一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器，包括有反應(yīng)罐，導(dǎo)管的兩端均設(shè)在反應(yīng)罐內(nèi)，導(dǎo)管上連通有圓形反應(yīng)器，圓形反應(yīng)器內(nèi)腔設(shè)有能容納中空盲端圓柱材料試件的圓柱形腔體，圓柱形腔體上口部設(shè)有一帶六個圓孔的圓形固定器，圓柱形腔體底部設(shè)有底部通孔，底部通孔通過中通螺母樣結(jié)構(gòu)與鉑金硫化硅膠管相連，圓形反應(yīng)器兩端各設(shè)有一圓形蓋，圓形蓋中心設(shè)有一中心通孔，導(dǎo)管通過中心通孔與圓形反應(yīng)器相連通；本實(shí)用新型在保證內(nèi)部灌注，阻斷側(cè)流的情況下，可以批量生產(chǎn)大段的活性組織工程骨；具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便和效率高的特點(diǎn)。
【專利說明】一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工程骨生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002]生物反應(yīng)器在組織工程領(lǐng)域扮演著極其重要的角色，早期的靜態(tài)培養(yǎng)限制了營養(yǎng)液向內(nèi)部流動。隨后出現(xiàn)了攪拌式生物反應(yīng)器，該型生物反應(yīng)器的主要缺點(diǎn)是容易在細(xì)胞/支架材料復(fù)合體表面形成一層致密的細(xì)胞，妨礙氧和營養(yǎng)物質(zhì)向材料中央彌散，因此還未徹底解決材料充分灌注的問題。此外，在反應(yīng)器內(nèi)剪切應(yīng)力的分布也并不均勻，從上至下呈梯度分布，最大剪切力位于瓶底部，無法精確調(diào)節(jié)剪切力的大小。緊接著被研發(fā)的旋轉(zhuǎn)式生物反應(yīng)器也存在著明顯的缺陷，漂浮于培養(yǎng)液中的細(xì)胞/支架復(fù)合體容易碰撞容器壁，損傷材料和擾動其上復(fù)合的種子細(xì)胞；由于無法確保材料中心部位的營養(yǎng)輸送，細(xì)胞分布和礦化現(xiàn)象仍然局限于復(fù)合體的外表面。
[0003]灌注型生物反應(yīng)器擺脫了先前技術(shù)的缺陷，是骨組織工程中最為廣泛應(yīng)用的類型。但是在灌注過程中是否能保證灌注液體完全流經(jīng)材料內(nèi)部并且使液流在材料內(nèi)部均勻分布尚沒有一個良好的解決方法，而且對于批量生產(chǎn)大段活性組織工程骨也沒有一個確定的標(biāo)準(zhǔn)。防止灌注液經(jīng)材料與反應(yīng)器壁間的空隙而繞過材料，確保灌注液從多孔材料內(nèi)部流向外部并批量生產(chǎn)出大段活性組織工程骨是當(dāng)前技術(shù)所不能達(dá)到的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器，克服了灌注式生物反應(yīng)器的材料與反應(yīng)器壁間不能完全封閉的難題，確保灌注液直接流入材料中心隨后從中心緩慢滲向外部，而且使材料的放入與取出更加簡便的灌注式生物反應(yīng)器，能夠批量生產(chǎn)大段活性組織工程骨。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器，包括有反應(yīng)罐，導(dǎo)管的兩端均設(shè)在反應(yīng)罐內(nèi)，導(dǎo)管上連通有圓形反應(yīng)器，圓形反應(yīng)器內(nèi)腔設(shè)有能容納中空盲端圓柱材料試件的圓柱形腔體，圓柱形腔體上口部設(shè)有一帶六個圓孔的圓形固定器，圓柱形腔體底部設(shè)有底部通孔，底部通孔通過中通螺母樣結(jié)構(gòu)與鉬金硫化硅膠管相連，圓形反應(yīng)器兩端各設(shè)有一圓形蓋，圓形蓋中心設(shè)有一中心通孔，導(dǎo)管通過中心通孔與圓形反應(yīng)器相連通。
[0006]所述的圓柱形腔體與試件之間的空隙內(nèi)設(shè)有圓形橡膠圈，用于封閉材料與反應(yīng)器壁間的空隙。
[0007]所述的圓柱形腔體一端帶有與鉬金硫化硅膠管連接的中通螺母樣結(jié)構(gòu)，通過螺紋與反應(yīng)器連接。
[0008]所述鉬金硫化硅膠管直接插入圓柱材料試件內(nèi)部進(jìn)行灌注。
[0009]所述帶圓形固定器和中通螺母樣結(jié)構(gòu)均通過螺紋與反應(yīng)器連接，圓形固定器可以旋轉(zhuǎn)。
[0010]所述的圓形蓋內(nèi)設(shè)有橡膠墊片。
[0011 ] 所述的圓形蓋與圓形反應(yīng)器通過螺紋連接。
