專利名稱：用于細(xì)胞培養(yǎng)的混合式生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種用于在試管中培養(yǎng)動物細(xì)胞的生物反應(yīng)器，更具體地涉及一種能夠?qū)瑝嚎s應(yīng)變和剪切應(yīng)變的復(fù)雜機(jī)械刺激應(yīng)用于用于培養(yǎng)動物細(xì)胞的反應(yīng)管，以促進(jìn)細(xì)胞繁殖和分化的生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
組織工程是一門高級生物技術(shù)，其在試管中培養(yǎng)動物細(xì)胞和將培養(yǎng)的動物細(xì)胞應(yīng)用至各種領(lǐng)域，包括損傷的生物組織的再生，譬如人體的肌肉組織和器官、人工器官的開發(fā)，以及使用在培養(yǎng)的動物細(xì)胞中產(chǎn)生的蛋白質(zhì)的生物活性材料和刺激劑的開發(fā)。
組織工程的發(fā)展?jié)M足了對用于遺傳工程和用于檢驗治療性蛋白質(zhì)的功能的蛋白質(zhì)的增長的需求，可被應(yīng)用至新藥的開發(fā)，以及通過使用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的譬如人工牙齒和皮膚的人工器官的開發(fā)來開發(fā)新的醫(yī)療技術(shù)，從而最終來改善社會福利和生活質(zhì)量。在組織工程技術(shù)開發(fā)的背后，生物反應(yīng)器起到了重大的作用。
總的來說，根據(jù)數(shù)量巨大的動物細(xì)胞繁殖和分化的研究而積累的經(jīng)驗，影響動物細(xì)胞繁殖和分化的因素基本上屬于起重要作用的三個方面，這三個方面是化學(xué)的、電的和機(jī)械的刺激。
應(yīng)用化學(xué)的和電的刺激以促進(jìn)細(xì)胞繁殖和分化的研究已被積極地進(jìn)行，并且這種途徑已被以不同方式應(yīng)用至組織工程領(lǐng)域的研究。然而，應(yīng)用機(jī)械的刺激以促進(jìn)細(xì)胞繁殖和分化的研究還沒有被積極地研究。根據(jù)數(shù)個研究，被報導(dǎo)的是，當(dāng)壓縮應(yīng)變被施加至細(xì)胞時促進(jìn)了細(xì)胞的分化，同時當(dāng)剪切應(yīng)變被施加至細(xì)胞時促進(jìn)了細(xì)胞的繁殖。此外，已介紹了一種生物反應(yīng)器，該生物反應(yīng)器僅使用了僅僅通過調(diào)整密閉培養(yǎng)容器中的水壓將與機(jī)械刺激相對應(yīng)的壓縮應(yīng)變應(yīng)用至細(xì)胞的基本方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在常規(guī)技術(shù)基礎(chǔ)上被作出，本發(fā)明的目的是提供一種混合式生物反應(yīng)器，該混合式生物反應(yīng)器能夠通過同時應(yīng)用與機(jī)械刺激相應(yīng)的壓縮應(yīng)變和剪切應(yīng)變至細(xì)胞而有效地促進(jìn)動物細(xì)胞的繁殖和分化，所述機(jī)械刺激是促進(jìn)動物細(xì)胞繁殖和分化的因素之一。
為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的混合式生物反應(yīng)器，包含壓縮應(yīng)變電動機(jī)，具有長的輸出軸；主支座，適用于包含壓縮應(yīng)變電動機(jī)和具有向上延伸的中空支撐柱；上壓縮裝置，包含用于垂直移動的被安裝在壓縮應(yīng)變電動機(jī)的輸出軸上端的滾珠絲杠，與滾珠絲杠組合的并具有在其中心處向下延伸的中空導(dǎo)柱的上固定器，以及多個被放置在上固定器安裝部分外部的、在其自身軸上被轉(zhuǎn)動的壓縮應(yīng)變固定器；下固定裝置，其包含在其中心處具有貫通孔和被同軸安裝在上支撐座上的下固定器安裝部分，以及多個被安裝在下固定器安裝部分外部上的、在其自身軸上被轉(zhuǎn)動的帶齒固定器；剪切應(yīng)變電動機(jī)，主驅(qū)動齒輪圍繞該剪切應(yīng)變電動機(jī)的輸出軸裝配；轉(zhuǎn)動裝置，其包含被裝配進(jìn)下固定器安裝部分貫通孔中的主轉(zhuǎn)動軸，位于下固定器安裝部分下面和圍繞主轉(zhuǎn)動軸裝配以與主驅(qū)動齒輪相嚙合的下剪切應(yīng)變齒輪，以及位于下固定器安裝部分上面和圍繞主轉(zhuǎn)動軸裝配以與全部帶齒固定器相嚙合的上剪切應(yīng)變齒輪；和多個反應(yīng)管組件，其通過壓縮應(yīng)變固定器和帶齒固定器保持其上和下端而被安裝。
