CN112608843B - 一种脉动流方式培养细胞的方法及其细胞反应器械 - Google Patents

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Abstract

一种脉动流方式培养细胞的细胞反应器，其包括中空纤维细胞生物反应器，其特征在于，中空纤维细胞生物反应器前端连接保证含营养物质与氧气的液体流入细胞反应器的液体泵；中空纤维细胞生物反应器后端连接保证周期性的阻断含营养物质与氧气的液体流出的形成脉动流的阻断结构；通过间断结构在特定周期内连通或关闭整个细胞反应器含营养物质与氧气的液体通路。阻断结构包括压力检测结构，控制结构，夹闭结构，通过控制结构接收压力检测结构的值，反馈调节夹闭结构的开闭，通过间断的开闭可以很好的在细胞生物反应器中形成脉动流，利于物质在纤维管内将纤维管间跨膜运动，利于细胞生长。

Description

一种脉动流方式培养细胞的方法及其细胞反应器械
技术领域
本发明属于细胞治疗、生物医学、细胞蛋白质和外源因子生产和治疗领域的设备，主要涉及生物人工肝的制造和治疗，和其他细胞产品的生产。具体而言，本发明涉及一种用于肝功能衰竭患者的生物人工肝治疗的方法，这是一种重要的以细胞为基础的产品，可以显著提高体外生物人工肝的治疗效果，具体涉及为一种脉动流方式培养细胞的方法及其细胞反应器械。
背景技术
现有技术的细胞培养会在含有很多中空纤维管的结构中进行三维的细胞培养，细胞生长在中空纤维管的纤维管腔外位置，中空纤维管的管壁为可透过一定分子量分子的半透膜结构，因此培养时根据需要培养液尽可能的通过中空纤维管管腔内，且通过管腔壁的半透膜结构进入到各纤维管腔外之间，以保证细胞在液体通过半透膜时获得足够的营养物质与氧气。但现有技术存在的问题是，在中空纤维管培养细胞过程中，尤其针对高密度细胞培养，因为在高密度细胞培养中；反应器的前半段纤维管腔内的压力大于管腔外的压力，物质可以透过腔壁到达管腔外，为细胞生长提供营养，但在反应器的后半段则会出现相反的现象，纤维管腔内的压力小于管腔外的压力，物质将很难通过纤维管壁从腔内进入到腔外为细胞生长提供营养物质与氧气，导致纤维反应器后半段的细胞得不到营养而发挥不了相关的作用，有时会导致后段细胞的死亡，因此需要一种可以保证后段的纤维管腔内的压力大于管腔外压力即保证整个过程中物质通过腔内进入腔外的过程，为细胞生长提供必要的物质。
脉动流的方式是通过规律性的阻断后段的流动，造成管腔内压力超过管腔外的压力的一种方式，但现有技术并没有对应的结构或器械来按照此种方式来培养生物纤维反应器的细胞。
本发明针对现有技术中的后段反应器内细胞得不到足够营养且缺乏合理的方法及器械来解决的技术问题，提供一种脉动流方式培养细胞的方法及其细胞反应器械。
发明内容
一种脉动流方式培养细胞的细胞反应器，其包括中空纤维细胞生物反应器，其特征在于，中空纤维细胞生物反应器前端连接保证含营养物质与氧气的液体流入细胞反应器的液体泵；中空纤维细胞生物反应器后端连接保证周期性的阻断含营养物质与氧气的液体流出的形成脉动流的阻断结构；通过间断结构在特定周期内连通或关闭整个细胞反应器含营养物质与氧气的液体通路。
进一步，中空纤维细胞生物反应器包括容纳多根中空纤维管的柱形结构，柱形结构的两侧设置连接含营养物质与氧气的液体的进入管及含营养物质，代谢产物与氧气的液体的流出管。
进一步，中空纤维管的材料为合成纤维，其中优选为聚砜纤维，其孔隙率约为0.2μm。合成纤维(例如聚砜)相对于纤维素纤维可以提供卓越的耐久性，韧性和生物相容性。
