CN117143726A - 一种低损失率的仿人大规模干细胞培养设备 - Google Patents

Abstract

一种低损失率的仿人大规模干细胞培养设备属于生物学设备技术领域。在固定台内部固装有混合模块，在固定台上部安装有培养模块，培养模块内安装有若干个细胞培养罐，细胞培养罐上均安装循环模块和压力调节模块，循环模块连接混合模块和培养模块，使培养基在二者之间循环流动；压力调节模块可以给细胞培养罐内施加周期性变化的压力场。本发明实现了细胞‑营养物质混匀过程低损失率、可扩展的大规模细胞培养，并通过对环境多物理场解耦方法，实现了仿人体内环境的细胞培养环境关键参数的控制，具有大幅度提升体外培养细胞数量和质量的特点，为我国细胞治疗产业的发展提供了技术支持。

Description

一种低损失率的仿人大规模干细胞培养设备

技术领域

本发明属于生物学设备技术领域，具体涉及一种低损失率的仿人大规模干细胞培养设备。

背景技术

干细胞治疗作为国际战略性、前瞻性的重大科学议题，对心力衰竭、神经退行性疾病等许多缺乏有效治疗手段的重症具有明显治疗效果。规模化、高质量、安全稳定的细胞培养设备是制约干细胞治疗推广的瓶颈问题。三维细胞培养技术与设备可显著提高干细胞的生产效率、保证生产质量、提升应用效果，因此研制一种提升细胞产品质量、提高干细胞生产数量同时具备自动化生产功能的设备有重要意义。

在干细胞规模化培养中，细胞培养体积对细胞生长和代谢产物的积累有直接的影响。一般而言，较大的培养体积可以提供更多的养分和氧气供应，从而促进细胞的生长和繁殖。然而，过大的培养体积也可能带来一些问题。例如，较大的培养体积可能导致培养环境的不均匀，从而导致在不同位置的细胞存在生长差异。现有解决方案是整体培养体积后通过大量的搅拌混合提升设备内的不同位置间的环境均一性，例如区国强在专利号为CN112852633A的专利“一种干细胞规模化培养生物反应器系统”中通过增加喷射装置和搅拌装置解决生物反应罐罐体内培养液搅拌不均匀的问题。但搅拌、喷射、曝气等机械运动必然会产生剪切力对细胞造成损伤，使细胞培养过程中的细胞损耗增大，影响细胞存活并限制培养密度的提升，因此需要发明一种低细胞损失率的，可扩展的规模化干细胞培养设备。

为提高干细胞生产的质量，保证细胞的各项生理指标，在细胞体外培养时会精确控制培养环境。现有细胞培养设备主要检测并调控细胞培养环境中的pH、温度和溶解氧浓度，例如陈海佳在专利号为CN115803428A的专利“一种利用干细胞规模化培养装置高效制备外泌体的方法”中通过培养微环境调控系统监测并调控反应釜中的pH、温度和溶氧。但研究证明，人体内环境的压力对干细胞的细胞状态、增殖速度、多能性与稳定性均有影响，而现有干细胞培养过程中，由于压力与pH和溶解氧浓度等环境参数耦合难以精确调控，故并未设置可控的压力培养环境。现有干细胞培养方法在压力、溶解氧、pH等环境因素控制方面仍存在无法同时调控的问题，导致细胞状态、增殖速度等与体内实际生存相比存在差异，阻碍了干细胞治疗的发展。因此需要发明一种包含血压在内的仿人体内环境的干细胞培养设备。

综上，临床生产亟需一种低损失率、可扩展的规模化干细胞培养设备，该设备在细胞培养过程中可耦合调控培养环境pH、压力和溶解氧浓度，达到在体外仿真人体内细胞生长环境的目的，提升培养干细胞的数量和质量，从而推进我国细胞治疗产业的发展。

发明内容

本发明的目的是针对现有细胞体外培养技术存在的问题，提出一种低损失率、可扩展的规模化干细胞培养设备，该设备在细胞培养过程中可耦合调控培养环境pH、压力和溶解氧浓度，达到大幅度提高培养的细胞质量和数量的目的，为细胞治疗产业发展提供技术支持。

