全文摘要
本实用新型公开了一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，包括培养罐、储存罐、导入管、导出管和蠕动泵；培养罐内具有若干个水平设置、呈层状分布的细胞容量调节平板；细胞容量调节平板具有若干个通孔；储存罐包括水平设置的气体交换膜，气体交换膜的边缘与储存罐的内壁无缝相接，液体培养基置于气体交换膜上；储存罐的底面镂空；导入管一端插入储存罐内的液体培养基中，另一端与培养罐的底端连通；蠕动泵设置在导入管上，将储存罐内的液体培养基输送至培养罐中；导出管一端与培养罐的顶端连通，另一端插入储存罐内。本实用新型具有满足临床用细胞量、高交换效率、高细胞黏附率及分布均匀度、低剪切力、高生物相容性等优点。
主设计要求
1.一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，其特征在于：包括培养罐、储存罐、导入管、导出管和蠕动泵；所述培养罐内具有若干个水平设置、呈层状分布的细胞容量调节平板；所述细胞容量调节平板具有若干个通孔；所述储存罐包括水平设置的气体交换膜，气体交换膜的边缘与储存罐的内壁无缝相接，液体培养基置于气体交换膜上；所述储存罐的底面镂空；所述导入管一端插入所述储存罐内的液体培养基中，另一端与所述培养罐的底端连通；所述蠕动泵设置在所述导入管上，将所述储存罐内的液体培养基输送至所述培养罐中；所述导出管一端与所述培养罐的顶端连通，另一端插入所述储存罐内。
设计方案
1.一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，其特征在于：
包括培养罐、储存罐、导入管、导出管和蠕动泵；
所述培养罐内具有若干个水平设置、呈层状分布的细胞容量调节平板；
所述细胞容量调节平板具有若干个通孔；
所述储存罐包括水平设置的气体交换膜，气体交换膜的边缘与储存罐的内壁无缝相接，液体培养基置于气体交换膜上；
所述储存罐的底面镂空；
所述导入管一端插入所述储存罐内的液体培养基中，另一端与所述培养罐的底端连通；
所述蠕动泵设置在所述导入管上，将所述储存罐内的液体培养基输送至所述培养罐中；
所述导出管一端与所述培养罐的顶端连通，另一端插入所述储存罐内。
2.根据权利要求1所述的循环灌注式生物人工肝细胞反应器，其特征在于：
其中，所述细胞容量调节平板的上、下表面分别具有上连接体和下连接体，上连接体和下连接体中空、并相通；
所述上连接体与下连接体相匹配，下层的所述细胞容量调节平板的上连接体与其上层的细胞容量调节平板的下连接体可拆卸固定连接、并相通；
所述上连接体和下连接体的侧壁具有漏液孔。
3.根据权利要求2所述的循环灌注式生物人工肝细胞反应器，其特征在于：
其中，所述上连接体和下连接体均为圆柱体，设置在细胞容量调节平板的中心；
所述上连接体和下连接体分别具有相匹配的内螺纹和外螺纹；
下层的所述细胞容量调节平板的上连接体与其上层的细胞容量调节平板的下连接体螺纹连接；
若干个所示细胞容量调节平板的上连接体和下连接体相互连接形成中心通道；
连接的上连接体和下连接体的漏液孔重合。
4.根据权利要求3所述的循环灌注式生物人工肝细胞反应器，其特征在于：
其中，底层的所述细胞容量调节平板的下连接体与所述导入管的端部相通。
5.根据权利要求4所述的循环灌注式生物人工肝细胞反应器，其特征在于：
其中，所述培养罐的底面上具有底面连接体，所述底面连接体中空，并与所述导入管相通；
底面连接体具有内螺纹；
底层的所述细胞容量调节平板的下连接体与所述底面连接体螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的循环灌注式生物人工肝细胞反应器，其特征在于：
其中，所述细胞容量调节平板为聚苯乙烯平板，上表面包覆有赖氨酸层；
和\/或，所述气体交换膜为硅橡胶薄膜。
7.根据权利要求1所述的循环灌注式生物人工肝细胞反应器，其特征在于：
其中，所述储存罐还包括镂空的支撑网，所述支撑网固定在储存罐内，所述气体交换膜置于支撑网上；
所述支撑网和气体交换膜设置在所述储存罐的下部。
8.根据权利要求1所述的循环灌注式生物人工肝细胞反应器，其特征在于：
其中，所述细胞容量调节平板上的通孔呈中心对称分布。
9.根据权利要求1所述的循环灌注式生物人工肝细胞反应器，其特征在于：
其中，所述培养罐的顶部具有培养罐开口，还包括与培养罐开口相匹配的培养罐盖；
所述导出管的端部穿过所述培养罐盖，置于所述培养罐内的顶端；
所述储存罐的顶部具有储存罐开口，还包括与储存罐开口相匹配的储存罐盖；
所述导入管和导出管的分别穿过所述储存罐盖，伸入所述储存罐内。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于医疗机械领域，涉及一种细胞反应器，尤其涉及一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器。
背景技术
肝功能衰竭患者病死率高，生物人工肝能为患者提供有效的肝功能支持治疗，具有良好的应用前景。生物反应器作为生物人工肝的核心成分，目的是培养数量充足、具有分泌、代谢、解毒等功能正常的细胞，因此决定了生物人工肝的性能。
