CN215593081U - 一种生物反应器及培养箱 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种生物反应器及培养箱，涉及生物组织培养设备技术领域。生物反应器收容有培养托盘，生物反应器包括底座及盖设于底座上的盖板，盖板与底座之间形成培养空间；底座包括本体，本体朝向盖板的一面设置有至少一条导流槽，导流槽的底部设置有第一储液池、第二储液池及位于第一储液池和第二储液池之间的至少一个培养井，培养托盘设置于培养井；盖板上设置有进液口及出液口，进液口与第一储液池对应，出液口与第二储液池对应。本申请提供的生物反应器整体结构简单，且当需要培养不同的细胞组织时，只需更换不同的培养托盘即可，即更换时先取出培养井中的培养托盘，再放入另一个培养托盘，操作更简单，实用性强。

Description

一种生物反应器及培养箱

技术领域

本申请涉及生物组织培养设备技术领域，尤其涉及一种生物反应器及培养箱。

背景技术

随着生物科学技术的进步，生物组织工程技术已经变得越来越成熟。身体器官损伤的临床治疗也由过去的器官捐献移植，变成实验室器官培养。但是现有的实验室组织培养都使用的是培养板或者培养器皿进行培养，而这类培养方式培养液一定，由于细胞的新陈代谢作用，培养液的营养成分逐渐下降，因此，为了保证营养供给，这类培养方式需要定期添加和更换培养液，然而这样不利于细胞生长，操作不当还会导致细胞死亡。

现有技术中提供了一种适合组织细胞的三维培养的生物反应器，实现了营养液的循环供给，解决了定期更换培养液的问题，但是该生物反应器结构复杂，安装繁琐，实用性差。

实用新型内容

为克服现有技术中的不足，本申请提供了一种生物反应器及培养箱，用以解决现有技术中生物反应器结构复杂，安装繁琐，实用性差的问题。

为达上述目的，第一方面，本申请提供的一种生物反应器，收容有培养托盘，所述生物反应器包括底座及盖设于所述底座上的盖板，所述盖板与所述底座之间形成培养空间；

所述底座包括本体，所述本体朝向所述盖板的一面设置有至少一条导流槽，所述导流槽的底部设置有第一储液池、第二储液池及位于所述第一储液池和所述第二储液池之间的至少一个培养井，所述培养托盘设置于所述培养井；

所述盖板上设置有用于接入培养液的进液口及用于导出培养液的出液口，所述进液口与所述第一储液池对应，所述出液口与所述第二储液池对应。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述第一储液池与相邻的所述培养井之间设置有溢流档条。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述溢流档条与所述本体为一体成型结构，所述溢流档条由所述导流槽的底部向远离所述本体的方向凸起。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述溢流档条与所述本体为可拆卸连接。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述导流槽的数量为多条，所述导流槽沿所述本体的宽度方向分布，且两条相邻所述导流槽之间形有隔断筋条。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，每条所述导流槽的底部设置有多个所述培养井，每个所述培养井内设置有一个所述培养托盘。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述出液口连接有导流管，所述导流管延伸至所述第一储液池，使用时，所述导流管的入液口位于所述第二储液池的液面下方。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述盖板上还设置有用于气体进入的进气口及用于气体排出的出气口，所述进气口与所述出气口均沿所述导流槽的长度方向分布。

第二方面，本申请还提供了一种培养箱，包括储液容器、输液泵及如上述第一方面提供的生物反应器；

所述储液容器的出口、所述输液泵以及所述生物反应器的所述进液口通过输液管路依次连接；

所述生物反应器的所述出液口通过回液管路连接所述储液容器的进口。

结合第二方面，在一种可能的实施方式中，所述培养箱还包括供气装置，所述供气装置连接所述生物反应器。

相比现有技术，本申请的有益效果：

本申请提供的一种生物反应器及培养箱，生物反应器收容有培养托盘，生物反应器包括底座及盖设于底座上的盖板，盖板与底座之间形成培养空间；底座包括本体，本体朝向盖板的一面设置有至少一条导流槽，导流槽的底部设置有第一储液池、第二储液池及位于第一储液池和第二储液池之间的至少一个培养井，培养托盘设置于培养井；盖板上设置有用于接入培养液的进液口及用于导出培养液的出液口，进液口与第一储液池对应，出液口与第二储液池对应。本申请提供的生物反应器整体结构简单，且当需要培养不同的细胞组织时，只需更换不同的培养托盘即可，即更换时先取出培养井中的培养托盘，再放入另一个培养托盘，操作更简单，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供了一种培养箱的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的培养箱中的一种生物反应器的立体结构示意图；

