CN112457988A - 一种立体式大规模贴壁细胞培养装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立体式大规模贴壁细胞培养装置，包括由若干细胞培养盒层叠组成的立体细胞培养工厂和二氧化碳细胞培养箱，若干细胞培养盒层叠交错布置，细胞培养盒包括盒本体、分别设置于盒本体对角位置的缓冲围板和溢流挡板；二氧化碳细胞培养箱包括箱体、前密封门、后密封门、L型支座以及间隔设置于箱体内且均布有若干通孔的支撑板；电磁推动机构在横向电动丝杆滑台和纵向电动滑台的作用下以将相应的细胞培养盒沿支撑导轨弹出。本发明的立体式大规模贴壁细胞培养装置，适合贴壁干细胞的培养需要，各层细胞培养盒可灵活抽出取样，使用灵活方便；并可根据需求灵活设置不同数量的细胞培养盒，适用于不同量的贴壁细胞培养需求。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种立体式大规模贴壁细胞培养装置。
背景技术
细胞培养(cellculture)，又称为细胞培养技术，是指在体外模拟体内环境，使得细胞得以生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法。借助于大规模细胞培养进行各种产品生产已是我国生物技术产业化的重要组成部分，涉及医药、化工、轻工、食品、农业、海洋、环保等行业。培养的细胞不仅只是微生物，用于生物技术产品生产的动物细胞、植物细胞和藻类细胞大规模培养已引起了大家重视，显露出令人鼓舞的前景。而且随着生物技术的发展，在人类今后发现的一切具有生物活性的物质都可以借助于细胞培养方法得到。它们可以是细胞代谢产物、生物转化、酶或某基因表达产物。
显而易见，要进行这些产品的生产，无不涉及到细胞代谢与大规模培养研究。为了提高生产水平，除了获得高生产能力的细胞株外，大规模细胞贴壁培养装置是重要的核心技术，必需提供有利于生物过程研究的装置技术和高效节能的生产装置。但是在生物技术产业化平台中，细胞大规模培养技术等中下游技术是我国最薄弱的技术环节之一，以我国生物医药等领域产业化来说，与先进国家的差距是全面的。滞后的一个重要原因之一就是缺乏相配套工艺的工业化放大技术研究和相应的装备技术支撑，因此生产一个大规模贴壁细胞培养装置是一个刻不容缓的事情。
目前，进行大量细胞培养时一般采用多层培养瓶或者1-5层的细胞工厂完成细胞培养，而细胞工厂的容积有限，培养一种细胞需要大量的细胞工厂，这需要工作人员频繁地换液来培养细胞，既费时又费力，而且存在人为二次污染的问题；而在进行大规模细胞培养时，则需要选用细胞培养反应器、转瓶或者多层细胞工厂完成细胞培养。细胞培养反应器价格昂贵，采购成本较高，而采用转瓶培养细胞，占用空间大，瓶间差异难于控制，且存在DNA毒性的潜在危险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中的上述缺陷，提供一种立体式大规模贴壁细胞培养装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种立体式大规模贴壁细胞培养装置，包括由若干细胞培养盒层叠组成的立体细胞培养工厂和用于容置所述立体细胞培养工厂的二氧化碳细胞培养箱，其中：
若干所述细胞培养盒自下而上依次层叠交错布置，所述细胞培养盒包括盒本体、分别设置于所述盒本体对角位置的缓冲围板和溢流挡板，且所述缓冲围板顶端开设有若干缓冲槽孔，所述溢流挡板内盒体底部开设有循环通孔，所述盒本体的两侧壁沿其长度方向开设有导向槽，上一层的所述细胞培养盒的循环通孔与下一层的所述细胞培养盒的溢流挡板相对应布置；
所述二氧化碳细胞培养箱包括箱体、前密封门、后密封门、L型支座以及间隔设置于所述箱体内且均布有若干通孔的支撑板，所述箱体的两内侧壁及所述支撑板的两侧壁自下而上依次间隔设置有若干支撑导轨，若干所述细胞培养盒通过其两侧壁的所述导向槽滑动设置于所述支撑导轨上；所述箱体顶部间隔设置有若干与所述溢流挡板相对应的输入管道，若干所述输入管道连接输入总管；所述箱体底部间隔设置有若干与所述循环通孔相对应的输出管道，若干所述输出管道连接输出总管；以及
所述二氧化碳细胞培养箱后部的所述后密封门上设置有横向电动丝杆滑台，所述横向电动丝杆滑台的滑块上设置有向下延伸至所述支撑板与所述后密封门之间的纵向电动滑台，所述纵向电动滑台的滑块上设置有电磁推动机构，所述电磁推动机构在所述横向电动丝杆滑台和所述纵向电动滑台的作用下以将相应的所述细胞培养盒沿所述支撑导轨弹出。
进一步地，在所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置上，所述细胞培养盒内沿其长度方向间隔设置有若干交错布置的导流板，若干所述导流板形成连通所述缓冲围板和所述溢流挡板的导流通道。
