專利名稱：灌注式生物反應(yīng)器的灌注室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種灌注式生物反應(yīng)器所需的關(guān)鍵設(shè)備，特別涉及一種灌注式生物反應(yīng)器的灌注室。其實(shí)現(xiàn)有利于對大段組織工程骨的培養(yǎng)。
背景技術(shù)：
隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人民生活水平的提高，人們對骨骼缺損的修復(fù)和置換等方面的要求日益迫切。由創(chuàng)傷、疾病導(dǎo)致的各種骨缺損，尤其是骨干的大段骨缺損的修復(fù)是目前骨科醫(yī)學(xué)面臨的難題。目前解決骨缺損的常規(guī)方法是骨移植，但自體骨骨源有限，異種骨移植易引發(fā)排異反應(yīng)和疾病的傳播。骨組織工程的發(fā)展為骨缺損修復(fù)提供了新的解決方案。骨細(xì)胞與骨支架載體在體外的共同培養(yǎng)環(huán)境，是組織工程骨構(gòu)建的關(guān)鍵，也是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。以往在骨組織工程中的骨支架培養(yǎng)方式有靜態(tài)培養(yǎng)、旋轉(zhuǎn)瓶式和攪拌式培養(yǎng)。但在實(shí)際培養(yǎng)中，這些培養(yǎng)方式只能使骨支架的外圍生長出薄薄的一層骨組織，其原因是這些培養(yǎng)方式不能保證對骨支架內(nèi)部骨細(xì)胞的充分營養(yǎng)供給，代謝廢物不能順利排出。灌注式培養(yǎng)方式通過強(qiáng)制灌流的方式在保證了對骨支架內(nèi)部細(xì)胞充分的營養(yǎng)供給的同時，使代謝廢物順利排出，并且能給細(xì)胞提供適當(dāng)?shù)牧黧w剪切力刺激，促進(jìn)細(xì)胞增殖和分化，成為骨組織工程研究的焦點(diǎn)。灌注室是灌注式生物反應(yīng)器的核心部件之一。傳統(tǒng)的灌注室設(shè)計把骨支架直接放置在圓管形的灌注室中存在諸多弊端首先骨支架與灌注室之間通過尺寸配合很難保證密封性能，易導(dǎo)致流體直接從骨支架與灌注室之間的縫隙泄露而影響灌注效果；其次傳統(tǒng)的灌注室在骨支架的入口截面流速很不均勻，放置在灌注室中的骨支架在入口截面處的流體在中心流速大，邊緣流速小，易導(dǎo)致灌注培養(yǎng)的骨支架內(nèi)部流體剪切力場不均勻，最終導(dǎo)致灌注培養(yǎng)失敗；最后圓管灌注室不利于骨支架的安放和拆卸，而且一種尺寸的灌注室只能對應(yīng)一種尺寸的骨支架，若改變骨支架的尺寸，就必須重新制造對應(yīng)尺寸的灌注室。為了給細(xì)胞在骨支架內(nèi)部提供一個均勻的力學(xué)生長環(huán)境，必須通過灌注室的合理結(jié)構(gòu)保證流體無泄漏的流入骨支架內(nèi)部，同時保證骨支架灌注入口截面流速的均勻性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種灌注式反應(yīng)器的灌注室，可實(shí)現(xiàn)骨支架安裝和拆卸的方便性，實(shí)現(xiàn)灌注室與骨支架之間的密封性，保證灌流效為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的構(gòu)思是通過對灌注要求的分析，設(shè)計了一種實(shí)現(xiàn)流體在骨支架的入口處灌注流速均勻性的多入口通道和收縮灌注入口的灌注裝置。根據(jù)上述實(shí)用新型構(gòu)思，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案一種灌注式生物反應(yīng)器的灌注室包括灌注室殼體和骨支架夾持器，其特征在于[0009](1)所述灌注室殼體由上殼體和下殼體對合構(gòu)成，對合處墊有硅膠墊圈，上殼體通過螺栓固定在下殼體上；(2)所述骨支架夾持器安裝在所述灌注室殼體內(nèi)腔中部，將該內(nèi)腔分隔為前后腔； (3)所述灌注室殼體的前端有流體入口，后端有流體出口。