CN105950468B - 一种用于灌流的生物反应器以及用于渗透的生物反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于灌流的生物反应器以及用于渗透的生物反应器，包括进液针头、出液针头、空心圆管、壳体、第一挡板及第二挡板；壳体的上表面设有第一凹槽，第一凹槽通过第一挡板及第二挡板依次分为第二凹槽、第三凹槽及第四凹槽，空心圆管的左端穿过第一挡板伸入到第二凹槽内，空心圆管的右端穿过第二挡板伸入到第四凹槽内，空心圆管的中部位于第三凹槽内，进液针头的端部穿过壳体的壁面伸入到第二凹槽内，且进液针头的端部套接于空心圆管的左端内，出液针头的端部穿过壳体的壁面伸入到第四凹槽内，且出液针头的端部套接于空心圆管的右端内。本发明能够实现空心圆管位置的固定，同时能够有效的密封空心圆管与针头之间的孔隙。

Description

一种用于灌流的生物反应器以及用于渗透的生物反应器
技术领域
本发明属于机械自动化与生物技术领域，涉及一种生物反应器，具体涉及一种用于灌流的生物反应器以及用于渗透的生物反应器。
背景技术
组织工程通过模拟天然组织结构，利用细胞、支架、生长因子等三元素构建人造组织，用于受损或退化组织修复。其中，支架是空间运输和定位细胞和生长因子的关键，已被成功的应用于人造皮肤、骨、软骨、软骨和膀胱等器官。但在面向肌肉、心脏、肝脏、肾等细胞量大、耗氧量高、并对有效传递营养、氧气和排出代谢废物的交换要求高的人造组织和器官，血管化需求难以满足，即难以制造并形成具有类似血管结构和血管网络的血管化，以保证给大量细胞运输足够的营养、生长因子、氧气，并排出代谢废物，使细胞能生长并融合到一起，形成大规模的组织和器官。通过空同轴针头可以将海藻酸钠溶液和氯化钙溶液挤出形成组织工程中空心圆管，空心圆管的结构维持性能和渗透能力是组中工程中非常关心的两个特性，为研究空心血管网维持圆管结构的能力，进行灌流实验和渗透实验是很有必要的，然而现有技术不能较好的固定空心圆管的位置，并且不能有效的密封空心圆管及针头之间的空隙，因此不能为灌流实验和渗透实验提供更好的环境条件。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种用于灌流的生物反应器以及用于渗透的生物反应器，该反应器能够实现空心圆管位置的固定，同时能够有效的密封空心圆管与针头之间的孔隙。
为达到上述目的，本发明所述的用于灌流的生物反应器包括进液针头、出液针头、空心圆管、壳体、第一挡板及第二挡板；
壳体的上表面设有第一凹槽，第一凹槽通过第一挡板及第二挡板依次分为第二凹槽、第三凹槽及第四凹槽，空心圆管的左端穿过第一挡板伸入到第二凹槽内，空心圆管的右端穿过第二挡板伸入到第四凹槽内，空心圆管的中部位于第三凹槽内，进液针头的端部穿过壳体的壁面伸入到第二凹槽内，且进液针头的端部套接于空心圆管的左端内，出液针头的端部穿过壳体的壁面伸入到第四凹槽内，且出液针头的端部套接于空心圆管的右端内，第二凹槽、第三凹槽及第四凹槽内均浇注有明胶。
所述壳体包括底板以及固定于底板上的上盖板，其中，底板的上表面设有第五凹槽，上盖板的中部设有通孔，第五凹槽与所述通孔组成第一凹槽，出液针头的端部及进液针头的端部均穿过第五凹槽的壁面。
所述第一挡板包括第一隔板及第一侧板，其中，第一隔板的下端面固定于第五凹槽的底面上，第一隔板的前后端面分别固定于第五凹槽的内壁上，第一侧板的下端面固定于第一隔板的上端面上，第一侧板的前后端面分别固定于所述通孔的内壁上，第一隔板的上端面开设有第一固定槽，空心圆管内嵌且通过明胶固定于所述第一固定槽内。
所述第二挡板包括第二隔板及第二侧板，其中，第二隔板的下端面固定于第五凹槽的底面上，第二隔板的前后端面分别固定于第五凹槽的内壁上，第二侧板的下端面固定于第二隔板的上端面上，第二侧板的前后端面分别固定于所述通孔的内壁上，第二隔板的上端面开设有第二固定槽，空心圆管内嵌且通过明胶固定于第二固定槽内。
第一侧板的侧面开设有第一紧固槽，第二凹槽内的明胶内嵌于所述第一紧固槽内；
