CN203700382U - 悬浮式微重力生物反应器 - Google Patents
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Abstract
一种悬浮式微重力生物反应器包括蠕动泵，蠕动泵的一端与膜式氧合器的一端连接，而所述蠕动泵的另一端则与灌流液瓶的上端连接，膜式氧合器的另一端通过阀门组件与一个细胞培养瓶的两端连接。门组件包括左上阀门、左下阀门、右上阀门及右下阀门；左上阀门的右端与所述右上阀门的左端连接，并且所述膜式氧合器的所述另一端与所述左上阀门的右端连接；所述左上阀门的左端与细胞培养瓶的左端连接；所述右上阀门的右端与细胞培养瓶的右端连接；所述左下阀门的右端与所述右下阀门的左端连接，并且所述灌流液瓶的下端与所述左下阀门的右端连接；所述左下阀门的左端与细胞培养瓶的右端连接；所述右下阀门的右端与细胞培养瓶的左端连接。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种细胞三维培养生物反应器，尤其涉及一种适合大规模细胞培养的悬浮式微重力生物反应器。
【背景技术】
目前，WHO统计全球有6.5亿感染各种肝病患者，最新统计每年约有200万人死于各种肝病。我国急慢性肝功能衰竭十分常见，据统计国内每年此类患者达30万。病死率高达80%。由于肝移植有肝源短缺，器官捐献涉及伦理问题，操作复杂，技术难度高，手术费用昂贵，需终生服用免疫抑制剂等不足，每年仅有约1%肝衰竭患者能获得肝移植治疗，99%肝衰竭患者仍面临死亡。生物人工肝具有肝细胞解毒、转化、合成等功能，可代替肝脏大部分功能。生物人工肝的核心部件是生物反应器，它直接关系到细胞的功能好坏，决定了反应器的效率。
现有的生物反应器存在如下缺点：1、系统动力控制装置通过手动控制，不够精确；2、系统水平方向压力不平衡；3、系统氧合器(F6透析柱)产气太多；4、管路设计太复杂；5、系统操作难度大。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种控制精度高、水平压力均衡、产生的氧合器较少、结构简单并且操作便捷的悬浮式微重力生物反应器。
为实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种悬浮式微重力生物反应器包括蠕动泵，蠕动泵的一端与膜式氧合器的一端连接，而所述蠕动泵的另一端则与灌流液瓶的上端连接，膜式氧合器的另一端通过阀门组件与一个细胞培养瓶的两端连接。门组件包括左上阀门、左下阀门、右上阀门及右下阀门；左上阀门的右端与所述右上阀门的左端连接，并且所述膜式氧合器的所述另一端与所述左上阀门的右端连接；所述左上阀门的左端与细胞培养瓶的左端连接；所述右上阀门的右端与细胞培养瓶的右端连接；所述左下阀门的右端与所述右下阀门的左端连接，并且所述灌流液瓶的下端与所述左下阀门的右端连接；所述左下阀门的左端与细胞培养瓶的右端连接；所述右下阀门的右端与细胞培养瓶的左端连接。
与现有技术相比，本实用新型具备控制精度高、水平压力均衡、产生的氧合器较少、结构简单并且操作便捷等优点；同时，本实用新型具有进行长期大规模细胞培养并保持细胞的功能。
【附图说明】
图1为本实用新型提供的悬浮式微重力生物反应器的系统框图；
图2为图1所示的悬浮式微重力生物反应器的左上阀门及左下阀门打开而右上阀门及右下阀门关闭时灌流液的流动路线图；及
图3为图1所示的悬浮式微重力生物反应器的左上阀门及左下阀门打开而右上阀门及右下阀门关闭时灌流液的流动路线图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：
参考图1-3，根据本实用新型的一个实施例，一种悬浮式微重力生物反应器包括蠕动泵3，所述蠕动泵3的一端与膜式氧合器2的一端连接，而所述蠕动泵3的另一端则与灌流液瓶4的上端连接，所述膜式氧合器2的另一端通过阀门组件12与一个细胞培养瓶1的两端连接。
