(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202123413973.2 (22)申请日 2021.12.3 0 (73)专利权人 南京理工大 学 地址 210094 江苏省南京市孝陵卫20 0号 专利权人 南京瑞康健 生物医学技 术有限公 司 (72)发明人 张蕾　卞颖欣　刘青　孟潇　 孙东平　 (74)专利代理 机构 南京理工大 学专利中心 32203 专利代理师 赵毅 (51)Int.Cl. C12M 3/00(2006.01) C12M 1/38(2006.01) C12M 1/24(2006.01)C12M 1/42(2006.01) C12M 1/22(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)实用新型名称 血管灌流培养器以及灌流式磁性人造血管 体外培养装置 (57)摘要 本发明为一种血管灌流培养器的灌流式磁 性人造血管体外培养装置， 血管灌流培养器包括 激光共聚焦培养皿、 鲁尔接头、 加厚弹性硅胶管、 磁性人造 血管试样以及磁场发生器； 激光共聚焦 培养皿内设置两个鲁尔接头， 两个鲁尔接头的一 端通过磁性人造血管试样相连， 另一端竖直向上 伸出激光共聚焦培养皿的皿盖上的孔洞， 与加厚 弹性硅胶管相连； 激光共聚焦培养皿底部设置磁 场发生器。 体外培养装置有恒温培养箱， 恒温培 养箱内设有多个导流硅胶管、 主体架子； 主体架 子上设有气液交换器、 电子蠕动泵、 血管灌流培 养器、 三孔培养基瓶、 磁场发生器。 该灌流式磁性 人造血管体外培养装置结构简单， 操作方便， 易 于实时观察， 能够真实的模拟体内环境。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 218026138 U 2022.12.13 CN 218026138 U 1.一种血管灌流培养器， 其特征在于， 包括激光共聚焦培养皿(10)、 鲁尔接头(11)、 加 厚弹性硅胶管(12)、 磁性人造血 管试样(13)以及磁场发生器(8)； 激光共聚焦培养皿(10)内设置两个鲁尔接头(11)， 两个鲁尔接头的一端通过磁性人造 血管试样(13)相连， 另一端竖直向上伸出激光共 聚焦培养皿(10)的皿盖上的孔洞， 与加厚 弹性硅胶管(12)相连； 激光共聚焦培 养皿(10)底部设置磁场发生器(8)。 2.根据权利要求1所述的血管灌流培养器， 其特征在于， 磁场发生器(8)包括对应的磁 铁(14)与振荡摇床(15)。 3.根据权利要求1所述的血管灌流培养器， 其特征在于， 激光共聚焦培养皿(10)四周选 用聚苯乙烯塑料材质， 底面选用玻片材质， 采用无细胞毒性的医用胶水粘接而成， 能够耐受 长期的细胞培 养。 4.根据权利要求1所述的血管灌流培养器， 其特征在于， 鲁尔接头(11)选用聚丙烯塑料 材质。 5.根据权利要求1所述的血管灌流培养器， 其特征在于， 所述的磁性人造血管试样(13) 为接枝了磁性纳米颗粒的血 管材料。 6.一种基于权利要求1 ‑5任一项所述的血管灌流培养器的灌流式磁性人造血管体外培 养装置， 包括有恒温培 养箱(1)； 恒温培养箱(1)内设有 多个导流硅胶管、 主体架子(3)； 主体架子(3)上设有气液交换器(4)、 电子蠕动泵(5)、 血管灌流培养器(6)、 三孔培养基 瓶(7)、 磁场发生器(8)； 三孔培养基瓶(7)顶部的瓶盖上设有三孔， 其中， 一孔通过第一导流硅胶管(2 ‑1)与电 子蠕动泵(5)连接， 另一孔通过第二导流硅胶管(2 ‑2)与气液交换器(4)连接， 最后一孔通过 设置滤头(9)与恒温培养箱(1)连通； 此外， 三孔培养基瓶(7)顶部的瓶盖上设有一换液口 (18)； 气液交换器(4)通过第三 导流硅胶管(2 ‑3)与血管灌流培 养器(6)连接； 血管灌流培 养器(6)通过第四导 流硅胶管(2 ‑4)与电子蠕动泵(5)连接 。 7.根据权利要求6所述的灌流式磁性人造血管体外培养装置， 其特征在于， 主体架子 (3)包括带有柱子的底板(16)以及支撑血管灌流培养器(6)、 固定气液交换器(4)的横梁 (17)。 