图3示出了示出了图2提供的生物反应器中的底座的立体结构示意图；

图4示出了图3中底座的分解示意图；

图5示出了示出了本申请实施例提供的培养箱中的另一种生物反应器的立体结构示意图；

图6示出了图5提供的生物反应器中的底座的立体结构示意图；

图7示出了图6中底座的分解示意图。

主要元件符号说明：

100-生物反应器；1000-培养空间；110-盖板；111-进液口；1110-进液嘴；112-出液口；112a-导流管；1120-出液嘴；113-进气口；1130-进气嘴；114-出气口；1140-出气嘴；120-底座；121-本体；1210-导流槽；1211-第一储液池；1212-溢流档条；1213-第二储液池；1214-培养井；1215-隔断筋条；122-培养托盘；200-储液容器；300-输液泵；400-电脑；500-输液管路；600-回液管路。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1-图7，本实施例提供的一种生物反应器100，用于细胞组织的培养，培养的细胞组织可用于临床治疗。

请结合参阅图1、图2以及图3，本实施例提供的生物反应器100，包括底座120及盖设于底座120上的盖板110，其中，盖板110与底座120配合后，在盖板110与底座120之间形成培养空间1000，该培养空间1000可用于培养细胞组织。同时，在使用时，还允许培养液流动。

进一步的，为了避免细胞培养过程中，细胞组织被污染，可选地，盖板110与底座120为密封配合，由此，得到的培养空间1000是一个相对密封的环境。

上述，底座120包括本体121及培养托盘122，本体121朝向盖板110的一面设置有至少一条导流槽1210，当然还可以是两条导流槽1210、三条导流槽1210、四条导流槽1210或者其他数量的导流槽1210，也即是说，在一些实施例中，导流槽1210的数量可以为多条。应当理解的，上述仅是举例说明，不能作为本申请保护范围的限制。

在本实施例中，以一条导流槽1210为例进行详细描述，具体如下：

其中，导流槽1210的两侧高于底部，用以实现培养空间1000内的培养液导流，换而言之，培养空间1000内的培养液沿导流槽1210的方向流动。

请结合参阅图3和图4，进一步的，导流槽1210的底部设置有第一储液池1211、第二储液池1213及位于第一储液池1211和第二储液池1213之间的至少一个培养井1214。

第一储液池1211、第二储液池1213以及培养井1214均由导流槽1210的底部向本体121内部凹设，由此，第一储液池1211和第二储液池1213均具有一定的储存培养液的能力。

培养托盘122设置于培养井1214中，也即是说，培养井1214用于安装培养托盘122，实现培养托盘122的定位。

培养托盘122上用于放置细胞组织，用以为细胞组织的培养提供载体。可以理解的，不同大小的培养托盘122，其培养细胞组织的面积不同，同时培养的细胞组织不同。另外，不同材质的制成的培养托盘122培养的细胞组织也不同。

其中，培养托盘122的大小与培养井1214相适配，由此，培养托盘122的大小由导流槽1210的宽度决定。以皮肤的细胞组织来说，培养托盘122的大小决定了培养出来的皮肤的面积大小，适用与大面积的皮肤移植。

在一些实施例中，培养井1214的数量可以为多个，也即是说，培养井1214的数量可以是三个、四个、五个、六个或者其它数量，应当理解的，上述仅是举例说明，不能作为本申请保护范围的限制。

其中，每个培养井1214均可放置有一个培养托盘122，这样即可一次完成多个细胞组织的培养，极大地提高培养效率。

在一些实施例中，培养托盘122的形状呈圆柱形、棱柱形或其它形状，其中，培养井1214的形状均与培养托盘122的形状相适配。

进一步的，第一储液池1211与相邻的培养井1214之间设置有溢流档条1212，溢流档条1212与本体121为一体成型结构，并且溢流档条1212由导流槽1210的底部向远离本体121的方向凸起。

在一些实施例中，溢流档条1212的高度低于导流槽1210的深度，进而避免第一储液池1211中存储的培养液溢出导流槽1210。

在另一些实施中，溢流档条1212与本体121为可拆卸连接，具体的，在导流槽1210的底部设置有卡槽(图未示)，卡槽位于第一储液池1211与相邻的培养井1214之间，溢流档条1212可拆卸的插设于卡槽内。进而可通过更换不同高度的溢流档条1212，即可控制第一储液池1211的存储容量，以适配不同细胞组织的培养。

上述，盖板110上设置有用于接入培养液的进液口111及用于导出培养液的出液口112，其中，进液口111与第一储液池1211对应，出液口112与第二储液池1213对应。

进一步的，在盖板110上的进液口111设置有进液嘴1110，在盖板110上的出液口112设置有出液嘴1120，其中，进液嘴1110和出液嘴1120的设置是为方便安装输送培养液的管路。

