高效高活性的细胞培养装置、培养系统及培养方法
阅读说明：本技术 高效高活性的细胞培养装置、培养系统及培养方法 (Efficient and high-activity cell culture device, culture system and culture method ) 是由 宋佳威 于 2021-04-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及高效高活性细胞培养装置、培养系统及培养方法,该装置包括培养容器、储藏容器、送液单元、注入容器及回收容器。培养容器、储藏容器、注入容器及回收容器之间按照所需功能通过导管连通。送液单元包括压力源,压力源提供流路按需释放储藏容器内培养液至培养容器的动态压力。由于上述构成,因而能够在低流量的不同范围内抑制进入培养容器的压力脉动,促使培养液的流量平稳,以完成本发明的目的。(The invention relates to a high-efficiency and high-activity cell culture device, a culture system and a culture method. The culture container, the storage container, the injection container and the recovery container are communicated with each other through a conduit according to the required functions. The liquid feeding unit includes a pressure source which provides a flow path for releasing the dynamic pressure of the culture liquid in the storage container to the culture container as required. With the above configuration, pressure pulsation entering the culture vessel can be suppressed in different ranges of low flow rates, and the flow rate of the culture solution can be stabilized, thereby achieving the object of the present invention.)
技术领域
本发明涉及细胞培养技术领域，尤其涉及一种高效高活性细胞培养装置、培养系统及培养方法，尤其是癌症细胞的培养。
背景技术
近年来，在医药品的生产、基因治疗、再生医疗、免疫疗法等领域中，要求在人工环境下高效地大量培养细胞、组织、微生物等。其中，细胞在组织培养中占据核心位置，首先细胞是比较容易培养的细胞。当前建立的细胞系中癌细胞系是最多的。癌症是一种慢性的基因疾病，主要是由正常体细胞发生基因突变而导致。在肿瘤恶性转化和生长的过程中，有一小部分突变会促进促进肿瘤生长和恶性转化，被称为驱动突变（driver mutations）；而另一部分对细胞健康无害的突变，被称为乘客突变（passengers）。有关于癌症基因突变的大量研究已为我们提供了很多的信息，从癌症预测，到诊断，再到预后多起到了很大的帮助。但是，人们依旧不清楚哪些突变是功能性癌症的驱动因素。因此，在相关癌症模型中高通量大规模研究这些基因，实现对驱动突变和乘客突变的分类，进一步识别基因组突变的「actionability」（可诉性）是癌症研究最迫切的需求。另外癌症对人类是威胁最大的疾病。细胞培养是研究癌变机理、抗癌药检测、癌分子生物学极其重要的手段。细胞培养对阐明和解决癌症将起着不可估量的作用。
在对细胞培养尤其是细胞培养过程中，可以优选使用采用培养容器自动进行细胞培养的自动细胞培养装置。在使用自动细胞培养装置时，为了降低污染的风险，在封闭系统中进行是很重要的。但是，目前为止还不存在能够将从细胞注入到培养基追加、取样、回收在保持封闭系统的同时进行自动培养的简便的细胞培养用装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开2007/052716号小册子
