[发明专利]一种生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及医药设备领域的一种生物反应器。

背景技术

目前进行细胞培养的生物反应器，主要分为流化床生物反应器和固定床生物反应器。固定床生物反应器在一个固定的容器中间装填有细胞培养载体来进行细胞培养的填料。所述填料是由细胞培养载体组成的，所述细胞培养载体通常是直径2-6mm颗粒载体、多孔球载体或者片状纤维载体。细胞培养液循环通过细胞培养载体，细胞培养液依靠搅拌器在搅拌中产生的负压不断在固定床生物反应器内流动，以进行营养成分和/或氧的传递。刚接种的细胞生长在所述细胞培养载体的表面，随着细胞增殖，细胞开始充满所述细胞培养载体间的空隙。固定床生物反应器内细胞培养液流动速度大，细胞生长密度高，可减少无血清培养时的蛋白的用量，适用于增殖悬浮细胞，且对细胞无机械损害，但是，由于所述填料被上固定板和下固定板压紧，细胞的代谢产物及死细胞很难排出，同时细胞培养液不均匀的流动而造成沟流现象和营养分布不均匀，细胞生长速度一致性差。

流化床生物反应器包括罐体、搅拌器，以及由细胞培养载体组成的填料等，通过所述搅拌器在所述罐体内产生向上的漩流，使支持细胞生长的细胞培养液呈流态化，并使内部装填的所述填料中的细胞培养载体上下翻动，依附所述细胞培养载体生长的大量细胞在悬浮状态下生长。流化床生物反应器内，细胞培养液的流动性好，细胞的生长所需的营养在流化床生物反应器内分布均匀，细胞生长一致性好，但细胞和细胞培养载体容易冲出，同时随着细胞的增多，细胞在流化床生物反应器内悬浮态变差。同时流化床生物反应器的规模无法放大，现有流化床生物反应器的深度最大为仅为2m左右，横截面积最大规模仅为1m³。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种生物反应器，其有助于在对细胞培养床进行深层供氧前，实现溶解氧和氧气气泡的分离，防止氧气气泡进入细胞培养床，从而防止氧气气泡破裂而损伤气泡。

实现上述目的的一种技术方案是：一种生物反应器，包括罐体、导流筒、多级调速搅拌器，以及水平置于所述罐体内的上固定板和下固定板，所述导流筒在所述罐体的中心竖直贯穿所述上固定板和所述下固定板，所述上固定板和所述下固定板均为多孔板，所述罐体，所述导流筒、所述上固定板和所述下固定板之间形成细胞培养床；

所述导流筒的内圆周壁上固定有竖直设置的通气管，所述通气管的顶端高于所述导流筒的顶端，所述通气管的底端连通与所述下固定板等高，外圆周紧贴所述导流筒内圆周的环形气体分布器，所述环形气体分布器为一根水平设置的环形管，所述环形气体分布器的圆周上均布多个供氧通气孔，所述多级调速搅拌器竖直伸入所述导流筒的底部。

所述多级调速搅拌器竖直伸入所述导流筒的底部。

进一步的，所述导流筒分为从上至下依次同心连接的垂直导流管、内径上小下大的喇叭口结构，以及垂直搅拌室，所述垂直导流管贯穿所述上固定板并与所述上固定板固定，所述喇叭口结构的顶端同心连接所述垂直导流管的底端，所述喇叭口结构的底端与所述下固定板固定，所述垂直搅拌室的顶端同心连接所述喇叭口结构的底端并与所述下固定板固定；所述环形气体分布器与所述下固定板等高并紧贴所述喇叭口结构的内圆周壁，所述多级调速搅拌器从所述罐体的底端伸入垂直搅拌室，所述补气管紧贴所述垂直导流管和所述喇叭口结构的内圆周壁。

再进一步的，所述垂直导流管的内圆周壁固定有竖直设置的补料管，所述补料管的顶端高于所述导流筒的顶端并低于所述通气管的顶端，底端与所述垂直导流管的底端等高。

再进一步的，所述多级调速搅拌器伸入所述垂直搅拌室部分的高度为所述多级调速搅拌器总高度的四分之一到三分之一。

进一步的，所述上固定板与所述导流筒之间通过O形圈固定，所述下固定板与所述导流筒之间焊接固定，所述上固定板的外圆周与所述罐体的内圆周壁之间通过套接在所述上固定板外圆周上的法兰以及套接在所述法兰外圆周上的垫圈密封，所述下固定板的外圆周与所述罐体的内圆周壁之间通过套接在所述下固定板外圆周上的法兰以及套接在所述法兰外圆周上的垫圈密封。

进一步的，所述罐体的底部插有取样阀，所述取样阀包括一根阀杆，所述阀杆从所述下固定板的底部插入细胞培养床。

进一步的，所述细胞培养床中填装有填料，所述填料由细胞培养载体构成，所述填料的高度为所述细胞培养床高度的三分之二至五分之四，所述细胞培养载体的直径大于所述所上固定板以及所述下固定板的孔径。

再进一步的，所述细胞培养载体为片状纤维细胞培养载体。