CN110079458A - 一种组织工程皮肤的制备系统及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组织工程皮肤的制备系统及制备方法，具体涉及组织工程领域，包括混合机构，所述混合机构侧面设有酸液雾化机构、碱液雾化机构和给料机构以及底部设有储料机构，所述混合机构内部设有冷却机构；所述混合机构包括混合罐；所述酸液雾化机构包括酸液雾化器，所述酸液雾化器上设有雾化酸液输入管以及顶部设有酸液添加斗；所述碱液雾化机构包括碱液雾化器，所述碱液雾化器上设有雾化碱液输入管以及顶部设有碱液添加斗。本发明通过使酸液与碱液雾化后呈微小颗粒状，进而使得酸液或碱液与混合物进行全面接触，避免发生局部混合液被酸液或碱液灼烧，导致其成分发生变化的情况，保证了后续细胞培养的正常进行。

Description

一种组织工程皮肤的制备系统及制备方法

技术领域

本发明涉及组织工程技术领域，更具体地说，本发明涉及一种组织工程皮肤的制备系统及制备方法。

背景技术

皮肤作为人体最大的器官，具有屏障、感觉、调节体温、分泌与排泄、参与免疫反应、维持内外环境稳定等功能，随着经济、科技和社会的发展，各种由溃疡、外伤、烧伤、老年性疾病等引起的皮肤缺损越来越多，当皮肤创面面积较大时，皮肤无法通过再生进行修复，需要切取正常皮肤进行移植，加大了对患者的打击，且在供皮区有可能形成疤痕及色素沉淀等，对患者造成二次伤害。

专利申请公布号CN 105385594B的发明专利公开了一种组织工程皮肤的制备系统及制备方法，能够提高各批产品之间的质量均一性与稳定性，为组织工程皮肤的大规模生产与应用创造条件。克服了现有技术中细胞与胶原的混合过程基本通过人工操作完成，批处理量小，难以保证细胞与胶原混合的均一性与稳定性的缺陷。该发明实施例提供一种组织工程皮肤的制备系统，包括：搅拌装置、混合容器、分别与所述混合容器连通的细胞培养液提供设备以及细胞提供设备；以及控制设备，所述控制设备用于控制所述细胞培养液提供设备向所述混合容器中注入细胞培养液，以及控制所述搅拌装置的开启与关闭。

但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如其在制备过程中需要对溶液的酸碱值进行调节，因此需要将酸液或碱液输入到混合液中，而由于其注入方式的不合理，导致酸液或碱液首先只会与局部混合液接触，这样就会使得局部混合液会被酸液或碱液灼烧，进而导致其成分发生变化，会对后续的细胞培养造成影响。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种组织工程皮肤的制备系统及制备方法，通过设有酸液雾化机构与碱液雾化机构，以便于酸液雾化机构中酸液雾化器启动后，将由酸液添加斗加入的酸液雾化，雾化后的酸液由雾化酸液输入管进入到混合罐内部，然后溶入混合罐内部被搅拌的混合物中，碱液雾化机构中的碱液雾化器启动后，将由碱液添加斗加入的碱液雾化，雾化后的碱液由雾化碱液输入管进入到混合罐内部，然后溶入混合罐内部被搅拌的混合物中，由于酸液与碱液雾化后呈微小颗粒状，因此与混合物有更大的接触面积，进而使得酸液或碱液与混合物进行全面接触，避免发生局部混合液被酸液或碱液灼烧，导致其成分发生变化的情况，保证了后续细胞培养的正常进行，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种组织工程皮肤的制备系统，包括混合机构，所述混合机构侧面设有酸液雾化机构、碱液雾化机构和给料机构以及底部设有储料机构，所述混合机构内部设有冷却机构；

所述混合机构包括混合罐；

所述酸液雾化机构包括酸液雾化器，所述酸液雾化器上设有雾化酸液输入管以及顶部设有酸液添加斗；

所述碱液雾化机构包括碱液雾化器，所述碱液雾化器上设有雾化碱液输入管以及顶部设有碱液添加斗。

在一个优选地实施方式中，所述混合机构还包括安装架，所述安装架固定设于混合罐顶部，所述安装架顶部固定设有电机，所述电机底部设有传动轴，所述传动轴贯穿混合罐顶部并延伸至混合罐内部，所述传动轴底端固定设有搅拌架。

在一个优选地实施方式中，所述混合机构还包括pH传感器，所述pH传感器设于混合罐内部，所述混合罐侧面固定设有显示器与可编程PLC，所述可编程PLC设于显示器底部，所述pH传感器和显示器均与可编程PLC电连接。

