一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器的制造方法
【專利摘要】一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器，包括有反應罐，導管的兩端均設在反應罐內，導管上連通有圓形反應器，圓形反應器內腔設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有一帶六個圓孔的圓形固定器，圓柱形腔體底部設有底部通孔，底部通孔通過中通螺母樣結構與鉑金硫化硅膠管相連，圓形反應器兩端各設有一圓形蓋，圓形蓋中心設有一中心通孔，導管通過中心通孔與圓形反應器相連通；本實用新型在保證內部灌注，阻斷側流的情況下，可以批量生產大段的活性組織工程骨；具有結構簡單、使用方便和效率高的特點。
【專利說明】一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于工程骨生產【技術領域】，具體涉及一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器。
【背景技術】
[0002]生物反應器在組織工程領域扮演著極其重要的角色，早期的靜態培養限制了營養液向內部流動。隨后出現了攪拌式生物反應器，該型生物反應器的主要缺點是容易在細胞/支架材料復合體表面形成一層致密的細胞，妨礙氧和營養物質向材料中央彌散，因此還未徹底解決材料充分灌注的問題。此外，在反應器內剪切應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，無法精確調節剪切力的大小。緊接著被研發的旋轉式生物反應器也存在著明顯的缺陷，漂浮于培養液中的細胞/支架復合體容易碰撞容器壁，損傷材料和擾動其上復合的種子細胞；由于無法確保材料中心部位的營養輸送，細胞分布和礦化現象仍然局限于復合體的外表面。
[0003]灌注型生物反應器擺脫了先前技術的缺陷，是骨組織工程中最為廣泛應用的類型。但是在灌注過程中是否能保證灌注液體完全流經材料內部并且使液流在材料內部均勻分布尚沒有一個良好的解決方法，而且對于批量生產大段活性組織工程骨也沒有一個確定的標準。防止灌注液經材料與反應器壁間的空隙而繞過材料，確保灌注液從多孔材料內部流向外部并批量生產出大段活性組織工程骨是當前技術所不能達到的。
【發明內容】
[0004]為了克服上述現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器，克服了灌注式生物反應器的材料與反應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器，能夠批量生產大段活性組織工程骨。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是:一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器，包括有反應罐，導管的兩端均設在反應罐內，導管上連通有圓形反應器，圓形反應器內腔設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有一帶六個圓孔的圓形固定器，圓柱形腔體底部設有底部通孔，底部通孔通過中通螺母樣結構與鉬金硫化硅膠管相連，圓形反應器兩端各設有一圓形蓋，圓形蓋中心設有一中心通孔，導管通過中心通孔與圓形反應器相連通。
[0006]所述的圓柱形腔體與試件之間的空隙內設有圓形橡膠圈，用于封閉材料與反應器壁間的空隙。
[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構，通過螺紋與反應器連接。
[0008]所述鉬金硫化硅膠管直接插入圓柱材料試件內部進行灌注。
[0009]所述帶圓形固定器和中通螺母樣結構均通過螺紋與反應器連接，圓形固定器可以旋轉。
[0010]所述的圓形蓋內設有橡膠墊片。
[0011 ] 所述的圓形蓋與圓形反應器通過螺紋連接。
[0012]所述的圓形反應器、圓形固定器、中通螺母樣結構的材料均采用透明有機玻璃。
[0013]本發明的有益效果是:
[0014]與現有技術相比，本實用新型中，六個帶有鉬金硫化硅膠管的中通螺母樣結構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器壁之間，從而阻斷灌注液繞過圓柱材料試件，經圓柱材料試件與反應器壁間的空隙流逝。圓形固定器的設計不僅使圓柱材料試件固定于的圓柱形腔體內，而且方便圓柱材料試件的放入與取出。由于設有六個圓柱形腔體，所以一次可批量生產六個圓柱材料試件，比以往的單一生產更有效率。具有結構簡單、使用方便和效率高的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的整體結構示意圖。
[0016]圖2為本實用新型反應器的結構示意圖。
[0017]圖3為反應器圓形蓋的結構示意圖。
[0018]圖4為本實用新型去掉圓形蓋后的俯視圖。
[0019]圖5為本實用新型圓形橡膠圈的結構示意圖。
[0020]圖6為本實用新型橡膠墊片的結構示意圖。
[0021]圖7為本實用新型中通螺母樣結構與皮軟管結構示意圖。
[0022]圖8為本實用新型圓形固定器結構示意圖。
[0023]圖9為本實用新型要生產的圓柱材料試件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0025]參見圖1、2、3、4、5、6、7、8、9，一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器，包括有反應罐1，導管2的兩端均設在反應罐I內，導管2上連通有圓形反應器3，圓形反應器3內腔設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上口部設有一帶六個圓孔的圓形固定器5，圓柱形腔體4底部設有底部通孔6，底部通孔6通過中通螺母樣結構13與鉬金硫化硅膠管7相連，圓形反應器3兩端個設有一圓形蓋9，圓形蓋9中心設有一中心通孔10，導管2通過中心通孔10與圓形反應器相連通。