进一步，液体泵为一保证液体流动的蠕动泵或离心泵；
进一步，阻断结构包括一个设置在流出管外侧由控制结构控制周期性夹闭与打开液体流的电动夹闭结构，设置当细胞生物反应器压力达到设定的阈值后向控制结构发出停止夹闭指令的停止夹闭提示结构，停止夹闭提示结构向控制结构发出停止夹闭指令，由控制结构控制电动夹闭结构停止夹闭，进入到电动夹闭结构打开状态；在控制结构发出停止夹闭指令后设置一个持续打开的指令，以保证细胞生物反应器中的压力恢复。在夹闭模式下暂时停止中空纤维细胞生物反应器的液体流出，可以使中空纤维管腔内压力增大形成脉冲流，达到中空纤维管腔内的所含物质的液体流向中空纤维管腔外间隙的效果，达到营养物质与氧气被纤维腔外细胞所吸收，完成细胞培养的目的。
进一步，电动夹闭结构为夹闭电磁阀，控制结构控制夹闭电磁阀的开闭。
进一步，停止夹闭提示结构为设置在柱形结构上方的与柱形结构连通的冲击容器；在夹闭状态下，当冲击容器有液体存在时，提示柱形结构内压力过高需要终止夹闭，后由控制结构控制夹闭电磁阀打开，使其进入打开状态。进一步，设置一个检测冲击容器液体容量和液面监测结构，液面监测结构设在溢流冲击容器外侧，待监测到液体进入冲击容器后向控制结构发出停止夹闭的指令。
或者，停止夹闭提示结构为设置在柱形结构上方的冲击容器，夹闭电磁阀由控制结构按照一定夹闭时间段与打开时间段的循环周期控制开闭，设置一个在保证冲击容器不超标的前提下的一个夹闭时间段，设定一个夹闭后恢复中空纤维管腔内低压力的打开时间段，就这样按照设定好的夹闭与打开周期控制夹闭电磁阀开闭。
或者，停止夹闭提示结构为检测中空纤维细胞生物反应器内压力的压力检测结构，待压力检测结构检测压力超过阈值后，由控制结构控制夹闭电磁阀打开，进入到打开时间段，打开时间段为确定的时间段，等到达打开终止时间后控制结构控制夹闭电磁阀夹闭。
进一步，控制结构与液体泵连接，在接收压力检测结构信号后可控制液体泵短暂停止运行，这样既可以减少进入中空纤维细胞生物反应器的液体量，又能保证中空纤维细胞生物反应器内的液体流出，两个位置可减少中空纤维细胞生物反应器内的压力，使整个器械更加安全。
进一步，控制结构，电动夹闭结构，液体泵都由统一的电源供电。
进一步，中空纤维细胞生物反应器为包含C3A细胞系的细胞生物反应器，其主要用于恢复肝衰竭患者的肝功能或为肝移植提供桥梁。
该细胞反应器械用于培养C3A细胞系的细胞生物反应器；用于恢复肝衰竭患者的肝功能或为肝移植提供桥梁的体外人工肝的生产和治疗系统中。
进一步，该细胞反应器械的包括一根进液主管，一根出液主管；多根进液分支管及多根出液分支管；每根出液分支管连接一个中空纤维细胞生物反应器的流出管；液体泵设置在进液主管上，阻断结构设置在出液主管上。
或者，阻断结构为能够实现液体流动且能形成脉动流的蠕动泵或离心泵。
一种中空纤维细胞生物反应器中的细胞培养方法：
通过在中空纤维细胞生物反应器进入管侧设置蠕动泵或离心泵；在流出管侧设置周期性的阻断结构，在中空纤维细胞生物反应器内形成脉动流进行细胞培养；
进一步，夹管阀以重复的夹闭时间段和打开时间段循环运行。
进一步，设置一个固定的夹闭时间段与打开时间段的工作周期，或者设置一个固定的夹闭时间段与打开时间段的比值；又或者设置一个由压力控制结构控制的夹闭时间段及一个固定的打开时间段。
进一步，中空纤维细胞生物反应器为含C3A细胞系的反应器；
进一步，一个工作周期的时间设置为25秒，夹闭时间段与打开时间段的时间比为1:1-1:5；
