CN112625902B - 一种生物反应器及具有其的生物反应系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种生物反应器。一种生物反应器，其中，包括自上而下依次可拆卸连接的力学发生室、循环培养室和脉动流发生室，循环培养室底部以及脉动流发生室内部设有脉动流发生装置，循环培养室的侧壁上设有供培养液进出的培养液入口和培养液出口；所述力学发生室设有力学模块用于为待培养组织提供生物力学模拟环境。本发明还提供一种具有上述生物反应器的生物反应系统。本发明的集成度高，能够同时实现脉动灌流和力学激励的功能，各室之间连接结构巧妙，方便拆卸并取出培养物。
Description
技术领域
本发明涉及组织工程技术领域，更具体地，涉及一种生物反应器及具有其的生物反应系统。
背景技术
在组织工程领域，组织工程生物反应器是研究不同环境因素(物理、生化因素)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，也是改进功能化组织质量、降低生产成本(包括自动化、在线监控等)，使组织工程从实验室进入到标准的工业化规模化生产和临床应用过程中的一个关键环节。随着生物3D打印技术的发展，有必要针对性地研发先进的组织工程用生物反应器去培养生物打印机打印出来的“细胞——支架混合物”。生物打印机打印用的生物墨水是一种水凝胶与细胞混在一起的胶状物，通过特有的低温喷头，打印出来形成格栅支架结构，细胞附在其上面生长。因为细胞的多样性，打印出来的“细胞——支架混合物”包含不同的细胞，往往需要不同的培养方案，例如肌肉细胞支架需要模拟力学刺激的培养方案。
现有的生物反应器集成度低，不能很好的同时实现脉动灌流和力学激励的功能，如中国专利CN201010258544公开的一种新的近生理脉动流环境动脉血管组织工程反应器，上述反应器只是在管路中设置了脉动流装置，脉动流通过管路与其他装置，到达细胞培养室之后脉动流的效果已经无法保证，无法很好的模拟心脏泵血效果。并且，此生物反应器无法为特定细胞提供一种具有力学激励的功能，例如肌肉细胞。
发明内容
为克服上述的现有生物反应器集成度低，不能很好的同时实现脉动灌流和力学激励的功能的问题，本发明提供一种生物反应器。本发明的集成度高，并且能够同时实现脉动灌流和力学激励的功能，能够对多种细胞组织进行动态培养。
本发明的另一个目的是提供一种具有上述生物反应器的生物反应系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种生物反应器，其中，包括自上而下依次可拆卸连接的力学发生室、循环培养室和脉动流发生室，所述循环培养室底部以及所述脉动流发生室内部设有用于为待培养组织提供一个生理脉动流生理环境的脉动流发生装置，所述循环培养室的侧壁上设有供培养液进出的培养液入口和培养液出口。所述力学发生室为拉伸力学发生室，所述拉伸力学发生室内部设有用于夹持待培养组织并且模拟待培养组织所需的生物力学环境的拉伸模块，所述拉伸模块上用于夹持待培养组织的部分穿过所述拉伸力学发生室的底部伸入到所述循环培养室内部。这样，力学发生室可以在培养肌肉组织时，模拟肌肉组织所需的生物力学环境；循环培养室用作通用的动态培养，在培养液入口和培养液出口上接上循环流动的培养液即可，给培养组织物提供营养和带走废物；脉动流发生室可以更直接模拟心脏泵血功能，为细胞培养提供一个生理脉动流生理环境，而不需要在培养液循环回路添加单向阀以及调压阀等。本发明的生物反应器集成度高，各室之间的连接结构巧妙，方便拆卸，培养结束后，很容易取出培养物，进行下一步的动物实验。