[0026]所述的圓柱形腔體4與圓柱材料試件8之間的空隙內設有有圓形橡膠圈11，用于封閉材料與反應器壁間的空隙，所述的圓柱形腔體4的數量有六組，圓形橡膠圈的數量同樣也有六組。
[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構，通過螺紋與反應器連接。
[0028]所述鉬金硫化硅膠管直接插入圓柱材料試件內部進行灌注。
[0029]所述的圓形反應器內部設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構均通過螺紋與反應器連接，而且圓形固定器可以旋轉。
[0031]參見圖6，所述的圓形蓋內設有橡膠墊片12。
[0032]所述的圓形蓋與圓形反應器3通過螺紋連接。
[0033]所述的圓形反應器、圓形固定器、中通螺母樣結構的材料均采用透明有機玻璃。
[0034]本實用新型中的部件均采用成本低廉、性能優越的透明有機玻璃材料所制造。圓形固定器面向圓形反應器的一側中心設有一帶有螺紋的長桿狀結構，與圓形反應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而與圓形反應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]本實用新型中，六個帶有鉬金硫化硅膠管的中通螺母樣結構將軟管直接插入圓柱材料試件的盲端中空結構中，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器壁之間，從而阻斷灌注液繞過圓柱材料試件，經圓柱材料試件與反應器壁間的空隙流逝。圓形固定器的設計不僅使圓柱材料試件固定于圓柱形腔體內，而且方便圓柱材料試件的放入與取出。本實用新型可一次批量生產六圓柱材料試件，比以往的單一生產更有效率。
[0036]本實用新型的制備方法如下:選擇價格低廉、性能優越的透明有機玻璃，通過車床技術對該實用新型的各個部件進行加工制造。圍繞圓形反應器的中心鑿有六個大小完全相等的六個空心圓柱體(圓柱體一側開放，一側封閉)用于放置圓柱材料試件，圓形反應器的兩端結構不同，一側為方便圓柱材料試件放置與取出的開放性結構，此端在圓形反應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構相吻合，圓形固定器上設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器所包含。另一側是在六個圓柱形腔體的底部中心各設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構相連接，皮軟管的一端穿過中通螺母樣結構的中心，用生物膠黏連固定，另一端穿過圓形反應器上的底部通孔，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，中通螺母樣結構與底部通孔螺紋吻合連接。圓形反應器兩端各有一大的凹槽，在圓形蓋封閉后仍有一細縫隙用以儲存灌注液。圓形反應器的兩端外周各有一帶內螺紋圓形蓋，圓形蓋內含有橡膠墊片，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管連接。
[0037]因此，本實用新型在保證內部灌注，阻斷側流的情況下，可以批量生產大段的活性組織工程骨，克服了現階段技術的缺陷，為醫學領域的研究應用提供了新的工具。
【權利要求】
1.一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器，包括有反應罐(1)，導管(2)的兩端均設在反應罐(I)內，導管(2)上連通有圓形反應器(3)，其特征在于，圓形反應器(3)內腔設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)上口部設有一帶六個圓孔的圓形固定器(5)，圓柱形腔體(4)底部設有底部通孔(6)，底部通孔(6)通過中通螺母樣結構(13)與鉬金硫化硅膠管(7)相連，圓形反應器(3)兩端各設有一網形蓋(9)，圓形蓋(9)中心設有一中心通孔(10)，導管⑵通過中心通孔(10)與圓形反應器相連通。
2.根據權利要求1所述的一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器，其特征在于，所述的圓柱形腔體與試件(8)之間的空隙內設有圓形橡膠圈(11)。
3.根據權利要求1所述的一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器，其特征在于，鉬金硫化硅膠管直接插入圓柱材料試件內部進行灌注。
4.根據權利要求1所述的一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器，其特征在于，圓形固定器和中通螺母樣結構均通過螺紋與反應器連接，圓形固定器可以旋轉。
5.根據權利要求1所述的一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器，其特征在于，所述的圓形蓋(9)內設有橡膠墊片(12)。
6.根據權利要求1所述的一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器，其特征在于，所述的圓形蓋與圓形反應器(3)通過螺紋連接。
7.根據權利要求1 所述的一種批量生產大段組織工程骨的完全灌注式生物反應器，其特征在于，所述的圓形反應器、圓形固定器、中通螺母樣結構的材料均采用透明有機玻璃。
【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 優先權日:2013年11月21日
【發明者】樊博, 王臻, 連芩 申請人:中國人民解放軍第四軍醫大學