本申请提供了一种无剪切力损伤的大规模细胞培养设备，包括固定台、培养模块、混合模块、循环模块、装置柜、无菌罩和压力调节模块；在固定台上安装有培养模块；所述固定台面上设置有用于罩住所述培养模块内若干个细胞培养罐的无菌罩，所述无菌罩内设置有消杀装置；所述固定台内部固装有混合模块和装置柜，其中所述装置柜安装在所述混合模块左侧；所述培养模块包括固定安装在固定台上培养台和可拆卸安装在所述培养台内部的若干个可独立工作的细胞培养罐；所述所有细胞培养罐上均固装有循环模块和压力调节模块；

所述循环模块连接混合模块和培养模块，使所述混合模块内富含营养物质的培养基流入所述培养模块，所述培养模块内的营养成分消耗殆尽的培养基流入所述混合模块中再次补充添加营养物质；所述培养台内部底端固定安装有摇床；所述摇床台面上可拆卸安装柔性半包裹式加热器；所述细胞培养罐可拆卸安装在所述柔性半包裹式加热器中，所述细胞培养罐和所述柔性半包裹式加热器均可以跟随所述摇床台面运动而运动；

所述压力调节模块包括第一气管、第二气管、第二细菌过滤器、第三细菌过滤器、压力传感器、调压比例阀、进气端口、回气端口、排气端口；所述压力调节模块中的调压比例阀固装在所述细胞培养罐盖上，调压比例阀的进气端口通过气管连接压力传感器再连接第二细菌过滤器一端，第二细菌过滤器另一端口通过硅胶管固定连接所述细胞培养罐盖上的第一气管连通所述细胞培养罐内部，调压比例阀的回气端口通过气管连接第三细菌过滤器一端，第三细菌过滤器另一端口通过硅胶管固定连接所述细胞培养罐盖上的第二气管连通所述细胞培养罐内部，调压比例阀的排气端口直接连通模块外部空气；所述调压比例阀通过控制排气和回气的比例调节所述细胞培养罐内压力。

所述细胞培养罐内部安装传感器组和细胞筛网；所述细胞培养罐罐盖上固定有连通管，所述连通管的一端位于所述细胞培养罐外，另一端位于所述细胞培养罐内，所述连通管包括长管A、短管A；所述细胞筛网固定在所述长管A外围，与所述长管A同轴心装配，其底部与所述长管A底端留有间距，所述传感器组为非接触测量装置，固装在所述细胞培养罐内的独立小室中，所述传感器组包括温度传感器、溶解氧浓度传感器、pH传感器和二氧化碳浓度传感器，所述温度传感器、溶解氧浓度传感器、pH传感器和二氧化碳浓度传感器分别与所述多参数变送器连接，并受多参数变送器控制；

所述混合模块包括混合罐、柔性环绕式加热器、第一搅拌桨、第二搅拌桨、第一连接杆、第二连接杆、第一搅拌电机、第二搅拌电机、曝气盘、第一细菌过滤器、长管组、短管组、弃液管；所述混合罐外围环绕固定所述柔性环绕式加热器，使混合罐内的温度恒定在37.2℃；所述混合罐罐盖上固定有长管卡箍和短管卡箍；所述长管卡箍内可拆卸安装若干根长管共同组成长管组，用于连接所述循环模块将培养基导出所述混合罐，所述短管卡箍内可拆卸安装若干根短管共同组成短管组，用于连接所述循环模块将培养基导入所述混合罐；所述混合罐的盖顶左侧可拆卸安装第一搅拌电机，所述第一连接杆一端与第一搅拌电机的动力输出端连接，另一端与第一搅拌桨连接，所述第一搅拌桨位于所述混合罐内靠近曝气盘左侧的位置；所述混合罐的盖顶右侧可拆卸安装第二搅拌电机，所述第二连接杆一端与第二搅拌电机的动力输出端连接，另一端与第二搅拌桨连接，所述第二搅拌桨位于混合罐内靠近曝气盘右侧的位置；所述曝气盘位于混合罐内靠近混合罐的底部，与所述第一细菌过滤器一端通过硅胶管连接；

