CN217479478U - 一种培养哺乳动物细胞的生物反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其包括培养舱、中空纤维、进液端口与出液端口；所述中空纤维位于培养舱的内部，中空纤维的一端与进液端口可拆卸连接，另一端与出液端口可拆卸连接；所述培养舱的一端与进液端口可拆卸连接，另一端与出液端口可拆卸连接；在所述培养舱的内部设置5000‑10000根中空纤维；所述中空纤维采用聚砜膜材料制造；所述中空纤维为圆形管状结构，直径为200‑300μm，侧壁上密布0.2um小孔。

Description

一种培养哺乳动物细胞的生物反应器

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，具体涉及为一种培养哺乳动物细胞的生物反应器。

背景技术

细胞培养是指在体外模拟体内环境(无菌、适宜温度、酸碱度和一定营养条件等)，使之生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法。细胞培养也叫细胞克隆技术，在生物学中的正规名词为细胞培养技术。不论对于整个生物工程技术，还是其中之一的生物克隆技术来说，细胞培养都是一个必不可少的过程，细胞培养本身就是细胞的大规模克隆。细胞培养技术可以由一个细胞经过大量培养成为简单的单细胞或极少分化的多细胞，这是克隆技术必不可少的环节，而且细胞培养本身就是细胞的克隆。细胞培养技术是细胞生物学研究方法中重要和常用技术，通过细胞培养既可以获得大量细胞，又可以借此研究细胞的信号转导、细胞的合成代谢、细胞的生长增殖等。

生物型人工肝一般专指人工培养的肝细胞为基础构件的体外生物反应系统。它不仅具有肝脏的特异性解毒功能，而且具有更高的效能，如参与能量代谢，具有生物合成转化功能，分泌促肝细胞生长活性物质等。因为肝衰竭患者血浆中毒性物质对体外的肝细胞有损害，因此目前的生物人工肝一般先用活性炭吸附或血浆置换去除患者血浆中的部分毒性物质，再与反应器中的肝细胞进行物质交换。对于急性肝衰竭具有很好的治疗效果。

生物型人工肝的全程治疗中，肝细胞的培养和运输是最重要的环节。常规的细胞培养方式主要有以下几种类型：单层贴壁培养、中空纤维立体培养、微球体悬浮培养。单层贴壁培养为平面2D培养，通常在培养皿、培养板、培养方瓶、滚瓶中贴壁培养，具有培养密度低、批次差异大、人力和成本高、占用面积大等缺点。中空纤维培养和微球体悬浮培养更适合大规模三维立体培养。微球体培养是以微小的颗粒作为细胞贴附的载体，通过搅拌悬浮在培养液内，使细胞在载体表面繁殖成单层的一种细胞培养技术。传统微球体悬浮培养具有较好的细胞贴壁效果，但是贴壁细胞面临剪切力大，溶氧量低和放大效果差等问题。中空纤维细胞培养是指利用中空纤维超滤或微滤膜中心或外部，仿效血管进行细胞的培养。

传统中空纤维立体培养亦存在诸多缺陷，如在结构上，无论是中空纤维的数量、直径，还是中空纤维侧壁上的孔径均难以满足大批量培养肝细胞的需求。

本实用新型针对上述问题，提供一种培养哺乳动物细胞的生物反应器。

实用新型内容

为了克服背景技术中提出的问题，本实用新型提供一种培养哺乳动物细胞的生物反应器。

一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其包括培养舱、中空纤维、进液端口与出液端口；所述中空纤维位于培养舱的内部，中空纤维的一端与进液端口可拆卸连接，另一端与出液端口可拆卸连接；所述培养舱的一端与进液端口可拆卸连接，另一端与出液端口可拆卸连接；在所述培养舱的内部设置5000-10000根中空纤维；所述中空纤维采用聚砜膜材料制造；所述中空纤维为圆形管状结构，直径为200-300μm，侧壁上密布0.2um小孔。

进一步，所述培养舱包括舱体与第一支撑结构；所述第一支撑结构设置在舱体靠近地面的一端，第一支撑结构与舱体固定连接；所述舱体的一端与进液端口插接，另一端与出液端口插接。

进一步，所述进液端口包括分流舱、第二支撑结构、第一纤维架与进液口；所述第一纤维架与中空纤维可拆卸连接；所述分流舱的一端与第一纤维架固定连接，另一端与进液口固定连接，侧壁上与第二支撑结构固定连接。

