生物反应容器及生物人工肝用往返翻转灌流型生物反应器制造技术

本实用新型专利技术公开一种生物反应容器，其包括圆柱形的容器体，所述容器体轴向外侧壁的上端和下端分别设有液体进口，所述容器体的两个端部分别设有液体出口。所述容器体内的液体进口处设有一个压力缓冲环，所述容器体内两端部的液体出口处分别设细胞筛网。本实用新型专利技术还提供一种包括所述生物反应容器的生物人工肝用往返翻转灌流型生物反应器。本实用新型专利技术的有益之处在于：微载体上培养的肝细胞能够均匀的分布在整个生物反应容器内部，在往返运动中对肝细胞损伤小，肝衰竭血浆能够充分接触，有效的避免灌流死腔和无效灌流，能够高效的对血浆进行解毒、并且操作简单、成本低、功效强，能够最大限度的发挥生物人工肝的治疗作用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于生物医学设备
，具体为一种生物反应容器及生物人工肝用往返翻转灌流型生物反应器。
技术介绍
生物人工肝或混合型生物人工肝是利用生物反应器中肝细胞的部分功能，一方面对肝衰竭患者血浆中的毒性物质进行生物转化，另一方面分泌多种生物活性物质释放入患者血液，以达到改善患者内稳态的平衡。生物反应器是生物人工肝或混合型生物人工肝的核心部分，是肝细胞对患者血浆进行解毒和分泌活性物质的主要场所，因此作为一个高效的反应器应具有以下特征肝细胞应与反应器内的液体有充分接触的接触时间，肝细胞在生物反应器内部分布均勻，生物相容性好以及保障肝细胞的功能并且能够容纳一定数量的肝细胞。目前，其中应用最多的是中空纤维生物反应器，但中空纤维反应器的缺点是细胞分布不均勻，细胞粘附能力差，存在膜的污染和堵塞，细胞生长或过量气体产生会破坏纤维，既影响细胞功能的发挥又影响对生物反应器内细胞功能状态的观察。另外，现行使用的灌流型圆柱状生物反应器是采用单一进口和单一出口，液体直接灌流，剪切力大，在一般流速下存在灌流死腔，甚至是无效灌流，在流速高的时候灌流液的剪切力高，肝细胞容易损伤，影响其对血浆的解毒功能。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本技术的目的是提供一种可以使血浆和培养基在反应器内与肝细胞充分接触，避免液体对肝细胞的直接冲击的生物反应容器。本技术的另一目的是提供一种具有细胞分布均勻、细胞和血浆接触充分、灌流液对细胞损伤小，能够高效的对血浆进行解毒、避免无效灌流和灌流死腔，并且操作简单、成本低、功效强的生物人工肝用往返翻转灌流型生物反应器。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是一种生物反应容器，包括具有容腔的圆柱形容器体，所述容器体的圆周侧壁上端和下端分别设有与所述容腔相通的液体进口，所述容器体的两个端部分别设有与所述容腔相通的液体出口。可以保证整个反应器一直从生物反应容器的下端进液体和上端出液体，从而保证生物反应容器中的液体和其内的细胞能够充分的接触。所述的容器体由一个筒状壳体及安装在筒状壳体两端形成密封容腔的密封盖组成，所述两个液体进口分别安装在靠近所述密封盖的筒状壳体的侧壁上，所述液体出口分别设于所述的密封盖上。所述筒状壳体内的液体进口处设有一个压力缓冲环，以避免液体对肝细胞的直接冲击所造成的损伤。所述的压力缓冲环的内径为4_7cm。所述液体出口处的筒状壳体内分别设细胞筛网，以阻止容器内微载体流出。所述的细胞筛网的为200-400目筛网。所述的筒状壳体为透明塑料制成。所述筒状壳体上可以设置有取样口，所述取样口配以阀门密封。一种生物人工肝用往返翻转灌流型生物反应器，包括所述生物反应容器、分浆器、 灌流器和氧合器，输料管道通过血浆泵与第一分浆器连接，第一分浆器通过管道经分浆泵与灌流器连接，灌流器通过管道经蠕动泵和二级蠕动泵与生物反应容器上的液体进口连接，生物反应容器上的液体出口通过管道经二级蠕动泵与氧合器连接，氧合器通过管道与第二分浆器连接；第二分浆器的一出口端通过管道经二级蠕动泵与生物反应容器上的液体进口连接，另一出口端通过管道经蠕动泵输出。所述的二级蠕动泵设有两组，一组通过管道与第一液体进口和第二液体出口连接，另一组通过管道与第二液体进口和第一液体出口连接，以实现容器内的液体进出处于平衡状态。所述的生物反应容器置于恒温箱中。所述的氧合器可以是膜式氧合器。