具体而言，所述阀门组件12包括左上阀门A1、左下阀门A2、右上阀门A3及右下阀门A4；所述左上阀门A1的右端与所述右上阀门A3的左端连接，并且所述膜式氧合器2的所述另一端与所述左上阀门A1的右端（即右上阀门A3的左端）连接；所述左上阀门A1的左端与细胞培养瓶1的左端连接；所述右上阀门A3的右端与细胞培养瓶1的右端连接；所述左下阀门A2的右端与所述右下阀门A4的左端连接，并且所述灌流液瓶4的下端与所述左下阀门A2的右端（即右下阀门A4的左端）连接；所述左下阀门A2的左端与细胞培养瓶1的右端连接；所述右下阀门A4的右端与细胞培养瓶1的左端连接。
当左上阀门A1及左下阀门A2开放、而右上阀门A3及右下阀门A4关闭时，灌流液在细胞培养瓶1内从左向右流动（参见图2箭头所表示的流向）；相反，当左上阀门A1及左下阀门A2关闭、而右上阀门A3及右下阀门A4开启时，灌流液在细胞培养瓶1内从右向左流动（参见图3箭头所表示的流向）。
新型双向旋转灌注微重力生物反应器系统通过内芯及循环模式优化构建形成，由流向控制器、细胞培养罐、培养液池、蠕动泵3动力系统、膜肺、供气系统组成。
在无菌超净台内完成生物反应器循环管路连接，消化收集方瓶扩增的细胞，血球细胞计数板计数，总数约3×108，台盼蓝染色细胞活力大于95%；将消化收集的细胞及2.5g Cytodex3加入到生物反应器细胞培养罐中，蠕动泵3缓慢注入全培至总体积约150ml。接种后置于5%二氧化碳孵箱静置，每隔30min手动轻微摇晃一次，每次1min；4h后改为1小时摇晃一次。8小时后，以蠕动泵3缓慢注满剩余的350ml，排尽系统内空气后，膜肺接通含50%氧气混合气体，开始旋转微重力循环灌注培养。第一天30r/min、第二天60r/min、第三天80r/min、第四至七天100r/min。每24h更换培养灌注液体500ml，停止蠕动泵3和旋转，将生物反应器置于灭菌超净台中，更换500ml储液瓶。
操作中需要取样监测时将生物反应器置于灭菌超净台中，用75%酒精棉球檫拭取样孔外盖，旋开取样孔外盖，接入5ml注射器，打开反应器旋转开关，边旋转边取样，待细胞微载体分布均匀后抽取1ml细胞微载体样品。拔下注射器，待细胞微载体下沉后抽取5ml细胞培养上清样品，最后抽弃反应器细胞培养罐内气泡，75%酒精棉球檫拭取样口，盖上取样孔外盖，再用75%酒精棉球檫拭取样口外盖，将生物反应器放回二氧化碳孵箱中，安装循环管路，开启循环及旋转开关，开始继续旋转灌注培养。
在本实用新型中，通过内芯改造，建立双向循环模式来改善其交换效率低，容易堵塞出口等问题。重新设计电子动力控制装置，平衡水平方向压力，改进供氧模式，简化管路设计和操作流程。
本实用新型的有益效果是，可以提供一种进行长期大规模细胞培养并保持细胞功能的生物反应器。
因此，上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种悬浮式微重力生物反应器包括蠕动泵，所述蠕动泵的一端与膜式氧合器的一端连接，而所述蠕动泵的另一端则与灌流液瓶的上端连接，所述膜式氧合器的另一端通过阀门组件与一个细胞培养瓶的两端连接；其中
所述阀门组件包括左上阀门、左下阀门、右上阀门及右下阀门；所述左上阀门的右端与所述右上阀门的左端连接，并且所述膜式氧合器的所述另一端与所述左上阀门的右端连接；所述左上阀门的左端与细胞培养瓶的左端连接；所述右上阀门的右端与细胞培养瓶的右端连接；所述左下阀门的右端与所述右下阀门的左端连接，并且所述灌流液瓶的下端与所述左下阀门的右端连接；所述左下阀门的左端与细胞培养瓶的右端连接；所述右下阀门的右端与细胞培养瓶的左端连接。
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