作为细胞培养装置，己知有一边利用泵(送液单元)输送培养液使其循环一边文行细胞培养的细胞培养装置。此外，在日本专利第4330436号公报中公开了一种细胞培毒装置，其设有气体腔室(空气挡板)，对泵(送液单元)的脉动进行吸收。
发明内容
对于一边输送培养液一边进行细胞培养的细胞培养装置来说，需要持续进行长时间的培养液输送。因此，在使用注射器泵等一定容量的泵进行输送的情况下，需要大容量的注射器泵。由于一般的大容量注射器泵是大型的，因而无法置于显微镜的载物台上，难以定期观察细胞的培养状态。此外，若装置呈大型化，则可搬动性变差，因而在培养液的输送中，小型的管式泵是适宜的。
此处，对于管式泵，其在结构上具有不能避免脉动、无法使培养液的流量恒定的问题。此外，本发明人反复进行了实验，结果确认到，若抑制脉动、将培养液的流量维持在一定范围内，则能够避免细胞的死亡。
此处，即使是在设置气体腔室的情况下，也无法充分吸收泵(送液单元)的脉动，培养液的压力发生变动，无法抑制流量的偏差。即，若由于温度的变化使气体腔室的体积变动，则作为空气挡板的弹性模量变动，因而难以维持一定的脉动抑制功能。此外，若温度上升，则气体腔室内的空气膨胀，在培养液中可能会混入气泡。并且，若为了回避上述问题而使气体腔室的容量设置为大容量，则不可避免地导致装置大型化。因此，希望能够开发出抑制泵的脉动的小型细胞培养装置。
另一方面，出于pH调整或细胞毒性等理由，细胞培养中所用的培养液通常含有碳酸系缓冲液成分。因此，在培养液中容易由于温度变化等而产生二氧化碳等气泡，而这些气泡常常为导致细胞死亡的原因，因而需要抑制气泡的产生。本发明人进行了上述的研究，结果发现，能够抑制泵的脉动、同时能够降低气泡产生的细胞培养装置是必要的，从而完成了本发明。
考虑到上述事实，本发明的课题在于提供可抑制培养液的压力变动且可抑制气泡流入到培养容器的细胞培养装置、培养系统以及培养方法。
本发明的第一方面，提供一种细胞培养装置，包括：培养细胞的培养容器、储藏用于培养细胞的培养液的储藏容器、送液单元、用于注入细胞及培养基的注入容器及回收培养后的细胞悬浮液的回收容器；其中，所述培养容器、所述储藏容器、所述注入容器及所述回收容器之间按照所需功能通过导管连通；所述送液单元包括压力源，所述压力源提供所述流路按需释放所述储藏容器内培养液至所述培养容器的动态压力。
进一步的，所述送液单元还包括压力平衡机构，所述压力平衡机构设置于与所述培养容器连接的管路上，对施加给所述培养容器的所述培养液的压力变动进行控制。
更具体的，所述压力平衡机构具有：填充所述培养液的流体室、容纳平衡气体的平衡室、及用于分隔所述流体室与所述平衡室的挠性膜；所述流体室形成有流入口和流出口，所述流入口和所述流出口用于连接导管；所述流体室和所述平衡室分别与所述压力源连通，以通过所述压力源来保证所述培养容器内的培养液压力平衡。
进一步的，所述流体室具有中间部及位于所述中间部两侧的两个端部；所述中间部和所述端部沿竖直方式布置成高低错落式；其中，所述中间部高于所述端部，所述流体室于所述中间部至所述端部之间成高度不断变化的弧形状，所述挠性膜设置于分隔所述流体室的中间部与所述平衡室之间。
更进一步的，所述压力平衡机构还具有空气释放部，所述空气释放部可释放聚集在所述中间部的气泡。
进一步的，所述压力源包括压力输出件及用于承接所述压力输出件的压力承接部；所述压力承接部具有第一压力室和第二压力室，所述压力输出件可产生机械动作促使所述第一压力室和所述第二压力室交替发生形变；所述第一压力室发生形变以提供所述储藏容器内培养液向所述培养容器输送的压力，所述第二压力室用于提供所述平衡室内的气体压力。
具体的，所述压力承接部形成有承接槽，所述承接槽相对的两端部分别形成所述第一压力室和所述第二压力室；所述压力输出件均转动连接于所述承接槽内的一端，所述压力输出件转动时交替促使所述第一压力室和所述第二压力室发生形变。
更具体的，所述压力输出件包括转动连接于所述承接槽内的动作盘，所述动作盘转动并交替挤压所述第一压力室和所述第二压力室。
本发明的第二方面，提供一种细胞培养系统包括所述的细胞培养装置、以及容纳所述细胞培养装置的恒温器。
本发明的第三方面，提供一种细胞培养方法，使用所述的细胞培养装置来培养细胞的细胞培养方法，所述方法具有下述工序：
