專利名稱：一種脈動生物反應(yīng)器的反應(yīng)培養(yǎng)腔體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種生物反應(yīng)器的反應(yīng)腔，特別是一種脈動生物反應(yīng)器 的反應(yīng)培養(yǎng)腔體。
背景技術(shù)：
組織工程是生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域中一個快速發(fā)展的分支，它融合了細(xì)胞生 物學(xué)和工程學(xué)的原理，目的在開發(fā)具生物活性的組織替代物，期能修復(fù)受損 組織或是再生。由于組織工程對象是人體組織，細(xì)胞和組織塊，體外培養(yǎng)條 件必須仿生地接近人體內(nèi)環(huán)境，因此生物反應(yīng)器即為良好的應(yīng)用工具，其除
在種子細(xì)胞增殖、組織塊建構(gòu)培養(yǎng)提供生長場地，生物反應(yīng)器尚能控制pH、 溶氧、機(jī)械應(yīng)力、營養(yǎng)供給及代謝物移除等條件，為細(xì)胞的生長、分化和發(fā) 育分化提供最適宜的環(huán)境。
生物反應(yīng)器設(shè)計要能接近體內(nèi)發(fā)育情況，而體內(nèi)各種組織和器官所處環(huán) 境各異，某些種類細(xì)胞要求反應(yīng)器能提供一定的機(jī)械應(yīng)力，如肌腱在體內(nèi)主 要承受張應(yīng)力，而骨骼主要承擔(dān)壓應(yīng)力，心血管主要承受脈動式應(yīng)力，其它 可能的物理影響因子尚有磁場、電場等。因此，生物反應(yīng)器的設(shè)計必須能因 應(yīng)不同組織，提供"專一性"的需求。此外，為滿足較大體積組織建構(gòu)對種 子細(xì)胞數(shù)量的需求，常將生物反應(yīng)器與微載體細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)結(jié)合。由于微載 體有較大的比表面積，相同容積的生物反應(yīng)器比普通培養(yǎng)方式，多出數(shù)十倍 甚至上百倍的細(xì)胞。微載體培養(yǎng)細(xì)胞可減少細(xì)胞去分化現(xiàn)象，有利于細(xì)胞表 型的維持，提高種子細(xì)胞的質(zhì)量。因此，生物反應(yīng)器還需要保持種子細(xì)胞與 微載體在培養(yǎng)過程中良好的結(jié)合。盡管對組織工程反應(yīng)器有上述苛刻的要 求，現(xiàn)階段使用的反應(yīng)器，大部分是在既有動物細(xì)胞反應(yīng)器上作少部分的改進(jìn)，雖然基本上能符合培養(yǎng)需求，但由于專一性不強(qiáng)，甚至存在很多問題，
例如，培養(yǎng)腔多為玻璃或有機(jī)塑料，不利于消毒和長期重復(fù)使用；沒有實時 觀察錄像系統(tǒng)，不利于人工器官或組織的觀察、錄像分析，尤其是心臟瓣膜 等器官需要觀察瞬時開閉功能以及耐久性觀察，目前這樣的反應(yīng)培養(yǎng)腔體還 不能滿足要求，因此生物反應(yīng)器以及反應(yīng)培養(yǎng)腔體還都有很大的創(chuàng)新和發(fā)展 空間。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于，提供一種脈動生物反應(yīng)器的反應(yīng)腔體，該反應(yīng) 腔體能夠仿生模擬人體血液循環(huán)系統(tǒng)以及培養(yǎng)細(xì)胞生長的條件，控制培養(yǎng)液 的平均壓力。
為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本實用新型采取如下的技術(shù)解決方案 一種脈動生物反應(yīng)器的反應(yīng)腔體，其特征在于，該反應(yīng)腔體包括一中空 的本體，本體的一端有封頭，在封頭的中心有向外突出的進(jìn)液管，本體上方 有壓力傳感器，本體下方有向外突出的出液管；本體的另一端留有觀察孔，
觀察孔上裝有透明玻璃， 一個帶有圖像采集器的專用攝像頭正對著透明玻 璃，帶有圖像采集器的專用攝像頭被固定在端蓋上，透明玻璃上裝有密封圈， 密封圈上安裝有套筒，套筒被端蓋固定在本體上。
本實用新型的脈動生物反應(yīng)器的反應(yīng)腔體，能仿生模擬人體血液循環(huán)系 統(tǒng)以及培養(yǎng)細(xì)胞生長的條件，能通過專用攝像頭和圖像采集器實時觀察生物 瓣膜上細(xì)胞培養(yǎng)時的狀況，以提供足量的營養(yǎng)供給，使生物反應(yīng)器的反應(yīng)腔