在這種情況下，每個帶齒固定器具有通過軸承安裝在下固定器安裝部分上的下部小直徑部分，以及在其外表面上有齒和在其上表面上具有向下延伸裝配凹槽的上部大直徑部分。
進(jìn)一步，每個壓縮應(yīng)變固定器包括裝配桿、上支撐塊、支撐殼體和支撐彈簧，該裝配桿具有帶有向上延伸裝配凹槽的下法蘭部分、支撐彈簧的中間法蘭部分和阻止被移去的上法蘭部分，該上支撐塊通過軸承被固定至上固定器安裝部分上，并具有引導(dǎo)孔，以允許裝配桿往復(fù)運動通過上固定器安裝部分，該支撐殼體具有在其上端的貫穿孔，以允許裝配桿通過該貫穿孔并在其下端邊緣處連接至上支撐塊的上表面，該支撐彈簧被放置在中間法蘭部分和支撐殼體的上部之間。
其中，每個反應(yīng)管組件包括限定用于培養(yǎng)細(xì)胞的空間的反應(yīng)管，密封反應(yīng)管的上開口并在其中間處具有壓縮引導(dǎo)孔的密封蓋，和通過壓縮引導(dǎo)孔并具有外直徑與反應(yīng)管的內(nèi)直徑相對應(yīng)的壓縮頭的壓縮桿。
進(jìn)一步，每個反應(yīng)管組件另外包括一個或多個位于密封蓋和壓縮桿之間的O形環(huán)，和另外具有圍繞反應(yīng)管外表面的下部安裝的彎曲防止件。
進(jìn)一步，反應(yīng)管中具有柱狀多孔細(xì)胞支架。


圖1是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的生物反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖；圖2是圖1的縱剖面；圖3是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的帶齒固定器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的縱剖面；圖4是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的壓縮應(yīng)變固定器的詳細(xì)縱剖面，其是圖2中所示的部分“A”；圖5是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的反應(yīng)管組件的詳細(xì)縱剖面，其是圖2中所示的部分“B”；圖6是顯示依據(jù)本發(fā)明另一實施例的反應(yīng)管組件的詳細(xì)縱剖面；和圖7是本發(fā)明的具有套在其上的外殼的生物反應(yīng)器的透視圖。
實施發(fā)明的最佳實施例結(jié)合下面的附圖，詳細(xì)說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的混合式生物反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖，圖2是圖1的縱剖面。
依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的混合式生物反應(yīng)器包含壓縮應(yīng)變電動機(jī)5、剪切應(yīng)變電動機(jī)25、主支座10、下固定裝置、轉(zhuǎn)動裝置、上壓縮裝置和多個反應(yīng)管組件100。
如圖1和圖2所示，壓縮應(yīng)變電動機(jī)5被包含在主支座10的中心部分中，主支座10具有在壓縮應(yīng)變電動機(jī)5上面垂直延伸的中空支撐柱11。壓縮應(yīng)變電動機(jī)5的輸出軸7向上通過支撐柱11的中心中空部分，并暴露于支撐柱11的外面。再者，必須使用可逆電動機(jī)作為壓縮應(yīng)變電動機(jī)5。