进一步，一个工作周期的时间设置为25秒，夹闭时间段为5秒，打开时间段为20秒。
或者，固定打开时间段设置为20秒，由压力控制结构控制夹闭时间，压力不应超过中空纤维的跨膜压力(TMP)，通常约为500mmHg。当压力值为中空纤维的跨膜压力或超过跨膜压力时，进入到打开时间段。
与现有技术的生物反应器持续的液体流动在遇到较高细胞密度角度情况，反应器后端的中空纤维管腔外间隙压力过高或液体渗透受阻导致的营养物质与氧气通过管腔内进入管腔外，或相反，双向渗透受阻，无法被细胞吸收利用的问题，本发明的技术方案通过阻断结构的设置，周期性的在反应器后端阻断液体流动，在反应器内形成脉动流建立起通道，实现反应器后端的营养物质与氧气从中空纤维管腔内流到纤维管腔外被细胞吸收，达到全反应器细胞培养的目的，且该方法及器械也可以用于恢复肝衰竭患者的肝功能或为肝移植提供桥梁的体外人工肝治疗系统中。
附图说明
图1为本发明带电动夹闭结构与冲击容器且控制结构控制液体泵与电动夹闭结构的实施方式的流程结构图；
图2为本发明带电动夹闭结构且由控制结构仅控制电动夹闭结构的实施方式流程结构示意图；
图3为本发明带电动夹闭结构的无冲击容器且控制结构控制控制液体泵与电动夹闭结构的实施方式的流程结构图；
图4为本发明带电动夹闭结构与冲击容器，另外控制结构控制液体泵，且同时控制4个中空纤维细胞生物反应器的实施方式的流程结构图；
图5为本发明中空纤维细胞生物反应器部分结构示意图；
图6为本发明电动夹闭结构打开状态下中空纤维管腔前后端营养物质跨膜运动的方向；
图7为本发明电动夹闭结构夹闭状态下中空纤维管腔前后端营养物质跨膜运动的方向；
图8为本发明电子显微镜下，单根中空纤维管壁外侧的物质扩散示意图，图A为电动夹闭结构未夹闭状态下的物质扩散图，图B为电动夹闭结构夹闭状态下的物质扩散图；
图中，1、液体泵；2、中空纤维细胞生物反应器；21、柱形结构；22、中空纤维管；3、电动夹闭结构；4、控制结构；5、冲击容器；6、压力检测结构。
具体实施方式
实施例1一种脉动流方式培养C3A细胞系的细胞反应器械
一种脉动流方式培养细胞的细胞反应器，其包括中空纤维细胞生物反应器2，其特征在于，中空纤维细胞生物反应器2前端连接保证含营养物质与氧气的液体流入细胞反应器的液体泵1；中空纤维细胞生物反应器2后端连接保证周期性的阻断含营养物质与氧气的液体流出的形成脉动流的阻断结构3；通过间断结构在特定周期内连通或关闭整个细胞反应器含营养物质与氧气的液体通路。
中空纤维细胞生物反应器2包括容纳多根中空纤维管22的柱形结构21，柱形结构21的两侧设置连接含营养物质与氧气的液体的进入管及含营养物质与氧气的液体的流出管。中空纤维管22的材料为合成纤维，其中优选为聚砜纤维，其孔隙率约为0.2μm的合成纤维(例如聚砜)相对于纤维素纤维可以提供卓越的耐久性和生物相容性。液体泵1为一保证液体流动的蠕动泵或离心泵；
阻断结构包括一个设置在流出管外侧可以夹闭流出管的电动夹闭结构3，电动夹闭结构3的开闭由控制结构4控制，设置当细胞生物反应器压力达一定的阈值后后向控制结构4发出停止夹闭指令的停止夹闭提示结构，停止夹闭提示结构向控制结构4发出停止夹闭指令，由控制结构4控制电动夹闭结构3停止夹闭，进入到电动夹闭结构3打开状态；在控制结构4发出停止夹闭指令后设置一个持续打开的指令，以保证细胞生物反应器中的压力恢复。在夹闭模式下暂时停止中空纤维细胞生物反应器2的液体流出，可以使中空纤维管22腔内压力增大形成脉冲流，达到中空纤维管22腔内的物质流向中空纤维管22腔外间隙的效果，达到营养物质与氧气被腔外细胞吸收利用，完成细胞培养的目的。电动夹闭结构3为夹闭电磁阀，控制结构4控制夹闭电磁阀的开闭。