在所述培养容器、所述储藏容器以及所述注入容器的至少之一添加细胞的工序；以及利用所述注液单元对所述流路中的所述培养液进行加压输送，同时利用所述压力源提供所述流路按需释放所述储藏容器内培养液至所述培养容器的动态压力的工序。
有益效果：
1、本发明由于上述构成，因而能够在低流量的不同范围内抑制进入培养容器的压力脉动，促使培养液的流量平稳，以完成本发明的目的。
2、本发明提高的压力平衡机构具有流体室、平衡室及分隔流体室和平衡室的挠性膜，平衡室充满有压气体，能够与挠性膜一起补偿流体室3减少和增加的部分压力，抑制流动的培养液的压力波动。
3、本发明提供的压力平衡机构具有空气释放部，其通过释放结构，能够对培养液中的气体进行收集和定时释放。
本发明还提供特殊的压力源结构，其具有压力承接部和压力输出件，通过压力输出件转动交替促使第一压力室和第二压力室发生形变，能够提供流体室和平衡室所需的平衡压力，进一步促使培养液能够稳定地而不带入气泡地进入培养容器。
附图说明
图1为本发明实施例提供的细胞培养装置结构示意图；
图2为本发明实施例提供的压力平衡机构的平面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的可选的压力平衡机构的平面结构示意图；
图4为图3中A处放大图；
图5为本发明实施例提供的可选的压力平衡机构的平面结构示意图；
图6为图5中B处放大图；
图7为图6中C处放大图；
图8为图7中D处放大图；
图9为图8中对应的释放件远离出气端的部分被挤压变形时的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的释放件结构示意图；
图11为本发明实施例提供的压力源的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的压力输出件与压力承接部的连接示意图；
图13为本发明实施例提供的可选的压力输出件与压力承接部的连接示意图；
图14为本发明实施例提供的可选的压力输出件与压力承接部的连接示意图；
图15为本发明实施例提供的可选的压力输出件与压力承接部的连接示意图；
图16为本发明实施例提供的可选的动作盘的立体结构示意图；
图17为本发明实施例提供的可选的挤压部的立体结构示意图；
图18为本发明实施例提供的可选的挤压部的立体结构示意图。
1培养容器、2储藏容器、
3送液单元、
31压力源、
310压力输出件、310a管式泵、3100动作盘、3100a挤压部、3100b中心圆盘、3100c调节槽、3100d连接环、3100e锁紧环、
311压力承接部、3110第一压力室、3111第二压力室、3112承接槽、
32压力平衡机构、
320流体室、3200流入口、3201流出口、3202中间部、3203端部、
321平衡室、3210气体出口、
322挠性膜、
323空气释放部、3230释放阱、3230a栏栅、32300出气端、
3231释放件、3232释放腔、
4注入容器、5回收容器、6导管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种细胞培养装置，该培养装置虽然可用来培养细胞，但并不限于此，也可作为培养其他细胞的装置来使用。需要说明的是，此处细胞培养装置具有多类型性，其可用于培养具有分化为两种以上的细胞的能力的细胞。例如，癌症细胞、多类型性细胞还包括胚胎干细胞(ES细胞)、精子干细胞(GS细胞)、胚胎生殖细胞(EG细胞)、人工多类型性干细胞(iPS细胞)、培养纤维原细胞或骨髓干细胞来源的多类型性细胞(Muse细胞)以及体性干细胞，但并不限定于此。此外，多类型性细胞也可以来自各种生物。优选为来自包括人的哺乳类动物的多类型性细胞，更优选为来自鼠的多类型性细胞或来自灵长类的多类型性细胞。特别优选为来自人的多类型性细胞。
其中，特别是胚胎干细胞(ES细胞)和人工多类型性干细胞(iPS细胞)预计在近期的将来会用于再生医疗中。此处，胚胎干细胞(ES细胞)是指由人或鼠等哺乳动物的早期胚(例如囊胚泡)的内细胞团建立的、具有多类型性以及基于自身复制的增殖能力的干细胞。此外，人工多类型性干细胞(iPS细胞)是指可通过将特定的再编程因子(初期化因子)以DNA或蛋白质的形态导入到体细胞中而制作出的干细胞。特别是指与ES细胞具有大致同等的特性、例如具有分化多类型性以及基于自身复制的增殖能力的体细胞来源的人工干细胞。
