[发明专利]一种3D结构细胞培养载体、导流件及生物反应器

说明书

本发明公开了一种3D结构细胞培养载体、导流件及生物反应器，所述载体：包含至少两层无纺布及一层支架，每层支架对应与两层无纺布通过焊接固定；每个载体中部均开设有一个贯通于其每层无纺布及支架的导通孔，每个导通孔的四周均匀开设有若干个贯通于每个细胞载体上对应的每层无纺布及支架的冲剪孔；该载体具有比表面积大，能提高细胞生长密度及促进细胞传质传氧及节省企业成本的优点。所述导流件：由导流筒及套设在导流筒外壁上的若干上述载体构成；其能高效简化了细胞的培养过程，利于细胞之间传质传氧。所述反应器：包含罐体、罐盖、支柱水夹套及置于罐体内的上述导流件，其具有结构简单、组拆方便，细胞培养方便，细胞获得率高等优点。

技术领域

本发明涉及细胞培养技术领域，具体的说是涉及一种3D结构细胞培养载体、导流件及生物反应器。

背景技术

细胞培养是生物工程技术研究中的一个必不可少的过程。细胞类型是根据是否附于支持物上生长的特性，分为贴附型和悬浮型。只依赖贴附在支持物表面才能生长的细胞叫做贴附型细胞；而不贴附在支持物上生长的细胞叫做悬浮型细胞。大多数动物细胞都有贴壁生长的习惯，因此进行离体培养时，通常用需要为其生长提供支持物，这个支持物即指本领域技术人员常说的细胞培养载体，目前国内的细胞培养载体常见的有为直径 2～11mm颗粒载体、多孔球载体或者片状纤维载体。在进行细胞培养时，以上这些载体形式都不容易在细胞液中张开，且载体间的间隙通常较小，容易造成细胞溶液循环的通道部分堵塞，造成传质、传氧及传温效果差；其次，当细胞生长到一定密度时，这些细胞载体的支撑强度通常不够，容易造成载体在培养容器底部堆积，也会造成传质、传氧及传温效果差。虽然国外有采用支撑骨架，满足支撑强度的片状纤维细胞载体，但是所采用的的骨架成分与细胞载体的主要材料是不一样的，而且增多无效表面积，降低了有效空间内的比表面积，同时在培养液中的溶出析出物也相对增多，对药物的最终品质也有一定的影响，增加了药物的相容性的风险；另外，骨架材质边缘的棱角较多，对细胞的剪切作用较大，对细胞伤害也较大，不利于细胞的生长。

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。其中，固定床生物反应器是通过在一个固定容器中间装填细胞培养载体及导流装置，利用液体使细胞培养载体处于悬浮运动状态，利用导流装置使气体与液体相反应为细胞传质传氧的反应器；流化床生物反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。

其中，固定床生物反应器通过需在独立在罐体内设置一个导流装置来解决罐体内的为细胞传质传氧的目的，但在罐体内设置导流装置无疑占据了罐体的空间，减少了罐体内细胞载体的装载量，降低了细胞的培养率。

一般我们制作片状载体的原基材尺寸是比较大的，而实际所需的片状载体产品尺寸规格通常比较小，为了得到小规格的片状载体产品，我们通常是在从一个大规格的片状载体原基材上冲压或裁剪出我们需要的片状载体尺寸规格。而在生产实际中，为了提高制作效率，我们往往会一次冲压或裁剪出多个同规格的片状载体产品，在获得我们需要的片状载体产品尺寸规格后，片状载体原基材中还会余下一部分不满足冲击或裁剪要求的片状载体基材，这些被冲击或裁剪后的剩余原基材，因为得不到应用，只能丢弃掉，成为了生产垃圾，久而久之也会造成一笔不小的浪费。

发明内容

基于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种既能解决载体基材浪费，又能简化载体组装及生物反应器构造，还能提高生物反应器细胞培养率的3D结构细胞培养载体、导流件及生物反应器，用以解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种3D结构细胞培养载体，它是由从一块大规格3D结构细胞载体基材上冲剪下若干小规格3D结构细胞载体后的剩余载体基材制成的，包含一块带有若干冲剪孔的3D结构载体基材，所述3D结构载体基材包含至少两层无纺布及至少一层支架，每层所述支架上部和下部分别对应与一层所述无纺布焊接固定；