[實用新型]一種脈動流方式培養細胞的細胞反應器

有效

• 申請號: 202023087301.2
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN214496348U
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: J·布拉澤頓;D·賀;阮海斌
• 申請（專利權）人: 山東壹瑞特生物科技有限公司
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M3/06;C12M1/36;C12M1/34
• 代理公司: 北京預立生科知識產權代理有限公司 11736
• 代理人: 李紅偉;孟祥斌

一種脈動流方式培養細胞的細胞反應器，其包括中空纖維細胞生物反應器，其特征在于，中空纖維細胞生物反應器前端連接保證含營養物質與氧氣的液體流入細胞反應器的液體泵；中空纖維細胞生物反應器后端連接保證周期性的阻斷含營養物質與氧氣的液體流出的形成脈動流的阻斷結構；通過間斷結構在特定周期內連通或關閉整個細胞反應器含營養物質與氧氣的液體通路。阻斷結構包括壓力檢測結構，控制結構，夾閉結構，通過控制結構接收壓力檢測結構的值，反饋調節夾閉結構的開閉，通過間斷的開閉可以很好的在細胞生物反應器中形成脈動流，利于物質在纖維管內將纖維管間跨膜運動，利于細胞生長。

技術領域

本實用新型屬于細胞治療、生物醫學、細胞蛋白質和外源因子生產和治療領域的設備，主要涉及生物人工肝的制造和治療，和其他細胞產品的生產。具體而言，本實用新型涉及一種用于肝功能衰竭患者的生物人工肝治療的方法，這是一種重要的以細胞為基礎的產品，可以顯著提高體外生物人工肝的治療效果，具體涉及為一種脈動流方式培養細胞的細胞反應器。

背景技術

現有技術的細胞培養會在含有很多中空纖維管的結構中進行三維的細胞培養，細胞生長在中空纖維管的纖維管腔外位置，中空纖維管的管壁為可透過一定分子量分子的半透膜結構，因此培養時根據需要培養液盡可能的通過中空纖維管管腔內，且通過管腔壁的半透膜結構進入到各纖維管腔外之間，以保證細胞在液體通過半透膜時獲得足夠的營養物質與氧氣。但現有技術存在的問題是，在中空纖維管培養細胞過程中，尤其針對高密度細胞培養，因為在高密度細胞培養中；反應器的前半段纖維管腔內的壓力大于管腔外的壓力，物質可以透過腔壁到達管腔外，為細胞生長提供營養，但在反應器的后半段則會出現相反的現象，纖維管腔內的壓力小于管腔外的壓力，物質將很難通過纖維管壁從腔內進入到腔外為細胞生長提供營養物質與氧氣，導致纖維反應器后半段的細胞得不到營養而發揮不了相關的作用，有時會導致后段細胞的死亡，因此需要一種可以保證后段的纖維管腔內的壓力大于管腔外壓力即保證整個過程中物質通過腔內進入腔外的過程，為細胞生長提供必要的物質。

脈動流的方式是通過規律性的阻斷后段的流動，造成管腔內壓力超過管腔外的壓力的一種方式，但現有技術并沒有對應的結構或器械來按照此種方式來培養生物纖維反應器的細胞。

本實用新型針對現有技術中的后段反應器內細胞得不到足夠營養且缺乏合理的方法及器械來解決的技術問題，提供一種脈動流方式培養細胞的方法及其細胞反應器械。

實用新型內容

一種脈動流方式培養細胞的細胞反應器，其包括中空纖維細胞生物反應器，其特征在于，中空纖維細胞生物反應器前端連接保證液體流入細胞反應器的液體泵；中空纖維細胞生物反應器后端連接保證周期性的阻斷液體流出的形成脈動流的阻斷結構；通過間斷結構在特定周期內連通或關閉整個細胞反應器液體通路。

進一步，中空纖維細胞生物反應器包括容納多根中空纖維管的柱形結構，柱形結構的兩側設置連接液體的進入管及含營養物質，代謝產物與氧氣的液體的流出管。

進一步，中空纖維管的材料為合成纖維，其中優選為聚砜纖維，其孔隙率約為0.2μm。合成纖維(例如聚砜)相對于纖維素纖維可以提供卓越的耐久性，韌性和生物相容性。

進一步，液體泵為一保證液體流動的蠕動泵或離心泵；

進一步，阻斷結構包括一個設置在流出管外側由控制結構控制周期性夾閉與打開液體流的電動夾閉結構，設置當細胞生物反應器壓力達到設定的閾值后向控制結構發出停止夾閉指令的停止夾閉提示結構，停止夾閉提示結構向控制結構發出停止夾閉指令，由控制結構控制電動夾閉結構停止夾閉，進入到電動夾閉結構打開狀態；在控制結構發出停止夾閉指令后設置一個持續打開的指令，以保證細胞生物反應器中的壓力恢復。在夾閉模式下暫時停止中空纖維細胞生物反應器的液體流出，可以使中空纖維管腔內壓力增大形成脈沖流，達到中空纖維管腔內的所含物質的液體流向中空纖維管腔外間隙的效果，達到營養物質與氧氣被纖維腔外細胞所吸收，完成細胞培養的目的。

進一步，電動夾閉結構為夾閉電磁閥，控制結構控制夾閉電磁閥的開閉。