[實(shí)用新型]灌注式生物反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921284687.0
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN210419991U
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王金武;李濤;楊澤政;王涵博;廖鵬;馬振江;楊曉曉;強(qiáng)磊;周小軍;戴尅戎
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院;上海交通大學(xué)
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/36;C12M1/00
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 朱凌嬌;許亦琳

本實(shí)用新型提供一種灌注式生物反應(yīng)器，至少包括：培養(yǎng)腔，所述培養(yǎng)腔內(nèi)設(shè)有生物支架；循環(huán)泵，與所述培養(yǎng)腔連通；供給腔，分別與所述培養(yǎng)腔和循環(huán)泵連通，所述供給腔用于盛放培養(yǎng)基，所述供給腔與外界連通；導(dǎo)管，所述導(dǎo)管包括第一導(dǎo)管、第二導(dǎo)管、第三導(dǎo)管和第四導(dǎo)管；當(dāng)所述供給腔盛有培養(yǎng)基時，所述第二導(dǎo)管在供給腔內(nèi)的一端位于培養(yǎng)基的液面下方，所述第四導(dǎo)管在供給腔內(nèi)的一端位于培養(yǎng)基的液面上方。本實(shí)用新型的灌注式生物反應(yīng)器可以在器官和組織體外構(gòu)建過程中盡量模擬體內(nèi)微環(huán)境，保證細(xì)胞的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)和排泄物的排出，反應(yīng)器內(nèi)為無菌環(huán)境，穩(wěn)定，細(xì)胞生長和活力旺盛，降低了培養(yǎng)周期和成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及組織工程領(lǐng)域，特別是涉及一種灌注式生物反應(yīng)器。

背景技術(shù)

組織工程(Tissue Engineering)是近年來正在興起的一門新學(xué)科，主要包括四個方面：種子細(xì)胞、生物材料、構(gòu)建組織和器官的方法和技術(shù)以以及組織工程的臨床應(yīng)用。組織工程的核心是構(gòu)建負(fù)載有細(xì)胞的生物支架材料，通過細(xì)胞和支架材料的共培養(yǎng)，構(gòu)建生物反應(yīng)器，模擬人體的器官和組織的功能。

生物反應(yīng)器包括攪拌式、氣升式、膜式和灌注式生物反應(yīng)器。其中攪拌式生物反應(yīng)器是通過葉輪和攪拌器轉(zhuǎn)動培養(yǎng)液，保證細(xì)胞培養(yǎng)液中氧和營養(yǎng)物質(zhì)的分配的均衡。但是由于攪拌器轉(zhuǎn)動產(chǎn)生剪應(yīng)力和小氣泡，會破壞細(xì)胞和支架材料，因此不適合于組織工程生物材料的培養(yǎng)。

氣升式生物反應(yīng)器的原理是反應(yīng)器底部設(shè)置一個氣體噴嘴，將空氣和氧氣從氣體噴嘴中加入反應(yīng)器中，在上升過程中達(dá)到氣體交換的目的。優(yōu)點(diǎn)是氣體交換的效率高，氧氣在反應(yīng)器中分布較均勻。但是在反應(yīng)器體積較大，與高密度微載體培養(yǎng)時存在混合性能不佳的缺點(diǎn)。而且產(chǎn)生的氣泡在破裂瞬間會損傷細(xì)胞，因此也不適合用于組織工程材料的培養(yǎng)。

膜式生物反應(yīng)器的主要原理是通過一個傳質(zhì)作用的透析膜進(jìn)行氣體交換。優(yōu)點(diǎn)是避免了反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生氣泡對細(xì)胞造成的損傷，缺點(diǎn)是因?yàn)槟ねㄟ^擴(kuò)散的傳質(zhì)方式，在培養(yǎng)基的體積較大或者細(xì)胞的濃度較高時容易造成供氧的不足。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種灌注式生物反應(yīng)器。

灌注式生物反應(yīng)器的原理是通過蠕動泵驅(qū)動培養(yǎng)液，使得帶有新鮮營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的培養(yǎng)基可以灌注入支架材料，同時，可以帶走細(xì)胞排泄的代謝廢物。根據(jù)反應(yīng)器的體積的不同和細(xì)胞的濃度的不同，可以調(diào)節(jié)不同的灌注的速率，從而保證營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的供給。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種灌注式生物反應(yīng)器，其特征在于，所述灌注式生物反應(yīng)器至少包括：

培養(yǎng)腔，所述培養(yǎng)腔內(nèi)設(shè)有生物支架；

循環(huán)泵，與所述培養(yǎng)腔連通；

供給腔，分別與所述培養(yǎng)腔和循環(huán)泵連通，所述供給腔用于盛放培養(yǎng)基，所述供給腔與外界連通；

導(dǎo)管，所述導(dǎo)管包括第一導(dǎo)管、第二導(dǎo)管、第三導(dǎo)管和第四導(dǎo)管；

所述第一導(dǎo)管用于連通所述培養(yǎng)腔和所述循環(huán)泵，

所述第二導(dǎo)管用于連通所述循環(huán)泵和所述供給腔，

所述第三導(dǎo)管用于連通所述供給腔和所述培養(yǎng)腔，

所述第四導(dǎo)管用于使所述供給腔與外界連通；

第二導(dǎo)管和第四導(dǎo)管滿足：當(dāng)所述供給腔盛有培養(yǎng)基時，所述第二導(dǎo)管在供給腔內(nèi)的一端位于培養(yǎng)基的液面下方，所述第四導(dǎo)管在供給腔內(nèi)的一端位于培養(yǎng)基的液面上方。

如上所述，本實(shí)用新型的灌注式生物反應(yīng)器，具有以下有益效果：