CN203112811U - 一种细胞三维结构成形室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种细胞三维结构成形室，包括成形空间、温控模块和消毒模块，还包括用于净化成形室内空气的空气过滤模块。温控模块、消毒模块、空气过滤模块均安装于成形室内，所述空气过滤模块包括循环风道、进风道、出风道、第一循环风机、第二循环风机和过滤层。进风道一端和出风道一端分别通过第一循环风机、第二循环风机连接至循环风道的两端口，另一端通入成形空间。过滤层设于循环风道内，循环风道通过隔板与成形空间隔开。本实用新型的成形室，不但能满足细胞成形所需的无菌环境，精确控制成形空间温度，且空气过滤模块形成室内的空气强制对流，改善温度分布均匀性，保证成形过程稳定，同时大大提高了室内空气洁净度，提高细胞存活率。

Description

一种细胞三维结构成形室

技术领域

本实用新型涉及生物制造技术领域，尤其涉及一种细胞三维结构成形室。

背景技术

细胞三维仿生结构体是采用细胞作为材料形成的三维结构体，目前用于制造这种结构体的工艺包括：喷墨打印技术和细胞三维受控组装工艺等。其中，喷墨打印采用粘度很低的细胞悬浮液，将细胞与培养液等混合的“生物墨水”用改造的商用热喷墨或压电喷墨打印机打印出来，形成生物墨滴打印在基底上。但目前这种技术在构建三维结构上仍然存在困难。而细胞三维受控组装则是基于快速成形的原理和方法，采用细胞—水凝胶材料，层层堆积制造细胞三维结构体，可采用低温物交联或化学交联固化的成形机制。目前比较流行的方法是将细胞和海藻酸盐溶液的混合物喷射到交联剂溶液（通常为CaCl₂溶液）中，由于海藻酸盐在Ca2+作用下发生离子交联反应，从而使得喷射的材料微单元固化，三维移动平台在计算机的控制下进行层层堆积制造，从而形成三维结构体。

申请号为201210042990.6的中国专利《一种基于分步凝胶化原理的三维细胞组装方法》中，采用了分步交联的方式来形成细胞三维结构体。具有物理交联机制且生物相容性好的材料（普遍为温敏明胶）与细胞混合，由于明胶在温度变化过程中可发生“溶胶→凝胶”的转变，在无菌环境中，通过温控模块来控制成形环境温度在4~10℃，使得明胶和细胞的混合材料在成形时发生物理交联以固化形成三维结构。但这种三维结构是不稳定的，是热可逆的，因此又在材料中加入海藻酸钠这种可以实现化学交联的相容性好的生物材料。

然而，现有的有关细胞打印或三维受控组装方面的技术均未提及用于细胞三维结构成形的成形室的具体设计，细胞作为一种特殊的材料，由于其具有生命特征，因此对成形室设计具有特殊的要求：不仅成形环境要避免细菌和病菌，室内温度要根据不同细胞稳定可调、分布均匀以使成形过程稳定，同时也要保证室内空气洁净度高以提高细胞存活率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种细胞三维结构成形室，使其能够满足细胞作为一种特殊材料对其三维结构成形室所需的特殊要求。具体设计如下：

一种细胞三维结构成形室，包括成形空间、用于控制成形空间温度的温控模块和用于对成型空间灭菌的消毒模块，还包括用于净化成形空间内空气的空气过滤模块。

优选地，所述温控模块、消毒模块和空气过滤模块均设于所述成形室内。

优选地，所述空气过滤模块包括循环风道、进风道、出风道、第一循环风机、第二循环风机和过滤层；所述进风道一端通过所述第一循环风机连接至所述循环风道的一端口，进风道另一端与所述成形空间相通，所述出风道一端通过所述第二循环风机连接至所述循环风道的另一端口，出风道另一端与所述成形空间相通，通过不断地循环净化，保证所述成形空间内空气的高洁净度以提高细胞的存活率。其中，循环风机采用贯流风机，也可以采用轴流风机或离心风机等。

优选地，所述过滤层位于所述循环风道内；所述循环风道通过隔板与所述成形空间隔开。

优选地，所述过滤层包括初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器和超高效过滤器，各过滤器的安装位置为：沿所述第一循环风机向第二循环风机方向依次为：初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器、超高效过滤器。各过滤器的配置根据细胞成形的要求选择。

