代細胞培養(yǎng)瓶，第二培養(yǎng)瓶的瓶底設有四個接口分別為加液接口 Bi、細胞添加接口 B2、去液接口 B3和收集接口 B4，細胞添加接口 B2連接第一培養(yǎng)瓶收集接口 A4，加液接口 Bl和去液接口 B3均連接生物反應器；所述第三培養(yǎng)瓶(5)是傳代細胞培養(yǎng)瓶，第三培養(yǎng)瓶的瓶底部設有四個接口分別為加液接口 Cl、細胞添加接口 C2、去液接口 C3和收集接口 C4，細胞添加接口 C2連接第二培養(yǎng)瓶收集接口 B4，加液接口 Cl和去液接口 C3均連接生物反應器；第一培養(yǎng)瓶組織塊添加接口 A2是在組織塊添加后即封閉，第三培養(yǎng)瓶收集接口 C4是在細胞培養(yǎng)過程中封閉、細胞收集時外接細胞收集容器。
2.根據(jù)權利要求1所述的臍帶間充質干細胞數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是所述加液接口 Al、Bi、Cl外接生物反應器內的加液裝置，且加液接口 Al、Bi、Cl上設有過濾器；所述去液接口 A3、B3、C3外接生物反應器內的去液裝置，且去液接口 A3上設有篩網(wǎng)；所述收集接口 A4、B4、C4上設有篩網(wǎng)。
3.根據(jù)權利要求1所述的臍帶間充質干細胞數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是所述第二、三培養(yǎng)瓶G，5)內設有多層細胞培養(yǎng)平面，所述每層培養(yǎng)平面兩側均和細胞培養(yǎng)瓶兩側相接，每層培養(yǎng)平面另外兩側與細胞培養(yǎng)瓶的瓶底和瓶蓋分離且設有高出培養(yǎng)平面4mm 的邊界圍成水池狀，多層細胞培養(yǎng)平面相互之間為平行不接觸設置。
4.根據(jù)權利要求1所述的臍帶間充質干細胞數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是所述第二培養(yǎng)瓶(4)和第三培養(yǎng)瓶(5)間可增設一個或多個與第二培養(yǎng)瓶結構相同的傳代細胞培養(yǎng)瓶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種臍帶間充質干細胞數(shù)字化自動生產(chǎn)系統(tǒng)，采用培養(yǎng)瓶作為細胞生長載體，聯(lián)合機械流水線及數(shù)字化全自動生物反應器構建而成。所述培養(yǎng)瓶包括放置在機械流水線上且外接生物反應器的三只培養(yǎng)瓶；機械流水線包括機械傳動裝置和電子控制裝置，電子控制裝置根據(jù)生物反應器的處理數(shù)據(jù)控制機械傳動裝置使培養(yǎng)瓶在此流水線中完成振蕩、翻轉、傾斜90度等動作；生物反應器包括控制系統(tǒng)、探測裝置、供氣裝置、加液裝置、去液裝置，根據(jù)探測裝置監(jiān)控細胞培養(yǎng)過程中的關鍵參數(shù)經(jīng)生物反應器分析處理后協(xié)同機械流水線自動完成送氣、加液、去液、收集操作從而實現(xiàn)細胞培養(yǎng)全過程，臍帶組織塊在此自動生產(chǎn)系統(tǒng)中可擴增臍帶間充質干細胞至109。
文檔編號C12M1/38GK102250767SQ20111017671
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權日2011年6月28日
發(fā)明者李偉, 楊兵 申請人:江蘇省北科生物科技有限公司