[实用新型]灌注式生物反应器

说明书

本实用新型提供一种灌注式生物反应器，至少包括：培养腔，所述培养腔内设有生物支架；循环泵，与所述培养腔连通；供给腔，分别与所述培养腔和循环泵连通，所述供给腔用于盛放培养基，所述供给腔与外界连通；导管，所述导管包括第一导管、第二导管、第三导管和第四导管；当所述供给腔盛有培养基时，所述第二导管在供给腔内的一端位于培养基的液面下方，所述第四导管在供给腔内的一端位于培养基的液面上方。本实用新型的灌注式生物反应器可以在器官和组织体外构建过程中尽量模拟体内微环境，保证细胞的营养物质供应和排泄物的排出，反应器内为无菌环境，稳定，细胞生长和活力旺盛，降低了培养周期和成本。

技术领域

本实用新型涉及组织工程领域，特别是涉及一种灌注式生物反应器。

背景技术

组织工程(Tissue Engineering)是近年来正在兴起的一门新学科，主要包括四个方面：种子细胞、生物材料、构建组织和器官的方法和技术以以及组织工程的临床应用。组织工程的核心是构建负载有细胞的生物支架材料，通过细胞和支架材料的共培养，构建生物反应器，模拟人体的器官和组织的功能。

生物反应器包括搅拌式、气升式、膜式和灌注式生物反应器。其中搅拌式生物反应器是通过叶轮和搅拌器转动培养液，保证细胞培养液中氧和营养物质的分配的均衡。但是由于搅拌器转动产生剪应力和小气泡，会破坏细胞和支架材料，因此不适合于组织工程生物材料的培养。

气升式生物反应器的原理是反应器底部设置一个气体喷嘴，将空气和氧气从气体喷嘴中加入反应器中，在上升过程中达到气体交换的目的。优点是气体交换的效率高，氧气在反应器中分布较均匀。但是在反应器体积较大，与高密度微载体培养时存在混合性能不佳的缺点。而且产生的气泡在破裂瞬间会损伤细胞，因此也不适合用于组织工程材料的培养。

膜式生物反应器的主要原理是通过一个传质作用的透析膜进行气体交换。优点是避免了反应器内产生气泡对细胞造成的损伤，缺点是因为膜通过扩散的传质方式，在培养基的体积较大或者细胞的浓度较高时容易造成供氧的不足。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种灌注式生物反应器。

灌注式生物反应器的原理是通过蠕动泵驱动培养液，使得带有新鲜营养物质和氧气的培养基可以灌注入支架材料，同时，可以带走细胞排泄的代谢废物。根据反应器的体积的不同和细胞的浓度的不同，可以调节不同的灌注的速率，从而保证营养物质和氧气的供给。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种灌注式生物反应器，其特征在于，所述灌注式生物反应器至少包括：

培养腔，所述培养腔内设有生物支架；

循环泵，与所述培养腔连通；

供给腔，分别与所述培养腔和循环泵连通，所述供给腔用于盛放培养基，所述供给腔与外界连通；

导管，所述导管包括第一导管、第二导管、第三导管和第四导管；

所述第一导管用于连通所述培养腔和所述循环泵，

所述第二导管用于连通所述循环泵和所述供给腔，

所述第三导管用于连通所述供给腔和所述培养腔，

所述第四导管用于使所述供给腔与外界连通；

第二导管和第四导管满足：当所述供给腔盛有培养基时，所述第二导管在供给腔内的一端位于培养基的液面下方，所述第四导管在供给腔内的一端位于培养基的液面上方。

如上所述，本实用新型的灌注式生物反应器，具有以下有益效果：