本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)實驗領(lǐng)域，尤其是涉及一種腫瘤微血管自組裝發(fā)生系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

實體腫瘤生長是血管依賴性的，直徑超過2mm的組織就需要血管供給營養(yǎng)。腦腫瘤的血管發(fā)生也是一樣。研究腦腫瘤的血管發(fā)生機制是研究腫瘤發(fā)生進展和靶向腫瘤血管的抗腫瘤藥物的重點，也是難點。難點在于沒有理想的體外腫瘤血管發(fā)生的模型。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供腫瘤微血管自組裝發(fā)生系統(tǒng)，能夠解決上述問題中的至少一個。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了腫瘤微血管自組裝發(fā)生系統(tǒng)，包括腫瘤微球柱和脈動系統(tǒng)，腫瘤微球柱包括灌流柱和位于灌流柱內(nèi)的腫瘤微球，灌流柱的兩端均設(shè)有微孔濾膜；脈動系統(tǒng)包括蠕動泵、脈沖活塞泵、旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)支架、儲液瓶、氧合器、過濾器和緩沖瓶。

灌流柱、儲液瓶、氧合器和緩沖瓶依次首尾連通，形成一個循環(huán)通道，儲液瓶和緩沖瓶當中主要存儲有液體的培養(yǎng)基，緩沖瓶上連接有第一脈沖管路和第二脈沖管路，第一脈沖管路上設(shè)有第一單向閥，第二脈沖管路上設(shè)有第二單向閥和第三單向閥，第一單向閥、第二單向閥和第三單向閥的液流方向均為從緩沖瓶流向灌流柱，蠕動泵位于第一單向閥和灌流柱之間，脈沖活塞泵與第二脈沖管路相連通，脈沖活塞泵位于第二單向閥和第三單向閥之間，脈沖活塞泵作往復(fù)活塞運動。

第一脈沖管路和第二脈沖管路的末端均與灌流柱的入口相連通，灌流柱設(shè)置于旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)支架上，旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)支架上設(shè)有電機，電機能夠驅(qū)動灌流柱在旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)支架上進行旋轉(zhuǎn)動作。

灌流柱的出口與儲液瓶相連通，儲液瓶上還設(shè)有加樣管，儲液瓶的出口與氧合器的入口相連接，氧合器的出口經(jīng)由過濾器與緩沖瓶相連通。

其有益效果是，工作過程當中，首先打開蠕動泵開始灌流，緩沖瓶內(nèi)的流體經(jīng)由第一脈沖管路形成流體的循環(huán)，此時的流體是穩(wěn)流的，保持整個系統(tǒng)培養(yǎng)的循環(huán)。同時，另外打開脈沖活塞泵，由于脈沖活塞泵是作往復(fù)活塞運動的，當脈沖活塞泵做抽取操作時，緩沖瓶內(nèi)流體經(jīng)由第二脈沖管路順向通過第一單向閥，然后脈沖活塞泵做反向的推注操作，流體此時被第一單向閥反向阻擋了，只能經(jīng)由第二單向閥順向通過，此時對于灌流柱而言，會突然脈沖式地涌入更多的液體，給灌流柱中的腫瘤微球體施加液流和流體剪切力；結(jié)合模擬肺部換氣裝置的氧合器供給氧氣去除二氧化碳，最終模擬出體內(nèi)腫瘤微血管的發(fā)生的情形。液體經(jīng)由灌流柱回流到儲液瓶，儲液瓶上的加樣管可以用于添加一些其它物質(zhì)，例如藥物、生長因子、血管發(fā)生因子、新鮮培養(yǎng)基等，氧合器可以把系統(tǒng)當中的CO₂排除，加入新鮮無菌氧氣，模擬肺的功能，達到換氣目的。

在一些實施方式當中，緩沖瓶和灌流柱之間設(shè)有壓力表，灌流柱和儲液瓶之間設(shè)有調(diào)壓閥。其有益效果是，在灌流的過程當中，可以根據(jù)壓力表讀數(shù)了解系統(tǒng)液體壓力，從而通過調(diào)壓閥調(diào)整系統(tǒng)液流壓力。