进一步的，所述拉伸力学发生室的周向侧壁上设有弹簧扣固定座，所述脉动流发生室的周向侧壁上设有弹簧扣，所述拉伸力学发生室和所述脉动流发生室通过所述弹簧扣与所述弹簧扣固定座的配合将所述循环培养室压迫固定在它们之间，使培养过程可以保持密封，隔绝细菌进入。
进一步的，所述拉伸力学发生室包括第一顶盖，所述拉伸模块包括设于所述第一顶盖底部的第一底板、用于夹持待培养组织的夹持装置以及用于驱动所述夹持装置以模拟待培养组织所需的生物力学环境的驱动装置，所述驱动装置设于所述第一底板靠近所述第一顶盖的侧面上，所述夹持装置设于所述第一底板的另一侧面上并与所述驱动装置连接。
进一步的，所述驱动装置包括设于所述第一底板上的第一步进电机及与之连接的第一控制板，第一步进电机通过连接座与第一底板连接，所述第一步进电机的输出端设有丝杆，所述丝杆上连接有第一滑块，所述第一步进电机一侧的第一底板上设有与所述丝杆平行的导轨，所述导轨上设有与之配合的第二滑块，所述第一滑块和第二滑块之间连接有活动杠，这样能够加强活动杠的稳定性，所述第一底板上与所述活动杠对应的位置设有贯穿第一底板的滑槽，所述活动杠远离所述第一滑块的一端穿设于所述滑槽中，所述夹持装置包括相对设置的固定夹持架和活动夹持架，所述固定夹持架通过夹板固定座连接于所述第一底板靠近所述循环培养室的侧面上，所述活动夹持架与所述活动杠穿设于所述滑槽中的一端连接。第一步进电机转动丝杆能够促使第一滑块和第二滑块带着活动杠在滑槽范围内移动，进而可以带动活动夹持架相对于固定夹持架做远离或靠近运动，这样将待培养组织两端分别夹持在固定夹持架和活动夹持架上即可实现对待培养组织进行拉伸运动。
进一步的，所述第一底板靠近所述循环培养室的侧面上在所述滑槽的一端设有滑轨，所述滑轨上设有与其滑动连接且用于遮蔽所述滑槽的滑动密封块，所述活动杠穿设于所述滑槽中的一端与所述滑动密封块靠近活动杠的一侧连接，所述活动夹持架与所述滑动密封块靠近活动夹持架的一侧连接。这样，在活动杠带动活动夹持架运动时，滑动密封块能够一直遮蔽滑槽，起到相对密封的作用，避免循环培养室内的培养液进入力学发生室。
进一步的，所述固定夹持架和活动夹持架均包括固定夹板、活动夹板、光轴和螺纹轴，所述光轴与螺纹轴平行设置，所述固定夹板的一端与所述光轴靠近其顶端的位置固定连接，同时所述固定夹板的该端与所述螺纹轴的顶端转动连接，所述活动夹板设于所述固定夹板下方并与之正对，所述活动夹板的一端活动穿设于所述光轴上，同时所述活动夹板的该端与所述螺纹轴螺纹旋转连接，所述固定夹持架的光轴顶端与所述夹板固定座连接，活动夹持架的光轴顶端与所述滑动密封块连接。这样，通过拧动螺纹轴即可调整活动夹板和对应的固定夹板124之间的距离，方便夹持不同大小的培养物。
进一步的，所述固定夹板和活动夹板上均设有凹槽，所述凹槽上安装有T型硅胶垫，所述T型硅胶垫设于所述固定夹板和活动夹板相对的两侧面上。T型硅胶垫能够减低活动夹板和对应的固定夹板对所夹持培养物的损伤。
进一步的，本发明还包括用于替换所述拉伸模块使得所述拉伸力学发生室变为搅拌力学发生室的搅拌模块，所述搅拌力学发生室包括第一顶盖，所述搅拌模块包括设于所述第一顶盖底部的第一底板、设于所述第一底板靠近所述第一顶盖这一侧面上的第二步进电机及与之连接的第二控制板，所述第二步进电机的输出端设有连接杠，所述连接杠穿过所述第一底板伸入到所述循环培养室内，所述连接杠伸入到循环培养室内的一端上设有搅拌叶片。力学发生室的这两种形式可以通过简单的变形进行互换，即更换拉伸力学发生室底板，使其中间开孔，拉伸力学发生室底板上部装载第二步进电机，第二步进电机与连接杠一端连接，连接杠穿过拉伸力学发生室底板，另一端与搅拌叶片连接，通过如此简单的变形，拉伸模块就可以变成搅拌模块，并与生物反应器原来的其他结构相匹配，能够实现新的搅拌功能。