下固定裝置位于主支座10的上面，并包含連接到主支座10的下固定安裝部分20和多個安裝在下固定安裝部分20上的帶齒固定器70。
下固定安裝部分20被分成圓形形狀的主支座部分18和從主支座部分18的圓周的一部分延伸的凸出部分19。主支座部分18具有在其中心處形成的貫通孔13，以容納主轉(zhuǎn)動軸19，以及沿著接近主支座18圓周的假想圓環(huán)有規(guī)則地互相間隔分布的多個安裝凹槽55。多個帶齒固定器70通過軸承被安裝進(jìn)安裝凹槽55以被轉(zhuǎn)動。
凸出部分19具有在其中心處的貫通孔13，以允許剪切應(yīng)變電動機(jī)25的輸出軸23通過貫通孔。安裝剪切應(yīng)變電動機(jī)25，以使在其輸出軸23向下凸出穿過形成在凸出部分19中形成的貫通孔的情況下，剪切應(yīng)變電動機(jī)25被包含在電動機(jī)殼體30內(nèi)。主驅(qū)動齒輪21圍繞暴露在凸出部分19下的剪切應(yīng)變電動機(jī)25的輸出軸23被裝配。
圖3是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的帶齒固定器的結(jié)構(gòu)的縱剖面。
如圖3所示，帶齒固定器70被分為位于其下部的小直徑部分72和位于其上部的齒輪部分73。小直徑部分72通過軸承71被保持在下固定安裝部分20的安裝凹槽55中以被轉(zhuǎn)動。齒輪部分73在其圓周表面上具有齒，以便在與上剪切應(yīng)變齒輪40嚙合的狀態(tài)下接收轉(zhuǎn)動力。帶齒固定器70在其上表面的中心處具有嚙合凹槽74，嚙合凹槽74具有與反應(yīng)管103的下端的形狀相對應(yīng)的形狀。
轉(zhuǎn)動裝置包含主轉(zhuǎn)動軸50、下剪切應(yīng)變齒輪41和上剪切應(yīng)變齒輪40。
如圖2所示，主轉(zhuǎn)動軸50被放置在下固定安裝部分20的貫通孔中，穿過軸承45以被轉(zhuǎn)動。下剪切應(yīng)變齒輪41圍繞主轉(zhuǎn)動軸50下端的外表面裝配，以使其位于下固定安裝部分20的下面并與主驅(qū)動齒輪21相嚙合。上剪切應(yīng)變齒輪40圍繞主轉(zhuǎn)動軸50上端的外表面被裝配，以使其位于下固定安裝部分20的上面并與全部帶齒固定器70相嚙合。
因而，剪切應(yīng)變電動機(jī)25的轉(zhuǎn)動力被順序傳遞給主驅(qū)動齒輪21、下剪切應(yīng)變齒輪41、主轉(zhuǎn)動軸50和上剪切應(yīng)變齒輪40。最后，轉(zhuǎn)動力被傳遞給帶齒固定器70，從而允許帶齒固定器70分別被轉(zhuǎn)動。
對于轉(zhuǎn)動裝置的另一個實施例，轉(zhuǎn)動裝置可以這樣一種方式被構(gòu)造主驅(qū)動齒輪被小直徑的主驅(qū)動帶輪代替，以允許轉(zhuǎn)動裝置以帶驅(qū)動方式被操作，下剪切應(yīng)變齒輪被下剪切應(yīng)變帶輪代替，并且提供皮帶，以使兩個帶輪被聯(lián)合操作。
如圖2所示，上壓縮裝置包含安裝在壓縮應(yīng)變電動機(jī)5的輸出軸7上端的用于縱向移動的滾珠絲杠90，和適用于提供交變的壓縮負(fù)荷至反應(yīng)管組件100、同時與滾珠絲杠90組合并縱向移動的上固定器安裝部分60，以及多個被安裝在上固定器安裝部分60外部的壓縮應(yīng)變固定器80，上固定器安裝部分60保持多個壓縮應(yīng)變固定器80的上端。
滾珠絲杠90是眾所周知的。內(nèi)表面在外部形成螺紋的滾珠絲杠90的內(nèi)層與輸出軸7結(jié)合，在內(nèi)部形成螺紋的滾珠絲杠90的外層與上固定器安裝部分60結(jié)合，以使垂直往復(fù)的傳遞力通過上固定器安裝部分60被傳遞給反應(yīng)管組件100，以施加交變的壓縮負(fù)荷至反應(yīng)管組件100上。