生物反应器为肝细胞培养提供适宜的生长代谢环境，也为肝细胞与患者血液相互作用、进行物质交换提供条件。且生物反应器中细胞数量需高于人肝细胞数量15％才有意义，仍是目前研究难点。目前临床应用较多的是灌流床\/支架型生物反应器和中空纤维型生物反应器。但其分别存在；细胞活性和功能维持较差、细胞剪切力差易脱落、细胞密度不均匀、生物相容性差、物质交换能力低和微载体颗粒悬浮效果差、物质交换能力低、易阻塞、细胞活性低下等缺点。
实用新型内容
本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，以克服现有技术的缺陷。
为实现上述目的，本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，包括培养罐、储存罐、导入管、导出管和蠕动泵；培养罐内具有若干个水平设置、呈层状分布的细胞容量调节平板；细胞容量调节平板具有若干个通孔；储存罐包括水平设置的气体交换膜，气体交换膜的边缘与储存罐的内壁无缝相接，液体培养基置于气体交换膜上；储存罐的底面镂空；导入管一端插入储存罐内的液体培养基中，另一端与培养罐的底端连通；蠕动泵设置在导入管上，将储存罐内的液体培养基输送至培养罐中；导出管一端与培养罐的顶端连通，另一端插入储存罐内。
进一步，本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，还可以具有这样的特征：其中，细胞容量调节平板的上、下表面分别具有上连接体和下连接体，上连接体和下连接体中空、并相通；上连接体与下连接体相匹配，下层的细胞容量调节平板的上连接体与其上层的细胞容量调节平板的下连接体可拆卸固定连接、并相通；上连接体和下连接体的侧壁具有漏液孔。
进一步，本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，还可以具有这样的特征：其中，上连接体和下连接体均为圆柱体，设置在细胞容量调节平板的中心；上连接体和下连接体分别具有相匹配的内螺纹和外螺纹；下层的细胞容量调节平板的上连接体与其上层的细胞容量调节平板的下连接体螺纹连接；若干个所示细胞容量调节平板的上连接体和下连接体相互连接形成中心通道；连接的上连接体和下连接体的漏液孔重合。
进一步，本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，还可以具有这样的特征：其中，底层的细胞容量调节平板的下连接体与导入管的端部相通。
进一步，本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，还可以具有这样的特征：其中，培养罐的底面上具有底面连接体，底面连接体中空，并与导入管相通；底面连接体具有内螺纹；底层的细胞容量调节平板的下连接体与底面连接体螺纹连接。
进一步，本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，还可以具有这样的特征：其中，细胞容量调节平板为聚苯乙烯平板，上表面包覆有赖氨酸层；和\/或，气体交换膜为硅橡胶薄膜。
进一步，本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，还可以具有这样的特征：其中，储存罐还包括镂空的支撑网，支撑网固定在储存罐内，气体交换膜置于支撑网上；支撑网和气体交换膜设置在储存罐的下部。
进一步，本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，还可以具有这样的特征：其中，细胞容量调节平板上的通孔呈中心对称分布。
进一步，本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，还可以具有这样的特征：其中，培养罐的顶部具有培养罐开口，还包括与培养罐开口相匹配的培养罐盖；导出管的端部穿过培养罐盖，置于培养罐内的顶端；储存罐的顶部具有储存罐开口，还包括与储存罐开口相匹配的储存罐盖；导入管和导出管的分别穿过储存罐盖，伸入储存罐内。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，培养罐内设有若干个细胞容量调节平板，可以增加有效面积、减少反应体积，还可以通过增减细胞容量调节平板的层数来调节所需细胞含量及载体容量。细胞容量调节平板为聚苯乙烯平板，上表面包覆有赖氨酸层，提高生物相容性，提高肝细胞的贴壁粘附率，降低剪切力。其次，培养罐中，液体培养基从培养罐底部漫流，再从顶部溢出，逆向灌流，有利于液体培养基的充分交换，降低液体培养基流动对细胞的影响。此外，本反应器包括单独的储存罐，储存罐容量较大，可确保营养物质的充分循环，只需更换储存罐即可进行培养基更换，克服了之前培养基更换复杂，需涉及培养罐换液的难题。同时，储存罐底部镂空，下部设有支撑网和气体交换膜，无需通过外力、直接充分进行气体交换，有效避免死腔、气泡的产生，降低了生物反应器的成本，缩减了生物反应器的复杂结构。本实用新型具有满足临床用细胞量、高交换效率、高细胞黏附率及分布均匀度、低剪切力、高生物相容性等优点。
附图说明