停止夹闭提示结构为设置在柱形结构21上方的与柱形结构21连通的冲击容器5；在夹闭状态下，当冲击容器5有液体存在时，提示需要终止夹闭，后由控制结构4控制夹闭电磁阀打开，使其进入打开状态。设置一个检测冲击容器5充液与否的液面监测结构，液面监测结构设在外侧，待监测到液体进入冲击容器5后向控制结构4发出停止夹闭的指令。
控制结构4与液体泵1连接，在接收压力检测结构6信号后可控制液体泵1短暂停止运行，这样既可以减少进入中空纤维细胞生物反应器2的液体量，又能保证中空纤维细胞生物反应器2内的液体流出，两个位置减少中空纤维细胞生物反应器2内的压力，使整个器械更加安全。控制结构4，电动夹闭结构3，液体泵1都由统一的电源供电。
实施例2一种脉动流方式培养C3A细胞系的细胞反应器械
一种脉动流方式培养细胞的细胞反应器，其包括中空纤维细胞生物反应器2，其特征在于，中空纤维细胞生物反应器2前端连接保证含营养物质与氧气的液体流入细胞反应器，前端流入管路受液体泵1控制；中空纤维细胞生物反应器2后端连接保证周期性的阻断含营养物质与氧气的液体流出的形成脉动流的阻断结构；通过间断结构在特定周期内连通或关闭整个细胞反应器含营养物质与氧气的液体通路。
中空纤维细胞生物反应器2包括容纳多根中空纤维管22的柱形结构21，柱形结构21的两侧设置连接含营养物质与氧气的液体的进入管及含营养物质与氧气的液体的流出管。中空纤维管22的材料为合成纤维，其中优选为聚砜纤维，其孔隙率约为0.2μm。合成纤维(例如聚砜)相对于纤维素纤维可以提供卓越的耐久性和生物相容性。液体泵1为一保证液体流动的蠕动泵或离心泵；
阻断结构包括一个设置在流出管外侧可以夹闭流出管的电动夹闭结构3，电动夹闭结构3的开闭由控制结构4控制，设置当细胞生物反应器压力达到阈值后向控制结构4发出停止夹闭指令的停止夹闭提示结构，停止夹闭提示结构向控制结构4发出停止夹闭指令，由控制结构4控制电动夹闭结构3停止夹闭，进入到电动夹闭结构3打开状态；在控制结构4发出停止夹闭指令后设置一个持续打开的指令，以保证细胞生物反应器中的压力恢复。在夹闭模式下暂时停止中空纤维细胞生物反应器2的液体流出，可以使中空纤维管22腔内压力增大形成脉冲流，达到中空纤维管22腔内的物质流向中空纤维管22腔外间隙的效果，达到营养物质与氧气被腔外细胞吸收，完成细胞培养的目的。电动夹闭结构3为夹闭电磁阀，控制结构4控制夹闭电磁阀的开闭。
停止夹闭提示结构为设置在柱形结构21上方的冲击容器5，夹闭电磁阀由控制结构4按照一定夹闭时间段与打开时间段的循环周期控制开闭，设置一个在保证冲击容器5不超标的前提下的一个夹闭时间段，设定一个夹闭后恢复中空纤维管22腔内低压力的打开时间段，就这样按照设定好的夹闭与打开周期控制夹闭电磁阀开闭。
控制结构4，电动夹闭结构3，液体泵1都由统一的电源供电。
该细胞反应器包括一根进液主管，一根出液主管；多根进液分支管及多根出液分支管；每根进液主管连接中空纤维细胞生物反应器2进入分支管；每根出液分支管连接一个中空纤维细胞生物反应器2的流出管；蠕动泵或离心泵设置在进液主管上，阻断结构设置在出液主管上。
实施例3一种脉动流方式培养C3A细胞系的细胞反应器械
