CN101748062B - 一种用于培养组织工程化食道支架的生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于培养组织工程用食道支架的生物反应器，特点是包括箱体、传动连接板、同轴设置的传动轴和从动轴，传动轴密封轴接在箱体上，箱体内设置有轴座，从动轴轴接在轴座上，传动轴上固定设置有第一支架接头，从动轴上固定设置有第二支架接头，传动连接板的一端固定设置在第一支架接头上，传动连接板的另一端固定设置在第二支架接头上，传动轴上设置有转动驱动装置；优点是使接种在食道支架内腔表面的食道上皮细胞均匀化，而且在培养食道支架的过程中，该反应器的箱体不动，食道支架转动，使箱体内的培养液对食道支架上的细胞有明显的剪切应力等作用力，使体外构建的食道支架模拟正常食道的工作环境而使其得以发挥食道功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于构建、培养组织工程化器官的装置，尤其是涉及一种用于培养组织工程化食道支架的生物反应器。
背景技术
从组织学结构上看，人体食道是一段25厘米左右长、1.9厘米左右宽的中空管道，位于喉咙与胸腔的后面，连接咽喉和胃部，主要起输送食物和水的作用。从微观构造上看，食道由粘膜层、粘膜下层、肌层和外膜层构成，肌层的主要作用是起收缩和蠕动作用，使食物和水在其蠕动下从口腔运送至胃部，粘膜由未角化的复层鳞状上皮细胞组成，上皮细胞生长在基膜上，基膜提供上皮细胞生长所需要的特殊蛋白、生长因子及其它营养物质，以调节上皮细胞的增殖、分化、迁移和死亡等功能，该上皮细胞和基膜共同构成了粘膜层，阻止内容物如水、食物等渗漏入体腔，是食道得以发挥功能的最重要的生物结构，因此，体外构建的组织工程化食道支架能够具有正常食道的功能取决于支架内腔表面是否具有功能正常的复层鳞状上皮细胞层。目前通常是将食道支架置于孵育箱静态培养，但是这种培养方法无法使食道的上皮细胞均匀接种于支架内腔表面，上皮细胞的接种密度达不到要求，而且上皮细胞的培养环境与体内食道细胞实际所在的微环境相差甚远，如不能给予上皮细胞以液体或食物流动的剪切应力等作用力，使体外构建的食道支架在功能上不能正常发挥。
在组织工程领域中，生物反应器是组织工程研究的重要载体，是研究不同环境因素对特定细胞、组织的三维功能化培养的影响的重要技术手段。研究表明动态的生物反应器在培养细胞的很多方面优于静态孵育箱，它能实现细胞在体外构建的支架上均匀、高密度接种，是培养细胞-支架复合物进行组织工程化组织或器官体外构建的重要工具，目前动态的生物反应器基本都是整个反应器转动，才能使安装在反应器内的支架跟着一起转动，从而达到使细胞均匀接种在支架内腔表面的目的，但是这种反应器在使用时首先必须密封，而且在反应器中必须要充满培养液，这样才能避免因转动使反应器内产生大量气泡而影响培养效果；其次，在整个反应器转动时支架和培养液也随之一起转动，培养液给予支架或接种在支架上的细胞的的剪切应力实际上不明显，甚至没有，从而也无法给予细胞-支架复合体类似于人体内的生长环境而使其功能受到影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可使体外构建的食道支架具有正常功能的用于培养组织工程化食道支架的生物反应器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于培养组织工程化食道支架的生物反应器，包括箱体、传动连接板、同轴设置的传动轴和从动轴，所述的传动轴密封轴接在所述的箱体上，所述的箱体内设置有轴座，所述的从动轴轴接在所述的轴座上，所述的传动轴上固定设置有第一支架接头，所述的从动轴上固定设置有第二支架接头，所述的传动连接板的一端固定设置在所述的第一支架接头上，所述的传动连接板的另一端固定设置在所述的第二支架接头上，所述的传动轴上设置有转动驱动装置。
所述的转动驱动装置包括电机、主动齿轮、从动齿轮和测速器，所述的主动齿轮通过减速器与所述的电机连接，所述的从动齿轮同轴固定设置在所述的传动轴上，所述的测速器设置在所述的主动齿轮的旁边。
所述的箱体的内底面上固定设置有导轨，所述的轴座与所述的导轨滑动配合，所述的轴座上螺接有用于将所述的轴座固定在所述的导轨上的第一固定螺钉，通过调节轴座的位置使第一支架接头与第二支架接头之间有不同的间距，从而不用更换生物反应器就可培养不同长度的食道支架，使用比较方便。
所述的传动连接板的至少一端设置有滑槽，第二固定螺钉穿过所述的滑槽与所述的第一支架接头或第二支架接头固定连接。
