一種用于人工角膜重建的細(xì)胞種植模型的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療研究技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于組織工程人工角膜重建時，在任意載體支架上種植角膜內(nèi)皮細(xì)胞和/或角膜上皮細(xì)胞的模型
【背景技術(shù)】
[0002]角膜是位于眼睛最前端的透明組織，由上皮細(xì)胞層、基質(zhì)層和內(nèi)皮細(xì)胞層構(gòu)成。角膜上皮細(xì)胞(corneal epithelial cells)由于其特殊位置和結(jié)構(gòu)，很容易受到微生物入侵、機(jī)械創(chuàng)傷、化學(xué)燒傷和熱力燙傷等。角膜緣干細(xì)胞(corneal limbal epithelialcells)是角膜上皮細(xì)胞更新及再生的源泉。很多嚴(yán)重的眼表疾病如Stevens-Johnson綜合征和眼瘢痕性類天皰瘡、眼部感染和外傷等都會導(dǎo)致角膜緣干細(xì)胞缺乏，進(jìn)而導(dǎo)致角膜上皮失去再生和修復(fù)能力而致盲。角膜最內(nèi)層由單層角膜內(nèi)皮細(xì)胞(corneal endothelialcells)組成，其物理屏障和離子栗功能對于維持角膜正常厚度、半脫水狀態(tài)及透明性至關(guān)重要，內(nèi)皮細(xì)胞密度必須保持在臨界值400-500個/mm2以上才能維持角膜的通透性。由于體內(nèi)角膜內(nèi)皮細(xì)胞在體內(nèi)增殖受限，角膜內(nèi)皮層損傷修復(fù)的主要方式為內(nèi)皮細(xì)胞體積增大和周邊的細(xì)胞迀移，損耗過多會導(dǎo)致角膜水腫、透明性下降進(jìn)而影響視功能，甚至導(dǎo)致角膜內(nèi)皮盲。3據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)，每年全世界有490萬患者因?yàn)榻悄ぜ膊《旅?。對于這部分病人，角膜移植是唯一的治愈手段。在中國這個人口大國，眼病盲約有1233萬人，占全世界盲人總數(shù)的18%，是世界上盲人最多的國家。其中，角膜病是我國的第二大致盲眼病，角膜盲是我國目前最難解決的瓶頸，患者超過300萬人，且每年新增20萬人，但受到供體角膜材料的短缺及供體角膜細(xì)胞低質(zhì)量等因素的制約，現(xiàn)在每年僅約1萬人能通過角膜移植手術(shù)得到復(fù)明。4
[0003]近5年，我國在角膜病的基礎(chǔ)和臨床方面的研究已取得較大成績，尤其在組織工程角膜研究方面，臨床研究已取得了較好的初步效果。組織工程角膜重建為角膜盲患者帶來了新的希望。重建的關(guān)鍵是利用種子細(xì)胞以及載體支架構(gòu)建完成人工角膜。目前種子細(xì)胞的獲取已相當(dāng)成熟，以各種材料為載體支架進(jìn)行角膜細(xì)胞培養(yǎng)與移植的實(shí)驗(yàn)研究開展廣泛。5 8但是，現(xiàn)階段并沒有成熟并規(guī)范的細(xì)胞種植模型。大部分研究是將載體支架直接放置于培養(yǎng)皿中進(jìn)行細(xì)胞種植。使用這個種植方法在支架表面種植細(xì)胞時細(xì)胞易發(fā)生移行，生長至載體支架的另一面，無法保證細(xì)胞的純度；并且在夾取操作時易損傷支架表面的角膜細(xì)胞，導(dǎo)致體內(nèi)細(xì)胞密度下降。9“°另外，載體支架為了保持極佳的透明度及適宜的機(jī)械屬性，多數(shù)都具有硬度不夠，種植細(xì)胞及移植操作困難的缺點(diǎn)。特別是進(jìn)行成分角膜移植時，因?yàn)閮H對部分厚度的角膜進(jìn)行重建，所以所需的載體支架厚度非常薄，內(nèi)皮重建時支架厚度僅為ΙΟΟμπι。在如此脆弱的載體支架上進(jìn)行細(xì)胞種植操作顯得格外困難。對支架的夾取、翻轉(zhuǎn)等處理都極易損傷表面的細(xì)胞甚至支架本身。而種植細(xì)胞的效果會直接影響人工角膜在體內(nèi)移植的治療效果。即使是使用了優(yōu)良的種子細(xì)胞，如果種植過程中細(xì)胞純度和密度達(dá)不到要求，均會導(dǎo)致移植的失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種新型的的細(xì)胞種植模型，以避免載體支架在細(xì)胞種植過程中發(fā)生的移位、蜷曲問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種用于人工角膜重建的細(xì)胞種植模型，包括一用于細(xì)胞種植的載體支架以及一用于支撐所述載體支架的支撐殼體。