一种脉动流方式培养细胞的细胞反应器，其包括中空纤维细胞生物反应器2，其特征在于，中空纤维细胞生物反应器2前端连接保证含营养物质与氧气的液体流入细胞反应器的液体泵1；中空纤维细胞生物反应器2后端连接保证周期性的阻断含营养物质与氧气的液体流出的形成脉动流的阻断结构；通过间断结构在特定周期内连通或关闭整个细胞反应器含营养物质与氧气的液体通路。
中空纤维细胞生物反应器2包括容纳多根中空纤维管22的柱形结构21，柱形结构21的两侧设置连接含营养物质与氧气的液体的进入管及含营养物质与氧气的液体的流出管。中空纤维管22的材料为合成纤维，其中优选为聚砜纤维，其孔隙率约为0.2μm。合成纤维(例如聚砜)相对于纤维素纤维可以提供卓越的耐久性和生物相容性。液体泵1为一保证液体流动的蠕动泵或离心泵；
阻断结构包括一个设置在流出管外侧可以夹闭流出管的电动夹闭结构3，电动夹闭结构3的开闭由控制结构4控制，设置当细胞生物反应器压力达到阈值后向控制结构4发出停止夹闭指令的停止夹闭提示结构，停止夹闭提示结构向控制结构4发出停止夹闭指令，由控制结构4控制电动夹闭结构3停止夹闭，进入到电动夹闭结构3打开状态；在控制结构4发出停止夹闭指令后设置一个持续打开的指令，以保证细胞生物反应器中的压力恢复。在夹闭模式下暂时停止中空纤维细胞生物反应器2的液体流出，可以使中空纤维管22腔内压力增大形成脉冲流，达到中空纤维管22腔内的营养物质流向中空纤维管22腔外间隙的效果，达到营养物质与氧气被腔外细胞吸收，完成细胞培养的目的。电动夹闭结构3为夹闭电磁阀，控制结构4控制夹闭电磁阀的开闭。
在柱形结构21上方设置冲击容器5，防止压力过高，停止夹闭提示结构为检测中空纤维细胞生物反应器2内压力的压力检测结构6，待压力检测结构6检测到压力超过阈值后，由控制结构4控制夹闭电磁阀打开，进入到打开时间段，打开时间段为确定的时间段，等到达打开终止时间后控制结构4控制夹闭电磁阀夹闭。
控制结构4与液体泵1连接，在接收压力检测结构6信号后可控制液体泵1短暂停止运行，这样既可以减少进入中空纤维细胞生物反应器2的液体量，又能保证中空纤维细胞生物反应器2内的液体流出，两个位置减少中空纤维细胞生物反应器2内的压力，使整个器械更加安全。
控制结构4，电动夹闭结构3，液体泵1都由统一的电源供电。
该细胞反应器包括一根进液主管，一根出液主管；多根进液分支管及多根出液分支管；每根进入主管连接中空纤维细胞生物反应器2多根进液分支管；多根出液分支管连接到一个中空纤维细胞生物反应器2的流出管；蠕动泵或离心泵设置在进液主管上，阻断结构设置在出液主管上。
实施例4一种脉动流方式培养C3A细胞系的细胞反应器械
一种脉动流方式培养细胞的细胞反应器，其包括中空纤维细胞生物反应器2，其特征在于，中空纤维细胞生物反应器2前端连接保证含营养物质与氧气的液体流入细胞反应器的液体泵1；中空纤维细胞生物反应器2后端连接保证周期性的阻断含营养物质与氧气的液体流出的形成脉动流的阻断结构；通过间断结构在特定周期内连通或关闭整个细胞反应器含营养物质与氧气的液体通路。
中空纤维细胞生物反应器2包括容纳多根中空纤维管22的柱形结构21，柱形结构21的两侧设置连接含营养物质与氧气的液体的进入管及含营养物质与氧气的液体的流出管。中空纤维管22的材料为合成纤维，其中优选为聚砜纤维，其孔隙率约为0.2μm。合成纤维(例如聚砜)相对于纤维素纤维可以提供卓越的耐久性和生物相容性。阻断结构及液体泵1为能够实现液体流动且能形成脉动流的离心泵。
实施例5一种脉动流方式培养C3A细胞系的方法