所述循环模块包括第一循环单元和第二循环单元，所述第一循环单元的一端与所述细胞培养罐内的长管A连接，另一端与所述混合罐内短管组中的短管连接；所述第二循环单元的一端与所述混合罐内长管组中的长管连接，另一端与所述细胞培养罐内的短管A连接；所述第一循环单元包括第一蠕动泵与第一单向阀、第一夹管阀，所述第一蠕动泵的一端与长管A连接，另一端与第一单向阀连通，所述第一单向阀与第一夹管阀连接，所述第一夹管阀未与第一单向阀连接的一端与所述短管组短管连接，所述第一单向阀使得所述细胞培养罐内的液体单向流向混合罐；所述第二循环单元包括第二蠕动泵与第二单向阀、第二夹管阀，所述第二蠕动泵的一端与短管A连接，另一端与第二单向阀连通，所述第二单向阀与第二夹管阀连接，所述第二夹管阀未与第二单向阀连接的一端与所述长管组中的长管连接，所述第二单向阀使得所述混合罐内的液体单向流向细胞培养罐；

所述装置柜内安装有气体导入模块和废液模块；所述气体导入模块中四混一进气阀通过硅胶管连接第一细菌过滤器一端，四混一进气阀另一端连接空气流量调节器、氮气流量调节器、二氧化碳流量调节器、氧气流量调节器，所述空气流量调节器、氮气流量调节器、二氧化碳流量调节器、氧气流量调节器另一端通过气管连接相应气瓶；所述废液模块中弃液泵一端通过硅胶管连接混合罐罐盖上的弃液管，弃液泵未与弃液管连接的另一端连接有硅胶管直接插入废液桶内部，所述废液模块用于细胞培养结束后排出多余的细胞培养基。

所述的第一细菌过滤器用于双向过滤气体中的细微杂质和细菌；和/或，所述培养模块的细胞培养罐和混合模块中的混合罐均为密闭耐压容器。

本发明具有以下优点：

(1)本发明实现了可降低细胞-营养物质混匀过程中细胞损失率的细胞培养。现有的培养设备中物质的混合主要由搅拌桨和曝气盘提供，不可避免对细胞造成剪切力损伤。若单纯采用摇动机构进行混合，随着培养体系的增加，液体表面与空气接触进行氧气的传输，培养罐内存在明显的溶解氧浓度梯度，不足以支撑罐内全部细胞对溶解氧的需求。因此，本发明将氧气等气体的曝气和营养物质的混合从细胞培养中独立出来，另设单独的混合模块，采用传统的搅拌和曝气保证培养基内营养物质充分混合均匀，细胞培养模块则通过摇动模块的温和摇动保证细胞的均匀分散，再通过循环模块将混合模块中混匀后富含营养物质的培养基和细胞培养模块中营养物质消耗的培养基流动置换，在提高营养物质传输特性和增强混合稳定性的基础上，去除了搅拌和曝气等混合动力源对细胞造成的剪切力损伤，实现细胞-营养物质混匀过程中的细胞低损失率。

(2)本发明实现了基于细胞低损失率的可扩展的大规模细胞培养。现有的干细胞扩大培养规模的方法主要为增加培养皿数量或增大单罐培养体积，但前者细胞仅能贴壁生长，数量远低于细胞依附于微载体在细胞培养罐内增殖的数量，后者则存在罐内营养物质分配不均的问题，若增加搅拌、喷射等混合动力源又会增大剪切力对细胞/细胞-微载体的伤害，造成细胞死亡，增大细胞培养过程中的损失率。本发明基于发明点(1)的方法在培养模块中增添多个细胞培养罐，每个培养罐都可以独立工作运行，均可以和混合模块组合进行细胞培养，通过选择使用细胞培养罐的数量可以实现可扩展的大规模细胞培养。

(3)本发明实现了基于多物理场解耦的人体内环境仿真培养关键环境参数控制。现有细胞培养设备及方法未能解决同时调控培养环境中的压力、pH、溶解氧浓度和温度的问题；本发明基于高灵敏度传感器反馈信号，通过内置控制模型对细胞培养环境多个物理场解耦分析，综合调控通过加热器和温度控制器调节细胞培养温度，在温度稳定后，通过调节通入细胞培养罐内的空气、氧气、氮气、二氧化碳四种气体的比例、速率和时间等，控制细胞生长环境中的压力、pH和溶解氧浓度；解决了现有技术在体外培养时无法同时调控环境压力、pH、溶解氧浓度和温度的问题，使细胞一直处于类似人体内的培养环境中，最大程度保证细胞的生产质量。