进一步的，所述循环培养室包括培养室侧壁及设于所述培养室侧壁两端的第二顶盖、和第二底板，所述第二顶盖和第二底板通过固定螺栓固定锁紧，所述第二顶盖上设有供所述拉伸模块上用于夹持待培养组织的部分穿过的通孔，所述第二顶盖和第二底板靠近所述培养室侧壁的一侧均设有硅胶垫安装槽，所述硅胶垫安装槽中设有环形硅胶垫，所述第二底板在其硅胶垫安装槽底部设有多孔板，所述第二底板靠近所述脉动流发生室的一侧设有弹性硅胶片安装槽，所述弹性硅胶片安装槽中通过硅胶片固定环固定有弹性硅胶片，所述弹性硅胶片与所述多孔板之间间隔一定距离形成缓冲室，所述脉动流发生装置包括所述弹性硅胶片以及设于所述脉动流发生室中的驱动控制模块。驱动控制模块驱动弹性硅胶片上下运动即可在循环培养室内形成脉动流，缓冲室和多孔板能够对产生的脉动流进行调节，降低脉动流产生的剪切力，避免高剪切力对培养物的破坏。
进一步的，所述脉动流发生室包括发生室侧壁及设于所述发生室侧壁两端的第三顶盖和第三底板，所述驱动控制模块包括设于所述脉动流发生室内的伸缩电机及与之连接的第三控制板，所述伸缩电机的输出轴上设有推板，所述第三顶盖上与所述推板对应的位置设有供所述推板穿过的预留孔。伸缩电机可以通过预留孔带动推板上下运动，进而推动弹性硅胶片上下运动，产生脉动流。
本发明还提供一种生物反应系统，其中，包括生物反应器、蠕动泵和储液瓶，所述生物反应器、蠕动泵和储液瓶通过管路依次首尾连接形成循环回路，所述生物反应器为权利要求到任一所述的生物反应器，所述生物反应器两侧的管路分别与所述循环培养室侧壁上的培养液入口和培养液出口连接。生物反应器内放置培养物，蠕动泵驱动管路内的培养液流经生物反应器，储液瓶内则装有培养液，用来更新生物反应器内的培养液和带走培养产生的废物。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明将力学发生室、循环培养室和脉动流发生室可拆卸连接的集成为一体，力学发生室内设置不同模块可以进行各种不同的力学试验，例如可以设置拉伸模块得到拉伸力学发生室，和/或设置搅拌模块得到搅拌力学发生室。集成度高，能够同时实现脉动灌流和力学激励的功能，使培养手段更加多样化，能够对多种细胞组织进行动态培养，并且本发明的生物反应器各室之间的连接结构巧妙，容易拆卸，方便取出培养的组织进行观察。
本发明力学拉伸模块中利用双导轨连接的双滑块从两侧夹持活动杠，有利于活动杠的稳定，可以精准地控制所夹持的培养物的拉伸变形量。
本发明在循环培养室底部设计了弹性硅胶片、多孔板和缓冲室，一方面可以模拟心脏产生的脉动流，另一方面也减低了脉动流带来的剪切力对培养物的影响。
本发明的力学发生室通过简单的变形，拉伸模块就可以变成搅拌模块，并与原来的其他结构相匹配，可以实现新的搅拌功能。
附图说明
图1是本发明实施例1的整体结构示意图。
图2是本发明实施例1的爆炸示意图。
图3是本发明实施例1中力学发生室、循环培养室和脉动流发生室的内部结构示意图。
图4是本发明实施例1中拉伸模块的结构示意图。
图5是本发明实施例1中拉伸模块与第一底板的配合示意图。
图6是本发明实施例1中固定夹板/活动夹板的结构示意图。
图7是本发明中第二底板的结构示意图。
图8是图7中A-A处的剖视图。
图9是本发明实施例2中力学发生室的结构示意图。
图10是本发明实施例3/实施例4的整体结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1