所述硅膠墊圈嵌裝在下殼體對合法蘭面上的卡槽內(nèi)。所述骨支架夾持器由骨支架密封硅膠墊圈、骨支架夾持板和骨支架夾持板密封圈構(gòu)成，被培養(yǎng)的骨支架通過骨支架密封硅膠墊圈押置在骨支架夾持板的中心孔中，使骨支架與骨支架夾持板之間的密封；骨支架夾持板通過骨支架夾持板密封圈插置在灌注室殼體內(nèi)腔中部環(huán)形槽中，使骨支架夾持板與灌注室殼體之間的密封。所述骨支架的外徑小于灌流室殼體內(nèi)徑的1/4。所述流體入口和流體出口分別為六個帶內(nèi)螺紋的流體入口和六個帶內(nèi)螺紋的流體出口。本實(shí)用新型通過在骨支架與灌注室之間的硅膠墊圈保證灌注的密封性，六個流體入口和灌注室內(nèi)的骨支架夾持裝置，保證流體在骨支架的灌注入口處流速的均勻性。另外， 灌注室的上下兩個部分用螺栓連接，便于骨支架的安裝和拆卸。

圖1是本實(shí)用新型一個實(shí)施例的外形示意圖。圖2是圖1所示灌注室殼體的爆炸圖。圖3是圖1灌流室內(nèi)的骨支架夾持器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是骨支架夾持器安裝在下灌注室的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下實(shí)施例1 參見圖1、圖2、圖3和圖4，本灌注式生物反應(yīng)器的灌注室，包括灌注室殼體和骨支架夾持器，所述灌注室殼體由上殼體2和下殼體1對合構(gòu)成，對合處墊有硅膠墊圈4，上殼體2通過螺栓3固定在下殼體1上；所述骨支架夾持器安裝在所述灌注室殼體內(nèi)腔中部，將該內(nèi)腔分隔為前后腔；所述灌注室殼體的前端有流體入口 9，后端有流體出口 10。實(shí)施例2 本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，特別之處如下所述骨支架夾持器由骨支架密封硅膠墊圈6、骨支架夾持板7和骨支架夾持板密封圈8構(gòu)成，被培養(yǎng)的骨支架5 通過骨支架密封硅膠墊圈6押置在骨支架夾持板7的中心孔中，使骨支架5與骨支架夾持板之間的密封；骨支架夾持板7通過骨支架夾持板密封圈8插置在灌注室殼體內(nèi)腔中部環(huán)形槽中，使骨支架夾持板7與灌注室殼體之間的密封。實(shí)施例3 本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，特別之處如下所述灌注室殼體由上殼體2和下殼體1通過6個緊固螺栓3連接，通過上殼體2和下殼體1之間放置的灌注室密封硅膠墊圈4保證其密封性，形成一個密閉的灌流通道。流體可以從所述灌注室殼體左端的六個流體入口流入，從所述灌注室殼體右端的六個流體出口流出。六個流體入口使灌流室內(nèi)的流體均勻混合，保證所述灌流室橫截面流速的均勻性。所述骨支架夾持器如圖3所示由骨支架5、骨支架密封硅膠墊圈6、骨支架夾持板 7和骨支架夾持板密封墊圈8構(gòu)成。所述骨支架夾持器中骨支架5和骨支架夾持板7之間通過過盈配合安裝骨支架密封硅膠墊圈6保證灌流時的骨支架5與骨支架夾持板7之間的密封性。骨支架夾持器的安裝如圖4所示骨支架夾持板7與灌流室殼體間通過過盈配合安裝骨支架夾持板密封硅膠墊圈8保證密封性。同時骨支架夾持器把灌流時的流道分隔成兩個部分，迫使流體灌注通過骨支架5的內(nèi)部孔隙。骨支架5安裝在骨支架夾持板7的中央，且骨支架5的外徑遠(yuǎn)小于灌流室的流道直徑，避免了傳統(tǒng)灌注室中央流速大，四周壁面流速小對骨支架入口截面流速的影響。本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)灌注室的密封性和骨支架灌注入口流速的均勻性，而且要有利于安裝及拆卸，把灌注室分為灌注室殼體和骨支架夾持器兩個部分。灌注室殼體由上殼體和下殼體兩部分與灌注室密封硅膠墊圈的過盈配合保證密封性，且上殼體和下殼體通過螺栓連接，有利于內(nèi)部骨支架的安裝和拆卸。