模拟微重力类器官芯片培养系统:空间生命科学仿生研究新平台
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长恒荣创
时间 : 2026-07-30 10:13 浏览量 : 1
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随着载人深空探测持续推进,微重力环境对人体组织、器官发育与生理功能的影响成为空间医学研究核心课题。传统静态培养、独立微重力培养装置与单一类器官芯片体系相互割裂,难以同时实现重力环境调控、动态流体物质交换、多器官互作模拟。将微重力仿生技术与微流控器官芯片融合,搭建一体化实验平台,成为地面开展空间生物学机制研究的关键手段。晟华信 Cellspace-3D 模拟微重力类器官芯片培养系统创新融合双轴随机回转微重力模拟与微流控芯片灌流技术,为脑、心脏、肾脏、肿瘤类器官芯片研究提供国产化标准化解决方案。
晟华信 Cellspace-3D 系统依托三维随机回转力学调控原理,持续改变培养单元重力矢量方向,在地面实验室构建统计学等效模拟微重力环境。区别于传统单轴旋转设备存在重力分量残留的缺陷,设备采用双轴正交联动结构,配合流体动力学仿真优化,将微流控芯片腔体内流体剪切力控制在生理安全区间,避免芯片内人源类器官受到机械损伤。系统可搭载标准化微流控类器官芯片,支持单器官芯片、多器官串联芯片同步培养,既能独立研究单一组织在微重力下的响应变化,也可构建多器官互联模型,模拟太空环境下人体不同组织间信号交互。
在硬件集成层面,晟华信 Cellspace-3D 实现微重力回转主机、微流控灌流模块、密闭温控腔体一体化集成。系统配备独立液体驱动单元,流速可编程调控,持续完成培养基补给与代谢废物清除,复刻体内血液循环动态物质交换模式;整机内置高精度恒温、湿度闭环控制系统,稳定维持 37℃生理培养条件。设备支持自定义时序方案,可自由设置持续微重力暴露、重力恢复对照、间断力学刺激等多种实验模式,适配长期培养、急性刺激、梯度重力干预等多样化科研方案。标准化芯片载架保证样本摆放一致性,有效降低人为操作带来的实验误差,显著提升数据可重复性。
依托晟华信 Cellspace-3D 培育的类器官芯片模型,具备更高生理保真度。动态灌流配合温和悬浮微重力环境,缓解大块类器官核心缺氧凋亡问题,延长体外培养周期;精准力学信号刺激能够调控干细胞增殖、分化进程,促进类器官形成完整组织结构与功能单元。科研人员可利用该平台解析微重力诱导的神经损伤、心肌功能衰退、血管内皮重塑、组织纤维化等生物学机制;构建疾病类器官芯片模型,筛选航天航天员防护药物,评估药物在微重力环境下药效与毒性反应。
相较于进口同类设备,晟华信 Cellspace-3D 国产化优势突出。设备本土研发生产,采购成本更低,技术对接、售后维保响应迅速;系统兼容市面主流微流控类器官芯片,无需大幅改造现有实验方案,快速接入高校实验室、航天医学研究院所。设备预留拓展接口,可联动活细胞荧光成像、阻抗实时检测模块,实现 “微重力培养 — 在线观测 — 功能检测” 一体化闭环实验。
面向未来空间生命科学发展需求,晟华信持续推进 Cellspace-3D 系统迭代升级,不断优化多器官芯片适配能力。在深空载人航天研究背景下,这套模拟微重力类器官芯片一体化培养平台,突破传统体外模型技术瓶颈,助力我国空间医学机理研究、航天防护药物研发,为解析微重力人体生物学效应、保障长期在轨航天员健康提供强有力的国产化科研装备支撑。