[发明专利]一种用于组织工程产品的生物反应器

说明书

技术领域

本发明属于人体组织培养装置，涉及生产组织工程产品，特别是组织工程皮肤的生物反应器。

背景技术

组织工程是近三十年来发展起来的新兴交叉学科领域，其最终目的是生产出用于恢复、维持、或增进人体受损器官或组织结构和功能的产品，例如组织工程皮肤、骨、软 骨、肌腱等。而组织工程皮肤是进展最快的一类产品，目前已有多个产品用于临床。美国公司生产了第一种同时含表皮和真皮层的组织工程皮肤，是以胶原为支架的代表，其生产过程是釆用传统的静态培养方法，先将成纤维细胞与牛胶原溶 液混合制成细胞凝胶，培养4-6天后再在表面接种角质形成细胞，浸没培养一周后改用气液界面培养两周，这种手工制备方法操作复杂，不易大规模生产。Dermagraft是以合成材料为支架的代表，其基本过程是将第8代新生儿包皮成纤维细胞种植于聚乳酸、聚羟基乙酸 纤维网中，培养14?17天，成纤维细胞大量增殖并分泌胶原、纤维粘连蛋白、蛋白聚糖、生长因子等，形成由成纤维细胞、细胞外基质和可降解生物材料构成的人工皮肤，目前已经实现通过Dermagraft生物反应器来生产，这是一种专用的反应器，它由多个多管生长系统组成，每一个生长系统包括了多个操作单元，每个操作单元垂直附在生长系统上，操作单元上有Vicry支架并经激光焊接在EVA上，成纤维细胞注入时会粘附在Vicry支架上并存活，产生细胞外基质和细胞因子，形成真皮组织，一次可以生长出上千个工程化的Dermagraft。但是此生物反应器存在以下一些缺点：一是支架是垂直的，细胞粘附于支架的 数量有限，二是操作单元的生产相对较复杂，三是需要的培养液需要量大，四是反应器体积较大，五是只能是适合合成支架类产品的培养，六是不能培养双层组织工程皮肤，不能做气液界面培养。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种结构紧凑、体积小、适用范围广、产品质量稳定、并可实现组织工程产品规模化生产的一种新型生物反应器。

本发明采用了以下技术方案：

一种用于组织工程产品的生物反应器，包括有废液瓶（10），补液瓶（12），储液瓶 (13），四气混合器（16），酸液瓶（17），碱液瓶（18）和生物反应盒（A），其特征在于：所述生物反应盒由反应盒体（1）、反应盒盖（5）、层盘（6）、恒温夹套（7）和密封垫圈（19) 组装而成；所述反应盒盖（5）上设有液体进口（2）和空气交换口（20)，在靠近液体进口（2）的反应盒盖底面设有液体挡板（3），恒温夹套（7）设置在反应盒体（1）的外围，在反应盒体（1）一侧下部设有穿过恒温夹套的液体出口（8），密封垫圈（19）安装在反应盒盖（5）与反应盒体 （1）端口之间；层盘（6）是具有边壁的方形盘，在盘面内均布设置有丝网模具（601)，在盘面一端设有高度低于边壁的溢流堰（602)，溢流堰与相邻边壁之间开有溢流槽（603)，与溢流槽相对一端的盘底两边设有定位脚（604)，溢流堰相邻边壁伸出盘底与定位脚等高使盘面水平；层盘（6）在反应盒体（1）内由下而上正向反向交替叠加安装，使上一层层盘的溢流槽（603)在下一层层盘的溢流槽相对一端的上面，最下层层盘的溢流槽一端靠近反应盒体的液体出口（8），最上层层盘的定位脚（604) 一端位于液体挡板（3）下方；生物反应盒（A）的液体进口（2）用管道通过蠕动泵（9）与储液瓶（13）连通，生物反应盒液体出口（8）用管道通过蠕动泵（9）和控制阀（21）与储液瓶（13）和废液瓶 (10)并联连通，生物反应盒的空气交换口（20)用管道与空气过滤器（4）连通；补液瓶（12）、酸液瓶（17）和碱液瓶(18)分别用管道通过蠕动泵（9）与储液瓶(13) 连通，四气混合器（16）用管道通过空气过滤器（4）与储液瓶（13）连通；储液瓶（13）在外围设置有恒温夹套（7），并在储液瓶（13）中设置有分别与溶氧测 定仪和邱值测定仪相连的溶氧电极(14)和邱电极（15）；废液瓶（10）、补液瓶（12）、储液瓶（13）、酸液瓶（17）和碱液瓶(18)分别用管道与空气过滤器（4）连通，废液瓶（10）设置有取液管（11）。

所述四气混合器（16）中为O₂、N₂、CO₂和空气。

所述丝网模具（601）可根据产品品种要求而设计成圆型、方型或异型结构。