如图1到图3所示，一种生物反应器，其中，包括自上而下依次可拆卸连接的力学发生室1、循环培养室2和脉动流发生室3，所述循环培养室2底部以及所述脉动流发生室3内部设有用于为待培养组织提供一个生理脉动流生理环境的脉动流发生装置，所述循环培养室2的侧壁上设有供培养液进出的培养液入口4和培养液出口。这样，力学发生室1可以在培养肌肉组织时，模拟肌肉组织所需的生物力学环境；循环培养室2用作通用的动态培养，在培养液入口4和培养液出口上接上循环流动的培养液即可，给培养组织物提供营养和带走废物；脉动流发生室3可以更直接模拟心脏泵血功能，为细胞培养提供一个生理脉动流生理环境，而不需要在培养液循环回路添加单向阀以及调压阀等。本发明的生物反应器结构巧妙，方便拆卸，培养结束后，很容易取出培养物，进行下一步的动物实验。
如图2和图3所示，所述力学发生室1为拉伸力学发生室1，所述拉伸力学发生室1内部设有用于夹持待培养组织并且模拟待培养组织所需的生物力学环境的拉伸模块11，所述拉伸模块11上用于夹持待培养组织的部分穿过所述拉伸力学发生室1的底部伸入到所述循环培养室2内部。
如图1到图3所示，所述拉伸力学发生室1的周向侧壁上设有弹簧扣固定座5，所述脉动流发生室3的周向侧壁上设有弹簧扣6，所述拉伸力学发生室1和所述脉动流发生室3通过所述弹簧扣6与所述弹簧扣固定座5的配合将所述循环培养室2压迫固定在它们之间，使培养过程可以保持密封，隔绝细菌进入。
如图2和图3所示，所述拉伸力学发生室1包括第一顶盖101，所述拉伸模块11包括设于所述第一顶盖101底部的第一底板102、用于夹持待培养组织的夹持装置以及用于驱动所述夹持装置以模拟待培养组织所需的生物力学环境的驱动装置，所述驱动装置设于所述第一底板102靠近所述第一顶盖101的侧面上，所述夹持装置设于所述第一底板102的另一侧面上并与所述驱动装置连接。
如图4和图5所示，所述驱动装置包括设于所述第一底板102上的第一步进电机111及与之连接的第一控制板112，第一步进电机111通过连接座10与第一底板102连接，所述第一步进电机111的输出端设有丝杆113，所述丝杆113上连接有第一滑块114，所述第一步进电机111一侧的第一底板102上设有与所述丝杆113平行的导轨115，所述导轨115上设有与之配合的第二滑块116，所述第一滑块114和第二滑块116之间连接有活动杠117，这样能够加强活动杠117的稳定性，所述第一底板102上与所述活动杠117对应的位置设有贯穿第一底板102的滑槽118，所述活动杠117远离所述第一滑块114的一端穿设于所述滑槽118中，所述夹持装置包括相对设置的固定夹持架119和活动夹持架120，所述固定夹持架119通过夹板固定座121连接于所述第一底板102靠近所述循环培养室2的侧面上，所述活动夹持架120与所述活动杠117穿设于所述滑槽118中的一端连接。第一步进电机111转动丝杆113能够促使第一滑块114和第二滑块116带着活动杠117在滑槽118范围内移动，进而可以带动活动夹持架120相对于固定夹持架119做远离或靠近运动，这样将待培养组织两端分别夹持在固定夹持架119和活动夹持架120上即可实现对待培养组织进行拉伸运动。
如图4和图5所示，所述第一底板102靠近所述循环培养室2的侧面上在所述滑槽118的一端设有滑轨122，所述滑轨122上设有与其滑动连接且用于遮蔽所述滑槽118的滑动密封块123，所述活动杠117穿设于所述滑槽118中的一端与所述滑动密封块123靠近活动杠117的一侧连接，所述活动夹持架120与所述滑动密封块123靠近活动夹持架120的一侧连接。这样，在活动杠117带动活动夹持架120运动时，滑动密封块123能够一直遮蔽滑槽118，起到相对密封的作用，避免循环培养室2内的培养液进入力学发生室1。