进一步，所述分流舱为圆形柱状壳体；所述第一纤维架为圆形板状结构，第一纤维架上均匀分布第一通孔；所述第一通孔的数量与中空纤维的数量相等；所述第一通孔的直径与中空纤维的外径相等。

进一步，设置用于锁紧培养舱与进液端口相对位置的第一锁紧装置；所述第一装置结构包括第一锁紧结构、第三锁紧结构、第一锁紧套管与第一限位结构；所述第一锁紧结构设置在舱体靠近进液端口的一端，第一锁紧结构与舱体固定连接；所述第三锁紧结构设置在分流舱靠近培养舱的一端，第三锁紧结构与分流舱固定连接；所述第一锁紧套管与第一限位结构固定连接；所述第一锁紧套管与第三锁紧结构螺纹连接。

进一步，所述第一锁紧结构为圆形环状结构；所述第一锁紧结构的内部直径等于舱体的内部直径；所述第一锁紧结构的外部直径大于舱体的外部直径。

进一步，所述第三锁紧结构为圆形管状结构；所述第三锁紧结构的内部直径大于分流舱的外部直径。

进一步，所述第一锁紧套管为圆形管状结构；所述第一锁紧套管的内部直径大于第三锁紧结构的外部直径。

进一步，所述第一限位结构为圆形环状结构；所述第一限位结构的内部直径大于舱体的外部直径；所述第一限位结构的内部直径小于第一锁紧结构的外部直径。

进一步，所述出液端口包括集流舱、第三支撑结构、第二纤维架与出液口；所述第二纤维架与中空纤维可拆卸连接；所述集流舱的一端与第二纤维架固定连接，另一端与出液口固定连接，侧壁上与第三支撑结构固定连接。

进一步，所述集流舱为圆形柱状壳体；所述第二纤维架为圆形板状结构，第二纤维架上均匀分布第二通孔；所述第二通孔的数量与中空纤维的数量相等；所述第二通孔的直径与中空纤维的外径相等。

进一步，设置用于锁紧培养舱与出液端口相对位置的第二锁紧装置；所述第二锁紧装置包括第二锁紧结构、第四锁紧结构、第二锁紧套管与第二限位结构；所述第二锁紧结构设置在舱体靠近出液端口的一端，第二锁紧结构与舱体固定连接；所述第四锁紧结构设置在集流舱靠近培养舱的一端，第四锁紧结构与集流舱固定连接；所述第二锁紧套管与第二限位结构固定连接；所述第二锁紧套管与第四锁紧结构螺纹连接。

进一步，所述第二锁紧结构为圆形环状结构；所述第二锁紧结构的内部直径等于舱体的内部直径；所述第二锁紧结构的外部直径大于舱体的外部直径。

进一步，所述第四锁紧结构为圆形管状结构；所述第四锁紧结构的内部直径大于集流舱的外部直径。

进一步，所述第二锁紧套管为圆形管状结构；所述第二锁紧套管的内部直径大于第四锁紧结构的外部直径。

进一步，所述第二限位结构为圆形环状结构；所述第二限位结构的内部直径大于舱体的外部直径；所述第二限位结构的内部直径小于第二锁紧结构的外部直径。

本实用新型的有益效果：更改了中空纤维的结构、数量与材质，使其能够满足大批量培养肝细胞的需求；设置便于拆卸的第一锁紧装置与第二锁紧装置，使整体的装配更加便捷，省时省力。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的整体结构主视图；

图3为本实用新型的整体结构分解图；

图4为本实用新型的培养舱示意图；

图5为本实用新型的中空纤维示意图；

图6-A为本实用新型的进液端口主视图；

图6-B为本实用新型的进液端口示意图；

图7为本实用新型的第一锁紧结构示意图；

图8为本实用新型的第二锁紧结构示意图；

图9-A为本实用新型的出液端口主视图；

图9-B为本实用新型的出液端口示意图；

图中，1、培养舱；11、舱体；12、第一支撑结构；13、第一锁紧结构；14、第二锁紧结构；2、中空纤维；3、进液端口；31、分流舱；32、第二支撑结构； 33、第一纤维架；34、第三锁紧结构；35、进液口；4、第一锁紧装置；41、第一锁紧套管；42、第一限位结构；5、第二锁紧装置；51、第二锁紧套管；52、第二限位结构；6、出液端口；61、集流舱；62、第三支撑结构；63、第二纤维架；64、第四锁紧结构；65、出液口。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，本实施例的一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其包括培养舱1、中空纤维2、进液端口3与出液端口6；中空纤维2位于培养舱1的内部，中空纤维2的一端与进液端口3可拆卸连接，另一端与出液端口6可拆卸连接；培养舱1的一端与进液端口3可拆卸连接，另一端与出液端口6可拆卸连接；在培养舱1的内部设置5000-10000根中空纤维2；中空纤维2采用聚砜膜材料制造；中空纤维2为圆形管状结构，直径为200-300μm，侧壁上密布0.2um小孔。

