一种用于生物型人工肝的固定床反应器的制作方法

本实用新型属于生物设备技术领域，尤其是涉及一种用于生物型人工肝的固定床反应器。

背景技术：

人工肝脏是指借助一个体外的机械、理化或者生物反应器装置，清除因肝衰竭产生或增加的各种有害物质，补充需肝脏合成或代谢的蛋白质等必须物质，改善患者水、电解质及酸碱平衡等内环境，暂时辅助或替代肝脏相应的主要功能，直至自体肝细胞再生、肝功能恢复，或改善晚期肝病患者的症状，成为肝移植的“桥梁”，提高患者生存率。简称“人工肝”。

肝功能衰竭是各种肝病发展的严重阶段,病死率高，目前尚无有效的治疗方法。人工肝支持系统是治疗肝功能衰竭的重要方法之一，其包括非生物型人工肝、生物型人工肝和混合型人工肝。目前，生物型人工肝是最接近人体肝脏解毒、合成、代谢功能的人工肝装置。由于肝脏功能复杂，使生物型人工肝在种子细胞的筛选、生物反应器的构建及与辅助装置的最佳组合方面面临较大挑战，导致生物型人工肝发展缓慢。

生物反应器是指任何提供生物活性环境的制造或工程设备。在一种情况下，生物反应器是一个进行涉及到生物或生物化学活性物质由特定的生物生产出来的化学过程的容器。此过程既可以有氧进行也可以无氧进行。这些生物反应器通常呈圆筒状，其体积从几升到几立方米不等，常由不锈钢制成，细胞培养也叫细胞克隆技术，在生物学中的正规名词为细胞培养技术。不论对于整个生物工程技术，还是其中之一的生物克隆技术来说，细胞培养都是一个必不可少的过程，细胞培养本身就是细胞的大规模克隆。细胞培养技术可以由一个细胞经过大量培养成为简单的单细胞或极少分化的多细胞，这是克隆技术必不可少的环节，而且细胞培养本身就是细胞的克隆。通过细胞培养得到大量的细胞或其代谢产物。因为生物产品都是从细胞得来，所以可以说细胞培养技术是生物技术中最核心、最基础的技术。

在现有技术中，需要通过高搅拌转速对细胞培养物进行有效的混合，增加溶氧，但是高转速条件下的搅拌浆液产生的剪切力会对细胞造成严重伤害，容易导致细胞培养失败，同时产生的气泡在细胞培养液中会导致细胞损伤甚至死亡。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于生物型人工肝的固定床反应器，具有结构简单、细胞培养效率高的特点。

一种用于生物型人工肝的固定床反应器，包括反应器、升降机构，所述的反应器固定于所述的升降机构上；

所述的反应器的内部设置有旋转搅拌单元、升降搅拌单元，所述的升降搅拌单元位于所述的旋转搅拌单元的外侧，所述的升降搅拌单元与所述的升降机构相连；

所述的升降搅拌单元包括2个升降杆、若干的升降搅拌组件，所述的升降搅拌组件均固定于所述的升降杆上；

所述的升降搅拌组件包括水平架、搅拌圈，所述的搅拌圈为圆环形结构，所述的搅拌圈固定于所述的水平架上，所述的水平架的两端分别与所述的升降杆相连，所述的升降杆的底端穿过所述的反应器与所述的升降机构相连；

所述的升降机构包括升降支撑架、滑块、主动偏心齿轮、偏心轴、从动齿轮、固定轴、水平杆、固定套、连接件、第二旋转电机、2个固定滑轨，所述的偏心轴的一端与所述的主动偏心轮相连，另一端穿过所述的升降支撑架与所述的第二旋转电机相连，所述的从动齿轮与所述的主动偏心齿轮相啮合，所述的升降支撑架上设有滑动槽，所述的滑动槽的内侧设置有滑块，所述的滑块与所述的滑动槽相配合，所述的滑块通过固定轴与所述的从动齿轮相连，所述的连接件的一端与所述的固定轴相连，另一端与所述的主动偏心齿轮相连，所述的固定套固定于所述的从动齿轮上，所述的水平杆穿过所述的固定套，两端分别与所述的升降杆相连，所述的升降杆分别与所述的固定滑轨相配合。

进一步，所述的搅拌圈上均匀的设有若干的消泡孔。

进一步，所述的主动偏心齿轮的一侧设置有凸台，所述的凸台与所述的偏心轴相连。

进一步，所述的连接件包括主动套件、从动套件、连接板，所述的连接板的两端分别与所述的主动套件、从动套件相连，所述的主动套件套于所述的凸台的外侧，所述的从动套件套于所述的固定轴的外侧。