附图说明

图1示出了本申请一个示例性实施例提供的一种低损失率的仿人大规模干细胞培养设备的立体结构示意图；

图2示出了本申请一个示例性实施例提供的一种低损失率的仿人大规模干细胞培养设备的原理图；

图3示出了本申请一个示例性实施例提供的细胞培养模块结构示意图；

图4示出了本申请一个示例性实施例提供的培养模块和压力调节模块连接结构示意图；

图5示出了本申请一个示例性实施例提供的循环模块连接培养模块和混合模块的结构示意图；

图6示出了本申请一个示例性实施例提供的长管与细胞筛网连接的结构示意图。

附图中标记：

1、固定台；2、培养模块；3、混合模块；4、循环模块；5、装置柜；6、无菌罩；7、压力调节模块；2.1、细胞培养罐；2.2、培养台；2.1.1、柔性半包裹式加热器；2.1.2、传感器组；2.1.3、摇床；2.1.4、细胞筛网；2.1.5、长管A；2.1.6、短管A；2.1.7、多参数变送器；3.1、混合罐；3.2、柔性环绕式加热器；3.3、第一搅拌桨；3.4、第一连接杆；3.5、第一搅拌电机；3.6、曝气盘；3.7、第一细菌过滤器；3.8、长管组；3.8.1、长管卡箍；3.9、短管组；3.9.1、短管卡箍；3.10、弃液管；3.11、第二搅拌桨；3.12、第二连接杆；3.13、第二搅拌电机；4.1、第一蠕动泵；4.2、第一单向阀；4.3、第一夹管阀；4.4、第二蠕动泵；4.5、第二单向阀；4.6、第二夹管阀；5.1、气体导入模块；5.2、废液模块；5.1.1、空气流量调节器；5.1.2、氮气流量调节器；5.1.3、二氧化碳流量调节器；5.1.4、氧气流量调节器；5.1.5、四混一进气阀；5.2.1、废液桶；5.2.2、弃液泵；7、压力调节模块；7.1、第一气管；7.2、第二气管；7.3、第二细菌过滤器；7.4、第三细菌过滤器；7.5、压力传感器；7.6、调压比例阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方案进行详细描述。

一种低损失率的仿人大规模干细胞培养设备，包括固定台1、培养模块2、混合模块3、循环模块4、装置柜5和无菌罩6；在固定台1上安装有培养模块2；所述固定台面上设置有用于罩住所述培养模块2内若干个细胞培养罐的无菌罩6，所述无菌罩6内设置有消杀装置；所述固定台1内部固装有混合模块3和装置柜5，其中所述装置柜5安装在所述混合模块3左侧；

所述培养模块2包括固定安装在固定台1上培养台2.2和可拆卸安装在所述培养台2.2内部的若干个可独立工作的细胞培养罐2.1；所述所有细胞培养罐2.1盖上均固装有循环模块4和压力调节模块7；

所述循环模块4连接混合模块3和培养模块2，使所述混合模块3内富含营养物质的培养基流入所述培养模块2，所述培养模块2内的营养成分消耗殆尽的培养基流入所述混合模块3中再次补充添加营养物质；所述培养台2.2内部底端固定安装有摇床2.1.3；所述摇床2.1.3台面上可拆卸安装柔性半包裹式加热器2.1.1；所述细胞培养罐2.1可拆卸安装在所述柔性半包裹式加热器2.1.1中，所述细胞培养罐2.1和所述柔性半包裹式加热器2.1.1均可以跟随所述摇床2.1.3台面运动而运动；所述柔性半包裹式加热器2.1.1功能是保持细胞培养罐内温度恒定；

