[发明专利]一种高密度大规模细胞培养的生物反应器

说明书

本发明公开了一种高密度大规模细胞培养的生物反应器，包括：密闭的罐状外壳、搅拌装置、用于搅拌的渐进式螺旋管、转轴、储存装置、储存装置的倒三角形壳体、导流网板、流体的循环管路、流体循环泵以及渐进式螺旋管底部的沉积箱体。利用该技术，可获得比现有生物反应器更大的高密度大规模细胞培养体积。

技术领域

本发明涉及一种生物反应器，尤其适用于一种高密度大规模细胞培养的生物反应器，属于细胞培养领域。

背景技术

细胞培养技术诞生于20世纪60年代，是在人工条件下，利用生物反应器大规模、高效率生产生物制品的技术，具有生产效率高、操作简单、质量与生物安全易控制等优点，已被广泛应用于生物制品领域，在兽用疫苗生产中有较广泛的推广应用，是目前兽用疫苗生产领域的先进技术，也是未来疫苗生产的发展方向。

现有的搅拌式生物反应器，在高密度大规模细胞培养的技术需求上，存在搅拌效率低，乃至细胞培养效率差的技术问题，这是大规模细胞培养的瓶颈。

因此，需要寻找一种能够适用于高密度大规模细胞培养的生物反应器。

发明内容

本发明的目的就是提供一种适用于高密度大规模细胞培养的生物反应器，以解决现有技术存在的高密度大规模细胞培养中为获得良好的传氧传质，可有效提高搅拌效率、提高生物反应器的细胞培养效率；培养技术可以用于生产流感病毒使用的哺乳动物细胞主要有Vero细胞、MDCK细胞、PER.C6细胞。

本发明采用的技术方案是：本发明涉及的一种高密度大规模细胞培养的生物反应器，包括：密闭的罐状外壳、搅拌装置、用于搅拌的渐进式螺旋管、转轴、储存装置、储存装置的倒三角形壳体、导流网板、流体的循环管路、流体循环泵以及渐进式螺旋管底部的沉积箱体。

其中，转轴转动密封地从外壳的轴心穿入，储存装置固定连接于外壳的上部，相对于外壳静止不动；转轴转动密封地从储存装置的中心穿入，在储存装置底部连接有搅拌装置；转轴的底部与搅拌装置的顶部固定连接，并且一同转动，转动的同时储存装置底部与搅拌装置的顶部保持转动密封。

其中，在储存装置的入口与外壳的底部之间连接有循环管路，在该循环管路上串联有液体循环泵；储存装置包括倒三角形壳体，可有效的保证内部流体顺滑向下流动；在储存装置的下部且位于渐进式螺旋管的上部，具有导流网板，导流网板焊接于存储装置，起到过滤、导流的作用。

其中，搅拌装置包括用于搅拌的渐进式螺旋管、位于渐进式螺旋管底部的沉积箱体，沉积箱体与渐进式螺旋管管道连通；围绕转轴，在渐进式螺旋管的外缘侧开设有多个小孔；小孔沿渐进式螺旋管3的圆周均匀分布，以使沿圆周流入生物反应器的流体流量更均匀；储存装置中的流体可通过循环管路进入储存装置中，然后通过导流网板流入搅拌装置的渐进式螺旋管，通过转轴带动渐进式螺旋管转动，流体进一步通过小孔进入生物反应器完成细胞的培养。

其中，渐进式螺旋管的顶部直径为a，底部直径为b；其中，a小于b，因此构成了由上至下直径逐渐变大的渐进式螺旋形状的搅拌装置；在高密度大规模细胞培养的生物反应器中，位于下部的细胞密度会逐渐高于上部的细胞，本发明中根据生物反应器中细胞密度的变化，采用了由上至下渐进式的螺旋形状的渐进式螺旋管，结合了细胞密度在生物反应器中的分布与搅拌装置的适时结构变化，有效的提高了搅拌装置在高密度大规模细胞培养的生物反应器中的搅拌效率。

其中，沉积箱体位于渐进式螺旋管的底部，管道连接渐进式螺旋管，用于收集储存装置和渐进式螺旋管内的流体沉淀物，可有效的保证流体的纯净度，且方便在细胞结束后对生物反应器的清洁。

其中，渐进式螺旋管的顶部与储存装置的底部转动密封连接、转轴与外壳顶部的密封连接、转轴与储存装置顶部的密封连接；均采用旋转接头密封。

在储存装置的底部，转轴与渐进式螺旋管的顶部的固定连接，可采用对称形式的固定焊接连接转轴与渐进式螺旋管；还可以选择转轴与渐进式螺旋管一体成型的方式制作。