进一步优选地，在所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置上，所述导流板上沿其长度方向间隔开设有若干溢流孔，若干所述溢流孔的水平高度沿所述导流通道的流动方向逐渐降低。
进一步地，在所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置上，所述盒本体底部对应所述循环通孔处设置有导流环。
进一步地，在所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置上，上下层叠的若干所述细胞培养盒之间呈间隔布置，且所述导向槽的宽度为所述支撑导轨的0.5-1.5倍，以使所述细胞培养盒在所述支撑导轨上具有向上抬起的空间。
进一步地，在所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置上，所述前密封门和所述后密封门上均装设有把手；
所述箱体的顶部装设有报警器，侧壁装设有与所述报警器、横向电动丝杆滑台、纵向电动滑台和电磁推动机构电连接的PLC控制器。
进一步地，在所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置上，所述纵向电动滑台包括底板、第一纵向导轨、齿条、第二纵向导轨及通过滑块设置于所述第一纵向导轨上的伺服电机，其中：
所述第一纵向导轨、所述齿条和第二纵向导轨沿所述底板的长度方向平行布置，且所述第一纵向导轨和所述第二纵向导轨位于所述齿条的两侧位置；
所述伺服电机的转轴通过第一电磁离合器传动连接纵向传动齿轮，所述纵向传动齿轮与所述齿条齿合连接。
进一步优选地，在所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置上，所述电磁推动机构包括滑动设置于所述第二纵向导轨上的带孔滑板和活动嵌设于所述带孔滑板孔内的推移块，其中：
所述推移块上开设有横向贯通的推移轴孔和纵向贯通的推移斜孔，且所述推移斜孔呈倾斜布置；
所述推移轴孔内活动设置有滚珠轴套，所述滚珠轴套上套设有固定环，所述固定环的前后两侧分别设置有斜拉杆，且所述斜拉杆活动嵌设于所述推移斜孔内；
所述滚珠轴套螺纹套设于中空轴上，所述中空轴内穿设有所述转轴，且所述中空轴的一端通过第二电磁离合器与所述转轴传动连接。
进一步较为优选地，在所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置上，所述第一电磁离合器和所述第二电磁离合器包括旋转轮、电磁压盘和从动轮，其中：
所述旋转轮固定设置于所述转轴上，所述从动轮固定设置于所述纵向传动齿轮或所述中空轴上，所述旋转轮与所述从动轮之间通过电磁压盘分离或结合。
进一步较为优选地，在所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置上，所述推移块的顶部设置有缓冲垫，两侧壁设置有导向盖板。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
(1)该立体式大规模贴壁细胞培养装置中立体细胞培养工厂由层叠交错布置的细胞培养盒构成的层状结构，适合贴壁干细胞的培养需要，确保培养过程所需的培养面积，且各层细胞培养盒可灵活抽出取样，使用灵活方便；
(2)该立体式大规模贴壁细胞培养装置主要由密闭的二氧化碳细胞培养箱和立体细胞培养工厂组成，二氧化碳细胞培养箱通过其顶部的输入管道和输出管道实现通过补充二氧化碳和细胞培养液，并可根据需求灵活设置不同数量的细胞培养盒，适用于不同量的贴壁细胞培养需求，其操作简单，使用灵活、方便；
(3)通过横向电动丝杆滑台、纵向电动滑台和电磁推动机构实现自动推出细胞培养盒，实现对单个细胞培养盒的自动抽取；且纵向电动滑台和电磁推动机构采用一个电机驱动，实现联动，其结构设计紧凑，工作效率高，使用寿命长，适用于工厂大规模生产用。
附图说明
图1为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中立体细胞培养工厂和二氧化碳细胞培养箱的装配结构示意图；
图2为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置的使用状态结构示意图；
图3为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中立体细胞培养工厂的俯视结构示意图；