在一个优选地实施方式中，所述混合罐前侧贯穿设有通孔，所述通孔内侧固定设有观察窗口。

在一个优选地实施方式中，所述给料机构包括细胞培养液存储罐，所述细胞培养液存储罐顶部设有细胞添加斗以及侧面贯穿设有细胞培养液输出管，所述细胞培养液输出管上设有吸泵，所述细胞培养液输出管贯穿设于混合罐侧面。

在一个优选地实施方式中，所述储料机构包括成品存储罐，所述成品存储罐侧面贯穿设有成品输入管以及底部贯穿设有排出管，所述排出管上设有密封阀，所述成品输入管贯穿设于混合罐底部。

在一个优选地实施方式中，所述冷却机构包括换热管，所述换热管设于混合罐内部，所述换热管上设有循环管，所述循环管上设有冷风机。

本发明还提供了一种组织工程皮肤的制备方法，具体包括以下步骤：

S1：首先将细胞通过细胞添加斗加入到细胞培养液存储罐中，然后利用吸泵将细胞培养液存储罐中含有细胞的细胞培养液输入到细胞培养液输出管中，再由细胞培养液输出管中输入到混合罐中，含有细胞的培养液与混合罐中的胶原进行混合；

S2：启动电机，电机带动传动轴底端的搅拌架进行旋转，从而对培养液和胶原进行搅拌，使培养液与胶原快速混合；

S3：pH传感器实时检测混合罐中混合物的酸碱度，并将酸碱度以电信号的方式发送至可编程PLC，可编程PLC将电信号转化为数字信号通过显示器进行展示，使用者可对显示器进行观看；

S4：根据显示器所显示的混合酸碱度数值启动酸液雾化机构中的酸液雾化器或碱液雾化机构中的碱液雾化器，酸液雾化机构中酸液雾化器启动后，将由酸液添加斗加入的酸液雾化，雾化后的酸液由雾化酸液输入管进入到混合罐内部，然后溶入混合罐内部被搅拌的混合物中，碱液雾化机构中的碱液雾化器启动后，将由碱液添加斗加入的碱液雾化，雾化后的碱液由雾化碱液输入管进入到混合罐内部，然后溶入混合罐内部被搅拌的混合物中；

S5：混合完成后，启动冷风机，冷风机启动后产生冷风，并将冷风通过循环管输入到换热管中，冷风通过换热管与混合罐内部的空气发生换热，从而使得混合罐内部的温度降低；

S6：培养完成后，混合罐内部的培养物可由成品输入管进入到成品存储罐中进行储存，使用者可以打开密封阀，然后对成品存储罐中储存的培养物进行取出。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设有酸液雾化机构与碱液雾化机构，以便于酸液雾化机构中酸液雾化器启动后，将由酸液添加斗加入的酸液雾化，雾化后的酸液由雾化酸液输入管进入到混合罐内部，然后溶入混合罐内部被搅拌的混合物中，碱液雾化机构中的碱液雾化器启动后，将由碱液添加斗加入的碱液雾化，雾化后的碱液由雾化碱液输入管进入到混合罐内部，然后溶入混合罐内部被搅拌的混合物中，由于酸液与碱液雾化后呈微小颗粒状，因此与混合物有更大的接触面积，进而使得酸液或碱液与混合物进行全面接触，避免发生局部混合液被酸液或碱液灼烧，导致其成分发生变化的情况，保证了后续细胞培养的正常进行；

2、通过设有观察窗口，以便于在培养过程中，使用者可以随时通过观察窗口观察混合罐内部细胞的培养情况，从而判断细胞的培养进度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的混合机构内部结构示意图。

图3为本发明的酸液雾化机构结构示意图。

图4为本发明的碱液雾化机构结构示意图

图5为本发明的混合机构外部结构示意图。

图6为本发明的给料机构结构示意图。

图7为本发明的储料机构结构示意图。

图8为本发明的冷却机构结构示意图。

附图标记为：1混合机构、2酸液雾化机构、3碱液雾化机构、4给料机构、5储料机构、6冷却机构、7混合罐、8酸液雾化器、9雾化酸液输入管、10酸液添加斗、11碱液雾化器、12雾化碱液输入管、13碱液添加斗、14安装架、15电机、16传动轴、17搅拌架、18pH传感器、19显示器、20可编程PLC、21观察窗口、22细胞培养液存储罐、23细胞添加斗、24细胞培养液输出管、25吸泵、26成品存储罐、27成品输入管、28排出管、29密封阀、30换热管、31循环管、32冷风机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1、附图2、附图3、附图4、附图5、附图6、附图7和附图8所示的一种组织工程皮肤的制备系统，包括混合机构1，所述混合机构1侧面设有酸液雾化机构2、碱液雾化机构3和给料机构4以及底部设有储料机构5，所述混合机构1内部设有冷却机构6；

