一种三维内腔的软膜生物反应器及其支撑架制造技术

本实用新型专利技术涉及生物发酵细胞培养领域，特别是涉及一种三维内腔的软膜生物反应器及其支撑架，软膜生物反应器具有由塑料软膜构成的软膜壁，软膜壁上设有作为外部牵拉抓手的牵拉结构；软膜生物反应器支撑架包括架体，架体上设有用于牵拉软膜生物反应器上的牵拉结构以使软膜生物反应器的软膜壁保持设定形状的牵拉定位结构。使用时，通过外部设置的牵拉定位结构对软膜壁上的牵拉结构进行牵拉，即可时软膜壁产生变形，形成设定形状的三维内腔，能够实现像硬质反应容器一样，不需鼓气即可进行生物发酵和细胞培养，操作简单、使用方便，并且可以省去昂贵的鼓气设备，大大降低设备成本和使用成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及生物发酵细胞培养领域，特别是涉及到了一种三维内腔的软膜生物反应器及其支撑架。
技术介绍
硬质材料的细胞培养容器，例如静止培养用的细胞培养瓶，悬浮培养用的锥形摇瓶，锥底摇瓶，滚瓶以及小型搅拌罐等，是目前广泛使用的生物细胞培养工具，这些细胞培养容器通常由玻璃或硬质塑料制成，共同结构特征就是设置有供自然通气和液料输送的培养容器口以及容纳气体和液体的三维内腔，具有操作简单，使用方便的优点。然而硬质材料的细胞培养容器有其难以克服的缺点：即玻璃容器重复使用不仅需要费时费力的清洗消毒准备工作，而且还潜在交叉污染的风险；硬质塑料细胞培养容器虽然可一次性使用，但由于其形状固定和体积较大，不仅生产成本高，废物产生多，而且在灭菌、运输和储存以及垃圾处理等环节均由于其容纳气体的三维内腔所占用空间大而导致费用增加。利用塑料膜生产一次性软膜生物反应器或静止培养袋进行生物发酵和细胞培养是近年来生物
的重大进步，不仅省去了玻璃器皿重复性使用费时费力的清洗消毒工作，避免了交叉污染的风险，而且可克服传统的硬质塑料材料细胞培养容器体积大，生产、灭菌和运输成本高以及废物产生多的缺点。然而，现有的软膜生物反应器和静止培养的细胞培养袋均不能在自然通气条件下保持袋内三维容纳气体和液体的内腔，例如，美国GE公司技术的用于悬浮培养的波浪式细胞培养摇袋必须通过连续正压鼓气才能使培养袋膨胀并形成供气体交换的袋内容气内腔，这种连续鼓气设备不仅价格昂贵，而且操作复杂，特别不适合实验室小规模的细胞培养；而用于静止培养的细胞分化增殖袋，虽然可利用其膜材料透气不透水的特性实现气体交换和静止培养，但不能形成袋内三维容气内腔因而不能进行高效的悬浮培养。因为如果在现有细胞培养袋上设置像硬质细胞培养容器一样供自然通气和液料输送的开放容器口，两层软膜在其和培养液重力下垂以及吸附力和牵引力的作用下就会挤出两层软膜之间的空气，软膜在外部大气压的作用下趋于贴在一起，从而失去气体交换和培养液混合所必须的内部空间，进而导致培养液体从培养袋口溢出。因此，现有的软膜培养袋或软膜生物反应器均不能在自然通气状态下形成气-液交换的三维内腔，在克服硬质培养容器占用空间的缺点的同时也失去了硬质培养容器使用方便的优点。为了克服现有细胞培养袋/软膜生物反应器上述的缺点并实现像硬质培养容器一样的操作简单和使用方便，需要研发新型的无需鼓气可保持容纳气体和液体内腔的软膜生物反应器。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种像硬质培养容器一样，操作简单，使用方便，不需鼓气便可保持其三维容气内腔的三维内腔的软膜生物反应器，同时，本技术还提供了一种用于与上述软膜生物反应器配套使用的软膜生物反应器支撑架。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种三维内腔的软膜生物反应器，所述软膜生物反应器具有由塑料软膜构成的软膜壁，所述软膜壁上设有作为外部牵拉抓手的牵拉结构。进一步地：所述牵拉结构为以下三种形式的至少一种：形式一，由软膜壁经热塑成型而局部向外膨凸的软膜泡或由所述软膜泡经嵌夹热合而成的软膜片；形式二，粘附在软膜生物反应器软膜壁外表面的外贴膜片，所述外贴膜片具有粘贴在软膜生物反应器的软膜壁的外表面的粘贴部和作为牵拉抓手的牵拉部；形式三，贯通软膜壁并融合在软膜壁上的连通管，连通管的位于软膜壁内部的端面上设有与软膜壁相融合的融合片，连通管的位于软膜壁外部的基部设有供相应支撑架的定位叉卡入的卡槽。所述软膜生物反应器包括层叠设置的第一膜片和第二膜片，第一膜片和第二膜片具有相互分离而形成反应腔的腔体部分和围绕腔体部分设置的相互融合的联合部分。所述第一膜片和第二膜片均具有所述软膜壁，第一膜片的软膜壁上设有所述连通管，所述第二膜片的软膜壁上设有所述软膜泡、软膜片和/或外贴膜片。所述软膜泡、软膜片或外贴膜片设有两处以上，各软膜泡、软膜片或外贴膜片均为长条结构且相互并列设置。软膜生物反应器支撑架，所述软膜生物反应器支撑架包括架体，架体上设有用于牵拉软膜生物反应器上的牵拉结构以使软膜生物反应器的软膜壁保持设定形状的牵拉定位结构。