8.根据权利要求6所述的灌流式磁性人造血管体外培养装置， 其特征在于， 主体架子 (3)中带有柱子的底板(16)和横梁(17)选用不锈钢材质； 气液交换器(4)选用有机玻璃材 质。 9.根据权利要求6所述的灌流式磁性人造血管体外培养装置， 其特征在于， 三孔培养基 瓶(7)的顶部瓶盖 选用不锈钢材质， 瓶身选用玻璃材质。 10.根据权利要求6所述的灌流式磁性人造血管体外培养装置， 其特征在于， 导流硅胶 管(2)中的第一导流硅胶管(2 ‑1)， 第二导流硅胶管(2 ‑2)， 第三导流硅胶管(2 ‑3)， 第四导流 硅胶管(2 ‑4)、 气液交换器(4)、 加厚弹性硅胶管(12)、 激光共聚焦培养皿(10)、 鲁尔接头 (11)、 三孔培养基瓶(7)均为可灭菌材 料。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 218026138 U 2血管灌流培养器以及灌流式磁性人造血 管体外培养装 置 技术领域 [0001]本实用新型涉及组织工程研究领域， 具体涉及一种灌流式磁性人造血管体外培养 装置。 背景技术 [0002]一种理想的血管替代材料应该模拟三个壁层的特性， 即内膜， 由内皮细胞组成， 最 接近血流； 中间层由被胶原蛋白和弹性蛋白包围的平滑肌细胞 组成； 以及外膜， 由细胞外基 质、 成纤维细胞和神经组成。 由于内皮是唯一已知的完全非血栓形成的物质， 在血管的管腔 表面“播种”一个EC单层(也称为内皮化)将达到抗血栓和抗凝作用。 为此， 小口径人造血管 构建过程中采用了多种 方法提高内皮细胞在血管内表面的留存。 材料 的修饰、 改性和添加 生物活性分子是促进原位内皮化的常见手段。 但是其过程依赖材料结构与性质， 无法进行 主动和远程控制， 且仍需要与细胞直接接触。 磁场由于其非接触式的特点， 可用于远程、 无 创调控体内内皮化， 实现细胞局部组织滞留， 加速细胞在材料表面的贴附， 实现一定程度上 的血管重塑。 [0003]为了制备出具有实际应用价值的人造血管， 需要在体外构建一个动态的生理环 境， 模拟体内生物力学和生化条件， 用于实时研究功能组织生长发育以及不同因素(细胞/   信号/支架)之间的相互作用。 机械强度是组织工程结构的关键功能要求之一。 与静态孵育 条件下相比， 流体流动下 的细胞和组织生长对机械应力的响应得到增强。 进一步优化动态 机械调节(如脉冲压力、 剪切应力)会使血 管力学性能和组织学 结构得到改善 。 [0004]创建小口径人造血管的两个潜在障碍是内皮层的构建和力学性能不足(承受血流 动力学应力的能力)。 为了解决这些问题， 我们开发了一种灌流式磁性人造血管体外培养系 统。 一是为发育中的血管结构提供生理压力和营养培养基， 通过调节脉动流量和不同水平 的压力， 模拟人体血管脉动血流的条件。 培养基循环回路为灌流培养期间体外构建的组织 工程血管的管腔内部提供充足的营养物质和持续的气体交换环境， 从而获得稳定的实验条 件。 二是通过磁场诱导远程调控内皮细胞的招募、 黏附和增殖， 获得外磁场作用下内皮化的 最优条件。 我们认为， 将发育中的 “组织”暴露于与该组织在体内将遇到的物理 “信号”类似 的环境中是有益的。 在 模拟生理条件下， 血管结构在可控的脉动压力条件下生长， 从而提高 血管在体内环境中的适应性， 并且可以实时观测细胞的黏附、 生长和发育过程， 为探索实验 条件提供便捷。 另外， 该系统可以进行凝血实验的研究， 动态观测血小板的黏附聚集情况， 检测其长期通畅性； 还可以观察白细胞的产生情况， 以评估其炎症反应， 为提前优化活体实 验条件及预测体内实验情况奠定一定的实验基础。 实用新型内容 [0005]针对上述存在的问题， 本实用新型提供了一种灌流式磁性人造血管体外培养装 置， 该系统可以利用磁场远程无创式调控内皮化过程， 还可以模拟真实血管体内脉动血流 条件， 二者相互结合可以构建出一种生物相容性良好、 力学性能完善的小口径磁性人造血说　明　书 1/4 页 3 CN 218026138 U 3