如图1所示，本实施方式的细胞培养装置，包括培养容器1、储藏容器2、送液单元3、注入容器4及回收容器5。培养容器1、储藏容器2、注入容器4及回收容器5之间按照所需功能通过导管6连通。注入容器4用于向培养容器1注入包含细胞的种子液，回收容器5用于回收培养容器1的废液，二者均直接通过导管6与培养容器1连通。
培养容器1只要是能够收纳细胞及细胞培养液的容器均可。
储藏容器2用于储藏细胞培养用的培养液，可根据所培养的细胞选择适当的培养液。例如，作为用于培养AKR细胞的培养液，可以使用添加有上等胎牛血清10%wt的DMEM培养液。
送液单元3包括压力源31，压力源31连接在培养容器1与储藏容器2之间。压力源31提供按需释放储藏容器2内培养液至培养容器1的动态压力。由此，压力源31作为提供动力源，其可采用常见的循环泵及各种送液泵实施，优选为低流量的小型送液泵。在本实施方式中，作为一例，使用蠕动方式的管式泵，但并不限于此，也可使用其他泵。此外，在本实施方式中，以平均流量为0.5 μl/min以下的流量进行培养液的输送。
管式泵310a通过一管从储藏容器2将培养液来输送到另一管，由此，与管连接的压力平衡机构32内的培养液被挤出，通过另一管输送至培养容器1中。此过程中，培养液以层流的形式在该细胞培养装置中循环。需要说明的是，此处所述的层流是指流体的流线与避面平行，是指并非为紊流的流场。优选层流是指越靠近管壁流速越小、通过与壁面离开一定距离以上而呈均匀流速的流场。
管式泵藉由管作为与压力平衡机构32连接。如图所示，压力平衡机构32具有填充培养液的流体室320、容纳平衡气体的平衡室321；及用于分隔流体室320与平衡室321的挠性膜322。流体室320形成有流入口3200和流出口3201，流入口3200和流出口3201用于连接导管。流体室320和平衡室321分别与压力源31连通，以通过压力源31来保证培养容器1内的培养液压力平衡。
具体的，压力平衡机构32是通过树脂或其他不与培养液发生反应且对细胞培养影响较小的材料制成的模块加工而成，其中流体室320和平衡室321为该模块内中空的空间，而挠性膜322为加工过程中固定于该模块中。流体室320在其长度方向的一个端部形成延伸至该模块外的流入口3200，在其另一端部形成延伸至该模块外的流出口3201，流入口3200和流出口3201均用于连接导管，可以连接于培养容器1和储藏容器2之间的导管，也可以连接于培养容器1和回收容器5之间的导管。
此处，如图2、3、5所示，流体室320在平视图中形成为中间向上突出的弧形状，而流入口3200和流出口3201分别设置于该弧形状的对称的两低处。由此，将培养液从流入口3200流入流体室320进行填充时，可抑制空气（气泡）残留在流体室320中。此外，在本实施方式中，通过在该弧形状的对称的两低处位置形成流入口3200和流出口3201，使得流体室320的高度由流入口3200进入流体室320的中央部逐渐变高，即使培养液中有部分气泡释放也能聚集在流体室320的中央部凸起的位置，而并不会卷入培养液从流出口3201带出。
需要具体说明的是，流体室320具有中间部3202及位于中间部3202两侧的两个端部3203，中间部3202和端部3203沿竖直方式布置成高低错落式，其中中间部3202高于端部3203，其中间部3202至端部3202之间成高度不断变化弧形状。而挠性膜322设置于分隔流体室320的中间部3202与平衡室321之间。
对于挠性膜322及中间部3202的具体布置关系，一个实施例中，在挠性膜322位于中间部3202与对应的平衡室321的最高分隔处，此种实施例中，中间部3202的最高处至两侧弯曲的弧度较小，趋于平缓，以便于容纳一个面积较大且用于通过发生形变左右流体室320和平衡室321之间的压力的挠性膜322。在另一实施例中，挠性膜322位于中间部3202与对应的平衡室321的最高分隔处的侧部，此种实施例中，中间部3202的最高处至两侧弯曲的弧度较大，有利于培养液中释放的气泡在中间部3201的最高处聚集而不被卷入至培养液中，而挠性膜322位于中间部3202与对应的平衡室321的最高分隔处的侧部的弯曲处，其能够设置成面积较大且用于通过发生形变左右流体室320和平衡室321之间的压力的挠性膜322，亦或者可将多个挠性膜322对称设置于中间部3202与对应的平衡室321的最高分隔处的两个侧部。
