[實用新型]一種生物反應(yīng)器及生物打印系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920057086.6
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN201395599Y
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐弢;袁玉宇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州邁普再生醫(yī)學(xué)科技有限公司
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;A61L27/38;A61L27/54;A61L27/58
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 禹小明

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于生物打印裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于生物打印的生物反應(yīng)器，以及應(yīng)用了所述生物反應(yīng)器的生物打印系統(tǒng)。

背景技術(shù)

生物打印技術(shù)是近年來出現(xiàn)的新技術(shù)。生物打印利用打印技術(shù)的原理，按預(yù)定計劃精確定位墨水和紙張的結(jié)合點。當(dāng)然，生物打印與普通打印的不同在于其墨水和接受打印的紙張不一樣。生物打印的紙片是在體內(nèi)可降解的生物紙片；生物打印的“生物墨水”是特制的細(xì)胞溶液或有生物活性的細(xì)胞因子溶液，用于接受生物墨水的“紙片”通常是用高分子可降解材料制備的生物紙片。生物打印技術(shù)是將這種特制溶液噴射到可生物降解的生物紙片上，將打印好的紙片按一定順序堆疊形成組織和器官。由于使用了打印技術(shù)，可以將含有細(xì)胞或/和細(xì)胞因子的生物墨水精確的結(jié)合到生物相紙的預(yù)定部位，最終可將打印好的生物紙片按特定的堆疊方式堆疊形成三維結(jié)構(gòu)，生物紙片降解后，細(xì)胞保留下來，形成立體結(jié)構(gòu)，例如，活的三維組織、血管和器官。

目前生物打印的操作通常是在無菌室，用滅菌后的生物紙片接收打印。但因為生物墨水是一種特殊的墨水，含有的是有活性的細(xì)胞或生物成分，而噴墨打印過程需要持續(xù)一段時間，尤其在打印大型器官的時候，很有可能達(dá)到數(shù)小時甚至數(shù)天以上，細(xì)胞打印至生物紙片上，因為一直處于體外環(huán)境，沒有適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)、氧氣供應(yīng)和適宜的環(huán)境，其活性不斷降低，往往是等到打印結(jié)束，最初打印的細(xì)胞活性大為降低甚至消失。而沒有生物活性或者活性低的細(xì)胞不能自我組裝，從而阻礙了天然組織結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步形成，最終不能達(dá)到生物打印制備人工器官的目的。

為了解決這個問題，技術(shù)上趨向于采用生物反應(yīng)器(Bio-reactor)所營造的培養(yǎng)環(huán)境來接收置放打印好的生物紙片。如果能將所述生物反應(yīng)器(Bio-reactor)作為生物打印系統(tǒng)中的接收裝置，模擬體內(nèi)環(huán)境，具有調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)、供應(yīng)氧氣和PH值調(diào)節(jié)的基本功能，每張生物紙片打印結(jié)束后，紙片將按預(yù)定程序自動疊放和浸沒于生物反應(yīng)器內(nèi)適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中，可以保持細(xì)胞的活性。

目前市面上銷售的生物反應(yīng)器很多，例如德國貝朗公司的BIOSTAT?B反應(yīng)器和美國NBS公司的CelliGen、CelliGen?PlusTM、Bioflo3000反應(yīng)器，是一種用于細(xì)胞定向培養(yǎng)及產(chǎn)生代謝產(chǎn)物、可人為控制培養(yǎng)過程的設(shè)備。一個完整的生物反應(yīng)器通常包括五大系統(tǒng)：反應(yīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、通氣系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。反應(yīng)系統(tǒng)是生物反應(yīng)器中進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的部分，如附圖1所示，目前生物反應(yīng)器中反應(yīng)系統(tǒng)是密封的，一般配置有：一個裝有培養(yǎng)液的密封罐，電動攪拌及攪拌器，有pH檢測及pH調(diào)節(jié)用的酸或堿儲罐及其自動傳送裝置、有補(bǔ)料及其自動傳送裝置(包括加料口和出料口)、溫度檢測電極及加熱或冷卻裝置(包括冷卻水進(jìn)口和出口)、溶解氧及無菌空氣檢測及自動傳送控制裝置(包括進(jìn)氣口和排氣口)。

但上述現(xiàn)有生物反應(yīng)器都不是針對生物打印裝置特別設(shè)計，如果應(yīng)用作為生物打印的接收裝置，存在以下缺陷：1、現(xiàn)有生物反應(yīng)器的反應(yīng)系統(tǒng)(細(xì)胞培養(yǎng)部分)為了細(xì)胞無菌操作的需要，需要設(shè)計為密封裝置，但應(yīng)用作為生物打印的接收裝置，為了便于接收打印紙片則必須要求為敞口，才能實現(xiàn)打印好生物紙片的連續(xù)接收；2、現(xiàn)有的生物反應(yīng)器因為密封，反應(yīng)系統(tǒng)及其內(nèi)部配件不能移動和發(fā)生位置改變的，而在進(jìn)行生物打印的過程中，送入生物反應(yīng)器中的生物紙片需要妥善接收并浸沒于適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中，可以提高細(xì)胞的存活率，以利于細(xì)胞的自組裝，最終形成人工器官。目前這些關(guān)鍵技術(shù)還沒有具體的解決方案，因此目前現(xiàn)有的生物反應(yīng)器不適合作為生物打印的生物反應(yīng)器。

同時基于上述原因，可以提供給打印好的生物紙片適當(dāng)培養(yǎng)液的生物打印系統(tǒng)也未見相關(guān)技術(shù)報道。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)涉及的生物反應(yīng)器裝置的缺陷，提供一種新的生物反應(yīng)器，所述生物反應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上改進(jìn)和設(shè)計實現(xiàn)了生物打印過程中打印好的生物紙片輸送至適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)液中進(jìn)行浸泡直至這個生物打印過程結(jié)束，本實用新型的生物反應(yīng)器能應(yīng)用于生物打印中供給被打印細(xì)胞合適的生理環(huán)境。

本實用新型的另一個目的是提供應(yīng)用所述生物反應(yīng)器的生物打印系統(tǒng)。

本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來予以實現(xiàn)：

提供一種生物反應(yīng)器，包括盛裝培養(yǎng)液的容器和設(shè)置于容器上空的電動攪拌器，電動攪拌器的攪拌棒浸沒于容器內(nèi)培養(yǎng)液中，所述盛裝培養(yǎng)液的容器為敞口裝置，容器內(nèi)設(shè)置有生物紙片接收平臺。

所述接收平臺可通過一個升降機(jī)構(gòu)設(shè)置于容器底部；也可以通過一個升降機(jī)構(gòu)設(shè)置于攪拌器上。