一种用于生物反应器的细胞培养床的制作方法

本发明涉及生物细胞培养设备领域，特别涉及一种用于生物反应器的细胞培养床。

背景技术：

目前细胞培养方法有采用流化床生物反应器或者固定床生物反应器进行培养。固定床生物反应器是在反应器中装配固定的容器，中间装填载体，载体通常是直径2-6mm实体或多孔球或片状纤维。培养液循环通过固定床，依靠搅拌中产生的负压，使培养基不断流经填料，以进行营养成分和氧的传递。刚接种的细胞生长在载体的表面，随着细胞增殖，细胞开始充满载体间的空隙。

固定床生物反应器培养溶液流动速度较大，细胞在载体中高密度生长，可减少无血清培养时的蛋白用量，适用于增殖悬浮细胞。固定床培养方式，细胞培养密度高，且无机械损害，但是，由于采用上下两块板紧压载体，使得细胞的代谢产物及死细胞很难排出，而且由于培养载体堆积在一起，培养液不均匀的流动，造成沟流现象，导致营养分布不均匀，细胞的生长速度不一致。

流化床生物反应器包括罐体、控温部分、通气部分、进出料口、测量系统及其它附属系统，通过罐体内的搅拌装置产生向上的漩流，使支持细胞生长的培养液呈流态化，从而使内部装填的载体上下翻动，依附载体生长的大量细胞在悬浮状态生长，流化床生物反应器进行培养时，培养液的流动性好，细胞的生长条件均质，细胞生长一致，但容易使细胞和载体冲出。

并且外部环境变化较大无法控制，所以需要设计整体的一套设备可以使得细胞可以稳定培养。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于生物反应器的细胞培养床。可以使得细胞在恒定无菌的环境下保持一致的生长速度和较高的存活率。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种用于生物反应器的细胞培养床，包括底座、盛放箱，和培养皿，所述底座包括有矩形板状的承载板，承载板的四角处各竖直设有一个支撑柱，所述盛放箱为矩形结构，盛放箱包括有箱体和密封门，箱体固定安装在承载板上，密封门包括有第一门体和第二门体，第一门体和第二门体分别与箱体侧壁铰接，箱体内还设有多层摆放架，所述摆放架均与承载板平行设置，摆放架上均设有多个盛放槽，所述盛放槽的侧壁上均设有用于防止培养皿与盛放槽侧壁碰撞的缓震层，培养皿包括有罐体、盖体、固定板、搅拌机构、多个导流管和多个回流管，所述罐体固定设置在盛放槽内，盖体可拆卸连接在罐体上端，导流管均竖直设置在罐体内，回流管均设置在对应的导流管的下端，搅拌机构设置在导流管内并且末端延伸至回流管内，固定板固定设置在罐体内将罐体分为位于固定板上方的上罐和位于固定板下方的下罐，下罐内设有供溶解氧和养料的载体，所述回流管上均设有多个回流孔，固定板上设有多个漏孔。

进一步地，所述搅拌机构包括有倒“u”型的安装座、旋转电机、主动齿轮、多个从动齿轮、多个连接轴和多个转动叶轮，安装座固定设置在盖体上，旋转电机固定设置在安装座的顶端，并且旋转电机的输出端竖直向下设置，主动齿轮与旋转电机的输出端固定连接，从动齿轮均与主动齿轮啮合连接，连接轴均设置在主动齿轮和从动齿轮的下端，转动叶轮设置在对应的连接轴的下端。

进一步地，所述培养皿还设有多个运输管，所述运输管贯穿盖体和固定板延伸至载体内。

进一步地，所述摆放架水平方向设有一个矩形的安装槽，并且摆放架上的盛放槽的底部与安装槽相通，安装槽下还设有一个矩形的连接槽，连接槽与安装槽相通，所述安装槽内设有一个矩形的振动板，连接槽内设有一个振动电机，振动板下端靠近连接槽的位置固定安装有一个安装板，振动电机固定安装在安装板下端。

进一步地，所述箱体内还设有多个紫外线照射灯，紫外线照射灯均固定安装在盛放槽的上方。

进一步地，所述箱体上设有多个通风孔，通风孔上均安装有一个通风机构，所述通风机构均包括有通风管、挡板和风扇，所述通风管均固定设置在对应的通风孔上，挡板均固定设置在对应的通风管的上端，所述风扇均固定设置在对应的通风管内。

进一步地，所述风扇包括有扇叶、转动电机、安装架和安装框，所述安装框设置在通风管中，安装架包括有第一架体、第二架体、第三架体和第四架体，第一架体、第二架体、第三架体和第四架体的一端依次固定连接在安装框的侧壁上，并且，第一架体、第二架体、第三架体和第四架体的另一端均与通风管的内壁固定连接，所述转动电机固定设置在安装框内，并且转动电机的输出端竖直向上设置，扇叶与转动电机的输出端固定连接。