实施例2

如图4-7所示，本实施例在实施例1的基础上增加以下技术特征：

培养舱1包括舱体11与第一支撑结构12；第一支撑结构12设置在舱体11 靠近地面的一端，第一支撑结构12与舱体11固定连接；舱体11的一端与进液端口3插接，另一端与出液端口6插接。

进液端口3包括分流舱31、第二支撑结构32、第一纤维架33与进液口35；第一纤维架33与中空纤维2可拆卸连接；分流舱31的一端与第一纤维架33固定连接，另一端与进液口35固定连接，侧壁上与第二支撑结构32固定连接。

分流舱31为圆形柱状壳体；第一纤维架33为圆形板状结构，第一纤维架 33上均匀分布第一通孔；第一通孔的数量与中空纤维2的数量相等；第一通孔的直径与中空纤维2的外径相等。

设置用于锁紧培养舱1与进液端口3相对位置的第一锁紧装置4；第一锁紧装置4包括第一锁紧结构13、第三锁紧结构34、第一锁紧套管41与第一限位结构42；第一锁紧结构13设置在舱体11靠近进液端口3的一端，第一锁紧结构 13与舱体11固定连接；第三锁紧结构34设置在分流舱31靠近培养舱1的一端，第三锁紧结构34与分流舱31固定连接；第一锁紧套管41与第一限位结构42 固定连接；第一锁紧套管41与第三锁紧结构34螺纹连接。

第一锁紧结构13为圆形环状结构；第一锁紧结构13的内部直径等于舱体 11的内部直径；第一锁紧结构13的外部直径大于舱体11的外部直径。

第三锁紧结构34为圆形管状结构；第三锁紧结构34的内部直径大于分流舱 31的外部直径。

第一锁紧套管41为圆形管状结构；第一锁紧套管41的内部直径大于第三锁紧结构34的外部直径。

第一限位结构42为圆形环状结构；第一限位结构42的内部直径大于舱体 11的外部直径；第一限位结构42的内部直径小于第一锁紧结构13的外部直径。

实施例3

如图8-9所示，本实施例在实施例1的基础上增加以下技术特征：

出液端口6包括集流舱61、第三支撑结构62、第二纤维架63与出液口65；第二纤维架63与中空纤维2可拆卸连接；集流舱61的一端与第二纤维架63固定连接，另一端与出液口65固定连接，侧壁上与第三支撑结构62固定连接。

集流舱61为圆形柱状壳体；第二纤维架63为圆形板状结构，第二纤维架 63上均匀分布第二通孔；第二通孔的数量与中空纤维2的数量相等；第二通孔的直径与中空纤维2的外径相等。

设置用于锁紧培养舱1与出液端口6相对位置的第二锁紧装置5；第二锁紧装置5包括第二锁紧结构14、第四锁紧结构64、第二锁紧套管51与第二限位结构52；第二锁紧结构14设置在舱体11靠近出液端口6的一端，第二锁紧结构 14与舱体11固定连接；第四锁紧结构64设置在集流舱61靠近培养舱1的一端，第四锁紧结构64与集流舱61固定连接；第二锁紧套管51与第二限位结构52 固定连接；第二锁紧套管51与第四锁紧结构64螺纹连接。

第二锁紧结构14为圆形环状结构；第二锁紧结构14的内部直径等于舱体 11的内部直径；第二锁紧结构14的外部直径大于舱体11的外部直径。

第四锁紧结构64为圆形管状结构；第四锁紧结构64的内部直径大于集流舱 61的外部直径。

第二锁紧套管51为圆形管状结构；第二锁紧套管51的内部直径大于第四锁紧结构64的外部直径。

第二限位结构52为圆形环状结构；第二限位结构52的内部直径大于舱体 11的外部直径；第二限位结构52的内部直径小于第二锁紧结构14的外部直径。

上述实施例的说明只是用于理解本实用新型。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进，这些改进也将落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其包括培养舱、中空纤维、进液端口与出液端口；其特征在于，所述中空纤维位于培养舱的内部，中空纤维的一端与进液端口可拆卸连接，另一端与出液端口可拆卸连接；所述培养舱的一端与进液端口可拆卸连接，另一端与出液端口可拆卸连接；在所述培养舱的内部设置5000-10000根中空纤维；所述中空纤维采用聚砜膜材料制造；所述中空纤维为圆形管状结构，直径为200-300μm，侧壁上密布0.2um小孔。