所述混合机构1包括混合罐7；

所述酸液雾化机构2包括酸液雾化器8，所述酸液雾化器8上设有雾化酸液输入管9以及顶部设有酸液添加斗10；

所述碱液雾化机构3包括碱液雾化器11，所述碱液雾化器11上设有雾化碱液输入管12以及顶部设有碱液添加斗13；

所述混合机构1还包括安装架14，所述安装架14固定设于混合罐7顶部，所述安装架14顶部固定设有电机15，所述电机15底部设有传动轴16，所述传动轴16贯穿混合罐7顶部并延伸至混合罐7内部，所述传动轴16底端固定设有搅拌架17；

所述混合机构1还包括pH传感器18，所述pH传感器18设于混合罐7内部，所述混合罐7侧面固定设有显示器19与可编程PLC20，所述可编程PLC20设于显示器19底部，所述pH传感器18和显示器19均与可编程PLC20电连接；

所述混合罐7前侧贯穿设有通孔，所述通孔内侧固定设有观察窗口21；

所述给料机构4包括细胞培养液存储罐22，所述细胞培养液存储罐22顶部设有细胞添加斗23以及侧面贯穿设有细胞培养液输出管24，所述细胞培养液输出管24上设有吸泵25，所述细胞培养液输出管24贯穿设于混合罐7侧面；

所述储料机构5包括成品存储罐26，所述成品存储罐26侧面贯穿设有成品输入管27以及底部贯穿设有排出管28，所述排出管28上设有密封阀29，所述成品输入管27贯穿设于混合罐7底部；

所述冷却机构6包括换热管30，所述换热管30设于混合罐7内部，所述换热管30上设有循环管31，所述循环管31上设有冷风机32；

所述pH传感器18是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器，通常由化学部分和信号传输部分构成，所述可编程PLC20是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，其采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程；

本发明还提供了一种组织工程皮肤的制备方法，具体包括以下步骤：

S1：首先将细胞通过细胞添加斗23加入到细胞培养液存储罐22中，然后利用吸泵25将细胞培养液存储罐22中含有细胞的细胞培养液输入到细胞培养液输出管24中，再由细胞培养液输出管24中输入到混合罐7中，含有细胞的培养液与混合罐7中的胶原进行混合；

S2：启动电机15，电机15带动传动轴16底端的搅拌架17进行旋转，从而对培养液和胶原进行搅拌，使培养液与胶原快速混合；

S3：pH传感器18实时检测混合罐7中混合物的酸碱度，并将酸碱度以电信号的方式发送至可编程PLC20，可编程PLC20将电信号转化为数字信号通过显示器19进行展示，使用者可对显示器19进行观看；

S4：根据显示器19所显示的混合酸碱度数值启动酸液雾化机构2中的酸液雾化器8或碱液雾化机构3中的碱液雾化器11，酸液雾化机构2中酸液雾化器8启动后，将由酸液添加斗10加入的酸液雾化，雾化后的酸液由雾化酸液输入管9进入到混合罐7内部，然后溶入混合罐7内部被搅拌的混合物中，碱液雾化机构3中的碱液雾化器11启动后，将由碱液添加斗13加入的碱液雾化，雾化后的碱液由雾化碱液输入管12进入到混合罐7内部，然后溶入混合罐7内部被搅拌的混合物中；

S5：混合完成后，启动冷风机32，冷风机32启动后产生冷风，并将冷风通过循环管31输入到换热管30中，冷风通过换热管30与混合罐7内部的空气发生换热，从而使得混合罐7内部的温度降低；

S6：培养完成后，混合罐7内部的培养物可由成品输入管27进入到成品存储罐26中进行储存，使用者可以打开密封阀29，然后对成品存储罐26中储存的培养物进行取出。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种组织工程皮肤的制备系统，其特征在于，包括混合机构(1)，所述混合机构(1)侧面设有酸液雾化机构(2)、碱液雾化机构(3)和给料机构(4)以及底部设有储料机构(5)，所述混合机构(1)内部设有冷却机构(6)；