图4为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中立体细胞培养工厂的整体结构示意图；
图5为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中立体细胞培养工厂的仰视结构示意图；
图6为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中立体细胞培养工厂的侧视结构示意图；
图7为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中细胞培养盒的整体结构示意图一；
图8为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中细胞培养盒的整体结构示意图二；
图9为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中细胞培养盒的俯视结构示意图；
图10为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中细胞培养盒的仰视结构示意图；
图11为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中二氧化碳细胞培养箱的侧视结构示意图一；
图12为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中二氧化碳细胞培养箱的侧视结构示意图二；
图13为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中二氧化碳细胞培养箱的后视结构示意图一；
图14为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中二氧化碳细胞培养箱的后视结构示意图二；
图15为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中二氧化碳细胞培养箱的主视结构示意图；
图16为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中纵向电动滑台和电磁推动机构的主视结构示意图；
图17为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中纵向电动滑台和电磁推动机构的局部放大结构示意图；
图18为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中纵向电动滑台和电磁推动机构的后视结构示意图；
图19为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中纵向电动滑台和电磁推动机构的俯视结构示意图；
图20为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中纵向电动滑台和电磁推动机构的侧视结构示意图；
图21为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中纵向电动滑台和电磁推动机构的剖视结构示意图；
图22为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中推移块的结构示意图；
图23为本发明一种立体式大规模贴壁细胞培养装置中电磁推动机构上中空轴、滚珠轴套和斜拉杆的装配结构示意图；
图24为采用现有细胞工厂制备的细胞悬液培养24h的生长情况；
图25为采用本发明立体式大规模贴壁细胞培养装置制备的细胞悬液培养24h的生长情况；
图26为采用现有细胞工厂制备的细胞悬液培养48h的生长情况；
图27为采用本发明立体式大规模贴壁细胞培养装置制备的细胞悬液培养48h的生长情况；
其中，各附图标记为：
100-细胞培养盒，101-盒本体，102-缓冲围板，103-缓冲槽孔，104-导流板，105-溢流孔，106-溢流挡板，107-循环通孔，108-导向槽，109-导流环；