优选地，所述温控模块采用半导体制冷、蒸汽压缩制冷、吸收式制冷、吸附式制冷中的一种方式实现，保证成形室内的温度高精度连续可调。

优选地，所述消毒模块采用适于细胞环境且易于实现的紫外消毒方式实现。成形前对成形空间进行紫外线照射，消灭空气中的细菌和病菌，保证细胞成形环境处于无菌状态。

本实用新型提供的细胞三维结构成形室，集成温控模块、消毒模块和空气过滤模块，不但能够精确、稳定控制成形空间的温度，给细胞成形提供一个安全的无菌环境，且空气过滤模块形成室内的空气强制对流，改善温度分布均匀性，保证成形过程稳定，同时也大大提高了成形室内的空气洁净度，提高了细胞的存活率。

附图说明

图1是本实用新型的具体实施方式提供的细胞三维结构成形室的结构示意图。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本实用新型作进一步说明。

本实施例提供的细胞三维结构成形室的结构如图1所示：

一种细胞三维结构成形室，包括成形空间200、温控模块、消毒模块和空气过滤模块。温控模块、消毒模块和空气过滤模块均安装于成形室内。空气过滤模块包括循环风道101、进风道102、出风道103、第一循环风机104、第二循环风机105和过滤层。循环风道101通过隔板201与成形空间200隔开。进风道102一端通过第一循环风机104连接至循环风道101的一端口，进风道102另一端与所述成形空间200相通；出风道103一端通过第二循环风机105连接至循环风道101的另一端口，出风道103另一端与所述成形空间200相通。所述过滤层设于循环风道101内，包括位于第一循环风机104一侧的初效过滤器401和位于第二循环风机105一侧的高效过滤器402。 

温控模块为半导体制冷模块300，也可以采用蒸汽压缩制冷、吸收式制冷、吸附式制冷中的一种方式。通过半导体制冷模块300控制成形空间内的温度，保证其处于细胞成形所需的温度，一般为0~10℃，用高精度温控器调节温度保证温度连续可调。消毒模块包括两个紫外线消毒灯500，在成形之前对成形空间进行照射，以保证细胞成形环境处于无菌状态。

本实施例提供的成形室的空气过滤模块的工作原理为：

在半导体制冷模块300开启后，开启空气过滤模块，第一循环风机104开始工作，气流从进风道102进入循环风道101，经初效过滤和高效过滤后，在第二循环风机105的作用下净化后的空气经出风道103进入成形空间200内，进风道102长度比出风道103长，也可设计为出风道比进风道长度长，长度不一的设计能增强空气的对流，在不断的循环净化作用下空气洁净度大幅提高。此外，通过空气循环的强制对流，成形室空间内的温度分布均匀性大幅提高，细胞成形过程稳定进行。

通过温控模块、消毒模块和空气过滤模块三者功能的有机集成所形成的成形室，大大提高了细胞成形环境的空气洁净度，进而提高细胞的存活率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种细胞三维结构成形室，包括成形空间、用于控制所述成形空间温度的温控模块和用于对所述成形空间灭菌的消毒模块，其特征在于：还包括用于净化所述成形空间内空气的空气过滤模块。 

2.如权利要求1所述的细胞三维结构成形室，其特征在于：所述温控模块、消毒模块和空气过滤模块均设于所述成形室内。 

3.如权利要求1所述的细胞三维结构成形室，其特征在于：所述空气过滤模块包括循环风道、进风道、出风道、第一循环风机、第二循环风机和过滤层； 

所述进风道一端通过所述第一循环风机连接至所述循环风道的一端口，所述进风道另一端与所述成形空间相通； 

所述出风道一端通过所述第二循环风机连接至所述循环风道的另一端口，所述出风道另一端与所述成形空间相通。 

4.如权利要求3所述的细胞三维结构成形室，其特征在于：所述过滤层位于所述循环风道内；所述循环风道通过隔板与所述成形空间隔开。 

5.如权利要求3所述的细胞三维结构成形室，其特征在于：所述过滤层包括初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器和超高效过滤器，各过滤器的安装位置为：沿所述第一循环风机向第二循环风机方向依次为：初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器、超高效过滤器。 

6.如权利要求1所述的细胞三维结构成形室，其特征在于：所述温控模块采用半导体制冷、蒸汽压缩制冷、吸收式制冷、吸附式制冷中的一种方式实现。 

7.如权利要求1所述的细胞三维结构成形室，其特征在于：所述消毒模块采用紫外消毒方式实现。 

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