賽奧維度模擬微重力細(xì)胞回轉(zhuǎn)器(CellSpace-3D)是一款專為細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)計(jì)的先進(jìn)設(shè)備,通過(guò)雙軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng)模擬微重力或超重力環(huán)境,結(jié)合低剪切力與三維培養(yǎng)技術(shù),為細(xì)胞研究提供高度仿生的體外模型。 以下是對(duì)該設(shè)備的詳細(xì)介紹:
一、技術(shù)原理與核心功能
1.微重力與超重力模擬
微重力環(huán)境:通過(guò)二軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三維旋轉(zhuǎn),基于質(zhì)點(diǎn)的球面運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算,抵消重力對(duì)細(xì)胞沉降的影響,模擬太空微重力環(huán)境(10?3g至10??g)。
超重力環(huán)境:通過(guò)增加旋轉(zhuǎn)速度或改變旋轉(zhuǎn)半徑,產(chǎn)生超過(guò)地球重力的超重力環(huán)境(最高達(dá)500RPM內(nèi)框轉(zhuǎn)速),用于研究細(xì)胞在力學(xué)條件下的響應(yīng)。
轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié):外框最大轉(zhuǎn)速50RPM,內(nèi)框最大轉(zhuǎn)速500RPM,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)步進(jìn)可達(dá)0.1RPM,滿足不同細(xì)胞培養(yǎng)需求。
2.低剪切力設(shè)計(jì)
采用層流結(jié)構(gòu)與低速旋轉(zhuǎn)(<25rpm),將流體剪切應(yīng)力控制在<0.1 dyne/cm2,避免細(xì)胞團(tuán)解離或結(jié)構(gòu)破壞,尤其適用于對(duì)機(jī)械應(yīng)力敏感的細(xì)胞(如干細(xì)胞、神經(jīng)元)。
3.動(dòng)態(tài)灌注系統(tǒng)
通過(guò)微流控技術(shù)持續(xù)供給新鮮培養(yǎng)基,模擬體內(nèi)血液流動(dòng),增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)/氧氣交換,同時(shí)引入活性炭吸附或透析膜清除代謝廢物,維持環(huán)境穩(wěn)定。
4.環(huán)境控制
集成溫控(37℃)、氣體調(diào)節(jié)(5% CO?)及濕度控制系統(tǒng),確保細(xì)胞在生理相關(guān)條件下生長(zhǎng)。
5.實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)記錄
內(nèi)置高精度重力傳感器,實(shí)時(shí)顯示X/Y/Z軸重力值及平均重力曲線,精度達(dá)0.1rpm轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)步進(jìn)。
支持遠(yuǎn)程操控與監(jiān)控,通過(guò)PC、平板、手機(jī)等設(shè)備實(shí)時(shí)查看主機(jī)狀態(tài)、修改實(shí)驗(yàn)參數(shù),并截取實(shí)驗(yàn)界面圖像用于數(shù)據(jù)發(fā)表。
二、核心優(yōu)勢(shì)
1.高度仿真的力學(xué)環(huán)境
精準(zhǔn)模擬微重力至超重力范圍,覆蓋航天、生物醫(yī)學(xué)多場(chǎng)景需求,為細(xì)胞提供接近體內(nèi)生理狀態(tài)的培養(yǎng)平臺(tái)。
2.低損傷培養(yǎng)體系
結(jié)合流體動(dòng)力學(xué)優(yōu)化與動(dòng)態(tài)灌注,保護(hù)敏感細(xì)胞活性,促進(jìn)細(xì)胞自然聚集形成三維結(jié)構(gòu)(如腫瘤球體、類器官)。
3.智能化與標(biāo)準(zhǔn)化
遠(yuǎn)程操控、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及模塊化設(shè)計(jì)提升實(shí)驗(yàn)效率與可重復(fù)性,減少人工干預(yù)污染風(fēng)險(xiǎn)。
4.生理相關(guān)性模型
3D培養(yǎng)技術(shù)復(fù)現(xiàn)體內(nèi)復(fù)雜微環(huán)境,推動(dòng)基礎(chǔ)研究向臨床轉(zhuǎn)化,例如在腫瘤研究中模擬實(shí)體瘤的缺氧核心與營(yíng)養(yǎng)梯度。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
1.腫瘤研究
構(gòu)建3D腫瘤球體,模擬腫瘤異質(zhì)性、代謝重編程及藥物滲透屏障,評(píng)估藥物(如EGFR抑制劑)療效及耐藥機(jī)制。
通過(guò)共培養(yǎng)腫瘤細(xì)胞、癌相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAFs)及免疫細(xì)胞(如T細(xì)胞),研究腫瘤-基質(zhì)相互作用及免疫逃逸機(jī)制。
2.干細(xì)胞與組織工程
促進(jìn)干細(xì)胞向特定譜系分化(如神經(jīng)元、心肌細(xì)胞),加速類器官(如腦、肝類器官)成熟。
結(jié)合生物相容性支架或3D打印支架,構(gòu)建血管化組織工程產(chǎn)品(如皮膚、骨骼肌)。
3.空間生物學(xué)
模擬太空微重力環(huán)境,研究成骨細(xì)胞活性下降、肌肉退化等航天員健康問(wèn)題,為防護(hù)措施開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。
測(cè)試生物材料(如支架、涂層)在微重力下的細(xì)胞相容性,助力太空生命支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
4.藥物開(kāi)發(fā)
在模擬的微重力或超重力環(huán)境下篩選具有特定藥效的藥物候選物,加速藥物研發(fā)進(jìn)程。
通過(guò)超重力模型加速藥物篩選,例如研究肌管退化干預(yù)藥物的作用機(jī)制。
四、操作與維護(hù)
1.兼容性
支持常規(guī)通用培養(yǎng)瓶,無(wú)需專用耗材,降低實(shí)驗(yàn)成本。
采用提拉式壓緊裝置,自適應(yīng)不同尺寸培養(yǎng)瓶,提高設(shè)備通用性。
2.維護(hù)保養(yǎng)
定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行清潔和消毒,保持設(shè)備衛(wèi)生和性能。
檢查設(shè)備各項(xiàng)功能是否正常工作,如有異常應(yīng)及時(shí)聯(lián)系廠商或?qū)I(yè)維修人員進(jìn)行檢修。