[发明专利]无搅拌装置的填充床式细胞生物反应器及培养动物细胞方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种细胞生物反应器，具体涉及一种用于动物细胞培养的无机械搅拌装置的填充床式细胞反应器培养动物细胞方法。

背景技术：

目前世界生物技术制药产业发展迅猛，并已取得了巨大的成就。通过动物细胞体外培养表达和生产各类诊断和治疗用单克隆抗体，疫苗，生长因子等生物活性蛋白质具有十分广泛的市场应用前景。因此，用来大规模高密度培养动物细胞的细胞生物反应器，就成了生物技术制药产业中最重要的装备。它很大程度上决定了生物技术制药企业的产品成本，生产规模和产品种类。现有的反应器采用插入罐体内的机械搅拌，搅拌装置结构及其润滑物质经常带来的微生物污染的问题，搅拌润滑带入杂菌的情况发生率高，一旦杂菌污染，就会造成细胞死亡，或者由于机械搅拌的剪切造成细胞死亡，腐败物质迅速蔓延，也会造成整罐细胞死亡。

发明内容

本发明的目的是提供一种性能独特，原理创新的无搅拌装置的填充床式细胞反应器的实现方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

无搅拌装置的填充床式细胞生物反应器，其组成包括：反应罐罐体，所述的反应罐罐体底部连接摇床，所述的反应罐罐体上部为圆台形、下部为圆柱形，所述的反应罐的上部装有导流管，所述的导流管的进口连接所述的反应罐的内壁，所述的导流管的出口端沿中心漏斗的切线方向进入所述的中心漏斗，所述的反应罐罐体上具有带进出口的罐盖，所述的反应罐罐体内具有填充床。

所述的无搅拌装置的填充床式细胞生物反应器，所述的填充床包括空套管，所述的空套管通过下孔板连接所述的反应罐罐体，所述的空套管上端连接上孔板，片状微载体充填在所述的下孔板和所述的上孔板之间。

所述的无搅拌装置的填充床式细胞生物反应器，所述的中心漏斗有外套，所述的中心漏斗外套内和中心漏斗固定连接，所述的中心漏斗设置于罐体的中心线位置，所述的外套有和所述的罐体连接的固定支架。

所述的无搅拌装置的填充床式细胞生物反应器，所述的反应罐罐体上部的半锥角α为25°-55°，所述的反应罐体外部具有保温水夹套、所述的反应罐体内侧底部有分配锥。

所述的无搅拌装置的填充床式细胞生物反应器，进气管上端穿过所述的罐盖，所述的进气管的另一端伸到中心漏斗内，所述的进气管的中心漏斗内的一端的底部为环形并且分布有出气微孔，所述的反应罐罐盖上装有进液管和出液管，所述的反应罐罐体下部圆柱体与底面之间通过半径大于50mm圆弧过渡。

一种利用无搅拌装置的填充床式细胞反应器培养活性细胞的方法：

启动摇床，加培养基至反应罐工作容积后，将动物活性细胞接种到填充床的片状微载体中；被固定在圆锥内壁上的导流管将上部的培养液导至罐体中心的中心漏斗中；培养液在与填充床分离的中心漏斗中进行溶氧；经过中心漏斗的出口出来的营养液穿过填充床给活性动物细胞输送营养和氧气；在摇床的离心力作用下培养液向外并向上运动进入导流管，在导流管的引导下回到中心漏斗，完成一个循环；补充氧气和营养，开始下一个循环流。

所述的利用无搅拌装置的填充床式细胞反应器培养活性细胞的方法，所述的培养液在反应罐中的与填充床分离中心漏斗中的溶氧区进行溶氧是指在中心漏斗的液面下，由进气管把混合气由罐外输入，经进气管下部的环形管上的出气微孔，以鼓泡形式进入液体漩涡里，形成气-液相混合的溶氧过程，混合气体溶解/混合于培养液中，并随培养液做循环流动；在振荡回流的作用下中心漏斗里的培养液形成漩涡向下流动；中心漏斗下部出口流出的培养液，冲至罐内底部经分配锥并折反向上沿外环呈螺旋线轨迹运动。

所述的利用无搅拌装置的填充床式细胞反应器培养活性细胞的方法，所述的通过填充床给活性动物细胞输送营养和氧气过程中，所述的填充床包括由上孔板和下孔板与空套管和罐体圆柱形内壁构成的空间，其中填满片状微载体，细胞就贴附于片状微载体之上，作为活性动物细胞的生长区域，当培养液流穿过填充床时，将营养和氧气带给细胞，并将排泄物带走，完成为细胞提供营养物质和溶解氧的过程。

本发明的有益效果：