2.根据权利要求1所述的一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其特征在于，所述培养舱包括舱体与第一支撑结构；所述第一支撑结构设置在舱体靠近地面的一端，第一支撑结构与舱体固定连接；所述舱体的一端与进液端口插接，另一端与出液端口插接。

3.根据权利要求2所述的一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其特征在于，所述进液端口包括分流舱、第二支撑结构、第一纤维架与进液口；所述第一纤维架与中空纤维可拆卸连接；所述分流舱的一端与第一纤维架固定连接，另一端与进液口固定连接，侧壁上与第二支撑结构固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其特征在于，所述分流舱为圆形柱状壳体；所述第一纤维架为圆形板状结构，第一纤维架上均匀分布第一通孔；所述第一通孔的数量与中空纤维的数量相等；所述第一通孔的直径与中空纤维的外径相等。

5.根据权利要求4所述的一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其特征在于，设置用于锁紧培养舱与进液端口相对位置的第一锁紧装置；所述第一锁紧装置包括第一锁紧结构、第三锁紧结构、第一锁紧套管与第一限位结构；所述第一锁紧结构设置在舱体靠近进液端口的一端，第一锁紧结构与舱体固定连接；所述第三锁紧结构设置在分流舱靠近培养舱的一端，第三锁紧结构与分流舱固定连接；所述第一锁紧套管与第一限位结构固定连接；所述第一锁紧套管与第三锁紧结构螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其特征在于，所述第一锁紧结构为圆形环状结构；所述第一锁紧结构的内部直径等于舱体的内部直径；所述第一锁紧结构的外部直径大于舱体的外部直径；所述第三锁紧结构为圆形管状结构；所述第三锁紧结构的内部直径大于分流舱的外部直径；所述第一锁紧套管为圆形管状结构；所述第一锁紧套管的内部直径大于第三锁紧结构的外部直径；所述第一限位结构为圆形环状结构；所述第一限位结构的内部直径大于舱体的外部直径；所述第一限位结构的内部直径小于第一锁紧结构的外部直径。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其特征在于，所述出液端口包括集流舱、第三支撑结构、第二纤维架与出液口；所述第二纤维架与中空纤维可拆卸连接；所述集流舱的一端与第二纤维架固定连接，另一端与出液口固定连接，侧壁上与第三支撑结构固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其特征在于，所述集流舱为圆形柱状壳体；所述第二纤维架为圆形板状结构，第二纤维架上均匀分布第二通孔；所述第二通孔的数量与中空纤维的数量相等；所述第二通孔的直径与中空纤维的外径相等。

9.根据权利要求8所述的一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其特征在于，设置用于锁紧培养舱与出液端口相对位置的第二锁紧装置；所述第二锁紧装置包括第二锁紧结构、第四锁紧结构、第二锁紧套管与第二限位结构；所述第二锁紧结构设置在舱体靠近出液端口的一端，第二锁紧结构与舱体固定连接；所述第四锁紧结构设置在集流舱靠近培养舱的一端，第四锁紧结构与集流舱固定连接；所述第二锁紧套管与第二限位结构固定连接；所述第二锁紧套管与第四锁紧结构螺纹连接。

10.根据权利要求9所述的一种培养哺乳动物细胞的生物反应器，其特征在于，所述第二锁紧结构为圆形环状结构；所述第二锁紧结构的内部直径等于舱体的内部直径；所述第二锁紧结构的外部直径大于舱体的外部直径；所述第四锁紧结构为圆形管状结构；所述第四锁紧结构的内部直径大于集流舱的外部直径；所述第二锁紧套管为圆形管状结构；所述第二锁紧套管的内部直径大于第四锁紧结构的外部直径；所述第二限位结构为圆形环状结构；所述第二限位结构的内部直径大于舱体的外部直径；所述第二限位结构的内部直径小于第二锁紧结构的外部直径。

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