[0012]所述的圓形反應(yīng)器、圓形固定器、中通螺母樣結(jié)構(gòu)的材料均采用透明有機(jī)玻璃。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型中，六個帶有鉬金硫化硅膠管的中通螺母樣結(jié)構(gòu)可以將軟管直接插入圓柱材料試件的盲端中空的圓柱形腔體中，利用皮軟管的彈性使其與圓柱材料試件緊密連接，確保灌注液由圓柱材料試件中心逐漸滲向外周。圓形橡膠圈套在圓柱材料試件的末端，卡在圓柱材料試件與反應(yīng)器壁之間，從而阻斷灌注液繞過圓柱材料試件，經(jīng)圓柱材料試件與反應(yīng)器壁間的空隙流逝。圓形固定器的設(shè)計(jì)不僅使圓柱材料試件固定于的圓柱形腔體內(nèi)，而且方便圓柱材料試件的放入與取出。由于設(shè)有六個圓柱形腔體，所以一次可批量生產(chǎn)六個圓柱材料試件，比以往的單一生產(chǎn)更有效率。具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便和效率高的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為反應(yīng)器圓形蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本實(shí)用新型去掉圓形蓋后的俯視圖。
[0019]圖5為本實(shí)用新型圓形橡膠圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為本實(shí)用新型橡膠墊片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7為本實(shí)用新型中通螺母樣結(jié)構(gòu)與皮軟管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖8為本實(shí)用新型圓形固定器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9為本實(shí)用新型要生產(chǎn)的圓柱材料試件的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]參見圖1、2、3、4、5、6、7、8、9，一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器，包括有反應(yīng)罐1，導(dǎo)管2的兩端均設(shè)在反應(yīng)罐I內(nèi)，導(dǎo)管2上連通有圓形反應(yīng)器3，圓形反應(yīng)器3內(nèi)腔設(shè)有能容納中空盲端圓柱材料試件8的圓柱形腔體4，圓柱形腔體4上口部設(shè)有一帶六個圓孔的圓形固定器5，圓柱形腔體4底部設(shè)有底部通孔6，底部通孔6通過中通螺母樣結(jié)構(gòu)13與鉬金硫化硅膠管7相連，圓形反應(yīng)器3兩端個設(shè)有一圓形蓋9，圓形蓋9中心設(shè)有一中心通孔10，導(dǎo)管2通過中心通孔10與圓形反應(yīng)器相連通。
[0026]所述的圓柱形腔體4與圓柱材料試件8之間的空隙內(nèi)設(shè)有有圓形橡膠圈11，用于封閉材料與反應(yīng)器壁間的空隙，所述的圓柱形腔體4的數(shù)量有六組，圓形橡膠圈的數(shù)量同樣也有六組。
[0027]所述的圓柱形腔體一段帶有與鉬金硫化硅膠管連接中通螺母樣結(jié)構(gòu)，通過螺紋與反應(yīng)器連接。
[0028]所述鉬金硫化硅膠管直接插入圓柱材料試件內(nèi)部進(jìn)行灌注。
[0029]所述的圓形反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有帶有圓孔的圓形固定器。
[0030]所述帶圓形固定器和中通螺母樣結(jié)構(gòu)均通過螺紋與反應(yīng)器連接，而且圓形固定器可以旋轉(zhuǎn)。
[0031]參見圖6，所述的圓形蓋內(nèi)設(shè)有橡膠墊片12。
[0032]所述的圓形蓋與圓形反應(yīng)器3通過螺紋連接。
[0033]所述的圓形反應(yīng)器、圓形固定器、中通螺母樣結(jié)構(gòu)的材料均采用透明有機(jī)玻璃。
[0034]本實(shí)用新型中的部件均采用成本低廉、性能優(yōu)越的透明有機(jī)玻璃材料所制造。圓形固定器面向圓形反應(yīng)器的一側(cè)中心設(shè)有一帶有螺紋的長桿狀結(jié)構(gòu)，與圓形反應(yīng)器中心的帶有螺紋的凹槽相匹配，且圓形固定器上的六個圓孔可隨著螺紋的旋轉(zhuǎn)而與圓形反應(yīng)器的六個圓柱形腔體互相吻合或者互相錯開，從而方便圓柱材料試件的放入、取出與固定。
[0035]本實(shí)用新型中，六個帶有鉬金硫化硅膠管的中通螺母樣結(jié)構(gòu)將軟管直接插入圓柱材料試件的盲端中空結(jié)構(gòu)中，利用軟管的彈性使其與圓柱材料試件緊密連接，確保灌注液由材料中心逐漸滲向外周。圓形橡膠圈可以套在圓柱材料試件的末端，卡在圓柱材料試件與反應(yīng)器壁之間，從而阻斷灌注液繞過圓柱材料試件，經(jīng)圓柱材料試件與反應(yīng)器壁間的空隙流逝。圓形固定器的設(shè)計(jì)不僅使圓柱材料試件固定于圓柱形腔體內(nèi)，而且方便圓柱材料試件的放入與取出。本實(shí)用新型可一次批量生產(chǎn)六圓柱材料試件，比以往的單一生產(chǎn)更有效率。
