АППАРАТ ДЛЯ ОБЪЁМНОГО ИНКУБИРОВАНИЯ КЛЕТОК Российский патент 2023 года по МПК C12M1/00 C12M1/04 

Изобретение относится к области регенеративной медицины в части, касающейся выращивания клеток в гидрогеле для создания объемных моделей органов или тканей при использовании аддитивной технологии 3D-биопринтинга.

Известен аппарат для объемного инкубирования клеток, включающий корпус, заполненный гидрогелем с иммобилизованными клетками микроорганизмов, ветвящиеся микроканалы выполненные в гидрогеле с иммобилизованными клетками микроорганизмов (Б.Г. Покусаев, А.В. Вязьмин, Н.С.Захарова, Д.П. Храмцов, Д.А. Некрасов Нестационарный массоперенос питательных веществ в гелях с каналами различной пространственной структуры // Теоретические основы химической технологии, 2020, Т. 54, N 2, С. 163-175).

Недостатком известного аппарата для объемного инкубирования клеток является то, что не обеспечивается достаточно эффективный подвод кислорода к иммобилизованным в гель клеткам микроорганизмов и отвод выделяемого клетками углекислого газа.

Целью данного изобретения является обеспечение высокоэффективного подвода кислорода к иммобилизованным в гидрогель клеткам микроорганизмов и отвод выделяемого клетками углекислого газа во всем объеме реакционного пространства аппарата для объемного инкубирования клеток, что необходимо для обеспечения метаболизма клеток.

Указанная цель достигается тем, что известный аппарат для объемного инкубирования клеток, включающий корпус, заполненный гидрогелем с иммобилизованными клетками микроорганизмов, ветвящиеся микроканалы выполненные в гидрогеле с иммобилизованными клетками микроорганизмов, снабжен крышкой, емкостью с водой, барботером, держателем, калорифером, вентилятором, ветвящимся фитилем, расположенным в микроканалах, одна часть ветвящегося фитиля помещена в емкость с водой, а другая закреплена на держателе, держатель выполнен в виде диска и установлен на стойках на крышке, емкость с водой соединена с нижней частью корпуса и снабжена отверстием отвода воздуха и штуцерами для залива и для слива воды, барботер расположен в емкости с водой, калорифер и вентилятор установлены на крышке с возможностью обдува теплым воздухом части фитиля между крышкой и держателем.

На фиг. 1 показан вид спереди аппарата для объемного инкубирования клеток, а на фиг. 2 - вид сверху.

Аппарат для объемного инкубирования клеток состоит из корпуса 1, заполненного гидрогелем с иммобилизованными клетками микроорганизмов 2, ветвящихся микроканалов 3, выполненных в гидрогеле с иммобилизованными клетками микроорганизмов 2, емкостью с водой 4, барботера 5, держателя 6, калорифера 7, вентилятора 8, ветвящегося фитиля 9, крышки 10, ветвящийся фитиль 9 расположен в микроканалах 3, одна часть фитиля помещена в емкость с водой 4, а другая закреплена на держателе 6, держатель выполнен в виде диска и установлен на стойках 11 на крышке 10, емкость с водой 4 соединена с нижней частью корпуса 1 и снабжена отверстием 12 для отвода воздуха и штуцерами 13 и 14 для залива и для слива воды, соответственно, барботер 5 расположен в емкости с водой 4, калорифер 7 и вентилятор 8 установлены на крышке 10 с возможностью обдува теплым воздухом части ветвящегося фитиля 9 между крышкой 10 и держателем 6.

Аппарат для объемного инкубирования клеток работает следующим образом. В корпус 1 помещают ветвящийся фитиль 9, затем корпус 1 заполняется гидрогелем с иммобилизованными в нем клетками 2, В результате в гидрогеле формируются микроканалы 3, с расположенным в них ветвящимся фитилем 9. Один конец ветвящегося фитиля 9 помещают в емкость с водой 4, вода насыщается кислородом воздуха с помощью барботера 5. Другой конец ветвящегося фитиля 9 фиксируют на держателе 6. С помощью вентилятора 8 и калорифера 7 часть ветвящегося фитиля 9 между крышкой 10 и держателем 6 обдувается теплым воздухом. В результате ветвящийся фитиль 9 начинает работать как капиллярный насос. Растворенный в емкости с водой 4 кислород воздуха вместе с водой через ветвящийся фитиль 9 поступает в объем гидрогеля с иммобилизованными клетками микроорганизмов 2 и через стенки микроканалов 3 диффундирует к иммобилизованным в гидрогеле клеткам, что необходимо для их роста и деления. Углекислый газ, являющийся продуктом жизнедеятельности клеток, в свою очередь, поступает обратно в ветвящийся фитиль 9, растворяется в воде и вместе с ней поднимается по ветвящемуся фитилю 9. Далее растворенный в воде углекислый газ переходит в газообразное состояние в области ветвящегося фитиля 9 между крышкой 10 и держателем 6 и вместе с парами воды отводится воздухом, нагнетаемым вентилятором 8.

Таким образом, предложенное изобретение повышает метаболизм клеток микроорганизмов за счет обеспечения эффективного подвода кислорода к иммобилизованным в гидрогель клеткам микроорганизмов и отвода выделяемого ими углекислого газа во всем объеме гидрогеля, который может применяться для создания объемных моделей органов или тканей при использовании аддитивной технологии 3D-биопринтинга.

Изобретение относится к области регенеративной медицины в части, касающейся выращивания клеток в гидрогеле для создания объемных моделей органов или тканей при использовании аддитивной технологии 3D-биопринтинга. Аппарат для объемного инкубирования клеток включает корпус, заполненный гидрогелем с иммобилизованными клетками микроорганизмов, и ветвящиеся микроканалы, выполненные в гидрогеле с иммобилизованными клетками микроорганизмов. Аппарат снабжен крышкой, емкостью с водой, барботером, держателем, калорифером, вентилятором, ветвящимся фитилем, расположенным в микроканалах. Одна часть ветвящегося фитиля помещена в емкость с водой, а другая закреплена на держателе. Держатель выполнен в виде диска и установлен на стойках на крышке. Ёмкость с водой соединена с нижней частью корпуса и снабжена отверстием для отвода воздуха и штуцерами для залива и для слива воды. Барботер расположен в емкости с водой. Калорифер и вентилятор установлены на крышке с возможностью обдува теплым воздухом части ветвящегося фитиля между крышкой и держателем. Изобретение обеспечивает высокоэффективный подвод кислорода к иммобилизованным в гидрогель клеткам микроорганизмов и отвод выделяемого клетками углекислого газа во всем объеме реакционного пространства аппарата для объемного инкубирования клеток, что необходимо для обеспечения метаболизма клеток. 2 ил.

Аппарат для объемного инкубирования клеток, включающий корпус, заполненный гидрогелем с иммобилизованными клетками микроорганизмов, ветвящиеся микроканалы, выполненные в гидрогеле с иммобилизованными клетками микроорганизмов, отличающийся тем, что аппарат для объемного инкубирования клеток снабжен крышкой, емкостью с водой, барботером, держателем, калорифером, вентилятором, ветвящимся фитилем, расположенным в микроканалах, одна часть ветвящегося фитиля помещена в емкость с водой, а другая закреплена на держателе, держатель выполнен в виде диска и установлен на стойках на крышке, емкость с водой соединена с нижней частью корпуса и снабжена отверстием для отвода воздуха и штуцерами для залива и для слива воды, барботер расположен в емкости с водой, калорифер и вентилятор установлены на крышке с возможностью обдува теплым воздухом части ветвящегося фитиля между крышкой и держателем.