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提供3維細(xì)胞組織培養(yǎng)系統(tǒng)租賃服務(wù)
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美國航空航天局發(fā)明的旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，能提供理想體外生長環(huán)境的細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)。它適用于所有細(xì)胞生長、分化，可以進(jìn)行極其脆弱的細(xì)胞培養(yǎng)，也可以把人和動物的細(xì)胞共同培養(yǎng)，生成理想的三維組織，同時具有親本組織的結(jié)構(gòu)和功能。
在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中培養(yǎng)的細(xì)胞組織因所受重力的隨機(jī)變化而呈懸浮狀態(tài)，維持在一個溫和的流體軌道中，可以共同占位、互相聯(lián)系而形成三維結(jié)構(gòu)。它使細(xì)胞的擴(kuò)增率提高，死亡率降低。
I.【發(fā)明的起因】
NASA的科學(xué)家在研究一種可以在宇宙空間培養(yǎng)細(xì)胞并且返回到地球時細(xì)胞仍能成活的裝置的同時發(fā)明了旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)(Rotary Cell Culture System 即RCCS)。她使得生物學(xué)家可以在地球上進(jìn)行體外培養(yǎng)復(fù)雜的人及其它哺乳動物的組織成為現(xiàn)實(shí)。
II.【與類似產(chǎn)品根本區(qū)別】
大家知道，普通的細(xì)胞和組織培養(yǎng)裝置已有100多年的歷史，RCCS 為何如此引人注目呢？是什么使她比普通的培養(yǎng)裝置優(yōu)越呢？
在有重力的環(huán)境下培養(yǎng)只能成平面生長，不能顯示原始組織的形態(tài)、生化或生物功能。三維旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)能產(chǎn)生組織的等價結(jié)構(gòu)，其尺寸和功能用其它方法是達(dá)不到的，從而為生物醫(yī)學(xué)研究和生物技術(shù)提供了新的機(jī)會。
回答之一是一個生物術(shù)語“分化”。
分化是指當(dāng)細(xì)胞組織被再生時，其扮演不同的角色來模仿人體中同樣的組織的結(jié)構(gòu)和功能。即人的肝組織代謝毒素和分泌膽汁，骨髓產(chǎn)生血細(xì)胞和血小板，胰島產(chǎn)生胰島素，腫瘤組織的瘋狂增長。有了這項(xiàng)發(fā)明，分化的人體組織能在實(shí)驗(yàn)室中生長，用來模仿科學(xué)家們感興趣的器官和腫瘤。
回答之二是模擬微重力。
以前要想在體外模擬正常組織的微環(huán)境由于細(xì)胞外基質(zhì)復(fù)雜性和對環(huán)境的適應(yīng)性而受阻，而此細(xì)胞外基質(zhì)對于調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架和細(xì)胞核基質(zhì)蛋白是很重要的。重力就是問題之一，它將分裂原本應(yīng)在一起的細(xì)胞組織成分，而RCCS解決了這個問題。
回答之三是完善的三維細(xì)胞培養(yǎng)。
而普通的生物反應(yīng)器依賴的方法是保持細(xì)胞的懸浮從而導(dǎo)致剪切力的產(chǎn)生. 這剪切力使細(xì)胞間和細(xì)胞與基質(zhì)間的穩(wěn)定性遭到破壞. 這樣組織和細(xì)胞集中于自身的修復(fù),從而大大影響其生長和其它的正常生理功能.
III.【該項(xiàng)拯救生命的技術(shù)的意義】
1. 在腫瘤的研究和治療中：
（1〕經(jīng)RCCS中培養(yǎng)后，感化了的淋巴細(xì)胞能徹底殺滅腫瘤組織。例如，對于膀胱癌病人，醫(yī)生對病人的腫瘤組織進(jìn)行活體取樣，與其自身免疫系統(tǒng)的白細(xì)胞或淋巴細(xì)胞在RCCS中進(jìn)行混合培養(yǎng)，刺激或訓(xùn)練這些免疫系統(tǒng)的細(xì)胞來識別和攻擊腫瘤組織，然后把這些經(jīng)訓(xùn)練后有殺傷力的細(xì)胞直接注入病人的腫瘤組織中。這樣，這些經(jīng)感化的淋巴細(xì)胞徹底殺滅了腫瘤。
（2〕人體腫瘤組織的培養(yǎng)為測試化療藥在病人自身的經(jīng)分化的腫瘤上的療效奠定了基礎(chǔ)，決定化療藥成分是否有效的，從而避免了化療藥的盲目使用。以前這些試驗(yàn)是在鼠的組織模型上進(jìn)行的，但是由于物種差異，人的許多腫瘤在鼠中的生長情況并不好，如的結(jié)腸腫瘤的移植率為60％，乳腺腫瘤為8－10％，前列腺腫瘤為0，但是結(jié)腸、乳腺、前例腺、卵巢、肺和腦等其它腫瘤組織在RCCS中都能得到很好的生長。至今沒有見到在RCCS中腫瘤組織是不生長的。而且，這些腫瘤模型避免了以前鼠蛋白的干擾。