正常状态下，蠕动泵或离心泵带动含营养物质与氧气的液体持续的进入到中空纤维细胞生物反应器2内，待正式运行后，通过控制结构4向夹闭电磁阀发出夹闭指令，夹闭电磁阀夹闭中空纤维细胞生物反应器2的流出管，促使中空纤维细胞生物反应器2内所有中空纤维管22腔内空间压力大于中空纤维管22腔外间隙压力，进而形成了一个持续的有腔内腔向外扩散营养物质的过程，提供细胞生长所必须的营养物质，待反应器中压力过大时，向控制结构4发出停止夹闭指令，停止夹闭，停止夹闭一段时间后再次进入夹闭状态，如此往复，使反应器中的所有细胞都能获得足够的营养。
一个实施方式为：每个夹闭周期为25s；夹闭5s；打开20s，按照这个周期进行细胞培养。
又一实施方式，一个周期为：夹闭状态下带压力检测结构6的压力值达到或超过500mmHg时，打开20s后夹闭。
又一实施方式，夹闭状态下，当液面检测结构检测到冲击容器5内包含液体时，打开20s；
又一种实施方式为通过离心泵本身的周期性转动达到周期性关闭液体流通及打开液体流通的状态。
实施例5一种在夹闭与非夹闭状态下的中空纤维管22腔壁周围物质扩散情况
图6中，中空纤维反应器中的流体流动主要是轴向通过中空纤维的管腔，然而，过程中存在二次跨膜流动。“正常相”是传统中空纤维细胞培养反应器的工作模式，在这种模式下，体流在中空纤维管22腔内空间中沿轴向(与中空纤维平行)流动；在反应器的前端，由于两个空间的压差(腔内压力大于腔外间隙压力)，跨膜流体从中空纤维管22腔内流向腔外间隙。在反应器的后端，中空纤维管22腔外间隙压力大于中空纤维管22腔内空间压力，从而产生从中空纤维管22腔外间隙到中空纤维管22腔内空间的净流出。
图7中，当中空纤维反应器的出口被阻塞从而阻塞了主要的纤维腔内轴向流动时，纤维腔内的压力增加，并且从近端到远端几乎是恒定的。管腔外间隙中的压力在轴向上也是均匀的。由于在夹闭阶段，中空纤维反应器的远端在夹闭处产生停滞点，纤维管腔内空间的压力均匀升高，因此，沿整个生物反应器形成了一个大而均匀的对流主导跨膜流。在夹闭收缩阶段，从纤维表面排出的溶液非常均匀，强度也更强。
图8A为电动夹闭结构3未夹闭状态下的物质扩散状态，仅在前半段的中空纤维管22腔壁周围有物质由内向外的扩散，B为电动夹闭结构3夹闭状态下的物质扩散状态；整根中空纤维管22腔壁周围均匀的分布有内向外的物质。
这样在一闭一开的周期中，夹闭释放后，流体恢复为正常的中空纤维模式，液体通过纤维单元的后半部分排出。正常和收缩阶段之间的周期性交替会在中空纤维管22腔外间隙区域中产生脉动流。脉动流的培养液在中空纤维管22腔外间隙区域滞留时间延长，以此和细胞充分交流，增加细胞的营养成分和氧耗量，同时增强细胞的活性和功能。
从中空纤维管22腔内空间到中空纤维管22腔外间隙的周期性诱导对流的增加有助于缓解输送限制。这在高密度细胞培养中尤为重要，因为在高密度细胞培养中，营养物质(如氧气和葡萄糖)的唯一运输是仅限于扩散和渗透，而这样的运输会显著地减少。这种脉动对流不但有助于营养物质的输送，也有利于细胞产物和代谢废物从细胞生长区(中空纤维管22腔外间隙)转移到纤维内腔(中空纤维管22腔内空间)中。