其中，对于挠性膜322，其可以通过粘接构成该模块的一部分。作为挠性膜322的材质，只要为以能够充分改变流体室320与平衡室321的容积的程度进行弯曲和变形的材料就无特别限定，例如可以为挠性树脂或橡胶等弹性体，也可以为具有挠性的金属。另外，其由不与培养液发生反应也不会对所培养的细胞产生毒性作用或者生长抑制作用的材质制成。
此处，在流体室320的压力由于管式泵的脉动等因素而导致其增高的情况下，如图2、3、5所示，挠性膜322可向下弯曲、同时流体室320的容积增大。此过程可以释放流体室320增加的部分压力，抑制流动的培养液的压力波动。反之，在流体室320的压力降低的情况下，挠性膜322向上弯曲，流体室320的容积减小。此过程可补偿流体室320减少的部分压力，抑制流动的培养液的压力波动。如此，通过使得挠性膜322随着流体室320的压力变动而发生弯曲，能够使得其压力均匀。
事实上，本发明提供的压力平衡机构32还在于其具有平衡室321，而且平横室321内容纳有平衡气体，平衡气体可以是有压气体，如惰性有压气体等。平衡气体通过其气压能够平衡挠性膜322两侧的受压，促使流体室320的压力始终保持在一稳定的区间。如是，当在流体室320的压力由于管式泵的脉动等因素而导致其增高的情况下，挠性膜322具有向下弯曲导致流体室320的容积增大的趋势，而平衡气体通过其内压能够抵消这部分增大的压力趋势，促使流体室320的容积并不发生实际变化或者发生较小范围的变化，促使流体室320内培养液内压增大，抑制其中溶解气体释放。反之，在流体室320的压力降低的情况下，平衡室321的气体内压促使挠性膜322向上弯曲，流体室320的容积减小。此过程可补偿流体室320减少的部分压力，抑制流动的培养液的压力波动。如此，通过使得挠性膜322随着流体室320的压力变动而发生弯曲，并配合平衡室321内气体的压力，促使流体室320内压力维持在一个平衡范围，抑制溶解气体释放。
进一步的，压力平衡机构32还具有去除气泡的空气释放部323，空气释放部323可释放聚集在中间部3202的气泡，也就是说，即使有部分气体从流体室320内释放，其能够借助空气释放部323进行释放。
具体的，如图2、3、4所示，空气释放部323包括释放阱3230。释放阱3230与中间部3202连通，其尺寸根据培养液的流体或气泡的发生程度形成。由此，在流经中间部3202的培养液中产生气泡的情况下，在通过释放阱3230期间向上方浮起，避免被其挡住，从而气泡被捕获。
进一步可选的，如图4，释放阱3230于其与中间部3202连通处截面进行收窄，收窄程度可以满足对于流动液体产生一定液面张力而不便于进入释放阱3230内的程度，如此液体流过时，减少直接进入释放阱3230的可能。
进一步可选的，如图4，释放阱3230包括设置在其与中间部3202连通处的栏栅3230a，栏栅3230a具体加大液体张力作用，减少其直接进入释放阱3230的可能，也可以和上述实施例结合实施。
进一步的，如图7-10所示，空气释放部323还包括释放件3231，空气释放部323形成有一释放腔3232，该释放件3231活动连接于所述释放腔3232内；释放阱3230与释放腔3232通过释放件3231连接，释放件3231用于控制释放阱3230内具体的气泡进入释放腔3232内，并且还控制释放腔3232内聚集的气体向外释放。
具体的，释放阱3230延伸至释放腔3232内并形成尖嘴状的出气端32300，释放件3231与出气端32300的尖嘴状相适应，弹性盖合于出气端32300上。如图9、10，释放件3231一端内陷形成凹槽以便于出气端32300插入对其出气进行关闭，释放件3231另一端与释放腔3232内壁成滑动连接，以在释放件3231滑动或者变形时实现释放腔3232内气体的释放和关闭。如图9、10所示，释放件3231柔性材质制成的囊式结构，其凹槽部分与尖嘴状的出气端弹性抵压，当出气端32300内释放压力气体时，其挤压该凹槽部分从而泄露至释放腔3232内；当释放腔3232内压力聚集至一定时间后，促使释放腔3232内压力变大从而对释放件3231挤压，促使释放件3231远离出气端32300的部分被挤压变形，从而使得聚集在释放腔3232内的气体得以释放；而这一变形能够促使整个释放件3231发生形变，促使其凹槽部分更紧密地抵压并包裹在尖嘴状的出气端32300上，从而对释放阱3230的气体释放进行关端。
由于存在外部气体由空气释放部323进入释放腔3232的可能，更进一步的实施例中，空气释放部323还包括设置于释放腔3232出气口的空气过滤器3233，该空气过滤器3233既可起到阻止外部气体进入释放腔3232的可能，还可以对极少量进入释放腔3232的气体进行过滤，净化这些气体，减少外部环境对释放腔3232甚至是流体室320产生不利影响。