200-二氧化碳细胞培养箱，201-箱体，202-前密封门，203-L型支座，204-支撑板，205-支撑导轨，206-通孔，207-输入管道，208-输入总管，209-输出管道，210-输出总管；211-横向电动丝杆滑台，212-纵向电动滑台，213-电磁推动机构，214-后密封门，215-把手，216-报警器，217-PLC控制器，218-底板，219-第一纵向导轨，220-齿条，221-伺服电机，222-第一电磁离合器，223-纵向传动齿轮，224-第二纵向导轨，225-带孔滑板，226-支撑座，227-第二电磁离合器，228-推移块，229-转轴，230-推移轴孔，231-推移斜孔，232-中空轴，233-滚珠轴套，234-固定环，235-斜拉杆，236-旋转轮，237-电磁压盘，238-从动轮，239-缓冲垫，240-导向盖板。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本实施例提供一种立体式大规模贴壁细胞培养装置，包括由若干细胞培养盒100层叠组成的立体细胞培养工厂和用于容置立体细胞培养工厂的二氧化碳细胞培养箱200，二氧化碳细胞培养箱200用于为细胞培养提供温湿度、二氧化碳等适宜的培养环境。且为降低细胞培过程中被污染的风险，可将该细胞培养装置配合GMP细胞药物制备全站使用。该立体细胞培养工厂为由层叠交错布置的细胞培养盒200构成的层状结构，适合贴壁干细胞的培养需要，确保培养过程所需的培养面积，且各层细胞培养盒可灵活抽出取样，使用灵活方便；二氧化碳细胞培养箱200通过其顶部的输入管道207和输出管道209实现通过补充二氧化碳和细胞培养液，并可根据需求灵活设置不同数量的细胞培养盒，适用于不同量的贴壁细胞培养需求，其操作简单，使用灵活、方便，适用于工厂大规模生产用。
在本实施例中，如图7、图8、图9和图10所示，若干细胞培养盒100自下而上依次层叠交错布置，呈中心对称布置。细胞培养盒100包括盒本体101、分别设置于盒本体101对角位置的缓冲围板102和溢流挡板106。盒本体101的长宽高为340×210×20mm，最适合培养空间的需要，确保了培养过程所需的培养面积、培养液及氧气之间的百分比；缓冲围板102顶端开设有若干缓冲槽孔103，溢流挡板106内盒体底部开设有循环通孔107，盒本体101的两侧壁沿其长度方向开设有导向槽108，上一层的细胞培养盒100的循环通孔107与下一层的细胞培养盒100的溢流挡板106相对应布置。
在本实施例中，如图11、图12、图13、图14和图15所示，二氧化碳细胞培养箱200包括箱体201、前密封门202、后密封门214、L型支座203以及间隔设置于箱体202内且均布有若干通孔206的支撑板204，前密封门202和后密封门214可开合设置在箱体201的前后部，并与箱体201密封连接。L型支座203为两个分别焊接在箱体201的底部两侧位置，用于支撑箱体201。
在本实施例中，如图11、图12、图13、图14和图15所示，箱体201的两内侧壁及支撑板204的两侧壁自下而上依次间隔设置有若干支撑导轨205，若干细胞培养盒100通过其两侧壁的导向槽108滑动设置于支撑导轨205上；箱体201顶部间隔设置有若干与溢流挡板106相对应的输入管道207，若干输入管道207连接输入总管208，输入管道207、输入总管208即作为该细胞培养装置的通气管道同时也用作培养液输送管道，且在输入管道207、输入总管208分别设置电磁阀，实现自动化通入二氧化碳和补加细胞培养液。相应地，在箱体201底部间隔设置有若干与循环通孔107相对应的输出管道209，若干输出管道209连接输出总管210，输出管道209、输出总管210即作为该细胞培养装置的排气管道同时也用作培养液排放管道，且在输出管道209、输出总管210上分别设置电磁阀，实现自动化排放二氧化碳和排出消化后细胞培养液。
在本实施例中，如图13、图14和图15所示，二氧化碳细胞培养箱200后部的后密封门214上设置有横向电动丝杆滑台211，横向电动丝杆滑台211的滑块上设置有向下延伸至支撑板204与后密封门214之间的纵向电动滑台212，纵向电动滑台212的滑块上设置有电磁推动机构213，电磁推动机构213在横向电动丝杆滑台211和纵向电动滑台212的作用下以将相应的细胞培养盒100沿支撑导轨205弹出。通过横向电动丝杆滑台211、纵向电动滑台212和电磁推动机构213实现自动推出细胞培养盒100，实现对单个细胞培养盒100的自动抽取，根据需要便于取出立体细胞培养工厂中特定位置的细胞培养盒100，自动化程度高，适用于工厂大规模生产用。
在本实施例中，如图7和图9所示，细胞培养盒100内沿其长度方向间隔设置有若干交错布置的导流板104，若干导流板104形成连通缓冲围板102和溢流挡板106的导流通道，缓冲围板102的设置避免了流下的细胞培养液直接对贴壁细胞的冲击，导流板104的设置一方面增大了贴壁细胞的培养面积，另一方面便于细胞培养液的持续补加流通。且导流板104上沿其长度方向间隔开设有若干溢流孔105，若干溢流孔105的水平高度沿导流通道的流动方向逐渐降低，当受培养的贴壁细胞影响，局部补充的细胞培养液堵塞时，可通过溢流孔105进入相邻的导流通道，实现细胞培养液的持续流通，保证了下层细胞培养盒100中细胞培养液的正常补充。