如图5所示，所述固定夹持架119和活动夹持架120均包括固定夹板124、活动夹板125、光轴126和螺纹轴127，所述光轴126与螺纹轴127平行设置，所述固定夹板124的一端与所述光轴126靠近其顶端的位置固定连接，同时所述固定夹板124的该端与所述螺纹轴127的顶端转动连接，所述活动夹板125设于所述固定夹板124下方并与之正对，所述活动夹板125的一端活动穿设于所述光轴126上，同时所述活动夹板125的该端与所述螺纹轴127螺纹旋转连接，所述固定夹持架119的光轴126顶端与所述夹板固定座121连接，活动夹持架120的光轴126顶端与所述滑动密封块123连接。这样，通过拧动螺纹轴127即可调整活动夹板125和对应的固定夹板124之间的距离，方便夹持不同大小的培养物。
如图5和图6所示，所述固定夹板124和活动夹板125上均设有凹槽128，所述凹槽128上安装有T型硅胶垫129，所述T型硅胶垫129设于所述固定夹板124和活动夹板125相对的两侧面上。T型硅胶垫129能够减低活动夹板125和对应的固定夹板124对所夹持培养物的损伤。
如图3、图7和图8所示，所述循环培养室2包括培养室侧壁201及设于所述培养室侧壁201两端的第二顶盖202、和第二底板203，所述第二顶盖202和第二底板203通过固定螺栓204固定锁紧，所述第二顶盖202上设有供所述拉伸模块11上用于夹持待培养组织的部分穿过的通孔，所述第二顶盖202和第二底板203靠近所述培养室侧壁201的一侧均设有硅胶垫安装槽205，所述硅胶垫安装槽205中设有环形硅胶垫206，所述第二底板203在其硅胶垫安装槽205底部设有多孔板207，所述第二底板203靠近所述脉动流发生室3的一侧设有弹性硅胶片安装槽208，所述弹性硅胶片安装槽208中通过硅胶片固定环209固定有弹性硅胶片210，所述弹性硅胶片210与所述多孔板207之间间隔一定距离形成缓冲室211，所述脉动流发生装置包括所述弹性硅胶片210以及设于所述脉动流发生室3中的驱动控制模块。驱动控制模块驱动弹性硅胶片210上下运动即可在循环培养室2内形成脉动流，缓冲室211和多孔板207能够对产生的脉动流进行调节，降低脉动流产生的剪切力，避免高剪切力对培养物的破坏。
如图3所示，所述脉动流发生室3包括发生室侧壁301及设于所述发生室侧壁301两端的第三顶盖302和第三底板303，所述驱动控制模块包括设于所述脉动流发生室3内的伸缩电机304及与之连接的第三控制板305，所述伸缩电机304的输出轴上设有推板306，所述第三顶盖302上与所述推板306对应的位置设有供所述推板306穿过的预留孔307。伸缩电机304可以通过预留孔307带动推板306上下运动，进而推动弹性硅胶片210上下运动，产生脉动流。
实施例2
本实施例与实施例1类似，其区别在于，如图9所示，所述力学发生室1为搅拌力学发生室1，所述搅拌力学发生室1内部设有搅拌模块，所述搅拌模块穿过所述搅拌力学发生室1的底部伸入到所述循环培养室2内部。
