[發明專利]生物反應器及其控制系統和方法

無效

• 申請號: 201010130360.5
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN101838610A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 高毅;周煥城;潘明新;徐小平;汪艷
• 申請（專利權）人: 南方醫科大學珠江醫院
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;A61F2/00
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 閔磊

1.一種生物反應器，包括筒體、芯軸及濾膜，筒體具有兩端壁和與該兩端壁連成一體的柱壁，兩端壁與柱壁共同定義一反應室以提供給溶合了第一物質的第一流體和溶合了第二物質的第二流體進行反應，芯軸橫貫筒體的兩端壁設置，芯軸兩端分別形成供第二流體進入該反應室的入口通路和供第二流體自反應室流出的出口通路，該濾膜包覆該芯軸，以阻止第一物質、允許第二物質通過，濾膜與芯軸之間形成有縫隙，其特征在于，所述濾膜至少一處被結扎件所結扎以將所述縫隙分開為互不連通的多個隙區以阻止第二流體進入入口通路后直接經該縫隙到達出口通路流出。

2.根據權利要求1所述的生物反應器，其特征在于：該結扎件呈圓環狀，直接將濾膜與芯軸相箍緊。

3.根據權利要求2所述的生物反應器，其特征在于：該結扎件位于芯軸中央設置。

4.根據權利要求1所述的生物反應器，其特征在于：該結扎件呈帶軸孔的圓餅狀，套設在濾膜外周以使濾膜與芯軸相箍緊。

5.根據權利要求4所述的生物反應器，其特征在于：該結扎件靠近所述入口通路處設置。

6.根據權利要求1所述的生物反應器，其特征在于：存在兩個或兩個以上的所述結扎件，設置于濾膜多處，以將所述縫隙相應分隔為三個或三個以上的隙區，所述出口通路連通其相應側的至少一個隙區以使反應室內的第二流體經該隙區流出，所述出口通路分別連通其余至少一個隙區以使第二流體經該些隙區進入反應室。

7.根據權利要求6所述的生物反應器，其特征在于：所述兩個或兩個以上的結扎件彼此之間間距相等。

8.根據權利要求1至5中任意一項所述的生物反應器，其特征在于：對應于所述出口通路的一個隙區，在該隙區所對應的濾膜與芯軸之間，套設有網片筒，網片筒上設置有若干網孔。

9.根據權利要求1至7中任意一項所述的生物反應器，其特征在于：所述筒體設有取樣口和加樣口。

10.一種生物反應器控制系統，其特征在于，其包括：

如權利要求1、2、4、6、8、9中任意一項所述的生物反應器；

用于儲存溶合了第二物質的第二流體的儲料瓶；

用于維持儲料瓶中的第二流體通過該生物反應器的反應室并回到儲料瓶以構成循環回路的動力泵；

用于驅動所述生物反應器繞其芯軸旋轉的電機。

11.根據權利要求10所述的生物反應器控制系統，其特征在于，該控制系統還包括用于切換所述循環回路流向的流向控制器。

12.根據權利要求10或11所述的生物反應器控制系統，其特征在于，該控制系統還包括氧合器，用于將氧氣提供源所提供的氧氣與所述循環回路中的第二流體相合成。

13.根據權利要求12所述的生物反應器控制系統，其特征在于，該氧合器包括一筒體，筒體具有筒墻和兩個端墻及由它們所定義的合成腔，合成腔內設有由多條中空纖維并排組成的纖維組，該纖維組的縱長方向的兩側與合成腔粘固以在兩處粘固部位間形成供第二流體通過的液流室，各中空纖維的中空內腔共同形成供氧氣通過的氣流室，筒體上設有連通該氣流室的進氣口和出氣口，且設有連通該液流室的進液口和出液口。

14.根據權利要求13所述的生物反應器控制系統，其特征在于，所述進液口和出液口處的截面設有緩沖板以使第二流體呈現以非直線通路進入液流室。

15.一種使用如權利要求1、2、4、6、8、9中任意一項所述的生物反應器的生物反應器控制方法，其特征在于，其包括如下步驟：

為生物反應器的反應室預盛裝溶合了第一物質的第一流體；

準備溶合了第二物質的第二流體；

同時進行的如下并行步驟：

提供動力以使所述第二流體經生物反應器的入口通路進入其反應室，在反應室中與第一流體進行反應，再經生物反應器的出口通路回流，形成循環回路；

提供動力使生物反應器繞其芯軸旋轉以使其反應室中的第一流體與第二流體均勻充分反應。

16.根據權利要求15所述的生物反應器控制方法，其特征在于，其還包括另一并行步驟：在循環回路中將氧氣與第二流體相溶合。

17.根據權利要求15或16所述的生物反應器控制方法，其特征在于，其還包括另一并行步驟：等時間間隔地切換循環回路中的第二流體的流向。