所述的生物反应器，还包括蠕动泵，所述的传动轴的外端部与所述的箱体上分别设置有管道接头，所述的传动轴、所述的第一支架接头、所述的第二支架接头和所述的从动轴上分别设置有同轴的通孔，所述的通孔与所述的管道接头相连通，所述的管道接头通过管道与所述的蠕动泵连接，通过蠕动泵给予培养液一定的流速，使培养液循环而给予食道支架更接近于人体内的生长环境。
所述的箱体上设置有用于防尘的盖板。
与现有技术相比，本发明的优点是由于传动轴上设置有转动驱动装置，可驱动套接在第一支架接头与第二支架接头上的支架转动，使接种在食道支架内腔表面的食道上皮细胞均匀化，而且在培养食道支架的过程中，该反应器的箱体不动，食道支架转动，使箱体内的培养液对食道支架上的细胞有明显的剪切应力等作用力，使体外构建的食道支架模拟正常食道的工作环境而使其得以发挥食道功能；此外，由于箱体不需要转动，因此该箱体也不需要密封，只要在箱体上放置一块防尘的盖板即可，这样有利于箱体内外的气体交换，使箱体内很快达到与孵育箱相一致的细胞培养所需要的气体氛围；该生物反应器也可用于培养组织结构与食道相似的血管支架。
附图说明
图1为本发明实施例一的主视图；
图2为本发明实施例一的俯视图；
图3为本发明实施例二的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：如图所示，一种用于培养组织工程化食道支架的生物反应器，包括箱体1、传动连接板2、电机6、测速器9、同轴设置的传动轴4和从动轴5，箱体1的内底面上固定设置有导轨11，导轨11上滑动设置有轴座12，轴座12上螺接有用于将轴座12固定在导轨11上的第一固定螺钉13，从动轴5轴接在轴座12上，传动轴4密封轴接在箱体1的一侧，传动轴4上固定设置有第一支架接头41，从动轴5上固定设置有第二支架接头51，传动连接板2的一端固定设置在第一支架接头41上，传动连接板2的另一端设置有滑槽21，第二固定螺钉22穿过滑槽21与第二支架接头51固定连接，电机6的输出轴上通过减速器7连接有主动齿轮8，传动轴4上同轴固定设置有从动齿轮42，从动齿轮42与主动齿轮8相啮合，测速器9设置在主动齿轮8的旁边，箱体1上设置有用于防尘的盖板15。
实施例二：如图所示，其它结构同实施例一，不同之处在于还包括蠕动泵3，传动轴4的外端部与箱体1的另一侧分别设置有管道接头14，传动轴4、第一支架接头41、第二支架接头51和从动轴5上分别设置有同轴的通孔10，通孔10与管道接头14相连通，管道接头14通过管道31与蠕动泵3连接。
上述实施例中，当电机6工作时，可通过测速器9测得主动齿轮8的即时转速，然后根据实际需要的转速来调节电机6的输出转速，从而得到实际需要的传动轴4的转速；此外，当电机6不工作(即培养的食道支架不转动)时，可开启蠕动泵3，通过蠕动泵3给予箱体1内的培养液一定的流速，使培养液循环而给予食道支架更接近于人体内的生长环境。
Claims (6)
1.一种用于培养组织工程化食道支架的生物反应器，其特征在于包括箱体、传动连接板、同轴设置的传动轴和从动轴，所述的传动轴密封轴接在所述的箱体上，所述的箱体内设置有轴座，所述的从动轴轴接在所述的轴座上，所述的传动轴上固定设置有第一支架接头，所述的从动轴上固定设置有第二支架接头，所述的传动连接板的一端固定设置在所述的第一支架接头上，所述的传动连接板的另一端固定设置在所述的第二支架接头上，所述的传动轴上设置有转动驱动装置。
2.如权利要求1所述的一种用于培养组织工程化食道支架的生物反应器，其特征在于所述的转动驱动装置包括电机、主动齿轮、从动齿轮和测速器，所述的主动齿轮通过减速器与所述的电机连接，所述的从动齿轮同轴固定设置在所述的传动轴上，所述的测速器设置在所述的主动齿轮的旁边。
3.如权利要求1所述的一种用于培养组织工程化食道支架的生物反应器，其特征在于所述的箱体的内底面上固定设置有导轨，所述的轴座与所述的导轨滑动配合，所述的轴座上螺接有用于将所述的轴座固定在所述的导轨上的第一固定螺钉。
4.如权利要求1所述的一种用于培养组织工程化食道支架的生物反应器，其特征在于所述的传动连接板的至少一端设置有滑槽，第二固定螺钉穿过所述的滑槽与所述的第一支架接头或第二支架接头固定连接。
5.如权利要求1所述的一种用于培养组织工程化食道支架的生物反应器，其特征在于还包括蠕动泵，所述的传动轴的外端部与所述的箱体上分别设置有管道接头，所述的传动轴、所述的第一支架接头、所述的第二支架接头和所述的从动轴上分别设置有同轴的通孔，所述的通孔与所述的管道接头相连通，所述的管道接头通过管道与所述的蠕动泵连接。
6.如权利要求1所述的一种用于培养组织工程化食道支架的生物反应器，其特征
在于所述的箱体上设置有用于防尘的盖板。
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