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述支撐殼體包括一第一管體與一第二管體，所述載體支架的外緣形成一固定區(qū)域，所述固定區(qū)域夾緊固定于所述第一管體與所述第二管體的管口之間，所述載體支架正對所述第一管體的表面形成一第一種植面，所述載體支架正對所述第二管體的表面形成一第二種植面。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述支撐殼體進(jìn)一步包括一第三管體，所述第三管體套設(shè)于所述第一管體與所述第二管體外側(cè)，且包覆固定于所述固定區(qū)域。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述載體支架與所述支撐殼體置于一培養(yǎng)皿內(nèi)。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述固定區(qū)域?yàn)橐环忾]環(huán)形區(qū)域。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述封閉環(huán)形區(qū)域的寬度為1-2_。
[0011]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的模型通過將載體支架先固定于硅膠材質(zhì)的支撐殼體中，然后再置于培養(yǎng)皿中進(jìn)行細(xì)胞種植，支撐殼體對載體支架尤其是薄層支架具有良好的支撐作用，可使種植過程中載體支架不易發(fā)生移位、蜷曲，且通過第一管體與第二管體的隔離使得種植的細(xì)胞也無法移行至載體支架的另一種植面，能保證種植細(xì)胞的密度和純度。同時，此模型構(gòu)建的人工角膜具有1-2_的環(huán)形固定區(qū)域，其在后續(xù)操作中可以作為操作區(qū)，夾取等操作可通過環(huán)形固定區(qū)域完成，不易損傷表面種植的角膜細(xì)胞。更重要的是，通過對此種植模型進(jìn)行簡單地翻轉(zhuǎn)，即可同時完成角膜內(nèi)皮和角膜上皮的種植。整個過程不用單獨(dú)操作載體支架，對種植的細(xì)胞干擾小，成功率高。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明細(xì)胞種植模型的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明細(xì)胞種植模型的結(jié)構(gòu)分解示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明細(xì)胞種植模型的操作過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為利于對本發(fā)明的工作原理的了解，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0016]參照圖1、2所示，本發(fā)明的用于人工角膜重建的細(xì)胞種植模型1主要包括一載體支架10以及一支撐殼體20，其中:
[0017]載體支架10用于細(xì)胞種植，其包括一第一種植面11與一第二種植面12，位于第一種植面11與第二種植面12的外緣設(shè)有一封閉的環(huán)形固定區(qū)域13，作為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，該封閉的環(huán)形固定區(qū)域13寬度設(shè)計(jì)為1-2_。
[0018]支撐殼體20用于支撐載體支架10，其包括第一管體21，一第二管體22以及一第三管體23，上述的固定區(qū)域13夾設(shè)固定于述第一管體21與所述第二管體22的管口之間從而對載體支架10形成支撐作用，使之不會發(fā)生移位、蜷曲，且保持第一種植面11與一第二種植面12成型，第一種植面11正對第一管體21，第二種植面12正對第二管體22 ;進(jìn)一步的，第三管體23套設(shè)于所述第一管體21與所述第二管體22外側(cè)，且包覆固定于所述固定區(qū)域13 ;作為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，該第一管體21，第二管體22以及第三管體23采用硅膠材質(zhì)。
