一种生物反应罐的制作方法 [0002] 生物制造是一门由制造科学，生物材料科学和生命科学交叉相融诞生的新兴学 科，是以细胞、活性分子和工程及生物材料为基本单元的组织结构制造科学。当组织损伤 或缺失时，生物制造技术采用植入器官代用品的方式进行治疗，这种方式可以在植入初期 已经具有组织或器官的全部功能，并在体内生长的过程中逐步具有需要的组织或器官的功 能。 [0003] 另外组织在人体内是一个立体组织，如骨组织内部有血管、神经、骨细胞、骨髓等 多种复杂的生物组成，设计三维的立体和制造其内部的通道也是我们需要必须解决的问 题。 [0004] 组织支架的规模化制备还需要采用立体的可接近人体环境的生物反应器来进行。 虽然用于细胞培养生产生物制品的生物反应器已经比较成熟，例如德国贝朗公司、美国NBS 公司、荷兰比欧公司等生产的商品化生物反应器，然而，用于组织工程的生物反应器，尤其 是用于进行组织块或生物材料的立体培养工艺研究和可用于规模化生产进行临床研究的 生物反应器还没有得到开发。
[0005] 本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种用于培养组织块或生物材料的生 物反应罐，可以实现组织块或生物材料的立体、连续、接近体液的培养。
[0006] 本实用新型的技术方案如下：
[0007] 一种生物反应罐，包括罐体，分别位于罐体两端的第一罐盖和第二罐盖，第一罐盖 设置有伸向罐体内部的第一夹持部件和用于物质进出的至少一个第一导管，第二罐盖设置 有伸向罐体内部的第二夹持部件和用于物质进出的至少一个第二导管，第一罐盖和第二罐 盖与罐体之间形成密封。
[0008] 所述第一罐盖和第二罐盖与所述罐体是可拆卸的分体结构，或者为不可拆卸的一 体结构。
[0009] 所述第一罐盖和第二罐盖可以通过法兰和螺栓与所述罐体形成密封连接。
[0010] 所述第一夹持部件和第二夹持部件分别与所述第一罐盖和第二罐盖是可拆卸的 分体结构，或者为不可拆卸的一体结构。
[0011] 所述第一夹持部件和第二夹持部件分别与第一罐盖和第二罐盖通过螺纹连接。
[0012] 所述第一夹持部件与所述第二夹持部件之间的距离可以通过夹持部件与罐盖之 间的螺纹旋转进行调节。通过夹持部件与罐盖之间的螺纹旋转，调节第一夹持部件和第二 夹持部件伸入罐体内的长度，从而调节第一夹持部件和第二夹持部件之间的距离，以便对 不同大小的组织块或生物材料进行夹持。
[0013] 所述第一夹持部件和所述第二夹持部件可以是针状固定轴。针状固定轴的一端包 括与罐盖匹配连接的外螺纹或者与罐盖形成一体，另一端包括用于固定组织或生物材料等 的夹持针。夹持针可以是不同粗细的不锈钢材质的针。
[0014] 所述第一和第二夹持部件与所述第一和第二罐盖之间的螺纹连接分别包括一 0 型密封垫圈。
[0015] 所述罐体的侧部设置一液位标尺，用于控制培养体积和量化补充的营养成分。
[0016] 所述第一导管和第二导管具有相同或不同孔径，用于培养液的进出和物质的添 加。
[0017] 在一种实施方式中，所述第一导管和第二导管可以分别连接商品化生物反应器的 出料口和回料口，形成连续的培养系统。通过所述商品化生物反应器自动控制气体、压力、 液体的溶氧、pH以及额外物质的添加，在培养不同时期向本实用新型的生物反应罐补充不 同的营养成分，从而自动控制组织块或生物材料的立体培养，使培养环境接近体液。
[0018] 所述罐体可以是圆柱形和长方形，由不锈钢、玻璃、或塑料材料制成。
[0019] 所述生物反应罐可以水平或坚直放置，进行横向和坚向的培养。优选地将罐体可 拆卸地固定在一个支架上，同时解决了高压灭菌罐体以及在坚向培养过程中从罐体下部导 管进料的问题。
[0020] 所述生物反应罐可以根据需要设计为多次使用的装置或一次性装置。
[0021] 所述生物反应罐可用于人体组织的培养，并在培养过程中在显微镜下在线观察， 可直接运到医院，在手术中进行组织块或生物材料的无菌植入，克服了目前组织工程材料 产业化产品生产和应用无法衔接的在线和无菌等医疗问题。
[0022] 所述生物反应罐可以用于任何组织工程和生物材料的立体、连续和接近体液的培 养，为动物和人体的组织植入前的立体培养技术。




[0023] 图1是本实用新型的生物反应罐的一种实施方式，示意为横向培养；
[0024] 图2是本实用新型的生物反应罐的一种实施方式，示意为坚向培养且受支架支 撑；
[0025] 图3是本实用新型的生物反应罐单独与商品生物反应器连接的示意图；