骨支架夾持器與灌注室殼體之間通過與骨支架夾持板密封硅膠墊圈過盈配合保證密封性。骨支架與骨支架夾持板之間通過過盈配合安裝骨支架密封硅膠墊圈保證灌注時的密封性能，使流體只能灌注流過骨支架。同時骨支架安裝在骨支架夾持板的中央，骨支架的外徑小于灌流室灌流通道直徑的1/4，避免了傳統(tǒng)灌注室中央流速大，四周壁面流速小對骨支架入口截面流速的影響。本實(shí)用新型的有以下顯而易見的優(yōu)點(diǎn)灌注室通過螺栓連接上下殼體，極大的方便了內(nèi)部骨支架的安裝和拆卸。骨支架通過與夾持器之間通過過盈配合安裝密封硅膠墊圈，使骨支架在灌注培養(yǎng)時流體不會從骨支架與骨支架夾持板的縫隙中流走，保證了灌流效果，且骨支架安裝拆卸方便。灌流室的六個流體入口和骨支架安裝在灌注室的中央，且骨支架直徑小于灌流室直徑的1/4，保證了骨支架灌注入口流速的均勻性。為骨組織工程中的灌注式生物反應(yīng)器提供了一個高效的灌注平臺。
權(quán)利要求1.一種灌注式生物反應(yīng)器的灌注室包括灌注室殼體和骨支架夾持器，其特征在于a.所述灌注室殼體由上殼體( 和下殼體(1)對合構(gòu)成，對合處墊有硅膠墊圈(4)，上殼體(2 )通過螺栓(3 )固定在下殼體(1)上；b.所述骨支架夾持器安裝在所述灌注室殼體內(nèi)腔中部，將該內(nèi)腔分隔為前后腔；c.所述灌注室殼體的前端有流體入口(9)，后端有流體出口(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌注式生物反應(yīng)器的灌注室，其特征在于所述硅膠墊圈(4) 嵌裝在下殼體(1)對合法蘭面上的卡槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌注式生物反應(yīng)器的灌注室，其特征在于所述骨支架夾持器由骨支架密封硅膠墊圈(6)、骨支架夾持板(7)和骨支架夾持板密封圈(8)構(gòu)成，被培養(yǎng)的骨支架(5 )通過骨支架密封硅膠墊圈(6 )押置在骨支架夾持板(7 )的中心孔中，使骨支架 (5)與骨支架夾持板之間的密封；骨支架夾持板(7)通過骨支架夾持板密封圈(8)插置在灌注室殼體內(nèi)腔中部環(huán)形槽中，使骨支架夾持板(7)與灌注室殼體之間的密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的灌注式生物反應(yīng)器的灌注室，其特征在于所述骨支架(5)的外徑小于灌流室殼體內(nèi)徑的1/4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌注式生物反應(yīng)器的灌注室，其特征在于所述流體入口(9) 和流體出口(10)分別為六個帶內(nèi)螺紋的流體入口和六個帶內(nèi)螺紋的流體出口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種灌注式生物反應(yīng)器的灌注室。包括灌注室殼體和骨支架夾持器，灌注室殼體有六個流體入口和六個流體出口，保證了灌注室內(nèi)橫截面上流體流速的均勻性。所述骨支架夾持器中，骨支架通過與骨支架密封硅膠墊圈的過盈配合固連在骨支架夾持板中央的圓孔內(nèi)，且骨支架直徑小于灌流室直徑的1/4，保證了骨支架灌注入口流速的均勻性。所述骨支架夾持器安裝在上下灌注室的卡槽內(nèi)，有密封硅膠墊圈保證灌注時的密封性能。本實(shí)用新型有效的解決了灌注式生物反應(yīng)器中的灌注室內(nèi)骨支架入口截面流速不均勻的問題，同時方便骨支架的安裝和拆卸。為骨組織工程中的灌注式生物反應(yīng)器提供了一個高效的灌注平臺。
文檔編號C12M3/00GK202099292SQ20112021319
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者姚遠(yuǎn), 胡慶夕, 金文玉, 陳維燈 申請人:上海大學(xué)