第二侧板的侧面开设有第二紧固槽，第四凹槽内的明胶内嵌于所述第二紧固槽内。
本发明所述的用于渗透的生物反应器包括密封盖板及用于灌流的生物反应器，其中，所述用于灌流的生物反应器中的第三凹槽通过密封盖板密封，第三凹槽内的明胶内混合有细胞。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的用于灌流的生物反应器以及用于渗透的生物反应器包括出液针头、进液针头、空心圆管、壳体、第一挡板及第二挡板，其中，壳体上的第一凹槽通过第一挡板及第二挡板分隔为第二凹槽、第三凹槽及第四凹槽，进液针头的端部依次穿过壳体的壁面、第二凹槽及第一挡板伸入到第三凹槽内，且进液针头的端部套接于空心圆管的左端内，第二凹槽内浇注有明胶，通过明胶实现进液针头与空心圆管之间的密封；出液针头的端部依次穿过壳体的壁面、第四凹槽及第二挡板伸入到第三凹槽内，且出液针头的端部套接于空心圆管的右端内，通过明胶实现出液针头与空心圆管位置的固定，同时实现出液针头与空心圆管之间的密封，空心圆管的中部位于第三凹槽内，第三凹槽内浇注有明胶，通过明胶实现空心圆管位置的固定，为灌流实验和渗透实验提供更好的环境条件，结构简单，操作方便，便于实现。所述用于渗透的生物反应器包括密封盖板，第三凹槽通过第三盖板密封，使第三凹槽成为一个密封的环境，满足在渗透试验中因为空心圆管周围的明胶中包埋细胞而对环境提出的无菌要求。
进一步，第二凹槽内的明胶内嵌于所述第一紧固槽内，第四凹槽内的明胶内嵌于所述第二紧固槽内，通过第一紧固槽及第二紧固槽增加明胶与第一凹槽内壁及第二凹槽内壁之间紧固程度，壁面明胶脱落或移动。
附图说明
图1为本发明中用于灌流的生物反应器的截图面；
图2为本发明中第一挡板5的结构示意图；
图3为本发明中用于灌流的生物反应器的结构示意图；
图4为本发明中用于渗透的生物反应器分解图。
其中，1为进液针头、2为出液针头、3为第一固定槽、4为第二固定槽、5为第一挡板、6为第二挡板、7为第二凹槽、8为第三凹槽、9为第四凹槽、10为上盖板、11为底板、12为第一隔板、13为第一侧板、14为密封盖板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明所述的用于灌流的生物反应器包括进液针头1、出液针头2、空心圆管、壳体、第一挡板5及第二挡板6；壳体的上表面设有第一凹槽，第一凹槽通过第一挡板5及第二挡板6依次分为第二凹槽7、第三凹槽8及第四凹槽9，空心圆管的左端穿过第一挡板5伸入到第二凹槽7内，空心圆管的右端穿过第二挡板6伸入到第四凹槽9内，空心圆管的中部位于第三凹槽8内，进液针头1的端部穿过壳体的壁面伸入到第二凹槽7内，且进液针头1的端部套接于空心圆管的左端内，出液针头2的端部穿过壳体的壁面伸入到第四凹槽9内，且出液针头2的端部套接于空心圆管的右端内，第二凹槽7、第三凹槽8及第四凹槽9内均浇注有明胶。
所述壳体包括底板11以及固定于底板11上的上盖板10，其中，底板11的上表面设有第五凹槽，上盖板10的中部设有通孔，第五凹槽与所述通孔组成第一凹槽，出液针头2的端部及进液针头1的端部均穿过第五凹槽的壁面；所述第一挡板5包括第一隔板12及第一侧板13，其中，第一隔板12的下端面固定于第五凹槽的底面上，第一隔板12的前后端面分别固定于第五凹槽的内壁上，第一侧板13的下端面固定于第一隔板12的上端面上，第一侧板13的前后端面分别固定于所述通孔的内壁上，第一隔板12的上端面开设有第一固定槽3，空心圆管内嵌且通过明胶固定于所述第一固定槽3内；第二挡板6包括第二隔板及第二侧板，其中，第二隔板的下端面固定于第五凹槽的底面上，第二隔板的前后端面分别固定于第五凹槽的内壁上，第二侧板的下端面固定于第二隔板的上端面上，第二侧板的前后端面分别固定于所述通孔的内壁上，第二隔板的上端面开设有第二固定槽4，空心圆管内嵌且通过明胶固定于第二固定槽4内。
另外，第一侧板13的侧面开设有第一紧固槽，第二凹槽7内的明胶内嵌于所述第一紧固槽内；第二侧板的侧面开设有第二紧固槽，第四凹槽9内的明胶内嵌于所述第二紧固槽内。
实施例一