[0019]配合圖3所述，本發(fā)明細(xì)胞種植模型1在操作時，首先將支撐載體支架10夾緊固定于第一管體21，第二管體22以及第三管體23上，然后將支撐載體支架10連同支撐殼體20 一起置于一培養(yǎng)皿30中，放置方式為先將第二管體22朝下，使其管口支撐于培養(yǎng)皿30的底部；然后，在第一管體21中滴入培養(yǎng)基質(zhì)40，在第一種植面11上進(jìn)行角膜內(nèi)皮細(xì)胞50的種植；待種植后5-7天，對該細(xì)胞種植模型1進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，使第一管體21朝下且支撐于培養(yǎng)皿30的底部，此時在第二管體22中滴入培養(yǎng)基質(zhì)40，在第二種植面12上進(jìn)行角膜上皮細(xì)胞60的種植。
[0020]本發(fā)明使用硅膠管模型對載體支架進(jìn)行固定后再進(jìn)行細(xì)胞種植，可對各種支架尤其是薄層支架起到良好的支撐作用，種植過程中載體支架不易發(fā)生移位、蜷曲；且因?yàn)楣枘z管的阻隔作用，種植的細(xì)胞將無法移行至載體支架的另一面，保證了細(xì)胞的純度。同時，因?yàn)楣枘z管固定區(qū)域的載體支架上不會有細(xì)胞的種植，此模型構(gòu)建的人工角膜將具有1_2_的圓環(huán)形操作區(qū)，夾取及移植操作時可通過環(huán)形去進(jìn)行，而不易損傷表面種植的角膜細(xì)胞。更重要的是，通過對此種植模型簡單地翻轉(zhuǎn)，即可先后完成角膜內(nèi)皮和角膜上皮在支架上的共同種植。整個過程不用夾取操作載體支架，對種植細(xì)胞的干擾小，成功率高。真正具有種植效果良好、制作簡單方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。
[0021]以上結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于人工角膜重建的細(xì)胞種植模型，其特征在于包括一用于細(xì)胞種植的載體支架以及一用于支撐所述載體支架的支撐殼體。2.如權(quán)利要求1所述的細(xì)胞種植模型，其特征在于:所述支撐殼體包括一第一管體與一第二管體，所述載體支架的外緣形成一固定區(qū)域，所述固定區(qū)域夾緊固定于所述第一管體與所述第二管體的管口之間，所述載體支架正對所述第一管體的表面形成一第一種植面，所述載體支架正對所述第二管體的表面形成一第二種植面。3.如權(quán)利要求2所述的細(xì)胞種植模型，其特征在于:所述支撐殼體進(jìn)一步包括一第三管體，所述第三管體套設(shè)于所述第一管體與所述第二管體外側(cè)，且包覆固定于所述固定區(qū)域。4.如權(quán)利要求1所述的細(xì)胞種植模型，其特征在于:所述載體支架與所述支撐殼體置于一培養(yǎng)皿內(nèi)。5.如權(quán)利要求2所述的細(xì)胞種植模型，其特征在于:所述固定區(qū)域?yàn)橐环忾]環(huán)形區(qū)域。6.如權(quán)利要求2所述的細(xì)胞種植模型，其特征在于:所述封閉環(huán)形區(qū)域的寬度為l-2mm07.如權(quán)利要求1所述的細(xì)胞種植模型，其特征在于:支撐殼體為硅膠材質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于人工角膜重建的細(xì)胞種植模型，包括一用于細(xì)胞種植的載體支架以及一用于支撐所述載體支架的支撐殼體。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的模型通過將載體支架先固定于硅膠材質(zhì)的支撐殼體中，然后再置于培養(yǎng)皿中進(jìn)行細(xì)胞種植，支撐殼體對載體支架尤其是薄層支架具有良好的支撐作用，可使種植過程中載體支架不易發(fā)生移位、蜷曲。
【IPC分類】C12M3/00
【公開號】CN105331539
【申請?zhí)枴緾N201510909305
【發(fā)明人】張志華, 劉堃, 劉海蕓, 許迅, 張超
【申請人】上海市第一人民醫(yī)院
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年12月10日