灌注式生物反应器系统

摘要

本发明涉及一种灌注式生物反应器系统，包括：循环灌注系统、恒温系统、气体交换系统和在线监控系统；循环灌注系统包括通过管道依次连接培养舱、储液瓶、蠕动泵，形成一个灌注培养回路；恒温系统包括：内部具有绕行的循环管道的恒温水浴装置，适用于电加热和制冷的控制部分；气体交换系统由气体过滤器、气体流量表、高压气瓶、减压阀以及连接管道组成；在线监控系统由监控探头、监控终端、监控软件、数据转换芯片和传质调节器组成。本发明所述的灌注式生物反应器系统在组织或器官体外构建过程中能尽量模拟体内微环境，保证生物材料内部种子细胞充分的物质交换以及正常的生理功能，提高种子细胞/生物支架材料的收获效率，降低培养周期与培养成本。

主权项

一种灌注式生物反应器系统，其特征在于，包括：循环灌注系统、恒温系统、气体交换系统和在线监控系统；所述的循环灌注系统包括：通过管道依次连接培养舱（60）、储液瓶（30）、蠕动泵（20），形成一个灌注培养回路；接种室（65）通过两端的第一三通管（70）与第二三通管（71）连接到所述的灌注培养回路，通过调节第一三通管（70）与第二三通管（71）和蠕动泵（20）来切换接种模式和灌注培养模式；在接种模式下，接种室（65）的两端分别与培养舱（60）、蠕动泵（20）连通，以致培养液流经培养舱（60）后通过第二三通管（71）进入接种室（65），然后通过第一三通管（70）返回储液瓶（30）；在灌注培养模式下，蠕动泵（20）直接连通培养舱（60），将来自储液瓶（30）的培养液送入培养舱（60），从培养舱（60）流出的培养液返回储液瓶（30）；所述的恒温系统包括：内部具有绕行的循环管道的恒温水浴装置（40），以及适用于电加热和制冷的控制部分，使得培养液流经水浴中的循环管道时被加热或冷却；所述恒温水浴装置（40）设置在培养舱（60）与储液瓶（30）之间的回路上；所述的气体交换系统由气体过滤器、气体流量表、高压气瓶（35）、减压阀以及连接管道组成，以致高压气瓶内的含5%CO2的压缩空气经减压阀减压后，经气体过滤器过滤后进入储液瓶（30）中与培养液进行气体交换，交换后的气体经由另一气体过滤器过滤后排出；所述在线监控系统由监控探头、监控终端、监控软件、数据转换芯片和传质调节器组成；实时监控培养液的pH值、温度、溶解氧以及流速的监控探头（55）设置在培养舱（60）与恒温水浴装置（40）之间的导管上；在蠕动泵（20）、恒温水浴装置（40），以及高压气瓶（35）与储液瓶（30）之间的气管上均设有监控探头；这些监控探头与监控终端通信连接，再通过监控软件、数据转换芯片和传质调节器对数据进行处理；所述的培养舱（60）包括：底座（2），向外装有进液管道接口（1）；顶盖（9），向外装有出液管道接口（12）；前盖（8），安置在所述顶盖（9）上；培养舱外壳（4），设置在底座（2）与前盖（8）之间；支架套管（5），设置在所述培养舱外壳（4）内，所述支架套管（5）的一端通过底座密封圈（3）连接底座（2），另一端通过顶盖密封圈（10）连接顶盖（9）；所述支架套管（5）内设置有支架接套（7）和套管密封圈（6），以致在所述支架套管（5）内限定容纳生物材料的空间（15）；以及固定杆（13），两端分别连接底座（2）和前盖（8）以致将培养舱外壳（4）固定在底座（2）与前盖（8）之间；其中，所述底座（2）与支架套管（5）相连接的截面大于顶盖（9）与支架套管（5）相连接的截面。2．根据权利要求1所述的灌注式生物反应器系统，其特征在于：在蠕动泵最大功率支持的前提下，多个培养舱（60）通过并联的方式接入所述的循环灌注系统。3．根据权利要求1所述的灌注式生物反应器系统，其特征在于：所述培养舱外壳（4）、支架套管（5）、支架接套（7）、顶盖（9）均为圆柱形，而所述底座密封圈（3）、顶盖密封圈（10）和套管密封圈（6）均为O形密封圈。4．根据权利要求1所述的灌注式生物反应器系统，其特征在于：所述底座（2）和前盖（8）均带有矩形框架，分别开设有对应的孔，供固定杆（13）插入并紧固。5．根据权利要求4所述的灌注式生物反应器系统，其特征在于：所述固定杆（13）为四根，分别固定在底座（2）和前盖（8）的矩形框架的四个角上。6．根据权利要求4所述的灌注式生物反应器系统，其特征在于：所述固定杆（13）的端部通过焊接固定到前盖（8）和/或底座（2），或者由锁定螺母（14）锁紧固定到前盖（8）和/或底座（2）。7．根据权利要求1所述的灌注式生物反应器系统，其特征在于：所述底座（2）与进液管道接口（1）的固定方式是螺纹固定。8．根据权利要求1所述的灌注式生物反应器系统，其特征在于：所述顶盖（9）与出液管道接口（12）的固定方式是螺纹固定。9．根据权利要求1所述的灌注式生物反应器系统，其特征在于：所述顶盖（9）与前盖（8）的固定方式是螺纹固定。10．根据权利要求9所述的灌注式生物反应器系统，其特征在于：所述顶盖（9）还通过固定螺纹圈（11）紧固所述前盖（8）。