其中，释放件3221的的材质只要能够充分感受释放腔3232内的气压而发生弹性形变的程度而无需特别限定，如柔性橡胶或者柔性树脂等。
进一步的，如图11-15，压力源31包括压力输出件310及用于承接压力输出件310的压力承接部311，压力承接部311具有第一压力室3110和第二压力室3111，压力输出件310可产生机械动作促使第一压力室3110和第二压力室3111交替发生形变，第一压力室3110发生形变以提供储藏容器2内培养液向培养容器输送的压力，第二压力室3111用于提供平衡室321内的气体压力，具体的，平衡室321具有气体出口3210，气体出口3210通过导管6与第二压力室3111连通。
此处，压力输出件310发生机械动作促使第一压力室3110发生形变，进而促使储藏容器2内培养液向培养容器1内流动，提供其流动的驱动力，而在这个被驱动的培养液流经压力平衡机构32的流体室320时，在流体室320不可避免地产生压力波动，而通过上述实施例的描述，这种压力波动，可以一方面被挠性膜322产生形变而缓冲实现平衡，而另一方面还可以通过平衡室321进行平衡，在这种压力平衡中推进流体室320内的培养液稳定地流向培养容器1。而由于同样截面积的管道内，液流速度小于气流速度，因而通过压力输出件310的机械动作促使第一压力室3110和第二压力室3111交替发生形变，从而满足压力平衡机构32的压力要求。例如，在压力输出件310的一个机械动作周期内，第一压力室3110先发生形变，促使培养液流动的同时，带来流体室320的压力波动；而第二压力室3111后发生形变，但其提供的气压大致同时到达平衡室321，从而在该动作周期内，使得经过压力平衡机构32的平衡，培养液能够稳定地不带入气泡地进入培养容器1内。
具体的，如图12-15，压力承接部311还形成有承接槽3112，承接槽3112相对的两端部分别形成第一压力室3110和第二压力室3111。压力输出件310具有转动连接于承接槽3112内的一端，压力输出件310转动时交替促使第一压力室3110和第二压力室3111发生形变。
进一步的，如图12-15，压力输出件310包括转动连接于承接槽3112内的动作盘3100，动作盘3100转动并交替挤压第一压力室3110和第二压力室3111。其中，动作盘3100可以为椭圆形，通过其长度方向的两端交替挤压第一压力室3110和第二压力室3111，也可以为圆形及由圆形突出的一个或两个挤压部3100a，通过转动使得挤压部3100a交替挤压第一压力室3110和第二压力室3111。
更具体的，一种可选的实施例中，如13所示，承接槽3112成大致的圆形，承接槽3112相对于的两端部分别形成第一压力室3110和第二压力室3111，而动作盘3100由一个中心圆盘及由中心圆盘突出的一个挤压部3100a形成，其中，第一压力室3110和第二压力室3111位于该中心圆盘直径所在直线上。此时，当动作盘3100转动时，中心圆盘转动带动一个挤压部3100a转动，其一次仅能致使第一压力室3110和第二压力室3111中的一个发生形变，因而二者交替发生形变以提共压力平衡机构32所需的平衡压力。这其中，第一压力室3110和第二压力室3111产生形变的时间间隔与第一压力室3110和第二压力室3111所在的虚拟圆形的直径及中心圆盘的转速有关，而中心圆盘的转速可以通过压力输出件310的转速进行调节，实施上，在压力源31具体包括管式泵或者蠕动泵时，压力输出件310实际为该泵的转动输出端，其转速自然可通过该泵的固有转速调节功能实现，这自不需说明。
另一种可选的实施例中，如图14、15所示，与上述实施例不同之处在于，动作盘3100由一个中心圆盘及由该中心圆盘突出的多个挤压部3100a形成，其中，任意两个挤压部3100a均不在该中心圆盘直径所在直线上。如此，当动作盘3100转动时，中心圆盘转动带动多个挤压部3100a绕中心圆盘中心转动，由于任意两个挤压部3100a均不在该中心圆盘直径所在直线上，同样使得一次仅由一个挤压部3100a致使第一压力室3110和第二压力室3111中的一个发生形变，因而二者交替发生形变以提共压力平衡机构32所需的平衡压力。这其中，第一压力室3110和第二压力室3111产生形变的时间间隔与第一压力室3110和第二压力室3111所在的虚拟圆形的直径、中心圆盘的转速、以及沿该中心圆盘上相邻两个挤压部3100a之间的转动角度有关，这种转动角度越小，第一压力室3110和第二压力室3111产生形变的时间间隔就越小，反之越大，从而使得这种动作盘3100对于第一压力室3110和第二压力室3111产生形变的时间间隔控制更加精细，更加有利于提供压力平衡机构32所需的间隔压力，也有利于稳定流体室320内压力。