进一步地，所述第一门体和第二门体上设有多个矩形槽，所述矩形槽内安装有多个密封观察窗。

进一步地，所述箱体内还设有温度感应器、湿度感应器和报警器，箱体外固定安装有一个控制器，所述温度感应器、湿度感应器和报警器与控制器电性连接。

进一步地，所述支撑柱底部均设有一个万向轮。

有益效果：本发明的一种用于生物反应器的细胞培养床，首先设计了安装有温度感应器、湿度感应器、报警器和紫外线照射灯，可以保证盛放箱内温度、湿度等控制在一个恒定的水平，并且保证盛放箱内处于一个无菌状态，振动电机和振动板的设计可以使得接触在振动板上的培养皿发生轻微振动，促进细胞培养组织可以在培养皿中运动，从而可以穿过载体，从载体中补充溶解氧和营养物质；通风管的设计可以在装置使用之后对装置进行通风；培养皿中设计有多个搅拌机构、多个导流管和多个回流管，可以使得培养皿中的细胞更加充分的在培养皿中上下运动，从载体中穿过，从而可以从载体中补充溶解氧和营养物质；培养皿上运输管的设计可以使得在载体中营养物质和溶解氧不足的时候，对载体补充足够的营养物质和溶解氧；观察窗可以使使用人员在不打开密封门的情况下就可以观察箱体中的状态。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的局部拆分结构示意图一；

图4为图3中a处的放大示意图；

图5为本发明的局部拆分结构示意图二；

图6为图5中沿b-b线的剖视图；

图7为本发明的局部拆分结构示意图三；

图8为图7中c处的放大示意图；

图9为本发明的局部拆分结构示意图四；

图10为本发明的局部拆分结构示意图五；

附图标记说明：底座1，盛放箱2，培养皿3，承载板4，支撑柱5，箱体6，密封门7，摆放架8，盛放槽9，罐体10，盖体11，固定板12，搅拌机构13，导流管14，回流管15，上罐16，下罐17，载体18，回流孔19，安装座20，旋转电机21，主动齿轮22，从动齿轮23，连接轴24，转动叶轮25，运输管26，安装槽27，连接槽28，振动板29，振动电机30，安装板31，紫外线照射灯33，通风机构34，通风管35，挡板36，风扇37，扇叶38，转动电机39，安装框40，安装架41，密封观察窗42，控制器43，万向轮44。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1至图10所示的一种用于生物反应器的细胞培养床，包括底座1、盛放箱2，和培养皿3，所述底座1包括有矩形板状的承载板4，承载板4的四角处各竖直设有一个支撑柱5，所述盛放箱2为矩形结构，盛放箱2包括有箱体6和密封门7，箱体6固定安装在承载板4上，密封门7包括有第一门体和第二门体，第一门体和第二门体分别与箱体6侧壁铰接，箱体6内还设有多层摆放架8，所述摆放架8均与承载板4平行设置，摆放架8上均设有多个盛放槽9，所述盛放槽9的侧壁上均设有用于防止培养皿3与盛放槽9侧壁碰撞的缓震层，培养皿3包括有罐体10、盖体11、固定板12、搅拌机构13、多个导流管14和多个回流管15，所述罐体10固定设置在盛放槽9内，盖体11可拆卸连接在罐体10上端，导流管14均竖直设置在罐体10内，回流管15均设置在对应的导流管14的下端，搅拌机构13设置在导流管14内并且末端延伸至回流管15内，固定板12固定设置在罐体10内将罐体10分为位于固定板12上方的上罐16和位于固定板12下方的下罐17，下罐17内设有供溶解氧和养料的载体18，所述回流管15上均设有多个回流孔19，固定板12上设有多个漏孔。箱体6和箱体6内的盛放槽9起到放置盒稳固培养皿3的作用，培养皿3的盖体11上设有的搅拌机构13均设置在导流管14内，搅拌机构13转动会使得培养皿3中的细胞培养组织从导流管14向下运动，然后从回流管15中的回流孔19流出，并且经过载体18吸收营养和溶解氧之后流至培养皿3上层，如此循环往复，多个搅拌机构13、导流管14和回流管15可以使得回流的频率更快，促进细胞的生长。

参照图1、图2、图5、图6、图7和图8所示，所述搅拌机构13包括有倒“u”型的安装座20、旋转电机21、主动齿轮22、多个从动齿轮23、多个连接轴24和多个转动叶轮25，安装座20固定设置在盖体11上，旋转电机21固定设置在安装座20的顶端，并且旋转电机21的输出端竖直向下设置，主动齿轮22与旋转电机21的输出端固定连接，从动齿轮23均与主动齿轮22啮合连接，连接轴24均设置在主动齿轮22和从动齿轮23的下端，转动叶轮25设置在对应的连接轴24的下端。一个旋转电机21带动主动齿轮22转动，与主动齿轮22啮合的从动齿轮23也转动，从而多个连接轴24可以同时带动安装在连接轴24上的转动叶轮25转动，可以更加高效的使细胞培养组织在培养皿3中的运动。