通过灌流系统研究打印出的空心圆管运输细胞培养液的能力和维持圆管结构的能力，灌流系统包括蠕动泵、用于灌流的生物反应器、储液瓶和导管。用于灌流的生物反应器如图1所示，将第三凹槽8作为灌流腔使用，将第二凹槽7及第四凹槽9作为左右两边的密封腔使用，打印出空心圆管后，裁剪出合适长度的空心圆管并在其两端接上进液针头1及出液针头2，然后置于壳体内，密封腔内注入20％的明胶(TG酶浓度为1.2％，静置10～20s待明胶成胶)，最后，将进液针头1及出液针头2接入灌流系统中完成灌流培养。
实施例二
本发明所述的用于渗透的生物反应器包括密封盖板14及用于灌流的生物反应器，其中，所述用于灌流的生物反应器中的第三凹槽8通过密封盖板14密封，第三凹槽8内的明胶内混合有细胞。
通过渗透实验研究打印出的空心圆管渗透细胞培养液的能力，渗透系统包括蠕动泵、用于渗透的生物反应器、储液瓶和导管。用于渗透的生物反应器如图4所示，将第三凹槽8作为中间渗透腔使用，将第二凹槽7及第四凹槽9作为左右两边的密封腔使用，打印出空心圆管后，裁剪出合适长度的空心圆管并在其两端接上进液针头1及出液针头2，然后固定于壳体内，再往密封腔内注入20％的明胶(TG酶浓度为1.2％，静置10～20s待明胶成胶)，往渗透腔内注入适量包埋细胞的20％(w/v)明胶溶液，再将密封盖板14置于渗透腔上，形成密封空间。最后，将进液针头1及出液针头2接入渗透系统中完成渗透培养。

Claims (5)

1.一种用于灌流的生物反应器，其特征在于，包括进液针头(1)、出液针头(2)、空心圆管、壳体、第一挡板(5)及第二挡板(6)；
壳体的上表面设有第一凹槽，第一凹槽通过第一挡板(5)及第二挡板(6)依次分为第二凹槽(7)、第三凹槽(8)及第四凹槽(9)，空心圆管的左端穿过第一挡板(5)伸入到第二凹槽(7)内，空心圆管的右端穿过第二挡板(6)伸入到第四凹槽(9)内，空心圆管的中部位于第三凹槽(8)内，进液针头(1)的端部穿过壳体的壁面伸入到第二凹槽(7)内，且进液针头(1)的端部套接于空心圆管的左端内，出液针头(2)的端部穿过壳体的壁面伸入到第四凹槽(9)内，且出液针头(2)的端部套接于空心圆管的右端内，第二凹槽(7)、第三凹槽(8)及第四凹槽(9)内均浇注有明胶；
所述壳体包括底板(11)以及固定于底板(11)上的上盖板(10)，其中，底板(11)的上表面设有第五凹槽，上盖板(10)的中部设有通孔，第五凹槽与所述通孔组成第一凹槽，出液针头(2)的端部及进液针头(1)的端部均穿过第五凹槽的壁面。
2.根据权利要求1所述的用于灌流的生物反应器，其特征在于，所述第一挡板(5)包括第一隔板(12)及第一侧板(13)，其中，第一隔板(12)的下端面固定于第五凹槽的底面上，第一隔板(12)的前后端面分别固定于第五凹槽的内壁上，第一侧板(13)的下端面固定于第一隔板(12)的上端面上，第一侧板(13)的前后端面分别固定于所述通孔的内壁上，第一隔板(12)的上端面开设有第一固定槽(3)，空心圆管内嵌且通过明胶固定于所述第一固定槽(3)内。
3.根据权利要求2所述的用于灌流的生物反应器，其特征在于，所述第二挡板(6)包括第二隔板及第二侧板，其中，第二隔板的下端面固定于第五凹槽的底面上，第二隔板的前后端面分别固定于第五凹槽的内壁上，第二侧板的下端面固定于第二隔板的上端面上，第二侧板的前后端面分别固定于所述通孔的内壁上，第二隔板的上端面开设有第二固定槽(4)，空心圆管内嵌且通过明胶固定于第二固定槽(4)内。
4.根据权利要求3所述的用于灌流的生物反应器，其特征在于，
第一侧板(13)的侧面开设有第一紧固槽，第二凹槽(7)内的明胶内嵌于所述第一紧固槽内；
第二侧板的侧面开设有第二紧固槽，第四凹槽(9)内的明胶内嵌于所述第二紧固槽内。
5.一种用于渗透的生物反应器，其特征在于，包括密封盖板(14)及权利要求1所述的用于灌流的生物反应器，其中，所述用于灌流的生物反应器中的第三凹槽(8)通过密封盖板(14)密封，第三凹槽(8)内的明胶内混合有细胞。
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