结合图1至图4，其中，培养液在本实施例提供的生物反应器100中流动过程是：

首先，培养液先由盖板110的上的进液口111进入第一储液池1211；

再者，当第一储液池1211存储的培养液达到最大存储容量，培养液会有第一储液池1211溢出，溢出的培养液进入导流槽1210流动，进而为培养托盘122输送平缓且均匀流动的培养液；

最后，经过培养托盘122的培养液再流入第二储液池1213，当第二储液池1213的培养液达到预设存储容量时，培养液会由盖板110上的出液口112排出。

由此，实现了培养空间1000内培养液的流动，进而实现为培养空间1000内持续输送新鲜的培养液，使得培养托盘122上的细胞组织被新鲜的培养液所包围，有助于细胞组织的培养，提高细胞组织的成活率。

另外，由于经过培养托盘122的培养液为缓慢均匀的流动，所以不会损伤在培养的细胞组织，提高培养的成活率。

当然，还可以理解的，新鲜的培养液中营养成分及氧气含量均符合培养需求，使得培养托盘122上的细胞组织被新鲜的培养液所包围，有助于细胞组织的培养，提高细胞组织的成活率。同时减少人工定期更换培养液的劳动强度，适配培养更简单。

进一步的，为了便于第二储液池1213内的培养液及时排处，防止培养液溢出导流槽1210，出液口112还连接有导流管112a，导流管112a延伸至第一储液池1211，使用时，导流管112a的入液口位于第二储液池1213的液面下方。

其中，第二储液池1213内营养液排出的方式有以下几种：

第一方式，利用培养空间1000的密闭性，通过气压将培养液沿导流管112a挤出；

第二方式，出液嘴1120通过管路连接抽液泵，将第二储液池1213中的培养液及时抽出；

第三方式，即是第一方式与第二方式的组合。

在本实施中，盖板110上还设置有用于气体进入的进气口113及用于气体排出的出气口114，进气口113与出气口114沿导流槽1210的长度方向分布。

其中，进气口113用于向培养空间1000内输送混合气体，出气口114用于及时排处混合气体，用以保持培养空间1000内的混合气体始终能满足培养细胞组织的要求。

进一步的，混合气体内包括预定浓度的CO₂(二氧化碳)，进而实现向培养空间1000内输送固定浓的CO₂，固定浓度的CO₂可对培养空间1000内的培养液的pH值具有缓冲作用，进而可替代现有技术的CO₂培养箱。

可以理解的，培养不同的细胞组织所需要的CO₂的浓度不同，在此对CO₂的浓度不作具体限定，同时混合气体在进入培养空间1000时经灭菌消毒处理。

另外，在培养过程中，向培养空间1000内输送混合气体，一方面，为细胞组织培养提供有益生存的环境条件；另一方面，可以使培养空间1000始终维持一个正压的状态，进而避免细菌等微生物进入，进一步避免培养的细胞组织被污染，提高成功率。

在一些实施例中，在盖板110的进气口113设置有进气嘴1130，在盖板110的出气口114设置有出气嘴1140，其中，进气嘴1130和出气嘴1140的设置便于气管的安装。

在另一些实施例中，盖板110上设置有视窗，视窗上设置有透明的防护材料，操作人员可透过视窗观察培养空间1000内部的情况。

在又一些实施例中，盖板110和底座120均采用环保材料PEEK(聚醚醚酮)，坚固耐用，无毒无害。

本实施提供的生物反应器100，相比于现有技术，结构简单，当需要培养不同的细胞组织时，只需更换不同的培养托盘122即可，并且，更换时先取出培养井1214中的培养托盘122，再放入另一个培养托盘122，操作更简单，实用性强。

请结合参阅图1、图2以及图3，本实施例还一并提供了一种培养箱，其中，培养箱包括储液容器200、输液泵300及本实施例的生物反应器100。

储液容器200用于存储新鲜的培养液，储液容器200具有一个出口和一个进口，其中出口连接有一根吸液管，吸液管延伸至出液容器的液面下方，并靠近储液容器200的底部，进而避免吸空。可选地，储液容器200选择为储液瓶。

储液容器200的出口、输液泵300以及生物反应器100的进液口111通过输液管路500依次连接。生物反应器100的出液口112通过回液管路600连接储液容器200的进口。可选地，输液泵300选择为蠕动泵。

在一些实施例中，输液泵300具有两个泵头，其中，一个泵头与输液管路500连接，另一个泵头与回液管路600连接。

培养箱通过储液容器200、输液泵300及生物反应器100组合，形成了一个循环回路，进而是实现了培养液的循环使用，极大地节约了培养液的消耗，提高培养液的利用率。当储液容器200内的培养液消耗达不到细胞组织培养的要求，及时更换储液容器200内的培养液即可，更加方便快捷。

