一种适用于脑类器官移植的改进注射装置及移植方法

专利检索2025-06-19  5


本发明涉及干细胞生物学领域,更具体地涉及一种适用于脑类器官移植的改进注射装置及移植方法。


背景技术:

1、人脑发育是一个自组装过程,细胞增殖、分化、迁移以形成功能正常的神经回路。理解人类大脑发育以及相关疾病的机理尤为重要。虽然类器官可以成为研究人脑问题的好方法,但它仍达不到真实大脑的复杂程度,因为脑类器官缺乏感官输入、血管,以及免疫和支持细胞,并且无法收到反馈。此外,一旦超过3-4毫米大小,中间的细胞就会缺乏细胞培养液中的营养而死亡。此外脑类器官在体外缺乏神经通路连接,因此在模拟遗传以及神经疾病方面的作用非常有限。那么将脑类器官移植到小鼠体内,并且用于研究人类细胞的发育和体内功能,将意义重大。因此需要一种把脑类器官移植到小鼠脑中,使脑类器官与小鼠身体产生联系的技术。

2、目前,脑类器官移植到大鼠相对较容易,但受到成本及批量移植的限制;因此应用免疫缺陷小鼠进行移植将会是优化的方案。但由于小鼠大脑皮层厚度的影响,将类器官移植到小鼠大脑皮层的探索少之又少。基于此我们希望探索一种可以简单方便的将类脑体移植到小鼠大脑皮层的方法,以推进脑类器官在疾病建模,治疗及药物筛选方面的应用。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于脑类器官移植的改进注射装置及移植方法,利用斜度注射用以解决类脑体移植过程中不可见及难以操作的技术难题。

2、本发明的目的是通过如下技术方案实现的:

3、本发明提供了一种适用于脑类器官移植的改进注射装置,所述改进注射装置包括玻璃注射针头以及注射器,所述玻璃注射针头和注射器采用螺纹连接,所述玻璃注射针头的规格包括0.4-0.5mm、0.5-0.6mm及0.6-0.7mm三种内径规格,所述玻璃注射针头的斜度为45°-60°;所述注射器的量程为0.5ml,分度值为10μl。

4、本发明还提供了一种改进注射装置进行于脑类器官移植的方法,包括以下步骤:

5、(1)诱导分化20-80天的类脑体移入ep管备用;

6、(2)在封口膜上加入生理盐水,将脑类器官吸出,加到封口膜的生理盐水中,使脑类器官个体分散开;

7、(3)根据脑类器官直径选择合适内径规格的玻璃注射针头,将脑类器官吸入玻璃注射针头中;

8、(4)将小鼠麻醉,按照小鼠的体重打入阿佛丁;

9、(5)等待2-5min,检查小鼠是否麻醉完全,麻醉完全后将小鼠头部固定在立体定仪上;

10、(6)用剃毛器给小鼠头顶剃毛,并用75%酒精做局部消毒,用剪刀在小鼠头皮中央剪开1.5cm到2cm的头皮,暴露颅骨;

11、(7)将小鼠脑调平,用棉签擦除颅骨上附着的结缔组织,用颅钻在坐标点打孔,打孔期间用生理盐水为颅钻和颅骨降温,孔径大于玻璃注射针头外径,深度至暴露硬脑膜;

12、(8)用尖刀或钩子将硬脑膜挑起,轻轻划开,做好止血;

13、(9)缓慢下针2mm,停针2min到5min,缓慢拔针;

14、(10)用相对于移植注射器更细的玻璃注射针头把刚才路径吸干净,并用生理盐水把血冲洗干净;

15、(11)把装有脑类器官的改进注射装置安装在立体定位仪上,以刚才的坐标,刚和皮层接触为z=0,缓慢下针1.5mm;

16、(12)缓缓打出脑类器官,并停针5min到10min,缓慢拔针;

17、(13)用可吸收手术缝合线缝合小鼠的头皮并用碘伏给缝合处消毒;

18、(14)放在35℃到40℃的电热毯上等待小鼠苏醒;

19、(15)小鼠苏醒后,前5到10天每笼单只饲养,防止其他小鼠啃咬伤口。

20、进一步的,在步骤(2)中,所述生理盐水的添加量为1ml-2ml。

21、进一步的,在步骤(3)中,所述根据脑类器官直径选择合适直径的注射器为:分化15~25天的类脑体采用内径规格为0.4-0.5mm的玻璃注射针头;分化25-50天的类脑体采用内径规格为0.5-0.6mm的玻璃注射针头;分化50-80天的类脑体采用内径规格为0.6-0.7mm的玻璃注射针头。