如圖2所示，上固定器安裝部分60具有中空導(dǎo)柱65，該中空導(dǎo)柱65從上固定器安裝部分60的中心向下延伸。中空導(dǎo)柱65由主支座10的中空支撐柱11的內(nèi)表面引導(dǎo)，以使上固定器安裝部分60垂直且平滑地往復(fù)運動，同時阻止其轉(zhuǎn)動。即，支撐柱11具有多個軸向形成在其內(nèi)表面上的導(dǎo)槽12，導(dǎo)柱65具有多個形成在其外表面的對應(yīng)于導(dǎo)槽12的導(dǎo)軌66，以使支撐柱11和導(dǎo)柱65的相對轉(zhuǎn)動被限制，而只有垂直的、直線往復(fù)運動被允許。再者，上固定器安裝部分60具有多個裝配孔57，以裝配多個壓縮應(yīng)變固定器80。裝配孔57在上固定器安裝部分60的徑向中心線的外側(cè)沿接近主支座18的圓周的假想圓有規(guī)則地排列，與安裝凹槽55一樣，以使壓縮應(yīng)變固定器80垂直地一一對應(yīng)于被裝配在安裝凹槽55中的帶齒固定器70。
圖4是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的壓縮應(yīng)變固定器80的詳細(xì)縱剖面，其是圖2中所示的部分“A”。
如圖4所示，壓縮應(yīng)變固定器80包含裝配桿130、上支撐塊135、支撐殼體140和支撐彈簧145，該裝配桿130具有帶有向上延伸裝配凹槽121的下法蘭部分127、支撐彈簧的中間法蘭部分123和阻止被移去的上法蘭部分125，該上支撐塊135穿過軸承67固定至上固定器安裝部分60，并具有引導(dǎo)孔131以允許裝配桿130穿過上固定器安裝部分60往復(fù)運動，該支撐殼體140具有在其上端的貫穿孔以允許裝配桿130通過該貫穿孔并在其下端邊緣處連接至上支撐塊135的上表面，該支撐彈簧145被放置在中間法蘭部分123和支撐殼體140的上部之間。因而，能夠容易地連接和拆開反應(yīng)管組件100，當(dāng)帶齒固定器70被轉(zhuǎn)動時，反應(yīng)管組件100可在其自身軸上轉(zhuǎn)動。
裝配桿130的下法蘭部分127以朝向其上端的逐漸變細(xì)的形狀被形成。上支撐塊135的引導(dǎo)孔131具有與下法蘭部分127的形狀相對應(yīng)的形狀。如圖4所示，裝配桿130被支撐彈簧145降低至低于引導(dǎo)孔131，同時當(dāng)上固定器安裝部分60被降低時，裝配桿130被轉(zhuǎn)動且與引導(dǎo)孔131的壁相接觸。
圖5是顯示依據(jù)本發(fā)明實施例的反應(yīng)管組件100的詳細(xì)縱剖面，其是圖2中所示的部分“B”。
每個反應(yīng)管組件100在反應(yīng)管組件100的下端處連接至每個帶齒固定器70，并在反應(yīng)管組件100的上端處連接至每個壓縮應(yīng)變固定器80，以使反應(yīng)管組件100接收從轉(zhuǎn)動裝置傳遞來的轉(zhuǎn)動力并單獨轉(zhuǎn)動，從而將剪切應(yīng)變施加在反應(yīng)管組件100中的被培養(yǎng)的細(xì)胞上。
更詳細(xì)地，如圖5詳細(xì)所示，反應(yīng)管組件100包含限定用于培養(yǎng)細(xì)胞的空間的反應(yīng)管103，密封反應(yīng)管103的上開口并在其中間處具有壓縮引導(dǎo)孔的密封蓋105，和通過壓縮引導(dǎo)孔并具有外直徑與反應(yīng)管103的內(nèi)直徑相應(yīng)的壓縮頭107的壓縮桿110。再者，壓縮桿110具有裝配凸起111和裝配法蘭113，以被安全地裝配進(jìn)壓縮應(yīng)變固定器80中。
在這種情況下，密封蓋105具有一個或多個O形環(huán)115，從而將反應(yīng)管103與外部環(huán)境完全切斷。
其中，反應(yīng)管103優(yōu)選具有圍繞反應(yīng)管103外表面的下部裝配的彎曲防止件117，從而當(dāng)壓縮力施加在反應(yīng)管103上時，阻止反應(yīng)管103彎曲。
圖6是顯示依據(jù)本發(fā)明另一實施例的反應(yīng)管組件的詳細(xì)縱剖面；如圖6所示，反應(yīng)管103可具有一種容量和形狀與反應(yīng)管103內(nèi)部空間的容量和形狀相應(yīng)的柱狀多孔細(xì)胞支架120，以在反應(yīng)管103中培養(yǎng)粘附動物細(xì)胞時提供足夠的表面面積。