在本实施例中，输液管路500连接的是进液口111上的进液嘴1110，回液管路600连接的是出液口112的出液嘴1120。

进一步的，培养箱还包括供气装置(图未示)，供气装置连接生物反应器100中盖板110的上的进气嘴1130和出气嘴1140，供气装置用于提供灭菌消毒的混合气体。

培养箱由的运作过程，及各个参数的设定均由电脑400显示和控制，精度高，培养环境控制更加严格。

由此，培养箱具体如下优点：

(1)通过培养液的反复应用，大大节约培养液的消耗用量；

(2)时刻保持培养液新鲜度，减少换液过程的污染可能性；

(3)时刻保持培养液新鲜度，使培养液的成分含量维持在需求范围内，提高实验成功率；

(4)各种参数，由电脑400实时显示和控制，培养环境设定更加精确；

(5)可针对不同的功能细胞组织，应用不同的培养托盘122，通过培养托盘122的更换，实现功能的扩充；

(6)简单牢固小巧，高压灭菌方便。

其中，对于第(6)点，高压消毒灭菌后，在生物安全柜内无菌操作。

实施例二

请参阅图1-图6，本实施例提供的一种生物反应器100，本实施例是在上述实施例一的技术基础上作出的改进，相比与上述实施一，区别之处在于：

请结合参阅图5、图6以及图7，在本实施中，针对底座120进行了改进，其中，底座120的本体121上设置导流槽1210的数量为多条，导流槽1210沿本体121的宽度方向分布，且两条相邻导流槽1210之间形有隔断筋条1215。

每条导流槽1210的底部设置有多个培养井1214，每个培养井1214内均可设置有一个培养托盘122。

同时，盖板110上的上的进液口111和出液口112的与导流槽1210相对应设置。例如，导流槽1210的数量为四条，则盖板110上的进液口111和出液口112的数量也可设置有四个。

请结合参阅图1和图6，同时，在培养箱中，可设置有五个储液容器200，五个输液泵300，可以理解的，由此，每个导流槽1210内输送的培养液可以是不相同的，当然也可以是相同的。进而一个生物反应器100可同时实现不同种的细胞组织的培养，极大地提高了培养效率，节省成本。

在一些实施例中，在培养箱中也可设置为一个输液泵300，该输液泵300具有多个泵头，每个泵头负责一个循环回路的培养液输送。

另外，针对不同的细胞组织培养，如果仅更换培养托盘122无法满足培养需求，还可更换整个底座120，用以扩充生物反应器100的功能，极大地提高了实用性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种生物反应器，收容有培养托盘，其特征在于，所述生物反应器包括底座及盖设于所述底座上的盖板，所述盖板与所述底座之间形成培养空间；

所述底座包括本体，所述本体朝向所述盖板的一面设置有至少一条导流槽，所述导流槽的底部设置有第一储液池、第二储液池及位于所述第一储液池和所述第二储液池之间的至少一个培养井，所述培养托盘设置于所述培养井；

所述盖板上设置有用于接入培养液的进液口及用于导出培养液的出液口，所述进液口与所述第一储液池对应，所述出液口与所述第二储液池对应。

2.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述第一储液池与相邻的所述培养井之间设置有溢流档条。

3.根据权利要求2所述的生物反应器，其特征在于，所述溢流档条与所述本体为一体成型结构，所述溢流档条由所述导流槽的底部向远离所述本体的方向凸起。

4.根据权利要求2所述的生物反应器，其特征在于，所述溢流档条与所述本体为可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述导流槽的数量为多条，所述导流槽沿所述本体的宽度方向分布，且两条相邻所述导流槽之间形有隔断筋条。

6.根据权利要求1或5所述的生物反应器，其特征在于，每条所述导流槽的底部设置有多个所述培养井，每个所述培养井内设置有一个所述培养托盘。

7.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述出液口连接有导流管，所述导流管延伸至所述第一储液池，使用时，所述导流管的入液口位于所述第二储液池的液面下方。

8.根据权利要求1所述的生物反应器，其特征在于，所述盖板上还设置有用于气体进入的进气口及用于气体排出的出气口，所述进气口与所述出气口均沿所述导流槽的长度方向分布。

9.一种培养箱，其特征在于，包括储液容器、输液泵及如权利要求1-8中任一项所述的生物反应器；

所述储液容器的出口、所述输液泵以及所述生物反应器的所述进液口通过输液管路依次连接；

所述生物反应器的所述出液口通过回液管路连接所述储液容器的进口。

10.根据权利要求9所述的培养箱，其特征在于，所述培养箱还包括供气装置，所述供气装置连接所述生物反应器。

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