22、进一步的,在步骤(4)中,所述按照小鼠的体重打入的阿佛丁为每10g打入0.2ml阿佛丁。

23、进一步的,所述方法可将脑类器官移植入包括脑皮层及侧脑室在内的多种脑区。

24、进一步的,当将脑类器官移植入脑皮层时,所述方法步骤(7)中打孔方法为:遵循立体定位坐标的原则,以bregma作为坐标原点大脑皮层表面为z=0,选择的注射为点位为x=1,y=1.2,z=1,单位mm,用颅钻在坐标点打孔;

25、所述方法步骤(9)中,下针之前将立体定位仪的针筒架与垂线成60°角,将与装有脑类器官相同针头的改进注射装置安装到立体定位仪上,将改进注射装置调整到坐标x=1,y=-0.5,z=0,其中,针尖接触皮层为z=0。

26、进一步的,当将脑类器官移植入侧脑室时,所述方法步骤(7)中打孔方法为:遵循立体定位坐标的原则,以bregma作为坐标原点大脑皮层表面为z=0,选择的注射为点位为x=0.7,y=0,z=2.5,单位mm,用颅钻在坐标点打孔;

27、所述方法步骤(9)中,下针之前将装有脑类器官相同针头的改进注射装置安装到立体定位仪上,并调整到坐标=0.7,y=0,z=0,其中,玻璃注射针头接触皮层为z=0。

28、本发明有益效果在于:

29、本发明提供了一种适用于脑类器官移植的改进注射装置及移植方法,方法简单易操作,且移植位置准确,能够有效减少对脑类器官的伤害和对小鼠的伤害,使得研究人类大脑皮层发育、发掘类脑发育过程关键节点及新的移植治疗成为可能,也为构建具有特定疾病防治功能的脑类器官移植治疗提供了基础。



技术特征:

1.一种适用于脑类器官移植的改进注射装置,其特征在于,所述改进注射装置包括玻璃注射针头以及注射器,所述玻璃注射针头和注射器采用螺纹连接,所述玻璃注射针头的规格包括0.4-0.5mm、0.5-0.6mm及0.6-0.7mm三种内径规格,所述玻璃注射针头的斜度为45°-60°;所述注射器的量程为0.5ml,分度值为10μl。

2.一种利用权利要求1所述的改进注射装置进行于脑类器官移植的方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述生理盐水的添加量为1ml-2ml。

4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述根据脑类器官直径选择合适直径的注射器为:分化15~25天的类脑体采用内径规格为0.4-0.5mm的玻璃注射针头;分化25-50天的类脑体采用内径规格为0.5-0.6mm的玻璃注射针头;分化50-80天的类脑体采用内径规格为0.6-0.7mm的玻璃注射针头。

5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,在步骤(4)中,所述按照小鼠的体重打入的阿佛丁为每10g打入0.2ml阿佛丁。

6.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法可将脑类器官移植入包括脑皮层及侧脑室在内的多种脑区。

7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,当将脑类器官移植入脑皮层时,所述方法步骤(7)中打孔方法为:遵循立体定位坐标的原则,以bregma作为坐标原点大脑皮层表面为z=0,选择的注射为点位为x=1,y=1.2,z=1,单位mm,用颅钻在坐标点打孔;

8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,当将脑类器官移植入侧脑室时,所述方法步骤(7)中打孔方法为:遵循立体定位坐标的原则,以bregma作为坐标原点大脑皮层表面为z=0,选择的注射为点位为x=0.7,y=0,z=2.5,单位mm,用颅钻在坐标点打孔;


技术总结
本发明涉及干细胞生物学领域,更具体地涉及一种适用于脑类器官移植的改进注射装置及移植方法,所述改进注射装置包括0.4‑0.5mm、0.5‑0.6mm及0.6‑0.7mm规格的玻璃注射针头,其斜度为45°~60°;包括0.5mL注射器,分度值为10μL;所述改进注射装置中的玻璃注射针头和0.5mL注射器采用螺纹连接。本发明提供了脑类器官移植方法以及移植注射器,方法简单易操作,且移植位置准确,能够有效减少对脑类器官的伤害和对小鼠的伤害,使得研究人类大脑皮层发育、发掘类脑发育过程关键节点及新的移植治疗成为可能,也为构建具有特定疾病防治功能的脑类器官移植治疗提供了基础。

技术研发人员:刘长梅,张子寒,滕兆乾,段春慧,杜洪震
受保护的技术使用者:中国科学院动物研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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