使用天然聚合物或合成聚合物制造多孔細(xì)胞支架120，例如，天然聚合物如聚氨基葡萄糖或膠原，合成聚合物如PLGA、PLA或PLLA。用于最大化動物細(xì)胞粘附面的多孔細(xì)胞支架120具有大小為大約150至400μm的孔。
混合式生物反應(yīng)器可被用于促進(jìn)懸浮細(xì)胞和粘附細(xì)胞的繁殖和分化，僅通過改變反應(yīng)管組件100，而不需其它元件的改變。
圖7是本發(fā)明的具有套在其上的外殼150的生物反應(yīng)器的透視圖。
如圖7所示，依據(jù)上述的本發(fā)明的生物反應(yīng)器被用于促進(jìn)動物細(xì)胞的繁殖和分化，具有套在其上的獨立的或在培育箱中的外殼150。
下面說明依據(jù)本發(fā)明的混合式生物反應(yīng)器的操作。
首先，每個包含培養(yǎng)的細(xì)胞的反應(yīng)管組件100被放置在一個帶齒固定器70和一個壓縮應(yīng)變固定器80之間。反應(yīng)管組件100被安裝以被支撐彈簧145彈性地支撐，方式為反應(yīng)管組件100的下端，即反應(yīng)管103的下端被插入裝配在安裝凹槽55中的帶齒固定器70的嚙合凹槽74中，壓縮應(yīng)變固定器80的裝配桿130在支撐彈簧145的力的作用下被抬升，并且在裝配凸起111被插入裝配桿130的裝配凹槽121后，用于抬升裝配桿130的力被釋放。
在此狀態(tài)中，開始將壓縮應(yīng)變和剪切應(yīng)變提供至反應(yīng)管100的操作。在主要操作之前，壓縮應(yīng)變電動機(jī)5以特定角度轉(zhuǎn)動以降低上固定器安裝部分60，從而使具有傾斜外表面的裝配桿130的下法蘭部分127與上支撐塊135的引導(dǎo)孔131緊密接觸。主要操作由此狀態(tài)開始。
當(dāng)安裝在電動機(jī)殼體30內(nèi)的剪切應(yīng)變電動機(jī)25轉(zhuǎn)動時，與主驅(qū)動齒輪21嚙合的轉(zhuǎn)動裝置的下剪切應(yīng)變齒輪41被轉(zhuǎn)動，該主驅(qū)動齒輪21圍繞剪切應(yīng)變電動機(jī)25的輸出軸23被裝配。當(dāng)下剪切應(yīng)變齒輪41被轉(zhuǎn)動時，主轉(zhuǎn)動軸50和上剪切應(yīng)變齒輪40被轉(zhuǎn)動，圍繞主轉(zhuǎn)動軸50裝配該上剪切應(yīng)變齒輪40。從而，與上剪切應(yīng)變齒輪40嚙合的全部帶齒固定器70在其自身軸上轉(zhuǎn)動。
主驅(qū)動齒輪21和下剪切應(yīng)變齒輪41優(yōu)選形成具有7∶1或8∶1的轉(zhuǎn)動比率。允許將剪切應(yīng)變施加在在反應(yīng)管組件100內(nèi)被培養(yǎng)的細(xì)胞上，同時，依據(jù)被培養(yǎng)的細(xì)胞的類型，反應(yīng)管組件100的轉(zhuǎn)動速度被調(diào)整至1000rpm或更小。
控制壓縮應(yīng)變電動機(jī)5以0.5至1.0Hz的速度重復(fù)前、后轉(zhuǎn)動，以使通過滾珠絲杠90和上固定器安裝部分60引起的交變壓縮負(fù)荷被傳遞給反應(yīng)管組件100，以及將壓縮應(yīng)變施加至在反應(yīng)管組件100內(nèi)被培養(yǎng)的細(xì)胞上。在這個例子中，施加的最大壓縮負(fù)荷被控制到10％的最大壓縮應(yīng)變可被實現(xiàn)的程度。
執(zhí)行上述的細(xì)胞培養(yǎng)操作，以使交變壓縮負(fù)荷以每個過程最大106個循環(huán)的方式施加至反應(yīng)管組件100，重復(fù)的數(shù)量可依據(jù)細(xì)胞的種類和培養(yǎng)細(xì)胞的目的被適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
工業(yè)實用性如上述的依據(jù)本發(fā)明的混合式生物反應(yīng)器能夠同時應(yīng)用促進(jìn)細(xì)胞繁殖的壓縮應(yīng)變和促進(jìn)細(xì)胞分化的剪切應(yīng)變，以使其具有以機(jī)械方式同時促進(jìn)在反應(yīng)管組件中培養(yǎng)的細(xì)胞的繁殖和分化的效果。