在本实施例中，如图4、图6、图8和图10所示，盒本体101底部对应循环通孔107处设置有导流环109，导流环109约为1-3cm，用于将细胞培养盒100内的细胞培养液经循环通孔107顺利的导入下层细胞培养盒100的溢流挡板106内，进入下一个导流通道。
在本实施例中，如图3、图4、图6、图7和图8所示，上下层叠的若干细胞培养盒100之间呈间隔布置，且导向槽108的宽度为支撑导轨205的0.5-1.5倍，以使细胞培养盒100在支撑导轨205上具有向上抬起的空间，便于将细胞培养盒100在弹出后顺利的取出，避免细胞培养盒100底部的导流环109在抽取过程中受下层细胞培养盒100的限制。
在本实施例中，如图13和图14所示，前密封门202和后密封门214上均装设有把手215，便于取放细胞培养盒100和对后部横向电动丝杆滑台211、纵向电动滑台212和电磁推动机构213进行维护。箱体201的顶部装设有报警器216，侧壁装设有与报警器216、横向电动丝杆滑台211、纵向电动滑台212和电磁推动机构213电连接的PLC控制器217，通过PLC控制器217实现该立体式大规模贴壁细胞培养装置的自动化控制。
在本实施例中，如图16、图17、图18、图19和图20所示，纵向电动滑台212包括底板218、第一纵向导轨219、齿条220、第二纵向导轨224及通过滑块设置于第一纵向导轨219上的伺服电机221，其中：第一纵向导轨219、齿条220和第二纵向导轨224沿底板218的长度方向平行布置，且第一纵向导轨219和第二纵向导轨224位于齿条220的两侧位置；伺服电机221的转轴229通过第一电磁离合器222传动连接纵向传动齿轮223，纵向传动齿轮223与齿条220齿合连接，第一电磁离合器222电连接PLC控制器217。通过伺服电机221经第一电磁离合器222驱动纵向传动齿轮223沿齿条220上下移动，从而实现纵向电动滑台212的纵向升降。
在本实施例中，如图16、图17、图18、图19、图20、图21、图22和图23所示，电磁推动机构213包括滑动设置于第二纵向导轨224上的带孔滑板225和活动嵌设于带孔滑板225孔内的推移块228，其中：带孔滑板225上设置有用于固定转轴229的支撑座226，转轴229穿过支撑座226顶部轴承延伸至推移块228内，推移块228上开设有横向贯通的推移轴孔230和纵向贯通的推移斜孔231，且推移斜孔231呈倾斜布置，推移斜孔231的倾斜角度为45-60°，且其垂直高度等于推移轴孔230的垂直高度。推移轴孔230内活动设置有滚珠轴套233，滚珠轴套233上套设有固定环234，固定环234的前后两侧分别设置有斜拉杆235，且斜拉杆235活动嵌设于推移斜孔231内；滚珠轴套233螺纹套设于中空轴232上，中空轴232内穿设有转轴229，且中空轴232的一端通过第二电磁离合器227与转轴229传动连接。
该纵向电动滑台212和电磁推动机构213的结构设计新颖，实现了纵向行走与推送共用一个驱动电机，通过第一电磁离合器222第二电磁离合器227即可自动切换纵向行走与推送动作，且工作原理为：由伺服电机221驱动转轴229转动，通过第二电磁离合器227控制转轴229与中空轴232分离断开或结合连接，从而控制中空轴232转动；中空轴232在转动过程中，带动其上的滚珠轴套233及两侧的斜拉杆235分别沿推移斜孔231和推移斜孔231进行左右滑动，并同步带动推移块228在带孔滑板225内进行上下移动，继而将对应位置上的细胞培养盒100推出。
在本实施例中，如图20和图21所示，第一电磁离合器222和第二电磁离合器227均采用市售微型电磁离合器，其是一种利用电磁铁吸力操纵的自动电器，具体结构原理在此不再赘述。一般地，该第一电磁离合器222和第二电磁离合器227均包括旋转轮236、电磁压盘237和从动轮238，其中：旋转轮236固定设置于转轴229上，从动轮238固定设置于纵向传动齿轮223或中空轴232上，按照工作的需要，旋转轮236与从动轮238之间通过电磁压盘237分离或结合，以将转轴229的动力传递给纵向传动齿轮223或中空轴232，控制纵向传动齿轮223或中空轴232的转动或停止，继而实现对纵向移动的控制和推出动作的控制。
在本实施例中，如图20和图21所示，推移块228的顶部设置有缓冲垫239，缓冲垫239采用橡胶材质，避免的推出过程中对盒本体101外壁损伤，起到一定的缓冲作用；如图17所示，且在该推移块228的两侧壁设置有导向盖板240，导向盖板240完全覆设在推移斜孔231上，且导向盖板240的外壁设置有限位滑轨，带孔滑块225的孔内侧壁对应开设有与限位滑轨相对应的限位滑槽，对推移块228启动一定的限位导向作用，避免推移块228的推送过程中左右晃动，提高了电磁推动机构213运行的稳定性。