进一步，所述的旋转搅拌单元包括第一旋转电机、第一转轴、若干的搅拌框，所述的第一转轴的一端与所述的第一旋转电机相连，所述的搅拌框均匀的固定于所述的第一转轴上。

进一步，所述的搅拌框的宽度小于所述的搅拌圈的内圆的直径。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种用于生物型人工肝的固定床反应器具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种用于生物型人工肝的固定床反应器同时设置有旋转搅拌单元、升降搅拌单元、升降机构，通过升降机构带动升降搅拌单元进行纵向的搅拌，结合旋转搅拌单元进行水平搅拌，在反应器内，能够使氧气与料液中的菌体充分融合，发酵效率高，增大搅拌面积，保证了料液与空气混合的均匀性，保证在较低转速情况下提供充分的溶氧和营养，确保细胞能够正常代谢，避免对细胞造成伤害。

(2)本实用新型所述的升降机构通过主动偏心齿轮与从动齿轮的配合，使升降杆进行升降运动，结构合理、灵活、稳定。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的用于生物型人工肝的固定床反应器的示意图；

图2为本实用新型实施例所述的升降机构的示意图

图3为本实用新型实施例所述的主动偏心齿轮的侧视图；

图4为本实用新型实施例所述的固定滑轨的示意图；

图5为本实用新型实施例所述的搅拌圈的示意图。

附图标记说明：

1-反应器；2-升降机构；11-旋转搅拌单元；12-升降搅拌单元；111-第一旋转电机；112-第一转轴；113-搅拌框；121-升降杆；122-水平架；123-搅拌圈；124-消泡孔；21-升降支撑架；211-滑动槽；212-滑块；22-固定滑轨；23-主动偏心齿轮；231-偏心轴；232-凸台；24-从动齿轮；241-固定轴；25-水平杆；26-固定套；27-连接件；271-主动套件；272-从动套件；273-连接板；28-第二旋转电机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-4所示，一种用于生物型人工肝的固定床反应器，包括反应器、升降机构，所述的反应器固定于所述的升降机构上；

所述的反应器的内部设置有旋转搅拌单元、升降搅拌单元，所述的升降搅拌单元位于所述的旋转搅拌单元的外侧，所述的升降搅拌单元与所述的升降机构相连；

所述的升降搅拌单元包括2个升降杆、若干的升降搅拌组件，所述的升降搅拌组件均固定于所述的升降杆上；

所述的升降搅拌组件包括水平架、搅拌圈，所述的搅拌圈为圆环形结构，所述的搅拌圈固定于所述的水平架上，所述的水平架的两端分别与所述的升降杆相连，所述的升降杆的底端穿过所述的反应器与所述的升降机构相连；

所述的升降机构包括升降支撑架、滑块、主动偏心齿轮、偏心轴、从动齿轮、固定轴、水平杆、固定套、连接件、第二旋转电机、2个固定滑轨，所述的偏心轴的一端与所述的主动偏心轮相连，另一端穿过所述的升降支撑架与所述的第二旋转电机相连，所述的从动齿轮与所述的主动偏心齿轮相啮合，所述的升降支撑架上设有滑动槽，所述的滑动槽的内侧设置有滑块，所述的滑块与所述的滑动槽相配合，所述的滑块通过固定轴与所述的从动齿轮相连，所述的连接件的一端与所述的固定轴相连，另一端与所述的主动偏心齿轮相连，所述的固定套固定于所述的从动齿轮上，所述的水平杆穿过所述的固定套，两端分别与所述的升降杆相连，所述的升降杆分别与所述的固定滑轨相配合。

所述的搅拌圈上均匀的设有若干的消泡孔。有效去除罐体内的气泡，避免气泡的产生，确保细胞的正常代谢，避免细胞死亡造成能源浪费。

所述的主动偏心齿轮的一侧设置有凸台，所述的凸台与所述的偏心轴相连。所述的连接件包括主动套件、从动套件、连接板，所述的连接板的两端分别与所述的主动套件、从动套件相连，所述的主动套件套于所述的凸台的外侧，所述的从动套件套于所述的固定轴的外侧。

所述的旋转搅拌单元包括第一旋转电机、第一转轴、若干的搅拌框，所述的第一转轴的一端与所述的第一旋转电机相连，所述的搅拌框均匀的固定于所述的第一转轴上。搅拌圈通过第一旋转电机的转动而进行旋转，起到了水平区间内的搅拌作用。

所述的搅拌框的宽度小于所述的搅拌圈的内圆的直径。使搅拌框在搅拌圈内进行旋转搅拌。

搅拌机构在运行过程中，通过第二旋转电机带动主动偏心齿轮的转动，然后通过主动偏心齿轮与从动齿轮的啮合带动从动齿轮的转动，从动齿轮在转动过程中，滑块固定于从动齿轮上，通过滑块与滑动槽的配合，从动齿轮带动滑块在滑动槽内进行水平移动，滑动槽也对从动齿轮起到限位作用，同时，固定套固定于从动齿轮上，通过从动齿轮水平的移动与转动，带动了固定套的升降移动，从而固定套带动了水平杆的升降移动，进而升降杆进行了上下移动，连接件连接了从动齿轮与主动偏心齿轮，对主动偏心齿轮起到限位作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。