[0026] 图4是本实用新型的两个生物反应罐并联后与商品生物反应器连接的示意图；
[0027] 1-罐体，2-罐盖，2A-第一罐盖，2B-第二罐盖，3-夹持部件，3A-第一夹持部件， 3B-第二夹持部件，4-导管，4A-第一导管，4B-第二导管，5-外螺纹，6-内螺纹，7-垫圈， 8_支架，9-立柱，10-进气口，11-出气口，12-出料口，13-回料口，14-快接头，15-补料口， 16-补碱口，17-搅拌器。


[0028] 以下结合附图对本实用新型的生物反应罐做详细说明。
[0029] 图1显示本实用新型的用于培养组织块或生物材料的生物反应罐100的一种实施 方式，包括罐体1，分别位于罐体两端的第一罐盖2A和第二罐盖2B，第一罐盖设置有伸向罐 体内部的第一夹持部件3A和用于物质进出的至少一个第一导管4A，第二罐盖设置有伸向 罐体内部的第二夹持部件3B和用于物质进出的至少一个第二导管4B，第一罐盖2A和第二 罐盖2B与罐体1之间形成密封。
[0030] 罐体1可以是圆柱形或长方形，由不锈钢、玻璃、或塑料等材料制成。罐体的侧部 可设置一液位标尺，用于控制培养体积和量化补充的营养成分。第一罐盖2A和第二罐盖2B 与罐体1是可拆卸的分体结构，或者为不可拆卸的一体结构。例如，第一罐盖2A和第二罐 盖2B可以通过法兰和螺栓与罐体1形成密封连接。
[0031] 第一夹持部件3A和第二夹持部件3B分别与第一罐盖2A和第二罐盖2B是可拆卸 的分体结构，或者为不可拆卸的一体结构。例如，第一夹持部件3A和第二夹持部件3B分别 与第一罐盖2A和第二罐盖2B通过螺纹连接。
[0032] 第一夹持部件3A与第二夹持部件3B之间的距离可以通过夹持部件与罐盖之间的 螺纹旋转进行调节。通过夹持部件与罐盖之间的螺纹旋转，调节第一夹持部件3A与第二夹 持部件3B伸入罐体内的长度，从而调节第一夹持部件3A与第二夹持部件3B之间的距离， 以便对不同大小的组织块或生物材料进行夹持。
[0033] 第一夹持部件3A与第二夹持部件3B可以是针状固定轴。针状固定轴的一端包括 外螺纹5,与罐盖的内螺纹6匹配形成螺纹连接，或者直接与罐盖形成一体，另一端包括用 于固定组织或生物材料等的夹持针。夹持针可以是不同粗细的不锈钢材质的针。
[0034] 第一夹持部件3A与第一罐盖2A之间的螺纹连接以及第二夹持部件3B与第二罐 盖2B之间的螺纹连接分别包括一 0型密封垫圈7。
[0035] 第一导管4A和第二导管4B可以是相同或不同孔径的一个或多个导管，用于液体 的进出和物质的添加，优选地突出罐体外部，方便连接液体和物质的输送管。在培养过程 中，未使用的导管处于封闭状态。
[0036] 所述生物反应罐可以水平或坚直放置，进行横向（图1)和坚向（图2)的培养。如 图2所示，当坚向培养时，可以将罐体可拆卸地固定在一个支架8上，支架8包括用于支撑 的立柱9,同时解决了高压灭菌罐体以及在坚向培养过程中从罐体下部导管进料的问题。
[0037] 图3显示本实用新型的生物反应罐100与商品化生物反应器200连接的一种实施 方式，其中商品化生物反应器200 (包括进气口 11)封闭，仅留出气口 10,将本实用新型生 物反应罐的其中一个导管作为进料口（例如第二导管4B)与商品化生物反应器的出料口 12 通过快接头14连接，将另一端导管作为出料口（例如第一导管4A)与商品化生物反应器的 回料口 13通过快接头14连接。商品化反应器还可以包括补料口 15、补碱口 16、搅拌器17。 由此，通过商品化生物反应器，将培养液从本实用新型生物反应罐下端的导管注入，培养液 充满罐体1，从罐体顶端的导管流出，返回至商品化生物反应器。通过所述商品化生物反应 器自动控制气体、液体的溶氧、pH、压力、温度以及额外物质的添加，在培养不同时期向本实 用新型的生物反应罐补充不同的营养成分，实现罐体1内组织块和生物材料的立体、连续、 接近体液的培养。
[0038] 图4显示，本实用新型的生物反应罐100还可以两个或两个以上的方式并联，然后 分别与同一商品化生物反应器200串联进行培养，从而可用一个商品化生物反应器带动两 个或两个以上的本实用新型的生物反应罐装置，同时进行多个组织块或生物材料的立体式 培养。所述生物反应罐可以是反复使用的装置，也可以是一次性装置。
[0039] 以上所述是本实用新型的，应当指出，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出任何改进和修饰，这些改进和修饰也 视为本实用新型的保护范围。