如图9所示，所述搅拌力学发生室1包括第一顶盖101，所述搅拌模块包括设于所述第一顶盖101底部的第一底板102、设于所述第一底板102靠近所述第一顶盖101这一侧面上的第二步进电机130及与之连接的第二控制板131，所述第二步进电机130的输出端设有连接杠132，所述连接杠132穿过所述第一底板102伸入到所述循环培养室2内，所述连接杠132伸入到循环培养室2内的一端上设有搅拌叶片133。本实施例的搅拌力学发生室可以通过实施例1的拉伸力学发生室简单的变形而得到，即更换拉伸力学发生室底板，使其中间开孔，拉伸力学发生室底板上部装载第二步进电机，第二步进电机与连接杠一端连接，连接杠穿过拉伸力学发生室底板，另一端与搅拌叶片连接，通过如此简单的变形，拉伸模块11就可以变成替换的搅拌模块，并与生物反应器原来的其他结构相匹配，能够实现新的搅拌功能。
本实施例其他部分的结构及工作原理与实施例1相同。
实施例3
如图10所示，一种生物反应系统，其中，包括生物反应器7、蠕动泵8和储液瓶9，所述生物反应器7、蠕动泵8和储液瓶9通过管路依次首尾连接形成循环回路，所述生物反应器7为实施例1所述的生物反应器7，所述生物反应器7两侧的管路分别与所述循环培养室2侧壁上的培养液入口4和培养液出口连接。生物反应器7内放置培养物，蠕动泵8驱动管路内的培养液流经生物反应器7，储液瓶9内则装有培养液，用来更新生物反应器7内的培养液和带走培养产生的废物。
本实施例的工作原理：储液瓶9装载培养液，弹簧扣6处于打开状态，取出拉伸力学发生室，通过转动螺纹轴127，调整活动夹持架120和固定夹持架119其中一个的活动夹板125和固定夹板124的距离，放置培养组织，再次转动螺纹轴127，夹紧培养组织，另一个的活动夹板125和固定夹板124进行同样操作，操作完成后，将拉伸力学发生室放回循环培养室2上方，弹簧扣6与弹簧扣固定座5重新固定；启动蠕动泵8，蠕动泵8驱动管路内的培养液流经生物反应器7，第一控制板112发出信号，使第一步进电机111开始转动，第一步进电机111伸出的丝杆113带动第一滑块114滑动，第一滑块114左侧还连接着活动杠117，活动杠117左侧还有第二滑块116与导轨115，第二滑块116与导轨115进行连接，第一滑块114和第二滑块116带动活动杠117在滑槽118范围内活动，活动杠117的下半部分穿过滑槽118与滑动密封块123连接，滑动密封块123下方与光轴126连接，光轴126与对应的活动夹板125和固定夹板124的一个孔连接，活动杠117的运动带动活动夹持架120的活动夹板125和固定夹板124运动，另一侧的固定夹持架119的活动夹板125和固定夹板124保持不动，此时活动夹持架120和固定夹持架119之间夹持的组织物被进行拉伸运动；
同时，第三控制板305发出信号，伸缩电机304开始运动，伸缩电机304带动推板306发生上下运动，推板306推动弹性硅胶片210，使弹性硅胶片210发生变形，推动缓冲室211内的培养液向上运动，培养液经过多孔板207后，降低一部分剪切力，对培养物产生脉动流，这样培养物在培养过程既可以进行拉伸力学的培养，又可以进行模拟心脏泵血功能的脉动流培养，并且中部的循环培养室2可以通过连接外部的储液瓶9一直给组织物提供营养和带走废物，进行长时间的培养实验。
实施例4
如图10所示，一种生物反应系统，其中，包括生物反应器7、蠕动泵8和储液瓶9，所述生物反应器7、蠕动泵8和储液瓶9通过管路依次首尾连接形成循环回路，所述生物反应器7为实施例2所述的生物反应器7，所述生物反应器7两侧的管路分别与所述循环培养室2侧壁上的培养液入口4和培养液出口连接。生物反应器7内放置培养物，蠕动泵8驱动管路内的培养液流经生物反应器7，储液瓶9内则装有培养液，用来更新生物反应器7内的培养液和带走培养产生的废物。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种生物反应器，其特征在于，包括自上而下依次可拆卸连接的力学发生室(1)、循环培养室(2)和脉动流发生室(3)，所述力学发生室(1)设有力学模块用于为待培养组织提供生物力学模拟环境，所述循环培养室(2)底部以及所述脉动流发生室(3)内部设有用于为待培养组织提供一个生理脉动流生理环境的脉动流发生装置，所述循环培养室(2)的侧壁上设有供培养液进出的培养液入口(4)和培养液出口；
