[實用新型]一種塔板型灌注式生物反應器的調節裝置

有效

• 申請號: 201320305422.0
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN203295500U
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 羅語溪;高玉寶;龔逸鴻;蔣慶
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本實用新型涉及醫療器械中的生物反應器技術領域，更具體地，涉及一種塔板型灌注式生物反應器的調節裝置。?

背景技術

現有生物反應器的結構如圖1所示，其功能是在體外制造一個與體內相似的環境，以加速培養細胞、形成組織乃至器官的系統，可廣泛應用于器官缺損患者替代、構建、保持或增強其組織功能，以及生物制藥等領域。其原理為根據細胞在體內生長微環境的生理、物理、化學特性，利用工程技術，在體外構建一套裝置，使其能提供與體內相近的微環境，以利于細胞在該體外微環境中進行增殖、分化，以及形成組織乃至器官。?

圖1為現有的灌注式生物反應器的結構示意圖，圖1中，培養液儲存罐2中的培養液通過導管由蠕動泵6抽取到培養罐7中支架8的入口，透過支架8，流入到培養罐7中，培養罐7中的培養液通過導管由蠕動泵4從培養罐7中抽出，通過三通閥5，回流到培養液儲存罐2或從導管3流入廢棄液儲存罐1中。含有氧氣的氣體從導氣管9中加到培養液中，培養液中的廢氣也可通過導氣管9排出。支架8多為多孔介質材料，種植在支架8內的細胞與流過支架的培養液之間存在營養物質與新陳代謝排泄物的交換過程。細胞可在反應器中進行大規模增殖，也可進而進行細胞分化。?

為在生物反應器中實現放大培養，現有的可行方案為將圖1中的支架8用一種塔板裝置實現，如圖2所示，將一組平板通過穿過平板中心的導流管12平行地組裝在一起，外形呈塔形，稱為塔板13。塔板13豎直地放置在充滿培養液的反應釜10內，培養液從培養液入口11流入反應釜10內，再從塔板13的層間流向塔板內導流管12側壁上的孔，再從塔板內導流管12的管內流向培養液出口14，從而在塔板13的各層面上形成流動的灌注流，塔板13各層面上流體流動的速度，對塔板內細胞培養的效果有重要影響。?

豎直放置在充滿培養液的反應釜10內的塔板13，隨著液面下深度的增加，所受的液體靜壓力也會增加，圖2中塔板13內導流管12側壁上孔的幾何結構參數如果都相同，則塔板13不同層面上的流體因液體靜壓力的不同而產生不同的流速，從而導致不同塔板13層面上細胞培養的效果不同，使得采用塔板型的放大培養方式獲得的細胞培養效果不一致。即現有塔板型灌注式生物反應器主要存在以下不足：?

（1）現有塔板型灌注式生物反應器在采用塔板裝置進行放大培養時，會獲得不一致的流體剪切力作用效果。

（2）現有塔板型灌注式生物反應器不能調節其關鍵的結構參數，難以獲得一致性的流體流速產生的流體剪切力。?

（3）現有塔板型灌注式生物反應器在放大培養上缺乏結構參數優化方法，難以實現在各層塔板間都獲得對細胞培養最優的流體剪切力。?

發明內容

本實用新型為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種塔板型灌注式生物反應器的調節裝置，其可解決細胞在放大培養過程中對流體流速產生的流體剪切力的一致性問題。?

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種塔板型灌注式生物反應器的調節裝置，包括導流管，導流管的外壁上設有多個導流口，其中，還包括調節閥和塔板，塔板設于調節閥上，調節閥設于導流管的外壁上，所述的調節閥設有多個用于遮擋導流口的調節擋板。關鍵的幾何結構參數為導流口的大小，該結構參數能影響塔板層間的培養液流向塔板導流管內的流動流速。本實用新型中，可旋轉調節閥，調節擋板遮擋導流口，從而可以改變該導流口的入流截面積大小，進而調節培養液流入該導流口的流動速度。?

進一步的，調節閥設有內環面，內環面緊貼導流管的外壁；調節擋板上開有固定螺孔，螺絲穿過固定螺孔將調節閥與導流管固定。調節閥套入導流管外部，調節閥可旋轉調節，進而通過調節擋板遮擋導流口，當調節位置合適時，用螺絲穿過固定螺孔將調節閥與導流管固定。?

進一步的，所述的調節閥主體為圓環狀結構，調節擋板設于調節閥主體的上表面。所述的調節閥還設有支撐底面，支撐底面支撐塔板。裝配時，調節閥套入導流管外部，調節閥可旋轉調節，支撐底面可支撐塔板，調節閥主體為圓環狀結構與塔板的形狀相匹配，安裝方便。?

具體的，所述的調節擋板為矩形結構，調節擋板數量為6個，其沿內環面的圓周設置，相鄰調節擋板之間的圓心角為60度。調節擋板的高度決定塔板間的高度，旋轉調節閥，使得調節擋板部分遮擋塔板內導流管外壁上導流口，從而可以調節流體進入該導流口的截面積大小，該截面積大小即為塔板結構的關鍵結構參數，調節該參數可以實現塔板內流體流速的調節。?