所述压力调节模块7包括第一气管7.1、第二气管7.2、第二细菌过滤器7.3、第三细菌过滤器7.4、压力传感器7.5、调压比例阀7.6、进气端口、回气端口、排气端口；所述压力调节模块7中的调压比例阀7.6固装在所述细胞培养罐2.1盖上，调压比例阀7.6的进气端口通过气管连接压力传感器7.5再连接第二细菌过滤器7.3一端，第二细菌过滤器7.3另一端口通过硅胶管固定连接所述细胞培养罐2.1盖上的第一气管7.1连通所述细胞培养罐2.1内部，调压比例阀7.6的回气端口通过气管连接第三细菌过滤器7.4一端，第三细菌过滤器7.4另一端口通过硅胶管固定连接所述细胞培养罐2.1盖上的第二气管7.2连通所述细胞培养罐2.1内部，调压比例阀7.6的排气端口直接连通模块外部空气；所述压力调节模块7中调压比例阀7.6的进气端口常开以维持模块正常工作状态，回气端口和排气端口成一定开度比例以维持细胞培养罐内的压力稳定。

上述的一种低损失率的仿人大规模干细胞自动培养设备在使用时，培养基和氧气等营养物质在混合模块3混合均匀，混合完毕后经循环模块4进入细胞培养罐2.1中，细胞/细胞-微载体复合物直接在细胞培养罐2.1中与混匀的培养基接触，因此，细胞培养罐2.1中不用设置搅拌和曝气等功能的模块，避免了搅拌和曝气对细胞造成剪切力损伤，显著降低细胞培养过程的细胞损失率，在原有基础上增加细胞培养的密度，提升了培养细胞的数量。

所述细胞培养罐2.1内部安装传感器组2.1.2和细胞筛网2.1.4；所述细胞培养罐2.1罐盖上固定有连通管，所述连通管的一端位于所述细胞培养罐2.1外，另一端位于所述细胞培养罐2.1内，所述连通管包括长管A2.1.5、短管A2.1.6、多参数变送器2.1.7；所述细胞筛网2.1.4固定在所述长管A2.1.5外围，与所述长管A2.1.5同轴心装配，其底部与所述长管A2.1.5底端留有间距，所述细胞筛网为桶形网状结构，用于在循环模块开启时阻拦细胞培养罐内的细胞/细胞微载体混合物随着培养基流出；所述传感器组2.1.2为非接触测量装置，固装在所述细胞培养罐2.1内的独立小室中，所述传感器组2.1.2包括温度传感器、溶解氧浓度传感器、pH传感器和二氧化碳浓度传感器，所述温度传感器、溶解氧浓度传感器、pH传感器和二氧化碳浓度传感器分别与所述多参数变送器2.1.7连接，并受多参数变送器2.1.7控制；

所述混合模块3包括混合罐3.1、柔性环绕式加热器3.2、第一搅拌桨3.3、第二搅拌桨3.11、第一连接杆3.4、第二连接杆3.12、第一搅拌电机3.5、第二搅拌电机3.13、曝气盘3.6、第一细菌过滤器3.7、长管组3.8、短管组3.9、弃液管3.10；所述混合罐3.1外围环绕固定所述柔性环绕式加热器3.2，使混合罐3.1内的温度保持恒定；所述混合罐3.1罐盖上固定有长管卡箍3.8.1和短管卡箍3.9.1，所述长管卡箍3.8.1内可拆卸安装若干根长管共同组成长管组3.8，用于连接所述循环模块4将培养基导出所述混合罐3.1，所述短管卡箍3.9.1内可拆卸安装若干根短管共同组成短管组3.9，用于连接所述循环模块4将培养基导入所述混合罐3.1；所述混合罐3.1的盖顶左侧可拆卸安装第一搅拌电机3.5，所述第一连接杆3.4一端与第一搅拌电机3.5的动力输出端连接，另一端与第一搅拌桨3.3连接，所述第一搅拌桨3.3位于所述混合罐3.1内靠近曝气盘3.6左侧的位置；所述混合罐3.1的盖顶右侧可拆卸安装第二搅拌电机3.13，所述第二连接杆3.12一端与第二搅拌电机3.13的动力输出端连接，另一端与第二搅拌桨3.11连接，所述第二搅拌桨3.11位于混合罐3.1内靠近曝气盘3.6右侧的位置；通过所述第一搅拌桨3.3和所述第二搅拌桨3.11的高速转动可以将混合罐中的所有物质快速混匀；所述曝气盘3.6位于混合罐3.1内靠近混合罐3.1的底部，与所述第一细菌过滤器3.7一端通过硅胶管连接，将过滤细菌等杂质的洁净气体导入混合罐3.1，为细胞提过适宜的气体环境；

