[发明专利]一种生物工程体外循环系统

说明书

技术领域

本发明涉及生物工程装备领域，尤其是涉及一种生物工程体外循环系统。

背景技术

目前已经出现体外细胞、组织器官二维静态或者三维动态培养。体外细胞二维静态培养是最常用的细胞培养方式，这种方法可以应用于培养贴壁细胞和悬浮细胞，但是这种只能给细胞提供单纯的营养环境，不能给细胞提供物理刺激。给予细胞物理刺激(如液体流动剪切力)，可以改变细胞的生长状况(如加速细胞增殖分化、提高细胞蛋白分泌)，这导致了细胞三维动态培养的出现，发明了三维动态滚筒培养装置。

然而这些技术都是应用细胞培养基作为液态营养载体，在培养基中加入牛血清或者马血清提供生长因子。当营养耗竭，往往把培养基全部或者大部分更换。这种体外生长环境往往是动态替换性改变，细胞自身分泌的生长因子不能长久保留在生长环境中，环境为细胞生长提供牛或者马的生长因子，这些因素给体外三维静态或者动态培养带来干扰。排除这些干扰，需要提供一个只更换培养液基本小分子营养物质(葡萄糖、氨基酸等)，而不减少大分子蛋白(生长因子等)。选择性更换体外培养系统物质成分是本系统解决问题的技术之一。

体外培养系统一般都是连接一个培养腔，培养一种细胞，并且如上述那样一次性或者多次添加维持或者促进细胞生长增殖的细胞因子，然后收获含有目标蛋白的培养基，分离提纯目标蛋白。添加的细胞因子的制备成本往往比较高，被动添加细胞因子，很多时候并不是细胞需要的最佳终浓度量。因此，本发明提出了多种细胞共同培养，细胞间分泌的细胞因子可以相互促进生长的模式，为此在发明装置中具有可以连接多个培养腔的分流部分来实现。

由于皮毛、骨骼、筋膜和肌肉的包裹，很难实时观察到在不同生理或者病例情况下，动物体内各种脏器的工作情况。动物器官离体培养观察是生理病理学研究的重要手段。动物器官离体实验，一般是单一器官离体观察，如心脏离体研究不同药物对其舒缩功能的影响。器官离体观察也多为一过性实验，只能在短时间内进行研究。多器官离体长时间培养维持也是本发明系统解决的技术问题之一，利用系统的管道连接动物器官，配合生理记录仪器，可以为生理病理学家提供更加广阔的动物离体器官观察时间窗口，亦可以为药理学家提供一种或者多种药物对不同动物器官作用的实时观察。

在组织工程方面，血管构建是组织成活的关键。为了解决这个问题，科学家发明了各种灌流装备，希望能为材料内的空隙提供足够的流体力，使得种子细胞在长成组织的同时形成血管，为后续移植修复提供血供通路。本发明提供的分压分流部分可以用于多种细胞培养的同时，也可以提供不同的输入压力，在提供流体压力和剪切力的同时，生产各种刺激血管形成的细胞因子。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可以进行体外模拟、进行药理、毒理等试验的生物工程体外循环系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种生物工程体外循环系统，其特征在于，该系统包括控制系统、连接系统及计算机19，所述的控制系统经连接系统与计算机19连接，所述的连接系统包括集线器20及连接线路21，所述的集线器20的一端与计算机19连接，另一端经连接线路21与控制系统连接。

所述的控制系统设在温度调控系统18内，包括管道分压部分1、透析仪2、气体交换仪3、往复泵4、往复泵工作控制仪5及透析液处理仪6，上述部件经硅胶管道连接，所述的管道分压部分1和气体交换仪3之间设有氧浓度检测仪7、pH仪8及加样阀13，管道分压部分1和透析仪2之间设有脲浓度检测仪10，管道分压部分1的上游和下游均设有管道压力传感器9，所述的氧浓度检测仪7和所述的pH仪8之间设有两个单向阀12，单向阀12的方向自氧浓度检测仪7至pH仪8，两单向阀12之间设有一往复泵4，所述的透析仪2和所述的气体交换仪3之间设有两个单向阀12，两单向阀12的方向自透析仪2到气体交换仪3，两单向阀12之间设有一往复泵4，所述的透析仪2和透析液处理仪6之间设有一单向阀12，单向阀12方向与主封闭循环流体方向呈对流走向，所述的透析液处理仪6和单向阀12之间设有一往复泵4。

所述的管道分压部分1、透析仪2气体交换仪3及往复泵4组成主封闭循环，所述的透析仪2、往复泵4及透析液处理仪6形成次封闭循环系统。

所述的硅胶管道的管口为螺纹口，管口内设置密封圈。