进一步地：所述牵拉定位结构包括支撑悬臂，支撑悬臂的末端设有用于卡入软膜生物反应器的连通管基部的卡槽内以牵拉和定位连通管的定位叉，或者设有用于夹持软膜生物反应器上的软膜泡、双层软膜片和/或外贴膜片的定位夹。所述支撑悬臂为弹性臂。所述软膜生物反应器支撑架还设有用于夹持软膜生物反应器的第一膜片和第二膜片所形成的联合部分的夹框。所述夹框包括上层夹框和下层夹框，上层夹框和下层夹框的一侧铰接，与该侧相对的一侧设有扣合锁紧结构。有益效果：本技术三维内腔的软膜生物反应器具有由塑料软膜构成的软膜壁，所述软膜壁上设有作为外部牵拉抓手的牵拉结构，使用时，通过外部设置的牵拉定位结构对软膜壁上的额牵拉结构进行牵拉，即可时软膜壁产生变形，形成设定形状的三维内腔，与现有技术相比，能够实现像硬质反应容器一样，不需鼓气即可进行生物发酵和细胞培养，操作简单、使用方便，并且可以省去昂贵的鼓气设备，大大降低设备成本和使用成本。同时，设置软膜壁可以减小生物反应器占用的空间，为运输、灭菌等环节提供方便，降低成本。进一步地，所述牵拉结构可以为贯通软膜壁并融合在软膜壁上的连通管，连通管的位于软膜壁内部的端面上设有与软膜壁相融合的融合片，连通管的位于软膜壁外部的基部设有供相应支撑架的叉齿卡入的卡槽，这样，连通管除具有软膜生物反应器内外气体交换和培养液料输送功能外，还可以作为牵拉结构，作为牵拉结构使用时融合片能够对成片的软膜壁进行牵拉，能够减少牵拉点位，减少操作，同时能够避免软膜壁出现皱褶。附图说明图1是本技术实施例1的第一膜片的结构示意图；图2是本技术实施例1的第二膜片的结构示意图；图3是本技术实施例1的剖面示意图；图4是本技术实施例1的支撑架和软膜生物反应器整体视图；图5是本技术实施例1的软膜生物反应器的平置状态视图；图6是本技术实施例1的平置使用状态示意图；图7是本技术实施例1的竖置使用状态的视图；图8是本技术实施例1竖置使用状态的侧视图；图9是本技术实施例2的下部的结构示意图；图10是本技术实施例2的固定于支撑架时下部的结构示意图；图11是本技术实施例2的平置使用状态示意图；图12是本技术实施例2的竖置使用状态示意图；图13是本技术实施例3的下部的结构示意图；图14是本技术实施例4的下部的结构示意图；图15是本技术实施例4的牵拉状态示意图；图16是本技术实施例5的下部的结构示意图。图中各附图标记对应的名称为：1-第一膜片，2-第二膜片，3-支撑悬臂，4-波纹结构，5-连通管，6-管盖，7-联合边，8-软膜泡，9-叉齿，10-培养液，11-融合片，12-卡槽，13-外贴膜片，14-夹框，15-定位叉，16-定位夹，17-铰链，18-卡扣，19-支撑架，20-粘贴部，21-牵拉部。具体实施方式实施例1：该实施例的结构如图1-图8所示，一种三维内腔的软膜生物反应器，包括第一膜片1和第二膜片2，第一膜片1和第二膜片2均采用塑料软膜制成。其中，第一膜片1为平面软膜，平面软膜中心位置贯通融合有作为软膜生物反应器内外通道的连通管5，连通管5上配置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维内腔的软膜生物反应器，其特征在于，所述软膜生物反应器具有由塑料软膜构成的软膜壁，所述软膜壁上设有作为外部牵拉抓手的牵拉结构。

【技术特征摘要】
1.一种三维内腔的软膜生物反应器，其特征在于，所述软膜生物反应器具有由塑料软膜构成的软膜壁，所述软膜壁上设有作为外部牵拉抓手的牵拉结构。2.根据权利要求1所述的三维内腔的软膜生物反应器，其特征在于，所述牵拉结构为以下三种形式的至少一种：形式一，由软膜壁经热塑成型而局部向外膨凸的软膜泡或由所述软膜泡经嵌夹热合而成的软膜片；形式二，粘附在软膜生物反应器软膜壁外表面的外贴膜片，所述外贴膜片具有粘贴在软膜生物反应器的软膜壁的外表面的粘贴部和作为牵拉抓手的牵拉部；形式三，贯通软膜壁并融合在软膜壁上的连通管，连通管的位于软膜壁内部的端面上设有与软膜壁相融合的融合片，连通管的位于软膜壁外部的基部设有供相应支撑架的定位叉卡入的卡槽。3.根据权利要求2所述的三维内腔的软膜生物反应器，其特征在于，所述软膜生物反应器包括层叠设置的第一膜片和第二膜片，第一膜片和第二膜片具有相互分离而形成反应腔的腔体部分和围绕腔体部分设置的相互融合的联合部分。4.根据权利要求3所述的三维内腔的软膜生物反应器，其特征在于，所述第一膜片和第二膜片均具有所述软膜壁，第一膜片的软膜壁上设有所述连通管，所述第二膜片的软膜壁上设有所述软膜泡、软膜片和/或外贴膜片...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志强，
申请(专利权)人：郑州威瑞生物技术有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41