[实用新型]适用于空间细胞自动培养的换液系统

说明书

本专利公开了一种适用于空间细胞自动培养的换液系统，包括：营养液袋，硅橡胶管、培养单元、蠕动泵、废液袋。营养液袋是软质营养液储液袋，用于低温存储新鲜营养液，储液袋上只有一个进出液口，其上可安装连接硅橡胶管的直通管接件。硅橡胶管连接主要功能单元，既可以用于细胞液体输运和预加热使营养液流入，也可以使营养液排出。细胞培养单元用于细胞自动培养和观察，新鲜营养液可以在培养单元内进行充分扩散。废液袋是软质储液袋，用于存储培养单元流出的废液。小型蠕动泵及泵的控制系统用于对液体输运产生动力。本专利安装方便、温度均衡、气密性好，便于观察，实现了空间细胞自动培养所需的营养液换排需求，经地面及空间飞行试验验证可行。

技术领域

本专利涉及空间生物技术，特别是指一种适用于空间微重力环境下、应用于空间细胞体外自动培养的换液系统。

背景技术

体外细胞培养技术已经成为细胞相关的生物学研究的基础，随着空间生命科学研究的发展,人们将细胞、组织培养技术与微重力环境相结合产生了组织工程研究的一个新领域——微重力组织工程。模拟太空微重力条件下细胞培养和组织构建研究表明,微重力环境有利于细胞的三维生长,形成具有功能的组织样结构,培养后的三维组织无论从形态上还是基因表达上都更接近于正常的机体组织。这种微重力对细胞的作用效应,将可能为未来组织工程和再生医学研究提供一条新途径。体外细胞培养是一种在为细胞生长提供适宜的环境和营养供给的现代生物学试验技术。细胞是非常敏感的，对生长环境要求十分苛刻。一般情况下，细胞所需要的环境必须保持恒定，包括：适宜的温度、湿度、酸碱度 (pH值)，特定的气体环境，一定的营养物质，以及要保持无菌、无毒的环境等。目前，细胞培养的实验室常规操作包括，由试验人员定期将培养皿在无菌操作台内为细胞更换新鲜营养液，然后将培养皿放在恒温培养箱里进行培养。细胞工厂内进行大规模细胞培养则需要复杂的保温及液体管理系统，不能满足空间细胞培养的设计条件。

空间细胞自动培养需要在微重力情况下，为细胞生长提供足够的营养，微重力情况下，液体不会沉在培养单元底部，因此需要将整个液体密封在换液系统内部；细胞培养需要在无菌环境下进行，因此设计需要方便系统组装；为了减少地面重力效益的影响，缩短细胞在重力情况下的培养时间，复苏细胞与火箭发射之间的间隔时间越短越好，因此需要操作过程需简单可靠。此外，航天仪器要求小型化、自动化，能长期在无人条件下运行。因此设计能够满足细胞空间自动培养所需的小型化、方便组装、可靠性高的换液系统就成了解决空间细胞培养技术的关键问题。

发明内容

本专利的目的是提供一种适用于空间细胞自动培养的换液系统，包括营养液袋、硅橡胶管、培养单元、蠕动泵、废液袋。

一种适用于空间细胞自动培养的换液系统，包括营养液袋1，硅橡胶管2，培养单元3，蠕动泵4，废液袋5。

营养液袋1采用生物相容性好的聚偏氟乙烯PVDF材质的柔性软质储液袋。

培养单元3两端加工有一个进液口和一个出液口，如图2所示，包括：反应器盖6；密封圈7；反应器体8；管接头9。

所述的蠕动泵4为泵头易拆装的蠕动泵，方便无菌操作时的管路拆装。

所述废液袋5，采用聚偏氟乙烯PVDF材质的柔性软质储液袋。。

营养液袋1上只有一个进出液口，该进出液口通过直通管接件与硅橡胶管 2相连接；营养液袋1放置于固定的低温盒内，盒子容积大于等于营养液袋装满液体后的体积。培养单元3的进液口通过硅橡胶管2与营养液袋1相连接，出液口通过硅橡胶管2经蠕动泵4与废液袋5相连接；培养单元上盖可打开，装入细胞后密封。

实现本专利的技术方案为：

(1)临射安装时，将灭菌后的营养液袋、硅橡胶管、培养单元、蠕动泵、废液袋在无菌操作台打开包装；

(2)将新鲜培养液灌入营养液袋，灌入所需液体量后，将袋中气体排净，然后用止血钳夹住硅橡胶管的远离液袋端；