一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器的制造方法
【专利摘要】一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器，包括有反应罐，导管的两端均设在反应罐内，导管上连通有圆形反应器，圆形反应器内腔设有能容纳中空盲端圆柱材料试件的圆柱形腔体，圆柱形腔体上口部设有一带六个圆孔的圆形固定器，圆柱形腔体底部设有底部通孔，底部通孔通过中通螺母样结构与铂金硫化硅胶管相连，圆形反应器两端各设有一圆形盖，圆形盖中心设有一中心通孔，导管通过中心通孔与圆形反应器相连通；本实用新型在保证内部灌注，阻断侧流的情况下，可以批量生产大段的活性组织工程骨；具有结构简单、使用方便和效率高的特点。
【专利说明】一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于工程骨生产【技术领域】，具体涉及一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器。
【背景技术】
[0002]生物反应器在组织工程领域扮演着极其重要的角色，早期的静态培养限制了营养液向内部流动。随后出现了搅拌式生物反应器，该型生物反应器的主要缺点是容易在细胞/支架材料复合体表面形成一层致密的细胞，妨碍氧和营养物质向材料中央弥散，因此还未彻底解决材料充分灌注的问题。此外，在反应器内剪切应力的分布也并不均匀，从上至下呈梯度分布，最大剪切力位于瓶底部，无法精确调节剪切力的大小。紧接着被研发的旋转式生物反应器也存在着明显的缺陷，漂浮于培养液中的细胞/支架复合体容易碰撞容器壁，损伤材料和扰动其上复合的种子细胞；由于无法确保材料中心部位的营养输送，细胞分布和矿化现象仍然局限于复合体的外表面。
[0003]灌注型生物反应器摆脱了先前技术的缺陷，是骨组织工程中最为广泛应用的类型。但是在灌注过程中是否能保证灌注液体完全流经材料内部并且使液流在材料内部均匀分布尚没有一个良好的解决方法，而且对于批量生产大段活性组织工程骨也没有一个确定的标准。防止灌注液经材料与反应器壁间的空隙而绕过材料，确保灌注液从多孔材料内部流向外部并批量生产出大段活性组织工程骨是当前技术所不能达到的。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器，克服了灌注式生物反应器的材料与反应器壁间不能完全封闭的难题，确保灌注液直接流入材料中心随后从中心缓慢渗向外部，而且使材料的放入与取出更加简便的灌注式生物反应器，能够批量生产大段活性组织工程骨。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器，包括有反应罐，导管的两端均设在反应罐内，导管上连通有圆形反应器，圆形反应器内腔设有能容纳中空盲端圆柱材料试件的圆柱形腔体，圆柱形腔体上口部设有一带六个圆孔的圆形固定器，圆柱形腔体底部设有底部通孔，底部通孔通过中通螺母样结构与钼金硫化硅胶管相连，圆形反应器两端各设有一圆形盖，圆形盖中心设有一中心通孔，导管通过中心通孔与圆形反应器相连通。
[0006]所述的圆柱形腔体与试件之间的空隙内设有圆形橡胶圈，用于封闭材料与反应器壁间的空隙。
[0007]所述的圆柱形腔体一端带有与钼金硫化硅胶管连接的中通螺母样结构，通过螺纹与反应器连接。
[0008]所述钼金硫化硅胶管直接插入圆柱材料试件内部进行灌注。
[0009]所述带圆形固定器和中通螺母样结构均通过螺纹与反应器连接，圆形固定器可以旋转。
[0010]所述的圆形盖内设有橡胶垫片。
[0011 ] 所述的圆形盖与圆形反应器通过螺纹连接。
[0012]所述的圆形反应器、圆形固定器、中通螺母样结构的材料均采用透明有机玻璃。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014]与现有技术相比，本实用新型中，六个带有钼金硫化硅胶管的中通螺母样结构可以将软管直接插入圆柱材料试件的盲端中空的圆柱形腔体中，利用皮软管的弹性使其与圆柱材料试件紧密连接，确保灌注液由圆柱材料试件中心逐渐渗向外周。圆形橡胶圈套在圆柱材料试件的末端，卡在圆柱材料试件与反应器壁之间，从而阻断灌注液绕过圆柱材料试件，经圆柱材料试件与反应器壁间的空隙流逝。圆形固定器的设计不仅使圆柱材料试件固定于的圆柱形腔体内，而且方便圆柱材料试件的放入与取出。由于设有六个圆柱形腔体，所以一次可批量生产六个圆柱材料试件，比以往的单一生产更有效率。具有结构简单、使用方便和效率高的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0016]图2为本实用新型反应器的结构示意图。
[0017]图3为反应器圆形盖的结构示意图。
[0018]图4为本实用新型去掉圆形盖后的俯视图。
[0019]图5为本实用新型圆形橡胶圈的结构示意图。
[0020]图6为本实用新型橡胶垫片的结构示意图。
[0021]图7为本实用新型中通螺母样结构与皮软管结构示意图。
[0022]图8为本实用新型圆形固定器结构示意图。
[0023]图9为本实用新型要生产的圆柱材料试件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0025]参见图1、2、3、4、5、6、7、8、9，一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器，包括有反应罐1，导管2的两端均设在反应罐I内，导管2上连通有圆形反应器3，圆形反应器3内腔设有能容纳中空盲端圆柱材料试件8的圆柱形腔体4，圆柱形腔体4上口部设有一带六个圆孔的圆形固定器5，圆柱形腔体4底部设有底部通孔6，底部通孔6通过中通螺母样结构13与钼金硫化硅胶管7相连，圆形反应器3两端个设有一圆形盖9，圆形盖9中心设有一中心通孔10，导管2通过中心通孔10与圆形反应器相连通。