體內(nèi)的參數(shù)及環(huán)境的變量受到嚴(yán)密監(jiān)測，觀察記錄人工器官的變化和性能； 穩(wěn)定控制反應(yīng)腔體內(nèi)部溫度、pH值及氣體分壓等參數(shù)，又能視需要對培養(yǎng) 的生物瓣膜施加物理參數(shù)；反應(yīng)腔體的主體為不銹鋼制造，可以自由拆卸清 洗，反復(fù)高壓消毒，有良好的耐久性和重復(fù)使用性。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是安裝生物瓣膜專用夾具的示意圖； 圖3是生物瓣膜專用夾具結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型的脈動生物反應(yīng)器的反應(yīng)腔體，包括一中空的本 體1,本體1的一端有封頭2，在封頭2的中心有向外突出的進(jìn)液管3，本 體1上方有壓力傳感器5，本體l下方有向外突出的出液管4;本體l的另 一端留有觀察孔13，觀察孔13上裝有透明玻璃10， 一個帶有圖像采集器的 專用攝像頭7正對著透明玻璃10中央，帶有圖像采集器的專用攝像頭7固 定在端蓋6上，透明玻璃10上裝有密封圈9，密封圈9上安裝有套筒8，套 筒8被端蓋6固定在本體1上。
反應(yīng)腔體的主體部分，即本體l、封頭2、進(jìn)液管3、出液管4、端蓋6 和套筒8均采用不銹鋼制成。
參見圖2，在本體l內(nèi)，可安裝生物瓣膜專用夾具ll，生物瓣膜專用夾 具ll用于安裝生物瓣膜12。
參見圖3，生物瓣膜專用夾具11包括一對平行的帶有螺栓的滑竿21， 滑竿21的兩端各安裝有一對內(nèi)徑相等的錐形空心圓臺，該對錐形空心圓臺 在滑竿21兩端組成前、后夾具，前夾具由外空心圓臺22和內(nèi)空心圓臺23 組成，后夾具由外空心圓臺25和內(nèi)空心圓臺24組成，前夾具和后夾具安裝 在滑竿21上兩個定位螺栓27的外側(cè)，由滑竿21上最外測的緊固螺栓28 定位；前夾具和后夾具中穿過一導(dǎo)引棒26，該導(dǎo)引棒26的直徑小于等于空 心圓臺的內(nèi)徑，且直徑上有一個圓錐體卡帶，前夾具的外空心圓臺22和后 夾具的外空心圓臺25的外側(cè)面分別有突起的圓環(huán)卡帶，其突起的高度為 0.5mm 0.6mm。前夾具的外空心圓臺22和內(nèi)空心圓臺23的直徑大于后夾具的外空心圓臺25和內(nèi)空心圓臺24的直徑(即增大螺栓平面)，以便于整 個心血管(心臟瓣膜)夾具固定于本體1內(nèi)。生物瓣膜專用夾具11借助于 導(dǎo)引棒26可很容易的實現(xiàn)按要求進(jìn)行心臟瓣膜12的裝卸。
帶有圖像采集器的專用攝像頭7還可以和計算機(jī)連接，能夠?qū)崟r準(zhǔn)確的 動態(tài)顯示反應(yīng)腔體中培養(yǎng)液的壓力曲線等參數(shù)并具有根據(jù)需要對相關(guān)數(shù)據(jù) 進(jìn)行存儲等功能。或者將其保留在計算機(jī)中，方便日后對生物瓣膜的生長狀 況進(jìn)行對比。
權(quán)利要求1. 一種脈動生物反應(yīng)器的反應(yīng)腔體，其特征在于，該反應(yīng)腔體包括一中空的本體(1)，本體(1)的一端有封頭(2)，在封頭(2)的中心有向外突出的進(jìn)液管(3)，本體(1)上方有壓力傳感器(5)，本體(1)下方有向外突出的出液管(4)；本體(1)的另一端留有觀察孔(13)，觀察孔(13)上裝有透明玻璃(10)，一個帶有圖像采集器的專用攝像頭(7)正對著透明玻璃(10)，帶有圖像采集器的專用攝像頭(7)固定在端蓋(6)上，透明玻璃(10)上裝有密封圈(9)，密封圈(9)上安裝有套筒(8)，套筒(8)被端蓋(6)固定在本體(1)上。
2. 如權(quán)利要求1所述的脈動生物反應(yīng)器的反應(yīng)腔體，其特征在于，所述的本體(1)中安裝有生物瓣膜專用夾具(11)，用于安裝生物瓣膜(12)。
3. 如權(quán)利要求1所述的脈動生物反應(yīng)器的反應(yīng)腔體，其特征在于，所述的本體(1)、封頭(2)、進(jìn)液管(3)、出液管(4)、端蓋(6)和套筒(8)均采用不銹鋼制成。
專利摘要本實用新型公開了一種脈動生物反應(yīng)器的反應(yīng)腔體，包括一中空的本體，本體的一端有封頭，在封頭的中心有向外突出的進(jìn)液管，本體上方有壓力傳感器，本體下方有向外突出的出液管；本體的另一端留有觀察孔，觀察孔上裝有透明玻璃，一個帶有圖像采集器的專用攝像頭正對著透明玻璃中央，帶有圖像采集器的專用攝像頭被固定在端蓋上，透明玻璃上裝有密封圈，密封圈上安裝有套筒，套筒被端蓋固定在本體上。能通過專用攝像頭和圖像采集器實時觀察生物瓣膜上細(xì)胞培養(yǎng)時的狀況，以提供足量的營養(yǎng)供給，使生物反應(yīng)器的反應(yīng)腔體內(nèi)的參數(shù)及環(huán)境的變量受到嚴(yán)密監(jiān)測；穩(wěn)定控制反應(yīng)腔體內(nèi)部溫度、pH值及氣體分壓等參數(shù)，又能視需要對培養(yǎng)的生物瓣膜施加物理參數(shù)。
文檔編號C12M1/36GK201284345SQ200820222239
公開日2009年8月5日 申請日期2008年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者洋 劉, 鐸 寧, 易定華, 王云雅, 董小超, 薛衛(wèi)斌, 顧春虎, 魏旭峰 申請人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)