参照图1、图2、图5、图6、图7和图8所示，所述培养皿3还设有多个运输管26，所述运输管26贯穿盖体11和固定板12延伸至载体18内。运输管26可以随时补充载体18中缺乏的营养物质和溶解氧，使得细胞培养组织在培养皿3中可以吸收足够的营养和溶解氧。

参照图1至图4所示，所述摆放架8水平方向设有一个矩形的安装槽27，并且摆放架8上的盛放槽9的底部与安装槽27相通，安装槽27下还设有一个矩形的连接槽28，连接槽28与安装槽27相通，所述安装槽27内设有一个矩形的振动板29，连接槽28内设有一个振动电机30，振动板29下端靠近连接槽28的位置固定安装有一个安装板31，振动电机30固定安装在安装板31下端。振动电机30和振动板29的设计可以使得接触在振动板29上的培养皿3发生轻微振动，促进细胞培养组织可以在培养皿3中运动，从而可以穿过载体18，从载体18中补充溶解氧和营养物质。

参照图1至图2所示，所述箱体6内还设有多个紫外线照射灯33，紫外线照射灯33均固定安装在盛放槽9的上方。紫外线照射灯33可以在细胞培养的全过程对培养皿3进行消毒杀菌，防止细菌污染培养皿3中的细胞培养组织，造成细胞培养组织的损坏。

参照图1、图2、图9和图10所示，所述箱体6上设有多个通风孔，通风孔上均安装有一个通风机构34，所述通风机构34均包括有通风管35、挡板36和风扇37，所述通风管35均固定设置在对应的通风孔上，挡板36均固定设置在对应的通风管35的上端，所述风扇37均固定设置在对应的通风管35内。箱体6在使用的时候，通风孔处于密闭的状态，防止外部细菌进入培养皿3中，在使用的时候通风孔打开，通风机构34对箱体6进行通风换气。

参照图1、图2、图9和图10所示，所述风扇37包括有扇叶38、转动电机39、安装架41和安装框40，所述安装框40设置在通风管35中，安装架41包括有第一架体、第二架体、第三架体和第四架体，第一架体、第二架体、第三架体和第四架体的一端依次固定连接在安装框40的侧壁上，并且，第一架体、第二架体、第三架体和第四架体的另一端均与通风管35的内壁固定连接，所述转动电机39固定设置在安装框40内，并且转动电机39的输出端竖直向上设置，扇叶38与转动电机39的输出端固定连接。转动电机39转动带动扇叶38转动，实现箱体6内的通风。

参照图1至图2所示，所述第一门体和第二门体上设有多个矩形槽，所述矩形槽内安装有多个密封观察窗42。

参照图1至图10所示，所述箱体6内还设有温度感应器、湿度感应器和报警器，箱体6外固定安装有一个控制器43，所述温度感应器、湿度感应器和报警器与控制器43电性连接。温度感应器、湿度感应器和报警器可以保证箱体6内温度和湿度等控制在一个恒定的水平，当温度和湿度等指标不符合要求的时候，报警器会报警，提醒使用人员对装置内的温度和湿度等进行调整。

参照图1至图2所示，所述支撑柱5底部均设有一个万向轮44。支撑柱5底部的万向轮44可以使得本装置可以应各种情况和场合的需要移动本装置。

工作原理：箱体6和箱体6内的盛放槽9起到放置盒稳固培养皿3的作用，培养皿3的盖体11上设有的搅拌机构13均设置在导流管14内，搅拌机构13转动会使得培养皿3中的细胞培养组织从导流管14向下运动，然后从回流管15中的回流孔19流出，并且经过载体18吸收营养和溶解氧之后流至培养皿3上层，如此循环往复，多个搅拌机构13、导流管14和回流管15可以使得回流的频率更快，促进细胞的生长，温度感应器、湿度感应器和报警器可以保证箱体6内温度和湿度等控制在一个恒定的水平，当温度和湿度等指标不符合要求的时候，报警器会报警，提醒使用人员对装置内的温度和湿度等进行调整，紫外线照射灯33可以在细胞培养的全过程对培养皿3进行消毒杀菌，防止细菌污染培养皿3中的细胞培养组织，造成细胞培养组织的损坏，振动电机30和振动板29的设计可以使得接触在振动板29上的培养皿3发生轻微振动，促进细胞培养组织可以在培养皿3中运动，从而可以穿过载体18，从载体18中补充溶解氧和营养物质，箱体6在使用的时候，通风孔处于密闭的状态，防止外部细菌进入培养皿3中，在使用的时候通风孔打开，通风机构34对箱体6进行通风换气。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。