所述循环模块4包括第一循环单元和第二循环单元，所述第一循环单元的一端与所述细胞培养罐2.1内的长管A2.1.5连接，另一端与所述混合罐3.1内短管组3.9中的短管连接；所述第二循环单元的一端与所述混合罐3.1内长管组3.8中的长管连接，另一端与所述细胞培养罐2.1内的短管A2.1.6连接；所述第一循环单元包括第一蠕动泵4.1与第一单向阀4.2、第一夹管阀4.3，所述第一蠕动泵4.1的一端与长管A2.1.5连接，另一端与第一单向阀4.2连通，所述第一单向阀4.2与第一夹管阀4.3连接，所述第一夹管阀4.3未与第一单向阀4.2连接的一端与所述短管组3.9短管连接，所述第一单向阀4.2使得所述细胞培养罐2.1内的液体单向流向混合罐3.1；所述第二循环单元包括第二蠕动泵4.4与第二单向阀4.5、第二夹管阀4.6，所述第二蠕动泵4.4的一端与短管A2.1.6连接，另一端与第二单向阀4.5连通，所述第二单向阀4.5与第二夹管阀4.6连接，所述第二夹管阀4.6未与第二单向阀4.5连接的一端与所述长管组3.8中的长管连接，所述第二单向阀4.5使得所述混合罐3.1内的液体单向流向细胞培养罐2.1；

所述装置柜5内安装有气体导入模块5.1和废液模块5.2；所述气体导入模块中四混一进气阀5.1.5通过硅胶管连接第一细菌过滤器3.7一端，四混一进气阀5.1.5另一端连接空气流量调节器5.1.1、氮气流量调节器5.1.2、二氧化碳流量调节器5.1.3、氧气流量调节器5.1.4，所述空气流量调节器5.1.1、氮气流量调节器5.1.2、二氧化碳流量调节器5.1.3、氧气流量调节器5.1.4另一端通过气管连接相应气瓶；四种气体预先经过所述四混一进气阀5.1.5混合后通过所述第一细菌过滤器3.7过滤掉杂质后通入所述混合罐3.1中；所述废液模块5.2中弃液泵5.2.2一端通过硅胶管连接混合罐3.1罐盖上的弃液管3.10，弃液泵5.2.2未与弃液管3.10连接的另一端连接有硅胶管直接插入废液桶5.2.1内部；所述废液模块5.2用于细胞培养结束后排出多余的细胞培养基。

培养环境的pH、溶解氧浓度和压力控制主要依靠所述中央控制器1.1对压力调节模块7和气体导入模块5.1的调控实现；首先将目标设定值带入内置模型中，计算出需要通入细胞培养罐2.1内二氧化碳、氧气、氮气和空气的质量比例系数，中央控制器1.1启动气体导入模块5.1开始持续通入混合气体，同时中央控制器1.1启动压力调节模块7，开始对细胞培养罐2.1内的压力稳定调节；当传感器组检测到pH和/或溶解氧浓度中数值改变时，中央控制器1.1根据模型计算出四种气体需要通入比例，控制气体导入模块5.1中四种气体的流量调节器，改变四种混合气体的通入比例后再将混合气体持续通入细胞培养罐2.1直至传感器检测数值回到设定范围内；在气体导入模块5.1持续进气的过程中，压力调节模块7需要根据压力传感器7.1.5反馈的检测数值随时调整调压比例阀7.1.6进气端口、回气端口和排气端口的开度来使细胞培养罐2.1内的压力保持稳定。

所述的第一细菌过滤器3.7、第二细菌过滤器7.3、第三细菌过滤器7.4用于双向过滤气体中的细微杂质和细菌；和/或所述培养模块2的细胞培养罐2.1和混合模块3中的混合罐3.1均为密闭耐压容器。

Claims (3)

1.一种低损失率的仿人大规模干细胞培养设备，包括固定台(1)，所述固定台(1)上安装有培养模块(2)；所述固定台(1)上设置有用于罩住所述培养模块(2)的无菌罩(6)，所述无菌罩(6)内设置有消杀装置；所述固定台(1)内部固装有混合模块(3)和装置柜(5)，其中装置柜(5)安装在混合模块(3)左侧；其特征在于，