作为此种实施例的进一步技术方案中，如图15、18，该动作盘3100包括中心圆盘3100b和与该中心圆盘3100b活动连接的挤压部3100a，中心圆盘3100b大致呈圆形，挤压部3100a能够相对于中心圆盘3100b的周向活动连接在中心圆盘3100b上。
对此，一个具体的实施方式中，如图16、17、18所示，中心圆盘3100b沿其周向开设环形的调节槽3100c，挤压部3100a活动连接在调节槽3100c内。如挤压部3100a可通过粘结连接在调节槽3100c内。更为优选的方式为，挤压部3100a一端具有连接环3100d和锁紧环3100e，连接环3100d套接在中心圆盘3100b的调节槽3100c内，锁紧环3100e对于连接环3100d与中心圆盘3100b的连接进行锁紧，从而可实现挤压部3100a对于中心圆盘3100b的角度任何连接。然而，更为实际的实施例中，挤压部3100设置多个时，可将通过此方式调节每相邻两个挤压部3100a之间的角度。或者另外的实施力中，多个挤压部3100a共用一个锁紧环3100e，调整好多个挤压部3100a之间的角度后，通过一个锁紧环3100e将全部的挤压部3100a同时锁紧，以固定相邻两个之间的夹角，从而实现角度调节的需要。
另外，为了确认本发明实施例提供的细胞培养装置的效果，进行下述试验，试验是在河北北方学院附属第一医院进行的。
试验1：使用本实施方式的细胞培养装置培养AKR细胞（培养基89%DMEM+10%FBS+1%双抗，悬浮37℃培养，培养方式参照上海研生公司AKR产品的使用说明书），将压力源的流量（如管式泵或者蠕动泵）分别设定为0.1 u1/min、1.5 u1/min、5.0 u1/min，利用微小流量计对输送到培养容器1的培养液的流量进行计测，示于图10。另外使用从卸除了压力平衡机构32和压力输出件310的细胞培养装置作为对比例，同样的流量设定条件，利用微量流量计对输送到培养容器1的培养液的流量进行计测。
试验2：使用上述试验1中的试验例和对比例，相同的流量条件，在培养开始后第1天与第5天利用显微镜对在培养容器1中生存的AKR细胞的个数进行计数，计算死亡率。需要说明的是，任一培养均在CO2培养箱内进行，关于培养液，使用1.0×105细胞/ml的培养液。
对试验结果进行观察，在比较例的细胞培养装置中，输入至培养容器1内的流量的波动不稳定，且波动范围在三个不同设定流量条件下均大于实施例，尤其是在0.1 u1/min和5.0 u1/min的波动范围均超过设定值的200%。如此，在流量的变动大的情况下，会对细胞造成损害。如表1，在未设有压力平衡机构32和压力输出件310的细胞培养装置中，第5天细胞几乎全部死亡（死亡率超过80%）。
与此相对，在连接有压力平衡机构32和压力输出件310的本实施方式的细胞培养装置中，可确认到脉动得到抑制，培养液的流量波动平稳，且波动范围在对应流量条件下，均保持在设定值的20%以内，可知能够在稳定的环境下进行细胞培养，并且第5天的死亡率低于20%。
本发明实施例还一种细胞培养系统，包括上述的细胞培养装置以及容纳该细胞培养装置的恒温器。通过将细胞培养装置整体容纳在恒温器中，能够在适于细胞培养的温度下进行细胞培养。此外，能够抑制环境温度变化所致的气泡产生。需要说明的是，在细胞培养系统中，还可以包括用于对生长在培养容器的细胞进行观察的显微镜等观察单元。
本发明实施例还提供一种细胞培养方法，使用上述的细胞培养装置来培养细胞的细胞培养方法，所述方法具有下述工序：在培养容器、储藏容器以及所述注入容器的至少之一添加细胞的工序；以及利用注液单元对流路中的培养液进行加压输送，同时利用压力源提供流路按需释放储藏容器内培养液至培养容器的动态压力的工序。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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