[发明专利]三维细胞动态培养反应器

说明书

技术领域

本发明属于细胞培养设备或装置技术领域，具体涉及到在二氧化碳环境中使用流动的细胞培养液的培养设备。

背景技术

传统的细胞培养方法，即二维细胞培养会导致细胞失去其与组织相关的功能，无法准确地反映细胞在体内的生长情况。动物模型和体内试验虽然可以反映细胞生长的真实内环境，但是成本太高、过程复杂，而且受到伦理学方面的制约。在体内环境下，所有的细胞都是在一种三维空间中。三维细胞培养可以重现细胞-细胞和细胞-基质之间的相互作用，与二维细胞培养相比，更能真实地反映细胞生长的内环境。因此，三维细胞培养可以架起二维细胞培养和动物试验之间的桥梁。三维细胞培养已在细胞生物学方面的研究中得到了应用。

在常规的三维细胞接种和培养的方法中，主要采用静态接种和静态培养的方法。这一方法具有接种率低、接种不均匀，生长情况不均匀等缺点。动态接种和灌流培养在肝细胞的高密度培养中和静态培养相比显示出了其独特的优势，如细胞在支架上的粘附性好、分散更均匀、细胞存活率更高等。为了实现动态接种和灌流培养方法，目前国内外已研制出一些细胞反应器。

目前，临床使用的生物反应器大致分为四种类型：中空纤维型、单层平板型、灌注床型、包被悬浮型。这些生物反应器的功能单一，有一些仪器用于细胞的分离或收集，一些仪器用于细胞悬液的配制，一些仪器用于细胞与材料的参杂，一些仪器用于细胞和组织的培养，这些生物反应器的主要缺点是操作复杂性、易于污染。

专利号为ZL 031106701.2、发明名称为《细胞反应器》的发明专利，专利申请号为200910229109.1、发明名称为《药物肝毒性评价用多糖复合支架灌流式肝细胞反应器系统》的发明专利，专利申请号为200910242907.8、发明名称为《一种细胞反应器及包括该反应器的人工肝支持系统》的发明专利，这三种细胞反应器都不能提供细胞生长所需的温度、湿度以及气体条件，必须将细胞反应器置于二氧化碳培养箱中才可以使用，而且细胞反应器和一种细胞反应器及包括该反应器的人工肝支持系统不能实现细胞动态接种、动态培养。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述生物反应器的缺点，提供一种细胞动态接种、灌流培养、不需要将细胞反应器置于二氧化碳培养箱中的三维细胞动态培养反应器。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在反应器外壳体内设置有反应器内壳体，反应器外壳体与反应器内壳体保持有间隙，形成水流通道，反应器外壳体的左侧下部设置伸入到反应器内壳体内下部的进气管，反应器内壳体的上端设置安装有出气单向阀门的密封上盖，反应器内壳体的侧壁上设置有出液管，反应器内壳体内的下部设置加工有通气孔的支撑板，支撑板与反应器内壳体内底部之间形成与进气管相联通的气室，支撑板上设置有下防水透气膜，下防水透气膜上部设置有细胞培养支架，细胞培养支架的上表面设置有上防水透气膜，进液管的下端插入到反应器内壳体内穿过细胞培养支架至下防水透气膜的上表面，进液管通过导管与蠕动泵的出口相联通，蠕动泵的进口通过安装在导管上的细胞悬液出液阀门与细胞悬液瓶相联通、通过安装在导管上的细胞培养液出液阀门与细胞培养液瓶相联通、通过安装在导管上的缓冲液阀门与缓冲液瓶相联通，出液管通过安装在导管上的细胞悬液进液阀门与细胞悬液瓶相联通、通过安装在导管上的细胞培养液进液阀门与细胞培养液瓶相联通、通过安装在导管上的废液阀门与废液瓶相联通。

本发明的细胞培养支架为多孔细胞培养支架。

本发明的多孔细胞培养支架为丝素蛋白/羟基磷灰石/胶原蛋白复合多孔支架、壳聚糖/羟基磷灰石三维多孔支架、聚乳酸-聚乙醇酸共聚物/羟基磷灰石/胶原蛋白复合多孔支架中的任意一种。

本发明采用丝素蛋白/羟基磷灰石/胶原蛋白复合多孔支架制备成细胞培养支架，在二氧化碳环境中，细胞粘附在细胞支架上，细胞培养液在细胞培养支架上循环流动，不需要将粘附有细胞的细胞培养支架放置在二氧化碳培养箱内进行培养，实现细胞动态接种、细胞动态培养，简化了工艺，减少了设备，缩短了细胞培养时间，降低了细胞培养费用，本发明可用于贴壁细胞的培养。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是人骨肉瘤细胞MG-63在支架上动态培养48小时后放大1500倍的环境扫描电子显微镜图。

图3是人骨肉瘤细胞MG-63在支架上动态培养48小时后放大1000倍的环境扫描电子显微镜图。

图4是人结肠癌细胞Lovo在支架上动态培养48小时后放大4000倍的环境扫描电子显微镜图。