图1是循环灌注式生物人工肝细胞反应器的结构示意图；
图2是细胞容量调节平板的主视图；
图3是细胞容量调节平板的俯视图；
图4是细胞容量调节平板的纵向剖面图；
图5是培养罐的纵向剖面示意图；
图6是支撑网的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图来说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，本实用新型提供一种循环灌注式生物人工肝细胞反应器，包括培养罐1、储存罐2、导入管3、导出管4和蠕动泵5。
培养罐1的顶部具有培养罐开口11，还包括与培养罐开口相匹配的培养罐盖12，培养罐盖12可以密封培养罐开口11。
如图1-4所示，培养罐1内具有若干个水平设置、呈层状分布的细胞容量调节平板13。细胞容量调节平板13为圆盘状，具有若干个通孔 131，通孔131呈中心对称分布。
细胞容量调节平板13的上、下表面的中心分别具有上连接体132 和下连接体133。上连接体132和下连接体133均为中空的圆柱体，且二者相通。上连接体132和下连接体133分别具有相匹配的内螺纹和外螺纹，下层的细胞容量调节平板13的上连接体132与其上层的细胞容量调节平板13的下连接体133螺纹连接。若干个细胞容量调节平板13依次连接成为整体，且其上连接体132和下连接体133相互连接形成中心通道134，如图5所示。
上连接体132和下连接体133的侧壁具有漏液孔135，连接的上连接体132和下连接体133的漏液孔135重合。
本实施例中，上连接体和下连接体也可以为其他相匹配的可拆卸固定连接结构。
细胞容量调节平板13为聚苯乙烯平板，上表面包覆有赖氨酸层。
本实施例中，细胞容量调节平板13的数量可根据使用需求而设制。
培养罐1的底面上具有中空的、圆柱状的底面连接体14。底面连接体14具有内螺纹，与细胞容量调节平板13的下连接体133的外螺纹相匹配。底层的细胞容量调节平板13的下连接体133与底面连接体14螺纹连接、并相通，从而使若干个细胞容量调节平板13整体固定在培养罐 1内。
储存罐2的顶部具有储存罐开口21，还包括与储存罐开口21相匹配的储存罐盖22，储存罐盖22可以密封储存罐开口21。
储存罐2包括水平设置在其下部的支撑网23和气体交换膜24。如图6所示，支撑网23为平面网状结构，固定在储存罐2内。气体交换膜 24为硅橡胶薄膜，透气不透液。气体交换膜24膜置于支撑网23上，边缘与储存罐2的内壁无缝相接，液体培养基置于气体交换膜24上。储存罐2的底面镂空，气体交换膜24上的液体培养基可以进行充分气体交换。
导入管3一端穿过储存罐盖22、插入储存罐2内的液体培养基中，另一端与培养罐1底端的底面连接体14连通。
导出管4一端穿过培养罐盖12、置于培养罐1内的顶端，另一端穿过储存罐盖22、插入储存罐2内。
蠕动泵5设置在导入管3上，将储存罐2内的液体培养基输送至培养罐1中。
使用前，打开培养罐盖12和储存罐盖22，将循环灌注式生物人工肝细胞反应器的去除蠕动泵5之外的剩余整体，置于环氧乙烷气体下灭菌过夜，灭菌完毕后置于超净工作台内备用。
循环灌注式生物人工肝细胞反应器的使用方法为：
步骤一，打开储存罐盖22，将液体培养基注入储存罐2。
步骤二，关闭培养罐盖12和储存罐盖22，打开蠕动泵5，将储存罐 2内的液体培养基抽入导入管3中，至液体培养基充满整个导入管3，即液体培养基输至培养罐1的底端，关闭蠕动泵5。
步骤三，打开培养罐盖12，将含有细胞的液体培养基由上至下注入培养罐1，待该培养基均匀分布在各层细胞容量调节平板13上表面时，完成初始注入，关闭培养罐盖12。由于细胞只能通过漏液孔135及通孔 131流出，因此可以均匀地分布在各细胞容量调节平板13表面。
步骤四，将反应器整体置于37℃环境下，静置2-4h，使肝细胞贴牢固壁于细胞容量调节平板13。
步骤五，进行培养基的循环灌注：打开蠕动泵5，储存罐2内的液体培养基通过导入管3，由下至上注入培养罐1，液体培养基上升至培养罐1的顶部时，由导出管4排出至储存罐2。液体培养基从培养罐1的底部逆重力的缓慢向上灌注，可有效降低液体培养基对细胞的剪切力，也可以避免气泡和交换死腔的形成，并可以将通过气体交换膜24的氧气以及营养物质提供给细胞，也可以带走细胞的代谢产物，实现物质的充分交换。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920053698.1
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209584264U
授权时间:20191105
主分类号:C12M 3/00
专利分类号:C12M3/00;C12M1/04;C12M1/00
范畴分类:18H;
申请人:南京鼓楼医院
第一申请人:南京鼓楼医院
申请人地址:210008 江苏省南京市鼓楼区中山路321号
发明人:施晓雷;丁义涛;任昊桢;王经琳
第一发明人:施晓雷
当前权利人:南京鼓楼医院
代理人:戴朝荣
代理机构:32252
代理机构编号:南京钟山专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计