[0026]所述的圆柱形腔体4与圆柱材料试件8之间的空隙内设有有圆形橡胶圈11，用于封闭材料与反应器壁间的空隙，所述的圆柱形腔体4的数量有六组，圆形橡胶圈的数量同样也有六组。
[0027]所述的圆柱形腔体一段带有与钼金硫化硅胶管连接中通螺母样结构，通过螺纹与反应器连接。
[0028]所述钼金硫化硅胶管直接插入圆柱材料试件内部进行灌注。
[0029]所述的圆形反应器内部设有带有圆孔的圆形固定器。
[0030]所述带圆形固定器和中通螺母样结构均通过螺纹与反应器连接，而且圆形固定器可以旋转。
[0031]参见图6，所述的圆形盖内设有橡胶垫片12。
[0032]所述的圆形盖与圆形反应器3通过螺纹连接。
[0033]所述的圆形反应器、圆形固定器、中通螺母样结构的材料均采用透明有机玻璃。
[0034]本实用新型中的部件均采用成本低廉、性能优越的透明有机玻璃材料所制造。圆形固定器面向圆形反应器的一侧中心设有一带有螺纹的长杆状结构，与圆形反应器中心的带有螺纹的凹槽相匹配，且圆形固定器上的六个圆孔可随着螺纹的旋转而与圆形反应器的六个圆柱形腔体互相吻合或者互相错开，从而方便圆柱材料试件的放入、取出与固定。
[0035]本实用新型中，六个带有钼金硫化硅胶管的中通螺母样结构将软管直接插入圆柱材料试件的盲端中空结构中，利用软管的弹性使其与圆柱材料试件紧密连接，确保灌注液由材料中心逐渐渗向外周。圆形橡胶圈可以套在圆柱材料试件的末端，卡在圆柱材料试件与反应器壁之间，从而阻断灌注液绕过圆柱材料试件，经圆柱材料试件与反应器壁间的空隙流逝。圆形固定器的设计不仅使圆柱材料试件固定于圆柱形腔体内，而且方便圆柱材料试件的放入与取出。本实用新型可一次批量生产六圆柱材料试件，比以往的单一生产更有效率。
[0036]本实用新型的制备方法如下:选择价格低廉、性能优越的透明有机玻璃，通过车床技术对该实用新型的各个部件进行加工制造。围绕圆形反应器的中心凿有六个大小完全相等的六个空心圆柱体(圆柱体一侧开放，一侧封闭)用于放置圆柱材料试件，圆形反应器的两端结构不同，一侧为方便圆柱材料试件放置与取出的开放性结构，此端在圆形反应器中心部位有一带螺纹的凹槽，与圆形固定器上带螺纹的长杆装结构相吻合，圆形固定器上设有六个直径大小与圆形固定器空心圆柱相同的孔，通过螺纹旋转来使得材料试件被放入、取出和固定，圆形固定器同样也被圆形反应器所包含。另一侧是在六个圆柱形腔体的底部中心各设有一个带有螺纹的底部通孔(此孔与圆柱形腔体相连通)，六个底部通孔分别与带有皮软管的中通螺母样结构相连接，皮软管的一端穿过中通螺母样结构的中心，用生物胶黏连固定，另一端穿过圆形反应器上的底部通孔，插入盲端中空的圆柱材料试件，利用皮软管的弹性将其与圆柱材料试件固定连接，中通螺母样结构与底部通孔螺纹吻合连接。圆形反应器两端各有一大的凹槽，在圆形盖封闭后仍有一细缝隙用以储存灌注液。圆形反应器的两端外周各有一带内螺纹圆形盖，圆形盖内含有橡胶垫片，橡胶垫片防止液体向外渗漏。在圆形盖子的中心各有一中心通孔与导管连接。
[0037]因此，本实用新型在保证内部灌注，阻断侧流的情况下，可以批量生产大段的活性组织工程骨，克服了现阶段技术的缺陷，为医学领域的研究应用提供了新的工具。
【权利要求】
1.一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器，包括有反应罐(1)，导管(2)的两端均设在反应罐(I)内，导管(2)上连通有圆形反应器(3)，其特征在于，圆形反应器(3)内腔设有能容纳中空盲端圆柱材料试件(8)的圆柱形腔体(4)，圆柱形腔体(4)上口部设有一带六个圆孔的圆形固定器(5)，圆柱形腔体(4)底部设有底部通孔(6)，底部通孔(6)通过中通螺母样结构(13)与钼金硫化硅胶管(7)相连，圆形反应器(3)两端各设有一网形盖(9)，圆形盖(9)中心设有一中心通孔(10)，导管⑵通过中心通孔(10)与圆形反应器相连通。
2.根据权利要求1所述的一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器，其特征在于，所述的圆柱形腔体与试件(8)之间的空隙内设有圆形橡胶圈(11)。
3.根据权利要求1所述的一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器，其特征在于，钼金硫化硅胶管直接插入圆柱材料试件内部进行灌注。
4.根据权利要求1所述的一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器，其特征在于，圆形固定器和中通螺母样结构均通过螺纹与反应器连接，圆形固定器可以旋转。
5.根据权利要求1所述的一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器，其特征在于，所述的圆形盖(9)内设有橡胶垫片(12)。
6.根据权利要求1所述的一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器，其特征在于，所述的圆形盖与圆形反应器(3)通过螺纹连接。
7.根据权利要求1 所述的一种批量生产大段组织工程骨的完全灌注式生物反应器，其特征在于，所述的圆形反应器、圆形固定器、中通螺母样结构的材料均采用透明有机玻璃。
【文档编号】C12M3/00GK203960221SQ201320736239
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】樊博, 王臻, 连芩 申请人:中国人民解放军第四军医大学