所述培养模块(2)包括固定安装在固定台(1)上培养台(2.2)和可拆卸安装在所述培养台(2.2)内部的若干个可独立工作的细胞培养罐(2.1)；所述所有细胞培养罐(2.1)盖上均固装有循环模块(4)和压力调节模块(7)；

所述循环模块(4)连接混合模块(3)和培养模块(2)，使所述混合模块(3)内富含营养物质的培养基流入所述培养模块(2)，所述培养模块(2)内的营养成分消耗殆尽的培养基流入所述混合模块(3)中再次补充添加营养物质；所述培养台(2.2)内部底端固定安装有摇床(2.1.3)；所述摇床(2.1.3)台面上可拆卸安装柔性半包裹式加热器(2.1.1)；所述细胞培养罐(2.1)可拆卸安装在所述柔性半包裹式加热器(2.1.1)中，所述细胞培养罐(2.1)和所述柔性半包裹式加热器(2.1.1)均可以跟随所述摇床(2.1.3)台面运动而运动；

所述压力调节模块(7)包括第一气管(7.1)、第二气管(7.2)、第二细菌过滤器(7.3)、第三细菌过滤器(7.4)、压力传感器(7.5)、调压比例阀(7.6)；所述压力调节模块(7)中的调压比例阀(7.6)固装在所述细胞培养罐(2.1)盖上，调压比例阀(7.6)的进气端口通过气管连接压力传感器(7.5)再连接第二细菌过滤器(7.3)一端，第二细菌过滤器(7.3)另一端口通过硅胶管固定连接所述细胞培养罐(2.1)盖上的第一气管(7.1)连通所述细胞培养罐(2.1)内部，调压比例阀(7.6)的回气端口通过气管连接第三细菌过滤器(7.4)一端，第三细菌过滤器(7.4)另一端口通过硅胶管固定连接所述细胞培养罐(2.1)盖上的第二气管(7.2)连通所述细胞培养罐(2.1)内部，调压比例阀(7.6)的排气端口直接连通模块外部空气；所述调压比例阀(7.6)通过控制排气和回气的比例调节所述细胞培养罐(2.1)内压力。

2.根据权利要求1所述的一种低损失率的仿人大规模干细胞培养设备，其特征在于，

所述细胞培养罐(2.1)内部设置有传感器组(2.1.2)和细胞筛网(2.1.4)；所述细胞培养罐(2.1)罐盖上固定有连通管，所述连通管的一端位于所述细胞培养罐(2.1)外，另一端位于所述细胞培养罐(2.1)内，所述连通管包括长管A(2.1.5)、短管A(2.1.6)、多参数变送器(2.1.7)；所述细胞筛网(2.1.4)固定在所述长管A(2.1.5)外围，与所述长管A(2.1.5)同轴心装配，其底部与所述长管A(2.1.5)底端留有间距；所述传感器组(2.1.2)为非接触测量装置，固装在所述细胞培养罐(2.1)内的独立小室中，所述传感器组(2.1.2)包括温度传感器、溶解氧浓度传感器、pH传感器和二氧化碳浓度传感器，所述温度传感器、溶解氧浓度传感器、pH传感器和二氧化碳浓度传感器分别与所述多参数变送器(2.1.7)连接，将信息传输至多参数变送器(2.1.7)，并受多参数变送器(2.1.7)控制；

