[实用新型]罐外循环的填充床式细胞反应器

说明书

技术领域：

本实用新型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罐外循环的无机械搅拌装置的填充床式细胞反应器。 

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，就成了声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方式，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，而且高密度的培养，往往溶氧水平偏低，不能满足需要，也是造成密度不高，表达量偏低的重要原因。 

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种性能独特，原理创新的罐外循环的无搅拌装置的填充床式细胞反应器。 

上述的目的通过以下的技术方案实现： 

一种罐外循环的填充床式细胞反应器，其组成包括：反应罐罐体，所述的反应罐罐体底部连接摇床，所述的反应罐的上部装有外导管，所述的外导管沿罐体外绕罐体旋下并在底部回到罐体内，所述的外导管的进口开在所述的反应罐的圆台形内壁上，所述的外导管的出口端的回液口从罐体底部的中心进入所述的反应罐体内，所述的反应罐罐体上具有带进气管和出气管的罐盖，所述的反应罐罐体内具有填充片状微载体的填充床。 

所述的罐外循环的填充床式细胞反应器，所述的反应罐罐体上部为圆台形、下部为圆柱形、底部为圆锥形，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，所述的外导管沿罐体外绕罐体旋转的角度为180度。 

所述的罐外循环的填充床式细胞反应器，所述的反应罐罐体上部圆台形的表面的半锥角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圆 锥形口和回液口。 

所述的罐外循环的填充床式细胞反应器，所述的进气管上端穿过所述的罐盖，所述的进气管的另一端为出气矩形管并伸到罐内，所述的出气矩形管上具有出气微孔，所述的出气矩形管安装在外导管的液面下，所述的反应罐罐盖上装有进液管、出液管、溶氧探头、pH探头和温度探头，所述的反应罐罐体下部具有圆柱体和圆锥底面，所述的反应罐罐体下部圆柱体与圆锥底面之间通过圆弧过渡，所述的圆锥底面有上圆形下方形结构连接到外导管末端的回液口。 

有益效果： 

1.就细胞生物反应器本身而言，面对动物细胞大规模高密度培养的要求，细胞生物反应器必须解决自身功能的放大和强化问题，这些困难主要源于两方面的矛盾；一方面用于培养过程的生物反应器必须有足够的气液传质能力并能提供良好的流体混合条件，否则就难以支持细胞的生长。尤其在大规模高密度细胞培养过程中这一要求更加苛刻，细胞生物反应器在培养细胞过程中，需要确保提供良好的传质混合能力。本产品有效的克服了现在技术的缺点和不足，通过偏心旋转将溶氧流体通过外导管输出并回流到罐内，形成罐内的液体通过外导管的循环运动在振荡环流混合的作用下溶氧。由于不存在机械搅拌力，剪切力小，在罐内外的循环过程中，溶氧速度快、工作容积可线性放大、结构简单但有效。本产品脉冲式的供氧、供养分的方式仿生命程度高，为生存在填充床中片状微载体中的细胞赋予了仿生命特征的良好生存条件，可应用到人体活性细胞和动物活性细胞培养过程中。 

2.另一方面，由于动物细胞对剪切力敏感性，生物反应器中因搅拌和鼓泡产生的流体剪切力和气泡破裂会无可避免的导致细胞损伤甚至死亡，造成培养失败。所以，为了实现细胞生物反应器在培养细胞过程中，既要确保提供良好的传质混合能力，又要尽可能使流体剪切力降低来减少对细胞的损伤，从而确保大规模高表达的蛋白质生产，尽可能的降低微生物的污染概率，本实用新型的方案中，反应器的罐体内取消了传统的机械搅拌装置，这样就彻底消除了由搅拌装置结构泄漏所带来的微生物污染的问题和机械搅拌破损问题。同时，没有机械搅拌装置，也大大降低了搅拌剪切力和设备成本。 

3.本产品的细胞生长区域—填充床和气—液混合溶氧区域分开，也避免了气泡破裂给细胞带来的损伤。既确保大规模高表达的蛋白质生产，又尽可能的降低了微生物的污染概率。 

附图说明：

附图1是本实用新型的主视结构示意图。 

附图2是附图1的左视图。