在一些實施方式當中，微孔濾膜的孔徑為0.22μm。其有益效果是，這個孔徑剛好可以通過脈沖液流，但可以防止細胞通過和流失。

在一些實施方式當中，腫瘤微球的制備方法是由三軸同軸針頭制得，三軸同軸針頭的三層分別連接到第一注射泵、第二注射泵和第三注射泵，內(nèi)層的第一注射泵上連接有膠質(zhì)瘤干細胞、腦微血管內(nèi)皮細胞、間充質(zhì)干細胞和纖維蛋白原的混合懸液，細胞為高濃度懸液，濃度在1×10⁷至1×10⁸/ml之間；中間層的第二注射泵上連接有海藻酸鈉溶液，濃度為2％至4％之間，海藻酸鈉溶液中混合有20U/ml的凝血酶，外層的的第三注射泵上連接為氯化鈣溶液，濃度為1％至5％，調(diào)整三個注射泵的速度和流量，從三軸同軸針頭獲取一滴一滴的球體，球體滴入氯化鈣溶液接收池，鈣離子交聯(lián)海藻酸鈉使其迅速形成交聯(lián)凝膠結(jié)構(gòu)，包裹著中心層的高濃度細胞懸液得到細胞微球，最后，將細胞微球經(jīng)無菌三蒸水沖洗2遍取出多余的鈣離子后得到腫瘤微球。其有益效果是，通過上述方法，可以方便的得到帶有腫瘤細胞和間質(zhì)細胞的腫瘤微球。

在一些實施方式當中，灌流柱的兩端為漏斗狀，漏斗狀的端部設(shè)有旋轉(zhuǎn)連接頭，旋轉(zhuǎn)連接頭設(shè)置于旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)支架上，旋轉(zhuǎn)連接頭與電機相連接。其有益效果是，通過漏斗狀端部，可以保證灌流柱內(nèi)的腫瘤微球盡量保持在灌流柱內(nèi)，同時設(shè)置旋轉(zhuǎn)連接頭后，通過與電機的驅(qū)動連接，通過電機來帶動旋轉(zhuǎn)連接頭轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)連接頭剛好又可以帶動整個灌流柱轉(zhuǎn)動，從而促進灌流柱內(nèi)的細胞的生長和重新，促進組織的生成。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施方式的腫瘤微血管自組裝發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是本發(fā)明實施方式的腫瘤微球制作原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1至2對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖1所示，本發(fā)明的實施方式的腫瘤微血管自組裝發(fā)生系統(tǒng)，包括腫瘤微球柱和脈動系統(tǒng)，腫瘤微球柱包括灌流柱1和位于灌流柱1內(nèi)的腫瘤微球，灌流柱1的兩端均設(shè)有微孔濾膜2；脈動系統(tǒng)包括包括蠕動泵3、脈沖活塞泵4、旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)支架5、儲液瓶6、氧合器7、過濾器8和緩沖瓶9。

灌流柱1、儲液瓶6、氧合器7和緩沖瓶9依次首尾連通，形成一個循環(huán)通道，儲液瓶6和緩沖瓶9當中主要存儲有液體的培養(yǎng)基，緩沖瓶9上連接有第一脈沖管路10和第二脈沖管路11，第一脈沖管路10上設(shè)有第一單向閥12，第二脈沖管路11上設(shè)有第二單向閥13和第三單向閥14，第一單向閥12、第二單向閥13和第三單向閥14的液流方向均為從緩沖瓶9流向灌流柱1，蠕動泵3位于第一單向閥12和灌流柱1之間，脈沖活塞泵4與第二脈沖管路11相連通，脈沖活塞泵4位于第二單向閥13和第三單向閥14之間，脈沖活塞泵4作往復(fù)活塞運動。

第一脈沖管路10和第二脈沖管路11的末端均與灌流柱1的入口相連通，灌流柱1設(shè)置于旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)支架5上，旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)支架5上設(shè)有電機15，電機15能夠驅(qū)動灌流柱1在旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)支架5上進行旋轉(zhuǎn)動作。