上述实施例的说明只是用于理解本发明。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进，这些改进也将落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种脉动流方式培养细胞的细胞反应器，其包括中空纤维细胞生物反应器，其特征在于，中空纤维细胞生物反应器前端连接保证含营养物质与氧气的液体流入细胞反应器的液体泵；中空纤维细胞生物反应器后端连接保证周期性的阻断含营养物质与氧气的液体流出的形成脉动流的阻断结构；通过间断结构在特定周期内连通或关闭整个细胞反应器含营养物质与氧气的液体通路；中空纤维细胞生物反应器包括容纳多根中空纤维管的柱形结构，柱形结构的两侧设置连接含营养物质与氧气的液体的进入管及含营养物质与氧气的液体的流出管；阻断结构包括一个设置在流出管外侧由控制结构控制周期性夹闭与打开液体流的电动夹闭结构，设置当细胞生物反应器压力达到阈值后向控制结构发出停止夹闭指令的停止夹闭提示结构，停止夹闭提示结构向控制结构发出停止夹闭指令，由控制结构控制电动夹闭结构停止夹闭，进入到电动夹闭结构打开状态；在控制结构发出停止夹闭指令后设置一个持续打开的指令，以保证细胞生物反应器中的压力恢复；停止夹闭提示结构为设置在柱形结构上方的与柱形结构连通的冲击容器，在夹闭状态下，当冲击容器有液体存在时，提示柱形结构内压力过高需要终止夹闭，后由控制结构控制夹闭电磁阀打开，使其进入打开状态；或者，停止夹闭提示结构为设置在柱形结构上方的冲击容器，夹闭电磁阀由控制结构按照一定夹闭时间段与打开时间段的循环周期控制开闭，设置一个在保证冲击容器不超标的前提下的一个夹闭时间段，设定一个夹闭后恢复中空纤维管腔内低压力的打开时间段，就这样按照设定好的夹闭与打开周期控制夹闭电磁阀开闭；又或者，停止夹闭提示结构为检测中空纤维细胞生物反应器内压力的压力检测结构，待压力检测结构检测压力超过阈值后，由控制结构控制夹闭电磁阀打开，进入到打开时间段，打开时间段为确定的时间段，等到达打开终止时间后控制结构控制夹闭电磁阀夹闭。
2.根据权利要求1所述的脉动流方式培养细胞的细胞反应器，其特征在于，控制结构与液体泵连接，在接收压力检测结构信号后可控制液体泵短暂停止运行。
3.权利要求1-2任意一项所述的细胞反应器应用于制造培养C3A细胞系的细胞生物反应器或应用于制造恢复肝衰竭患者的肝功能或为肝移植提供桥梁的体外人工肝系统中。
4.根据权利要求1-2任意一项所述的细胞反应器器械培养细胞的方法，其特征在于，通过在中空纤维细胞生物反应器进入管侧设置蠕动泵或离心泵；在流出管侧设置周期性的阻断结构，在中空纤维细胞生物反应器内形成脉动流进行细胞培养。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，夹管阀以重复的夹闭时间段和打开时间段循环运行。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，设置一个固定的夹闭时间段与打开时间段的工作周期，或者设置一个固定的夹闭时间段与打开时间段的比值；又或者设置一个由压力控制结构控制的夹闭时间段及一个固定的打开时间段。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的方法，其特征在于，中空纤维细胞生物反应器为含C3A细胞系的反应器，一个工作周期的时间设置为25秒，夹闭时间段与打开时间段的时间比为1:1-1:5；或者，固定打开时间段设置为20秒，由压力控制结构控制夹闭时间，当压力值为中空纤维的跨膜压力或高于跨膜压力时，进入到打开时间段。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，一个工作周期的时间设置为25秒，夹闭时间段为5秒，打开时间段为20秒。
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