此外，在具有多孔細(xì)胞支架的培養(yǎng)管例子中，培養(yǎng)粘附細(xì)胞是可行的。在不具有多孔細(xì)胞支架的培養(yǎng)管例子中，培養(yǎng)懸浮細(xì)胞是可行的。例如，本發(fā)明的混合式生物反應(yīng)器可被用于促進(jìn)包含骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、骨肉瘤細(xì)胞系、纖維原細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞和間質(zhì)干細(xì)胞的多種動物細(xì)胞的繁殖和分化。因此，本發(fā)明的混合式生物反應(yīng)器可對已開發(fā)的并變得日益重要的組織工程研究作出重大的貢獻(xiàn)。
此外，若防潮電動機(jī)被用作生物反應(yīng)器的電動機(jī)，則生物反應(yīng)器具有各種用途，譬如使用在培養(yǎng)箱內(nèi)。
盡管本發(fā)明結(jié)合具體實施例被說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，不脫離權(quán)利要求書公開的發(fā)明的范圍和宗旨的各種改良和變化是可行的。
權(quán)利要求
1.一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的混合式生物反應(yīng)器，包括多個反應(yīng)管組件；壓縮應(yīng)變電動機(jī)；滾珠絲杠，其被連接以與壓縮應(yīng)變電動機(jī)聯(lián)合操作；上固定器安裝部分，其被垂直往復(fù)運動，同時與滾珠絲杠組合，并具有多個保持反應(yīng)管組件下端的壓縮應(yīng)變固定器；下固定器安裝部分，其適用于保持反應(yīng)管組件下端，并具有多個帶齒固定器，在帶齒固定器外表面形成齒；剪切應(yīng)變電動機(jī)；和功率傳遞裝置，用于傳遞剪切應(yīng)變電動機(jī)的轉(zhuǎn)動力至多個帶齒固定器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式生物反應(yīng)器，其中功率傳遞裝置包括主驅(qū)動齒輪，其圍繞剪切應(yīng)變電動機(jī)的輸出軸裝配；中空主轉(zhuǎn)動軸，其被放置在下固定器安裝部分的中心部分以被轉(zhuǎn)動；下剪切應(yīng)變齒輪，位于下固定器安裝部分的下面并圍繞主轉(zhuǎn)動軸裝配，以與主驅(qū)動齒輪相嚙合；和上剪切應(yīng)變齒輪，位于下固定器安裝部分的上面并圍繞主轉(zhuǎn)動軸裝配，以與主驅(qū)動軸相嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合式生物反應(yīng)器，其中該功率傳遞裝置包括主驅(qū)動帶輪，其圍繞剪切應(yīng)變電動機(jī)的輸出軸裝配；中空主轉(zhuǎn)動軸，其被放置在下固定器安裝部分的中心部分以被轉(zhuǎn)動；下剪切應(yīng)變帶輪，其圍繞主驅(qū)動軸裝配以位于下固定器安裝部分的下面并使用皮帶與主驅(qū)動帶輪相連接；和上剪切應(yīng)變齒輪，位于下固定器安裝部分的上面并圍繞主轉(zhuǎn)動軸裝配以與全部帶齒固定器相嚙合。
4.一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的混合式生物反應(yīng)器，包括壓縮應(yīng)變電動機(jī)，其具有長的輸出軸；主支座，其適用于包含壓縮應(yīng)變電動機(jī)和具有向上延伸的中空支撐柱；上壓縮裝置，其包括用于垂直移動的被安裝在壓縮應(yīng)變電動機(jī)的輸出軸上端的滾珠絲杠，與滾珠絲杠組合的并具有在其中心處向下延伸的中空導(dǎo)柱的上固定器，以及多個被放置在上固定器安裝部分外部的在其自身軸上被轉(zhuǎn)動的壓縮應(yīng)變固定器；下固定裝置，包括在其中心處具有貫通孔并被同軸安裝在上支撐座上的下固定器安裝部分，以及多個被安裝在下固定器安裝部分外部的在其自身軸