一种血管生物反应器 |
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| 申请号 | CN202321706901.3 | 申请日 | 2023-06-30 | 公开(公告)号 | CN220099062U | 公开(公告)日 | 2023-11-28 |
| 申请人 | 楚天思优特生物技术(长沙)有限公司; | 发明人 | 周卫; 谭亮; | ||||
| 摘要 | 本实用新型公开了一种血管 生物 反应器 ，包括容液器、输液 泵 、反应器和线性 马 达，反应器的一侧设有至少三个进口、另一侧设有与进口等数的出口，进口和出口之间一一对应连接有能伸缩的脉动管，脉动管位于反应器中，且脉动管外壁上设有架体，容液器与 输液泵 的进液端连接，至少一个脉动管对应的进口与输液泵的出液端连接、对应的出口与容液器连接，线性马达与脉动管连接，用于驱动脉动管伸缩。本血管生物反应器缩短实验周期，获得机械性能足够、断裂强度和 顺应性 值与天然动脉相近的类血管结构。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种血管生物反应器，其特征在于：包括容液器(1)、输液泵(2)、反应器(3)和线性马达(4)，所述反应器(3)的一侧设有至少三个进口(5)、另一侧设有与进口(5)等数的出口(6)，所述进口(5)和出口(6)之间一一对应连接有能伸缩的脉动管(7)，所述脉动管(7)位于反应器(3)中，且所述脉动管(7)外壁上设有用于种子细胞附着接种的架体(8)，所述容液器(1)与输液泵(2)的进液端连接，至少一个脉动管(7)对应的进口(5)与输液泵(2)的出液端连接、对应的出口(6)与容液器(1)连接，所述线性马达(4)与脉动管(7)连接，用于驱动脉动管(7)伸缩。 |
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| 说明书全文 | 一种血管生物反应器技术领域[0001] 本实用新型涉及测量器械技术领域，尤其涉及一种血管生物反应器。 背景技术[0003] 传统的生物反应器通过施加周向应变(即单径向拉伸)来增强细胞外基质(ECM)的生成和组织工程血管(TEV)的机械强度。然而，由此产生的TEV仍然存在机械性能不足的问题，其中断裂强度和顺应性值仍然与天然动脉存在很大差异。并且，传统的生物反应器模式单一(功能单一)，只能进行单一状态培养，实验周期长，难以满足不同培养模式在同一实验条件下研究天然动脉的生物力学环境。实用新型内容 [0004] 本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具有多种模式，能够满足在实验条件一致的条件下对不同培养模式下的对比研究，实现了人体血液循环的精准模仿，缩短实验周期，获得机械性能足够、断裂强度和顺应性值与天然动脉相近的类血管结构的血管生物反应器。 [0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案： [0006] 一种血管生物反应器，包括容液器、输液泵、反应器和线性马达，所述反应器的一侧设有至少三个进口、另一侧设有与进口等数的出口，所述进口和出口之间一一对应连接有能伸缩的脉动管，所述脉动管位于反应器中，且所述脉动管外壁上设有用于种子细胞附着接种的架体，所述容液器与输液泵的进液端连接，至少一个脉动管对应的进口与输液泵的出液端连接、对应的出口与容液器连接，所述线性马达与脉动管连接，用于驱动脉动管伸缩。 [0007] 作为上述技术方案的进一步改进： [0008] 所述输液泵的出液端连接有第一连接管，所述第一连接管与进口可拆卸连接。 [0010] 所述进口可拆卸连接有第一分接管，所述第一分接管与第一连接管连接。 [0011] 所述出口可拆卸连接有第二分接管，所述第二分接管与容液器连接。 [0012] 所述第二分接管与容液器通过第三连接管连接。 [0013] 所述容液器与输液泵的进液端通过第四连接管连接。 [0014] 所述反应器为玻璃容器，所述进口设有进液玻璃管，所述进液玻璃管的两端与输液泵的出液端和脉动管的一端分别连接，所述出口设有出液玻璃管，所述出液玻璃管的两端与容液器和脉动管分别连接。 [0016] 一种血管生物培养方法，采用上述的血管生物反应器进行，包括如下步骤： [0017] S1、接种细胞：使细胞覆盖反应器内的架体； [0018] S2、静态培养：细胞在反应器内的培养液中静态培养预定时间，使细胞沿架体生长，并附着在架体上； [0019] S3、第一状态脉动培养：脉动管在第一直径状态，开启输液泵，容液器中的溶液流经脉动管带动脉动管脉动，对架体上的细胞进行脉动培养； [0020] S4、第二状态脉动培养：开启线性马达将脉动管调节到第二直径状态，对架体上的细胞进行脉动培养，使架体和细胞融合成类血管结构； [0021] S5、完成培养后取出类血管结构。 [0022] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于： [0023] 本实用新型的血管生物反应器，具有多种模式，能够满足在实验条件一致的条件下对不同培养模式下的对比研究，研究天然动脉的生物力学环境，实现了人体血液循环的精准模仿；缩短实验周期，获得机械性能足够、断裂强度和顺应性值与天然动脉相近的类血管结构。 [0024] 本实用新型的血管生物培养方法，能够在一个反应器内进行第一状态脉动培养和第二状态脉动培养，满足在实验条件一致的条件下进行多种状态脉动培养，获得机械性能足够、断裂强度和顺应性值与天然动脉相近的类血管结构。附图说明 [0025] 图1是本实用新型血管生物反应器的立体结构示意图。 [0026] 图2是本实用新型血管生物反应器的俯视结构示意图。 [0027] 图3是本实用新型血管生物反应器的反应器的立体结构示意图。 [0028] 图4是本实用新型血管生物反应器的反应器的主透视结构示意图。 [0029] 图5是本实用新型血管生物反应器的反应器的俯剖结构示意图。 [0030] 图6是图5中A处的放大图。 [0031] 图中各标号表示： [0032] 1、容液器；11、第四连接管；12、第三连接管；2、输液泵；21、第一连接管；22、第一分接管；3、反应器；31、搅拌机构；32、开口；33、盖体；34、呼吸管；35、喂料管；36、过滤器；4、线性马达；5、进口；51、进液玻璃管；6、出口；61、第二分接管；62、出液玻璃管；7、脉动管；8、架体；9、第二连接管；91、压力传感器。 具体实施方式[0034] 如本公开和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。 [0035] 实施例一： [0036] 图1至图6示出了本实用新型血管生物反应器的一种实施例，本实施例的血管生物反应器，包括容液器1、输液泵2、反应器3和线性马达4，反应器3的一侧设有至少三个进口5、另一侧设有与进口5等数的出口6，进口5和出口6之间一一对应连接有能伸缩的脉动管7，脉动管7位于反应器3中，且脉动管7外壁上设有用于种子细胞附着接种的架体8，容液器1与输液泵2的进液端连接，至少一个脉动管7对应的进口5与输液泵2的出液端连接、对应的出口6与容液器1连接，线性马达4与脉动管7连接，用于驱动脉动管7伸缩。 [0037] 本血管生物反应器的第一种培养模式：使细胞覆盖反应器3内的架体8；细胞在反应器3内的培养液中静态培养预定时间，使细胞沿架体8生长，并附着在架体8上；脉动管7在第一直径状态，开启输液泵2，容液器1中的溶液流经脉动管7带动脉动管7脉动，对架体8上的细胞进行第一状态脉动培养；开启线性马达4将脉动管7调节到第二直径状态，对架体8上的细胞进行第二状态脉动培养，使架体8和细胞融合成类血管结构；完成培养后取出类血管结构。 [0038] 本血管生物反应器的第二种培养模式：使细胞覆盖反应器3内的架体8；细胞在反应器3内的培养液中静态培养预定时间，使细胞沿架体8生长，并附着在架体8上，待架体8和细胞融合成类血管结构后，取出类血管结构。 [0039] 本血管生物反应器的第三种培养模式：使细胞覆盖反应器3内的架体8；细胞在反应器3内的培养液中静态培养预定时间，使细胞沿架体8生长，并附着在架体8上；开启输液泵2，容液器1中的溶液流经脉动管7带动脉动管7脉动，对架体8上的细胞进行脉动培养，使架体8和细胞融合成类血管结构；完成培养后取出类血管结构。 [0040] 本血管生物反应器的第四种培养模式：使细胞覆盖反应器3内的架体8；细胞在反应器3内的培养液中静态培养预定时间，使细胞沿架体8生长，并附着在架体8上；开启输液泵2，容液器1中的溶液流经脉动管7带动脉动管7脉动，对架体8上的细胞进行径向脉动培养；开启线性马达4使脉动管7轴向伸缩，对架体8上的细胞进行径向脉动和轴向伸缩培养，使架体8和细胞融合成类血管结构；完成培养后取出类血管结构。 [0041] 本血管生物反应器的第五种培养模式：使细胞覆盖反应器3内的架体8；开启线性马达4使脉动管7轴向伸缩，对架体8上的细胞进行轴向伸缩培养，使架体8和细胞融合成类血管结构；完成培养后取出类血管结构。 [0042] 对应的，脉动管7具有至少三根，具体使用时，脉动管7可将各脉动管7对应的进口5与输液泵2的出液端连接、对应的出口6与容液器1连接，这样，可采用一根脉动管7进行第一种培养模式，另一根脉动管7进行第二种培养模式，第三根脉动管7进行第四种培养模式，满足在同一实验条件下对不同培养模式下的对比研究，获得机械性能足够、断裂强度和顺应性值与天然动脉相近的类血管结构。 [0043] 本血管生物反应器具有多种模式，能够满足在实验条件一致的条件下对不同培养模式下的对比研究，研究天然动脉的生物力学环境，实现了人体血液循环的精准模仿；缩短实验周期，获得机械性能足够、断裂强度和顺应性值与天然动脉相近的类血管结构。 [0044] 本实施例中，输液泵2的出液端连接有第一连接管21，第一连接管21与进口5可拆卸连接。具体地，各脉动管7对应的进口5均通过第一连接管21与输液泵2的出液端可拆卸连接，便于脉动管7使用数量的选择，可将不使用的脉动管7对应进口5与第一连接管21拆分。 [0045] 本实施例中，如图1和图2所示，第一连接管21与容液器1之间连接有第二连接管9，第二连接管9上设有压力传感器91。压力传感器91用于反应和检测第一连接管21、容液器1中的压力。 [0046] 本实施例中，进口5可拆卸连接有第一分接管22，第一分接管22与第一连接管21连接。具体地，各脉动管7对应的进口5分别通过第一分接管22与第一连接管21可拆卸连接，便于脉动管7使用数量的选择，可将不使用的脉动管7对应进口5的第一分接管22拆卸。 [0047] 本实施例中，出口6可拆卸连接有第二分接管61，第二分接管61与容液器1连接。 [0048] 具体地，各脉动管7对应的出口6分别通过第二分接管61与容液器1的进液端可拆卸连接，便于脉动管7使用数量的选择，可将不使用的脉动管7对应出口6的第二分接管61拆卸。 [0049] 本实施例中，第二分接管61与容液器1通过第二连接管9连接。容液器1与输液泵2的进液端通过第四连接管11连接。 [0050] 本实施例中，反应器3为玻璃容器，进口5设有进液玻璃管51，进液玻璃管51的两端与输液泵2的出液端和脉动管7的一端分别连接，出口6设有出液玻璃管62，出液玻璃管62的两端与容液器1和脉动管7分别连接。 [0051] 本实施例中，反应器3的底部设有搅拌机构31，反应器3顶部设有开口32，开口32处设有盖体33，盖体33中贯穿有呼吸管34和喂料管35，呼吸管34的外端设有过滤器36。 [0052] 容液器1中的溶液为PBS溶液(磷酸盐缓冲溶液)，输液泵2为匀流泵，作为PBS溶液驱动动力源，利用其脉冲供液的原理，模仿心脏跳动，提供脉动管7径向脉动； [0054] 反应器3为玻璃容器，即反应器3的外壳由透明玻璃构成，方便观察内部情况。 [0055] 搅拌机构31为用于对反应器3内的培养液(培养基)进行搅拌，保证培养液的均一性和有效的气体交互； [0056] 线性马达4用于提供脉动管7的轴向拉伸运动动力； [0057] 容液器1优为PBS袋(热塑性树脂袋)，用于存放PBS溶液； [0059] 多模式培养集中在一个反应器3内，实现了培养条件一致，排除了分开培养条件不一致的弊端，方便研究人员研究。 [0060] 实施例二： [0061] 一种血管生物培养方法，采用实施例一的血管生物反应器进行，包括如下步骤： [0062] S1、接种细胞：使细胞覆盖反应器3内的架体8； [0063] S2、静态培养：细胞在反应器3内的培养液中静态培养预定时间，使细胞沿架体8生长，并附着在架体8上； [0064] S3、第一状态脉动培养：脉动管7在第一直径状态，开启输液泵2，容液器1中的溶液流经脉动管7带动脉动管7脉动，对架体8上的细胞进行脉动培养； [0065] S4、第二状态脉动培养：开启线性马达4将脉动管7调节到第二直径状态，对架体8上的细胞进行脉动培养，使架体8和细胞融合成类血管结构； [0066] S5、完成培养后取出类血管结构。 [0067] 本血管生物培养方法，能够在一个反应器3内进行第一状态脉动培养和第二状态脉动培养，满足在实验条件一致的条件下进行多种状态脉动培养，获得机械性能足够、断裂强度和顺应性值与天然动脉相近的类血管结构。 [0068] 实施例三： [0069] 另一种血管生物培养方法，采用实施例一的血管生物反应器进行，包括如下步骤： [0070] Y1、接种细胞：使细胞覆盖反应器3内的架体8； [0071] Y2、静态培养：细胞在反应器3内的培养液中静态培养预定时间，使细胞沿架体8生长，并附着在架体8上； [0072] Y3、径向脉动培养：开启输液泵2，容液器1中的溶液流经脉动管7带动脉动管7脉动，对架体8上的细胞进行径向脉动培养； [0073] Y4、径向脉动和轴向伸缩培养：开启线性马达4使脉动管7轴向伸缩，对架体8上的细胞进行径向脉动和轴向伸缩培养，使架体8和细胞融合成类血管结构； [0074] Y5、完成培养后取出类血管结构。 [0075] 实施例四： [0076] 第三种血管生物培养方法，采用实施例一的血管生物反应器进行，包括如下步骤： [0077] B1、接种细胞：使细胞覆盖反应器3内的架体8； [0078] B2、静态培养：细胞在反应器3内的培养液中静态培养预定时间，使细胞沿架体8生长，并附着在架体8上，使架体8和细胞融合成类血管结构； [0079] B3、完成培养后取出类血管结构。 [0080] 实施例五： [0081] 第四种血管生物培养方法，采用实施例一的血管生物反应器进行，包括如下步骤： [0082] W1、接种细胞：使细胞覆盖反应器3内的架体8； [0083] W2、径向脉动培养：开启输液泵2，容液器1中的溶液流经脉动管7带动脉动管7脉动，对架体8上的细胞进行径向脉动培养，使架体8和细胞融合成类血管结构； [0084] W3、完成培养后取出类血管结构。 [0085] 实施例六： [0086] 第五种血管生物培养方法，采用实施例一的血管生物反应器进行，包括如下步骤： [0087] V1、接种细胞：使细胞覆盖反应器3内的架体8； [0088] V2、开启输液泵2和线性马达4，容液器1中的溶液流经脉动管7带动脉动管7脉动，线性马达4使脉动管7轴向伸缩，对架体8上的细胞进行径向脉动和轴向伸缩培养，使架体8和细胞融合成类血管结构； [0089] V3、完成培养后取出类血管结构。 [0090] 实施例七： [0091] 第六种血管生物培养方法，采用实施例一的血管生物反应器进行，包括如下步骤： [0092] L1、接种细胞：使细胞覆盖反应器3内的架体8； [0093] L2、开启线性马达4，线性马达4使脉动管7轴向伸缩，对架体8上的细胞进行轴向伸缩培养，使架体8和细胞融合成类血管结构； [0094] L3、完成培养后取出类血管结构。 [0095] 虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。 |
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