如图1和图2所示，本发明提供的立体式大规模贴壁细胞培养装置的工作原理如下：将由若干细胞培养盒100层叠组成的立体细胞培养工厂，依次装设在二氧化碳细胞培养箱200内的支撑导轨205上；将胞培养箱200通过输入总管208、输入管道207无菌连接细胞接种瓶，通过蠕动泵循环将细胞接种瓶内的接种液送入二氧化碳细胞培养箱200内顶层的各细胞培养盒100内，接种液通过导流板104形成的导流通道自上而下依次充满各层的二氧化碳细胞培养箱200，接种液中的细胞即可与细胞生导流板104和盒本体101内壁紧密接触，在恒温环境中静置一段时间，细胞即可粘附到细胞生长层2上，达到贴壁的目的；通过蠕动泵将培养基定期或定量经输入总管208、输入管道207注入各层的二氧化碳细胞培养箱200，在给细胞提供营养的同时，通过输出管道209连接输出总管210将细胞代谢产物带走；在细胞培养过程中，可通过横向电动丝杆滑台211、纵向电动滑台212组成的XY向移动机构及和电磁推动机构213构成的Z向推出机构，分别将相应的细胞培养盒100从立体细胞培养工厂上推出向外侧凸出，便于对细胞培养盒100内的细胞培养情况进行取样检测，待取样完成后，手动将凸出的细胞培养盒100推入立体细胞培养工厂；此外，待培养结束后，可通过蠕动泵循环经输入管道207、输入总管208注入消化液静置一段时间后，通过输出管道209连接输出总管210排出消化液，再次通过蠕动泵经输入管道207、输入总管208加入新鲜培养基，经过一段时间循环后，通过输出管道209连接输出总管210收集细胞。
分别采用本发明提供的立体式大规模贴壁细胞培养装置和现有1-5层细胞工厂对以间充质干细胞进行培养，培养的效果对比分析如下：
采用本发明立体式大规模贴壁细胞培养装置与现有1-5层细胞工厂制备的细胞悬液培养24h和48h的生长情况如图24、图25、图26和图27所示；
培养24h时，现有细胞工厂制备的细胞不能完全铺满，且有较多团块，见图24；而采用本发明细胞培养装置培养得到的细胞能完全铺满培养面，几乎无团块，见图25；
培养48h时，现有细胞工厂制备的细胞虽能铺满培养面，但仍有大量团块聚集，见图26；采用本发明细胞培养装置培养得到的细胞生长情况良好，几乎无团块，见图27。
从连续传代情况来看，本发明立体式大规模贴壁细胞培养装置制备的细胞可连续传代20-25代，能够满足规模化工厂化生产细胞的要求；相对于现有细胞工厂制备的细胞仅可连续传代3-5代难以用于大规模细胞生产取得了显著的技术效果。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种立体式大规模贴壁细胞培养装置，其特征在于，包括由若干细胞培养盒(100)层叠组成的立体细胞培养工厂和用于容置所述立体细胞培养工厂的二氧化碳细胞培养箱(200)，其中：
若干所述细胞培养盒(100)自下而上依次层叠交错布置，所述细胞培养盒(100)包括盒本体(101)、分别设置于所述盒本体(101)对角位置的缓冲围板(102)和溢流挡板(106)，且所述缓冲围板(102)顶端开设有若干缓冲槽孔(103)，所述溢流挡板(106)内盒体底部开设有循环通孔(107)，所述盒本体(101)的两侧壁沿其长度方向开设有导向槽(108)，上一层的所述细胞培养盒(100)的循环通孔(107)与下一层的所述细胞培养盒(100)的溢流挡板(106)相对应布置；
所述二氧化碳细胞培养箱(200)包括箱体(201)、前密封门(202)、后密封门(214)、L型支座(203)以及间隔设置于所述箱体(201)内且均布有若干通孔(206)的支撑板(204)，所述箱体(201)的两内侧壁及所述支撑板(204)的两侧壁自下而上依次间隔设置有若干支撑导轨(205)，若干所述细胞培养盒(100)通过其两侧壁的所述导向槽(108)滑动设置于所述支撑导轨(205)上；所述箱体(201)顶部间隔设置有若干与所述溢流挡板(106)相对应的输入管道(207)，若干所述输入管道(207)连接输入总管(208)；所述箱体(201)底部间隔设置有若干与所述循环通孔(107)相对应的输出管道(209)，若干所述输出管道(209)连接输出总管(210)；以及
所述二氧化碳细胞培养箱(200)后部的所述后密封门(214)上设置有横向电动丝杆滑台(211)，所述横向电动丝杆滑台(211)的滑块上设置有向下延伸至所述支撑板(204)与所述后密封门(214)之间的纵向电动滑台(212)，所述纵向电动滑台(212)的滑块上设置有电磁推动机构(213)，所述电磁推动机构(213)在所述横向电动丝杆滑台(211)和所述纵向电动滑台(212)的作用下以将相应的所述细胞培养盒(100)沿所述支撑导轨(205)弹出。
