[发明专利]组织工程组织的智能化仿生培育装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物医学工程领域中的生物组织体外培养设备，特别涉及一种组织工程组织的智能化仿生培育装置。 

背景技术

生物医学工程领域的组织工程组织培育是将一个生物组织在体外进行培育，构建成一个有生物活性的种植体，然后将该有生物活性的种植体植入体内修复组织缺损，替代器官功能。组织工程组织培育，需要将所培育的组织放置在工程化组织培育系统的培养室内的培养液中进行培育，由培养液为培育的组织提供所需的营养。公开号为CN1155690C的《循环和生理应力模拟工程化组织三维培养装置》的技术方案，提供了一种连续灌注，使培养液循环流动，保持培养过程微环境稳态，促进工程化组织器官内部的物质交换，能模拟机体的血液循环和模拟生理应力环境的工程化组织三维培养装置，其结构是：设有新培液储存瓶、循环培液储存瓶、三维组织细胞培养室和废液收集瓶，它们之间的硅胶管上设有液流驱动器，循环培液储存瓶与新培液储存瓶、废液收集瓶之间的液流驱动器与培液更新自动调控器电连接，循环培液储瓶通过硅胶管连接小型储气钢瓶，该硅胶管上设有内置滤菌膜的气体注入接口和气流阀，气流阀与气体流量调节器电连接，接于循环培液储存瓶内的硅胶管的端部设有微孔气体注入器；三维组织细胞培养室内的中部有搁网，下部有液压传感器，三维组织细胞培养室与循环培液储存瓶之间的硅胶管上的液流驱动器与循环动力调控器电连接，与废液收集瓶之间的硅胶管上有阻压器，阻压器和液压传感器与应力调控及检测器电连接，废液收集瓶下部设有废液排出口，新培液储存瓶、循环培液储存瓶和废液收集瓶的上端分别设有内置滤菌膜的排气口。这种工程化组织三维培养装置在很大程度上改善了传质作用，促进了组织工程组织的生长和成熟，提高了组织工程组织培育的自动化程度，但也存在以下问题：1.由于新 培液储存瓶、循环培液储存瓶上均设有排气口，没有形成完全密闭的液流通道，循环培液储存瓶内的硅胶管的端部设有微孔气体注入器，储气钢瓶的气体是通过插入循环培液储瓶中的硅胶管为循环培液提供O₂气体，使O₂气体在循环培液产生气泡供氧，气泡会导致液面产生大量泡沫，容易滋生细菌形成污染，导致组织培养失败，而且这种结构的循环和生理应力模拟工程化组织三维培养装置所采用的液流驱动器只能采用蠕动泵驱动液流，其液流形式为连续灌注流动，这种连续灌注流动与体内血液在心脏收缩和舒张状态下形成的脉冲流动不同，与体内血液循环的真实状态存在较大差异；如果液流驱动器采用脉冲式伸缩泵驱动培养液，会造成培养液从排气口喷射的现象。2.由于三维组织细胞培养室内的中部只设有搁置培养组织搁网，搁置在搁网上的培养组织浸泡在培养液中，培养液对培养组织所施加的仅仅是静态压力和培养液流动时的剪切力，不能对培养组织施加产生形变的压、拉应力，与人体运动时组织呈现的状态有较大差异。3.培养室内的搁网只适用于块状组织的培养，而不能进行管状或线形软组织的培养。4.由于新培液是添加注入与循环培液混合，并且要注入一定量的新培液，就必须排放一定量的循环培液，这样导致新培液的量会越来越少，直至用完，并且组织分泌的活性因子也会随着培养液的排放而部分丢失，不能再利用，培养液的浪费较大，而且较长时间的组织培育过程还需开仓添加新培液，存在污染的可能，因此该装置不能完全避免被污染的可能。5.向培养液提供纯氧的方式与人体通过呼吸吸入空气后吸收O₂排除CO₂等的生理状况也存在较大区别。由于存在以上缺点，因此现有的组织工程组织培育装置还不具备真正意义的仿生培育，并且还难以满足现代组织工程培养自动化、产业化发展的要求。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种组织工程组织的智能化仿生培育装置，它既能够为生物组织的体外培养提供一个与体内环境相似的体外培养环境，实现真正意义的仿生培育，又能够实现智能化控制。