上被轉(zhuǎn)動的帶齒固定器；剪切應(yīng)變電動機(jī)，主驅(qū)動齒輪圍繞剪切應(yīng)變電動機(jī)的輸出軸被裝配；轉(zhuǎn)動裝置，其包括被裝配進(jìn)下固定器安裝部分貫通孔中的主轉(zhuǎn)動軸，位于下固定器安裝部分下面并圍繞主轉(zhuǎn)動軸裝配以與主驅(qū)動齒輪相嚙合的下剪切應(yīng)變齒輪，以及位于下固定器安裝部分上面并圍繞主轉(zhuǎn)動軸裝配以與全部帶齒固定器相嚙合的上剪切應(yīng)變齒輪；和多個反應(yīng)管組件，其通過壓縮應(yīng)變固定器和帶齒固定器保持其上和下端而被安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的混合式生物反應(yīng)器，其中每個帶齒固定器具有通過軸承安裝在下固定器安裝部分上的下部小直徑部分，以及在其外表面上有齒并在其上表面上具有向下延伸裝配凹槽的上部大直徑部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的混合式生物反應(yīng)器，其中每個壓縮應(yīng)變固定器包括裝配桿、上支撐塊、支撐殼體和支撐彈簧，該裝配桿具有帶有向上延伸裝配凹槽的下法蘭部分、支撐彈簧的中間法蘭部分和阻止被移去的上法蘭部分，該上支撐塊通過軸承固定至上固定器安裝部分并具有引導(dǎo)孔以允許裝配桿往復(fù)運動穿過上固定器安裝部分，該支撐殼體具有在其上端的貫穿孔以允許裝配桿通過該貫穿孔并在其下端邊緣處連接至上支撐塊的上表面，該支撐彈簧被放置在中間法蘭部分和支撐殼體的上部之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的混合式生物反應(yīng)器，其中每個反應(yīng)管組件包括限定用于培養(yǎng)細(xì)胞的空間的反應(yīng)管，密封反應(yīng)管的上開口并在其中心處具有壓縮引導(dǎo)孔的密封蓋，和通過壓縮引導(dǎo)孔并具有外直徑與反應(yīng)管的內(nèi)直徑相對應(yīng)的壓縮頭的壓縮桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合式生物反應(yīng)器，其中每個反應(yīng)管組件另外包括一個或多個位于密封蓋和壓縮桿之間的O形環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合式生物反應(yīng)器，其中每個反應(yīng)管組件另外具有圍繞反應(yīng)管外表面的下部安裝的彎曲防止件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的混合式生物反應(yīng)器，其中反應(yīng)管中具有柱狀多孔細(xì)胞支架。
全文摘要
公開了一種用于細(xì)胞培養(yǎng)的混合式生物反應(yīng)器。為了同時地應(yīng)用用于細(xì)胞分化的壓縮應(yīng)變和用于細(xì)胞繁殖的剪切應(yīng)變，混合式生物反應(yīng)器包含多個反應(yīng)管組件(100)；壓縮應(yīng)變電動機(jī)(5)；剪切應(yīng)變電動機(jī)(25)；具有多個帶齒固定器(70)的下固定器安裝部分(20)，該帶齒固定器(70)分別固定反應(yīng)管組件(100)的下端至下固定器安裝部分(20)；與壓縮應(yīng)變電動機(jī)(5)連接在一起而被操作的滾珠絲杠(90)；上固定器安裝部分(60)，其與滾珠絲杠(90)嚙合以垂直向上和向下運動，并具有多個壓縮應(yīng)變固定器(80)以固定反應(yīng)管組件(100)的上端至該上固定器安裝部分(60)；以及傳遞剪切應(yīng)變電動機(jī)(25)的轉(zhuǎn)動力至帶齒固定器(70)的功率傳遞單元。
文檔編號C12M3/06GK1714144SQ200380103658
公開日2005年12月28日 申請日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者催貴元, 裴泰洙, 金正圭, 李昌亮 申請人:韓國科學(xué)技術(shù)研究院