2.根据权利要求1所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置，其特征在于，所述细胞培养盒(100)内沿其长度方向间隔设置有若干交错布置的导流板(104)，若干所述导流板(104)形成连通所述缓冲围板(102)和所述溢流挡板(106)的导流通道。
3.根据权利要求2所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置，其特征在于，所述导流板(104)上沿其长度方向间隔开设有若干溢流孔(105)，若干所述溢流孔(105)的水平高度沿所述导流通道的流动方向逐渐降低。
4.根据权利要求1所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置，其特征在于，所述盒本体(101)底部对应所述循环通孔(107)处设置有导流环(109)。
5.根据权利要求1所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置，其特征在于，上下层叠的若干所述细胞培养盒(100)之间呈间隔布置，且所述导向槽(108)的宽度为所述支撑导轨(205)的0.5-1.5倍，以使所述细胞培养盒(100)在所述支撑导轨(205)上具有向上抬起的空间。
6.根据权利要求1所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置，其特征在于，所述前密封门(202)和所述后密封门(214)上均装设有把手(215)；
所述箱体(201)的顶部装设有报警器(216)，侧壁装设有与所述报警器(216)、横向电动丝杆滑台(211)、纵向电动滑台(212)和电磁推动机构(213)电连接的PLC控制器(217)。
7.根据权利要求1所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置，其特征在于，所述纵向电动滑台(212)包括底板(218)、第一纵向导轨(219)、齿条(220)、第二纵向导轨(224)及通过滑块设置于所述第一纵向导轨(219)上的伺服电机(221)，其中：
所述第一纵向导轨(219)、所述齿条(220)和第二纵向导轨(224)沿所述底板(218)的长度方向平行布置，且所述第一纵向导轨(219)和所述第二纵向导轨(224)位于所述齿条(220)的两侧位置；
所述伺服电机(221)的转轴(229)通过第一电磁离合器(222)传动连接纵向传动齿轮(223)，所述纵向传动齿轮(223)与所述齿条(220)齿合连接。
8.根据权利要求7所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置，其特征在于，所述电磁推动机构(213)包括滑动设置于所述第二纵向导轨(224)上的带孔滑板(225)和活动嵌设于所述带孔滑板(225)孔内的推移块(228)，其中：
所述推移块(228)上开设有横向贯通的推移轴孔(230)和纵向贯通的推移斜孔(231)，且所述推移斜孔(231)呈倾斜布置；
所述推移轴孔(230)内活动设置有滚珠轴套(233)，所述滚珠轴套(233)上套设有固定环(234)，所述固定环(234)的前后两侧分别设置有斜拉杆(235)，且所述斜拉杆(235)活动嵌设于所述推移斜孔(231)内；
所述滚珠轴套(233)螺纹套设于中空轴(232)上，所述中空轴(232)内穿设有所述转轴(229)，且所述中空轴(232)的一端通过第二电磁离合器(227)与所述转轴(229)传动连接。
9.根据权利要求8所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置，其特征在于，所述第一电磁离合器(222)和所述第二电磁离合器(227)包括旋转轮(236)、电磁压盘(237)和从动轮(238)，其中：
所述旋转轮(236)固定设置于所述转轴(229)上，所述从动轮(238)固定设置于所述纵向传动齿轮(223)或所述中空轴(232)上，所述旋转轮(236)与所述从动轮(238)之间通过电磁压盘(237)分离或结合。
10.根据权利要求8所述的立体式大规模贴壁细胞培养装置，其特征在于，所述推移块(228)的顶部设置有缓冲垫(239)，两侧壁设置有导向盖板(240)。
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