2. 在AIDS/HIV的研究和治療中：
在美國國立衛(wèi)生研究院中有50臺RCCS用來進(jìn)行組織研究。以前研究者很難對HIV的感染者進(jìn)行早期的跟蹤，因?yàn)椴∪顺３Ｔ诒辉\斷出的幾年前已經(jīng)感染了病毒。而且跟蹤研究需要大量的樣本，病人不愿讓研究者經(jīng)常進(jìn)行活體取樣，這是可理解的。現(xiàn)在有了RCCS，研究者可培養(yǎng)正常人的器官、腺體和淋巴結(jié)。他們用HIV來感染這些類器官，然后跟蹤HIV的生長。AZT已被證明在已感染的病人和這些被感染的類器官上具有相同的效果。現(xiàn)在研究者把其它的HIV藥物用在被HIV感染的RCCS培養(yǎng)出來的組織模型上，從而研究它們對抗HIV的效果及其對抗方式。
3. 在組織移植中：
RCCS培養(yǎng)出來的肝臟在病理學(xué)家的看來和正常人的肝臟沒有什么區(qū)別，使得目前進(jìn)行局部的肝臟組織移植成為可能。
4. 在疫苗的生產(chǎn)中：
目前的丙肝疫苗效果不佳的部分原因是用來產(chǎn)生這種疫苗的病毒不是長在人的肝臟中，而RCCS培養(yǎng)出來的肝臟在病理學(xué)家的看來和正常人的肝臟沒有什么區(qū)別，使得產(chǎn)生肝炎疫苗的病毒生長在人的肝臟成為現(xiàn)實(shí)。在美國這項(xiàng)技術(shù)已廣泛用于生產(chǎn)。
大家知道, 我們培養(yǎng)大量細(xì)菌采用發(fā)孝罐, 現(xiàn)在人們往往把發(fā)孝罐也拿來培養(yǎng)細(xì)胞和組織，但結(jié)果卻不理想。原因是發(fā)孝罐不是為此而設(shè)計的, 發(fā)孝罐對于人及其它哺乳動物細(xì)胞組織的培養(yǎng)不合適的原因是很難把大量的細(xì)胞移植到發(fā)孝罐中, 即使能夠培養(yǎng), 所得的細(xì)胞數(shù)也有限, 且這種共同培養(yǎng)方式很難生成組織。而RCCS解決了這個問題，它對細(xì)胞和組織培養(yǎng)是理想的, 而且可以用于大規(guī)模生產(chǎn)。這主要是因?yàn)樵赗CCS中細(xì)胞的成活率平均可達(dá)97%, 并且細(xì)胞的分化程度是其它裝置所不可比擬的.
5. 在軟骨的再生中：
RCCS培養(yǎng)出來的軟骨密度很高，可以用在運(yùn)動損傷和關(guān)節(jié)炎的治療中。
6. 在骨髓的再生中：
在RCCS中人的骨髓生長情況極佳，這些骨髓可連續(xù)進(jìn)行增生和低溫冷凍保藏。這意味著在技術(shù)上建立全國性骨髓庫已經(jīng)成為可能。每個急性外傷中心的死亡事件都能產(chǎn)生一個潛在的骨髓捐贈者，每年的這種事件無數(shù)就使得幾千種類型骨髓可以得到生長和冷凍，從而建立全國性的骨髓庫。
7. 在皮膚移植中：
在RCCS誕生之前，用普通的組織培養(yǎng)裝置的產(chǎn)物來進(jìn)行皮膚組織移植已有好幾年了。然而，以前培養(yǎng)出來的皮膚無論在肌理和靈巧度上，還是在膚色上，與真皮都有很大的差距。用RCCS培養(yǎng)出來的皮膚具有極高分化度，其外觀和感覺可以亂真。
8. 在激素、酶和其它只有由人體組織產(chǎn)生的蛋白的研究和生產(chǎn)中：
我們現(xiàn)在可在實(shí)驗(yàn)室或工廠中生產(chǎn)分化的人體組織，其被刺激后能分泌治療用的蛋白。例如，經(jīng)培養(yǎng)的神經(jīng)組織產(chǎn)生的神經(jīng)生長激素將使脊椎的損傷得到修復(fù)。
9. 在糖尿病的治療中：
產(chǎn)生胰腺細(xì)胞的胰島素培養(yǎng)后能插入糖尿病人體內(nèi)繼續(xù)生長。這樣，無數(shù)的病人有望免去長期注射胰島素的煩惱。
IV.【RCCS系統(tǒng)介紹】
RCCS是非常精巧的，其圓柱狀的組織培養(yǎng)容器中充滿了用作培養(yǎng)基的生長液，同時加入細(xì)胞或組織材料。然后這個容器由電機(jī)驅(qū)動，沿水平軸旋轉(zhuǎn)。細(xì)胞或組織顆粒在水平軸內(nèi)建立一個均質(zhì)的液體懸浮軌道。培養(yǎng)基以及細(xì)胞和組織顆粒隨容器一起旋轉(zhuǎn)且不與容器壁和其它任何東西相撞。由于系統(tǒng)無推進(jìn)器、空氣升液器、氣泡或攪拌器，使得破壞性的應(yīng)力減到小。RCCS中的細(xì)胞通過一個象肺一樣膜式氣體交換器來吸收氧氣和排出二氧化碳。任何可能產(chǎn)生的氣泡都被清除，因?yàn)榧词褂袠O少的旋渦，細(xì)胞的生長也會受到影響。破壞應(yīng)力的去除使得長成的三維組織具有與父系組織相同的結(jié)構(gòu)和功能。
目前生物反應(yīng)器中，RCCS中細(xì)胞和組織的具有培養(yǎng)密度。
至今還沒有發(fā)現(xiàn)有哪一種類型的細(xì)胞或組織在RCCS中生長不成功的并且已有50多種類型得到生長。