所述脉动流发生装置包括设于所述循环培养室(2)中的弹性硅胶片(210)以及设于所述脉动流发生室(3)中的驱动控制模块。
2.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述力学发生室(1)的周向侧壁上设有弹簧扣固定座(5)，所述脉动流发生室(3)的周向侧壁上设有弹簧扣(6)，所述力学发生室(1)和所述脉动流发生室(3)通过所述弹簧扣(6)与所述弹簧扣固定座(5)的配合将所述循环培养室(2)固定在它们之间。
3.根据权利要求1或2所述的生物反应器，其特征在于，所述力学发生室(1)为拉伸力学发生室，所述拉伸力学发生室内部设有用于夹持待培养组织并且模拟待培养组织所需的生物力学环境的拉伸模块(11)，所述拉伸模块(11)上用于夹持待培养组织的部分穿过所述拉伸力学发生室的底部伸入到所述循环培养室(2)内部。
4.根据权利要求3所述的生物反应器，其特征在于，所述拉伸力学发生室包括第一顶盖(101)，所述拉伸模块(11)包括设于所述第一顶盖(101)底部的第一底板(102)、用于夹持待培养组织的夹持装置以及用于驱动所述夹持装置以模拟待培养组织所需的生物力学环境的驱动装置，所述驱动装置设于所述第一底板(102)靠近所述第一顶盖(101)的侧面上，所述夹持装置设于所述第一底板(102)的另一侧面上并与所述驱动装置连接。
5.根据权利要求4所述的生物反应器，其特征在于，所述驱动装置包括设于所述第一底板(102)上的第一步进电机(111)及与之连接的第一控制板(112)，所述第一步进电机(111)的输出端设有丝杆(113)，所述丝杆(113)上连接有第一滑块(114)，所述第一步进电机(111)一侧的第一底板(102)上设有与所述丝杆(113)平行的导轨(115)，所述导轨(115)上设有与之配合的第二滑块(116)，所述第一滑块(114)和第二滑块(116)之间连接有活动杠(117)，所述第一底板(102)上与所述活动杠(117)对应的位置设有贯穿第一底板(102)的滑槽(118)，所述活动杠(117)远离所述第一滑块(114)的一端穿设于所述滑槽(118)中，所述夹持装置包括相对设置的固定夹持架(119)和活动夹持架(120)，所述固定夹持架(119)通过夹板固定座(121)连接于所述第一底板(102)靠近所述循环培养室(2)的侧面上，所述活动夹持架(120)与所述活动杠(117)穿设于所述滑槽(118)中的一端连接。
6.根据权利要求5所述的生物反应器，其特征在于，所述第一底板(102)靠近所述循环培养室(2)的侧面上在所述滑槽(118)的一端设有滑轨(122)，所述滑轨(122)上设有与其滑动连接且用于遮蔽所述滑槽(118)的滑动密封块(123)，所述活动杠(117)穿设于所述滑槽(118)中的一端与所述滑动密封块(123)靠近活动杠(117)的一侧连接，所述活动夹持架(120)与所述滑动密封块(123)靠近活动夹持架(120)的一侧连接。