所述混合模块(3)包括混合罐(3.1)、柔性环绕式加热器(3.2)、第一搅拌桨(3.3)、第二搅拌桨(3.3.1)、第一连接杆(3.4)、第二连接杆(3.4.1)、第一搅拌电机(3.5)、第二搅拌电机(3.5.1)、曝气盘(3.6)、第一细菌过滤器(3.7)、长管组(3.8)、短管组(3.9)、弃液管(3.10)；所述混合罐(3.1)外围环绕固定所述柔性环绕式加热器(3.2)，使混合罐(3.1)内的温度保持恒定；所述混合罐(3.1)罐盖上固定有长管卡箍(3.8.1)和短管卡箍(3.9.1)；所述长管卡箍(3.8.1)内可拆卸安装若干根长管共同组成长管组(3.8)，用于连接所述循环模块(4)将培养基导出所述混合罐(3.1)，所述短管卡箍(3.9.1)内可拆卸安装若干根短管共同组成短管组(3.9)，用于连接所述循环模块(4)将培养基导入所述混合罐(3.1)；所述混合罐(3.1)的盖顶左侧可拆卸安装第一搅拌电机(3.5)，所述第一连接杆(3.4)一端与第一搅拌电机(3.5)的动力输出端连接，另一端与第一搅拌桨(3.3)连接，所述第一搅拌桨(3.3)位于所述混合罐(3.1)内靠近曝气盘(3.6)左侧的位置；所述混合罐(3.1)的盖顶右侧可拆卸安装第二搅拌电机(3.5.1)，所述第二连接杆(3.4.1)一端与第二搅拌电机(3.5.1)的动力输出端连接，另一端与第二搅拌桨(3.3.1)连接，所述第二搅拌桨(3.3.1)位于混合罐(3.1)内靠近曝气盘(3.6)右侧的位置；所述曝气盘(3.6)位于混合罐(3.1)内靠近混合罐(3.1)的底部，与所述第一细菌过滤器(3.7)一端通过硅胶管连接；

所述循环模块(4)包括第一循环单元和第二循环单元，所述第一循环单元的一端与所述细胞培养罐(2.1)内的长管A(2.1.5)连接，另一端与所述混合罐(3.1)内短管组(3.9)中的短管连接；所述第二循环单元的一端与所述混合罐(3.1)内长管组(3.8)中的长管连接，另一端与所述细胞培养罐(2.1)内的短管A(2.1.6)连接；所述第一循环单元包括第一蠕动泵(4.1)与第一单向阀(4.2)、第一夹管阀(4.3)，所述第一蠕动泵(4.1)的一端与长管A(2.1.5)连接，另一端与第一单向阀(4.2)连通，所述第一单向阀(4.2)与第一夹管阀(4.3)连接，所述第一夹管阀(4.3)未与第一单向阀(4.2)连接的一端与所述短管组(3.9)短管连接，所述第一单向阀(4.2)使得所述细胞培养罐(2.1)内的液体单向流向混合罐(3.1)；所述第二循环单元包括第二蠕动泵(4.4)与第二单向阀(4.5)、第二夹管阀(4.6)，所述第二蠕动泵(4.4)的一端与短管A(2.1.6)连接，另一端与第二单向阀(4.5)连通，所述第二单向阀(4.5)与第二夹管阀(4.6)连接，所述第二夹管阀(4.6)未与第二单向阀(4.5)连接的一端与所述长管组(3.8)中的长管连接，所述第二单向阀(4.5)使得所述混合罐(3.1)内的液体单向流向细胞培养罐(2.1)；

所述装置柜(5)内安装有气体导入模块(5.1)和废液模块(5.2)；所述气体导入模块(5.1)中四混一进气阀(5.1.5)通过硅胶管连接第一细菌过滤器(3.7)一端，四混一进气阀(5.1.5)另一端连接空气流量调节器(5.1.1)、氮气流量调节器(5.1.2)、二氧化碳流量调节器(5.1.3)、氧气流量调节器(5.1.4)，所述空气流量调节器(5.1.1)、氮气流量调节器(5.1.2)、二氧化碳流量调节器(5.1.3)、氧气流量调节器(5.1.4)另一端通过气管连接相应气瓶；所述废液模块(5.2)中弃液泵(5.2.2)一端通过硅胶管连接混合罐(3.1)罐盖上的弃液管(3.10)，弃液泵(5.2.2)未与弃液管(3.10)连接的另一端连接有硅胶管直接插入废液桶(5.2.1)内部。

3.根据权利要求2所述的一种低损失率的仿人大规模干细胞培养设备，其特征在于，

所述的第一细菌过滤器(3.7)、第二细菌过滤器(7.3)、第三细菌过滤器(7.4)用于双向过滤气体中的细微杂质和细菌；和/或，

所述培养模块(2)的细胞培养罐(2.1)和混合模块(3)中的混合罐(3.1)均为密闭耐压容器。