[0036]本實(shí)用新型的制備方法如下:選擇價格低廉、性能優(yōu)越的透明有機(jī)玻璃，通過車床技術(shù)對該實(shí)用新型的各個部件進(jìn)行加工制造。圍繞圓形反應(yīng)器的中心鑿有六個大小完全相等的六個空心圓柱體(圓柱體一側(cè)開放，一側(cè)封閉)用于放置圓柱材料試件，圓形反應(yīng)器的兩端結(jié)構(gòu)不同，一側(cè)為方便圓柱材料試件放置與取出的開放性結(jié)構(gòu)，此端在圓形反應(yīng)器中心部位有一帶螺紋的凹槽，與圓形固定器上帶螺紋的長桿裝結(jié)構(gòu)相吻合，圓形固定器上設(shè)有六個直徑大小與圓形固定器空心圓柱相同的孔，通過螺紋旋轉(zhuǎn)來使得材料試件被放入、取出和固定，圓形固定器同樣也被圓形反應(yīng)器所包含。另一側(cè)是在六個圓柱形腔體的底部中心各設(shè)有一個帶有螺紋的底部通孔(此孔與圓柱形腔體相連通)，六個底部通孔分別與帶有皮軟管的中通螺母樣結(jié)構(gòu)相連接，皮軟管的一端穿過中通螺母樣結(jié)構(gòu)的中心，用生物膠黏連固定，另一端穿過圓形反應(yīng)器上的底部通孔，插入盲端中空的圓柱材料試件，利用皮軟管的彈性將其與圓柱材料試件固定連接，中通螺母樣結(jié)構(gòu)與底部通孔螺紋吻合連接。圓形反應(yīng)器兩端各有一大的凹槽，在圓形蓋封閉后仍有一細(xì)縫隙用以儲存灌注液。圓形反應(yīng)器的兩端外周各有一帶內(nèi)螺紋圓形蓋，圓形蓋內(nèi)含有橡膠墊片，橡膠墊片防止液體向外滲漏。在圓形蓋子的中心各有一中心通孔與導(dǎo)管連接。
[0037]因此，本實(shí)用新型在保證內(nèi)部灌注，阻斷側(cè)流的情況下，可以批量生產(chǎn)大段的活性組織工程骨，克服了現(xiàn)階段技術(shù)的缺陷，為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究應(yīng)用提供了新的工具。
【權(quán)利要求】
1.一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器，包括有反應(yīng)罐(1)，導(dǎo)管(2)的兩端均設(shè)在反應(yīng)罐(I)內(nèi)，導(dǎo)管(2)上連通有圓形反應(yīng)器(3)，其特征在于，圓形反應(yīng)器(3)內(nèi)腔設(shè)有能容納中空盲端圓柱材料試件(8)的圓柱形腔體(4)，圓柱形腔體(4)上口部設(shè)有一帶六個圓孔的圓形固定器(5)，圓柱形腔體(4)底部設(shè)有底部通孔(6)，底部通孔(6)通過中通螺母樣結(jié)構(gòu)(13)與鉬金硫化硅膠管(7)相連，圓形反應(yīng)器(3)兩端各設(shè)有一網(wǎng)形蓋(9)，圓形蓋(9)中心設(shè)有一中心通孔(10)，導(dǎo)管⑵通過中心通孔(10)與圓形反應(yīng)器相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的圓柱形腔體與試件(8)之間的空隙內(nèi)設(shè)有圓形橡膠圈(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器，其特征在于，鉬金硫化硅膠管直接插入圓柱材料試件內(nèi)部進(jìn)行灌注。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器，其特征在于，圓形固定器和中通螺母樣結(jié)構(gòu)均通過螺紋與反應(yīng)器連接，圓形固定器可以旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的圓形蓋(9)內(nèi)設(shè)有橡膠墊片(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的圓形蓋與圓形反應(yīng)器(3)通過螺紋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的一種批量生產(chǎn)大段組織工程骨的完全灌注式生物反應(yīng)器，其特征在于，所述的圓形反應(yīng)器、圓形固定器、中通螺母樣結(jié)構(gòu)的材料均采用透明有機(jī)玻璃。
【文檔編號】C12M3/00GK203960221SQ201320736239
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】樊博, 王臻, 連芩 申請人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)