与现有技术相比，本技术的有益效果是由于微载体的密度大于细胞培养基和血浆，易于沉积，尤其是大规模培养时更为突出，生物反应容器的往返翻转运动可以使微载体在反应器内均勻分布，这样可以避免生物反应容器内物质产生浓度梯度，便于物质的充分交换。双进口和双出口的设置可以使血浆和培养基在反应器内与肝细胞充分接触，能够充分的发挥肝细胞对血浆的净化作用。在液体进口处设置压力缓冲环可以避免液体对肝细胞的直接冲击，液体总是从生物反应容器的底部以抛物线的形式运动，在保持微载体在生物反应容器内均勻分布，在液体浓度的均勻方面显示独特的优势。因此本技术更为符合流体力学要求，为人工肝开辟了新途径，功能全面，设计合理，功能全面，具有很好的应用前景。总的来说，在生物反应容器内的微载体上培养的肝细胞能够均勻的分布在整个生物反应容器内部，并且肝细胞在生物反应容器内部所受到的剪切力小，在往返运动中对肝细胞损伤小，肝衰竭血浆能够充分接触，有效的避免灌流死腔和无效灌流，能够高效的对血浆进行解毒、并且操作简单、成本低、功效强，能够最大限度的发挥生物人工肝的治疗作用。附图说明图1为本实用生物人工肝用往返翻转型生物反应器的原理图；图2为生物反应容器的剖开结构图；图3为生物反应容器的往返翻转示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。一种生物反应容器8，如图2所示，具有容腔的圆柱形容器体，在所述容器体圆周侧壁的上端和下端分别设有与所述容腔相通的液体进口 81，82 ；所述容器体的两个端部分别设有与所述容腔相通的液体出口 83，84。优选的，所述容器体由一个筒状壳体87及安装在筒状壳体87两端形成密封容腔的密封盖88，89组成。所述液体进口 81安装在靠近所述密封盖88的筒状壳体87的侧壁上；液体进口 82安装在靠近所述密封盖89的筒状壳体87 的侧壁上。所述液体出口 83设于所述的密封盖88上；所述液体出口 84设于所述的密封盖 89上。此结构可以保证整个反应器一直从生物反应容器的下端进液体和上端出液体，从而保证生物反应容器中的液体和其内的细胞能够充分的接触。在所述筒状壳体87内的两个液体进口 81，82处分别设有一个压力缓冲环85，以避免液体对肝细胞的直接冲击所造成的损伤。压力缓冲环85的内径可以为4-7cm，优选为5-6cm。所述压力缓冲环85为可以为固定在筒状壳体87内正对着液体进口 81，82的环型筒体，所述的环型筒体与筒状壳体87内侧壁之间面向密封盖88，89 —端的空隙设有开口，另一端为密封，使从液体进口 81，82进入筒状壳体87的血液或者培养基从密封盖88，89 —端的内侧壁进入容器体内。在所述液体出口 83，84处的筒状壳体87内分别设细胞筛网86，细胞筛网86可以为200-400目的筛网。在所述容器体内，两细胞筛网86之间为流动的微载体和生长在微载体上的细胞，细胞筛网86可以阻止所述容器体内的微载体流出。所述容器体的体积可以为0.3-3升之间，可以为长^cm,直径如m。可以根据临床需要调整其容积的大小，制定所需要的尺寸。所述容器体的筒状壳体87可以由透明塑料制成，以便于观察容器内物料的状态。所述容器体的筒状壳体87上可以设置有取样口，所述取样口配以阀门密封。在所述取样口上可以安装有血气分析仪，血气分析仪可以实时的检测血浆或细胞培养基中的氧含量、Ph值等，实时了解生物反应容器8内肝细胞的生存环境，并根据具体情况做出调整。一种生物人工肝用往返翻转型生物反应器，如图1所示，包括生物反应容器8、分浆器2，11、灌流器4和氧合器10。输料管道通过血浆泵1与第一分浆器2连接，第一分浆器2通过管道经分浆泵3与灌流器4连接，灌流器4通过管道经蠕动泵5和二级蠕动泵6， 7与生物反应容器8上的液体进口 81，82连接，生物反应容器8的液体出口 83，84本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种生物反应容器，包括具有容腔的圆柱形容器体，其特征在于：所述容器体的圆周侧壁上端和下端分别设有与所述容腔相通的液体进口，所述容器体的两个端部分别设有与所述容腔相通的液体出口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高森，薛琨，洪媛媛，张志，郭颖，高毅，
申请(专利权)人：南方医科大学珠江医院，
类型：实用新型
国别省市：81