灌流柱1的出口與儲液瓶6相連通，儲液瓶6上還設(shè)有加樣管16，儲液瓶6的出口與氧合器7的入口相連接，氧合器7的出口經(jīng)由過濾器8與緩沖瓶9相連通。

工作過程當中，首先打開蠕動泵3開始灌流，緩沖瓶9內(nèi)的流體經(jīng)由第一脈沖管路10形成流體的循環(huán)，此時的流體是穩(wěn)流的，保持整個系統(tǒng)培養(yǎng)的循環(huán)。同時，另外打開脈沖活塞泵4，由于脈沖活塞泵4是作往復(fù)活塞運動的，當脈沖活塞泵4做抽取操作時，緩沖瓶9內(nèi)流體經(jīng)由第二脈沖管路11順向通過第一單向閥12，然后脈沖活塞泵4做反向的推注操作，流體此時被第一單向閥12反向阻擋了，只能經(jīng)由第二單向閥13順向通過，此時對于灌流柱1而言，會突然脈沖式地涌入更多的液體，從而形成一個脈沖狀的流體通過，從而模擬心臟搏動引起的脈沖流體，最終模擬出腫瘤微血管發(fā)生的情形。液體經(jīng)由灌流柱1回流到儲液瓶6，儲液瓶6上的加樣管16可以用于添加一些其它物質(zhì)，例如藥物、生長因子、血管發(fā)生因子、新鮮培養(yǎng)基等，氧合器7可以把系統(tǒng)當中的CO₂排除，加入新鮮無菌氧氣，模擬肺的功能，達到換氣目的。

通常，緩沖瓶9和灌流柱1之間設(shè)有壓力表17，灌流柱1和儲液瓶6之間設(shè)有調(diào)壓閥18。其有益效果是，在灌流的過程當中，可以根據(jù)壓力表17讀數(shù)了解系統(tǒng)液體壓力，從而通過調(diào)壓閥18調(diào)整系統(tǒng)液流壓力。本發(fā)明當中，微孔濾膜2的孔徑為0.22μm。這個孔徑剛好可以通過脈沖液流，但可以防止細胞通過和流失。

如圖2所示，腫瘤微球的制備方法是由三軸同軸針頭19制得，三軸同軸針頭19的三層分別連接到第一注射泵20、第二注射泵21和第三注射泵22，內(nèi)層的第一注射泵上20連接有膠質(zhì)瘤干細胞、腦微血管內(nèi)皮細胞、間充質(zhì)干細胞和纖維蛋白原的混合懸液，細胞為高濃度懸液，濃度在1×10⁷至1×10⁸/ml之間；中間層的第二注射泵21上連接有海藻酸鈉溶液，濃度為2％至4％之間，海藻酸鈉溶液中混合有20U/ml的凝血酶，外層的的第三注射泵22上連接為氯化鈣溶液，濃度為1％至5％，調(diào)整三個注射泵的速度和流量，從三軸同軸針頭19獲取一滴一滴的球體，球體滴入氯化鈣溶液接收池，鈣離子交聯(lián)海藻酸鈉使其迅速形成交聯(lián)凝膠結(jié)構(gòu)，包裹著中心層的高濃度細胞懸液得到細胞微球，最后，將細胞微球經(jīng)PBS沖洗2遍取出多余的鈣離子后得到腫瘤微球。其有益效果是，通過上述方法，可以方便的得到帶有腫瘤細胞的腫瘤微球。

本發(fā)明的灌流柱1的兩端為漏斗狀，漏斗狀的端部設(shè)有旋轉(zhuǎn)連接頭23，旋轉(zhuǎn)連接頭23設(shè)置于旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)支架5上，旋轉(zhuǎn)連接頭23與電機15相連接。其有益效果是，通過漏斗狀端部，可以保證灌流柱1內(nèi)的腫瘤微球盡量保持在灌流柱1內(nèi)，同時設(shè)置旋轉(zhuǎn)連接頭23后，通過與電機15的驅(qū)動連接，通過電機15來帶動旋轉(zhuǎn)連接頭23轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)連接頭23剛好又可以帶動整個灌流柱1轉(zhuǎn)動，從而促進灌流柱1內(nèi)的細胞的生長和重新，促進組織的生成。

以上的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。