7.根据权利要求6所述的生物反应器，其特征在于，所述固定夹持架(119)和活动夹持架(120)均包括固定夹板(124)、活动夹板(125)、光轴(126)和螺纹轴(127)，所述光轴(126)与螺纹轴(127)平行设置，所述固定夹板(124)的一端与所述光轴(126)靠近其顶端的位置固定连接，同时所述固定夹板(124)的该端与所述螺纹轴(127)的顶端转动连接，所述活动夹板(125)设于所述固定夹板(124)下方并与之正对，所述活动夹板(125)的一端活动穿设于所述光轴(126)上，同时所述活动夹板(125)的该端与所述螺纹轴(127)螺纹旋转连接，所述固定夹持架(119)的光轴(126)顶端与所述夹板固定座(121)连接，活动夹持架(120)的光轴(126)顶端与所述滑动密封块(123)连接。
8.根据权利要求7所述的生物反应器，其特征在于，所述固定夹板(124)和活动夹板(125)上均设有凹槽(128)，所述凹槽(128)上安装有T型硅胶垫(129)，所述T型硅胶垫(129)设于所述固定夹板(124)和活动夹板(125)相对的两侧面上。
9.根据权利要求1或2所述的生物反应器，其特征在于，所述力学发生室(1)为搅拌力学发生室，所述搅拌力学发生室内部设置有搅拌模块，所述搅拌力学发生室包括第一顶盖(101)，所述搅拌模块包括设于所述第一顶盖(101)底部的第一底板(102)、设于所述第一底板(102)靠近所述第一顶盖(101)这一侧面上的第二步进电机(130)及与之连接的第二控制板(131)，所述第二步进电机(130)的输出端设有连接杠(132)，所述连接杠(132)穿过所述第一底板(102)伸入到所述循环培养室(2)内，所述连接杠(132)伸入到循环培养室(2)内的一端上设有搅拌叶片(133)。
10.根据权利要求3所述的生物反应器，其特征在于，所述循环培养室(2)包括培养室侧壁(201)及设于所述培养室侧壁(201)两端的第二顶盖(202)、和第二底板(203)，所述第二顶盖(202)和第二底板(203)通过固定螺栓(204)固定锁紧，所述第二顶盖(202)上设有供所述拉伸模块(11)上用于夹持待培养组织的部分穿过的通孔，所述第二顶盖(202)和第二底板(203)靠近所述培养室侧壁(201)的一侧均设有硅胶垫安装槽(205)，所述硅胶垫安装槽(205)中设有环形硅胶垫(206)，所述第二底板(203)在其硅胶垫安装槽(205)底部设有多孔板(207)，所述第二底板(203)靠近所述脉动流发生室(3)的一侧设有弹性硅胶片安装槽(208)，所述弹性硅胶片安装槽(208)中通过硅胶片固定环(209)固定有弹性硅胶片(210)，所述弹性硅胶片(210)与所述多孔板(207)之间间隔一定距离形成缓冲室(211)。
11.根据权利要求10所述的生物反应器，其特征在于，所述脉动流发生室(3)包括发生室侧壁(301)及设于所述发生室侧壁(301)两端的第三顶盖(302)和第三底板(303)，所述驱动控制模块包括设于所述脉动流发生室(3)内的伸缩电机(304)及与之连接的第三控制板(305)，所述伸缩电机(304)的输出轴上设有推板(306)，所述第三顶盖(302)上与所述推板(306)对应的位置设有供所述推板(306)穿过的预留孔(307)。
12.一种生物反应系统，其特征在于，包括生物反应器(7)、蠕动泵(8)和储液瓶(9)，所述生物反应器(7)、蠕动泵(8)和储液瓶(9)通过管路依次首尾连接形成循环回路，所述生物反应器(7)为权利要求1到10任一所述的生物反应器，所述生物反应器(7)两侧的管路分别与所述循环培养室(2)侧壁上的培养液入口(4)和培养液出口连接。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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