所述混合机构(1)包括混合罐(7)；

所述酸液雾化机构(2)包括酸液雾化器(8)，所述酸液雾化器(8)上设有雾化酸液输入管(9)以及顶部设有酸液添加斗(10)；

所述碱液雾化机构(3)包括碱液雾化器(11)，所述碱液雾化器(11)上设有雾化碱液输入管(12)以及顶部设有碱液添加斗(13)。

2.根据权利要求1所述的一种组织工程皮肤的制备系统，其特征在于：所述混合机构(1)还包括安装架(14)，所述安装架(14)固定设于混合罐(7)顶部，所述安装架(14)顶部固定设有电机(15)，所述电机(15)底部设有传动轴(16)，所述传动轴(16)贯穿混合罐(7)顶部并延伸至混合罐(7)内部，所述传动轴(16)底端固定设有搅拌架(17)。

3.根据权利要求1所述的一种组织工程皮肤的制备系统，其特征在于：所述混合机构(1)还包括pH传感器(18)，所述pH传感器(18)设于混合罐(7)内部，所述混合罐(7)侧面固定设有显示器(19)与可编程PLC(20)，所述可编程PLC(20)设于显示器(19)底部，所述pH传感器(18)和显示器(19)均与可编程PLC(20)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种组织工程皮肤的制备系统，其特征在于：所述混合罐(7)前侧贯穿设有通孔，所述通孔内侧固定设有观察窗口(21)。

5.根据权利要求1所述的一种组织工程皮肤的制备系统，其特征在于：所述给料机构(4)包括细胞培养液存储罐(22)，所述细胞培养液存储罐(22)顶部设有细胞添加斗(23)以及侧面贯穿设有细胞培养液输出管(24)，所述细胞培养液输出管(24)上设有吸泵(25)，所述细胞培养液输出管(24)贯穿设于混合罐(7)侧面。

6.根据权利要求1所述的一种组织工程皮肤的制备系统，其特征在于：所述储料机构(5)包括成品存储罐(26)，所述成品存储罐(26)侧面贯穿设有成品输入管(27)以及底部贯穿设有排出管(28)，所述排出管(28)上设有密封阀(29)，所述成品输入管(27)贯穿设于混合罐(7)底部。

7.根据权利要求1所述的一种组织工程皮肤的制备系统，其特征在于：所述冷却机构(6)包括换热管(30)，所述换热管(30)设于混合罐(7)内部，所述换热管(30)上设有循环管(31)，所述循环管(31)上设有冷风机(32)。

8.一种组织工程皮肤的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1：首先将细胞通过细胞添加斗(23)加入到细胞培养液存储罐(22)中，然后利用吸泵(25)将细胞培养液存储罐(22)中含有细胞的细胞培养液输入到细胞培养液输出管(24)中，再由细胞培养液输出管(24)中输入到混合罐(7)中，含有细胞的培养液与混合罐(7)中的胶原进行混合；

S2：启动电机(15)，电机(15)带动传动轴(16)底端的搅拌架(17)进行旋转，从而对培养液和胶原进行搅拌，使培养液与胶原快速混合；

S3：pH传感器(18)实时检测混合罐(7)中混合物的酸碱度，并将酸碱度以电信号的方式发送至可编程PLC(20)，可编程PLC(20)将电信号转化为数字信号通过显示器(19)进行展示，使用者可对显示器(19)进行观看；

S4：根据显示器(19)所显示的混合酸碱度数值启动酸液雾化机构(2)中的酸液雾化器(8)或碱液雾化机构(3)中的碱液雾化器(11)，酸液雾化机构(2)中酸液雾化器(8)启动后，将由酸液添加斗(10)加入的酸液雾化，雾化后的酸液由雾化酸液输入管(9)进入到混合罐(7)内部，然后溶入混合罐(7)内部被搅拌的混合物中，碱液雾化机构(3)中的碱液雾化器(11)启动后，将由碱液添加斗(13)加入的碱液雾化，雾化后的碱液由雾化碱液输入管(12)进入到混合罐(7)内部，然后溶入混合罐(7)内部被搅拌的混合物中；

S5：混合完成后，启动冷风机(32)，冷风机(32)启动后产生冷风，并将冷风通过循环管(31)输入到换热管(30)中，冷风通过换热管(30)与混合罐(7)内部的空气发生换热，从而使得混合罐(7)内部的温度降低；

S6：培养完成后，混合罐(7)内部的培养物可由成品输入管(27)进入到成品存储罐(26)中进行储存，使用者可以打开密封阀(29)，然后对成品存储罐(26)中储存的培养物进行取出。