[发明专利]生物反应器以及处理生物材料的方法

说明书

本发明提供一种生物反应器，包括壳体，第一流体分配器和第二流体分配器；生物反应器构造成接收安装在壳体内的支架，其中第一和第二流体分配器定位成将相应的第一和第二流体施加到安装支架的至少两个不同区域。

技术领域

本发明涉及生物反应器的改进或与生物反应器有关的改进，以及使用一种改进的生物反应器处理生物材料的方法。

背景技术

已知使用生物反应器在体外处理组织以用于随后移植到患者体内。例如，生物反应器通常被用来形成管状组织，例如气管，血管，食道或肠，或至少一部分这样的组织。此类结构通常由支架形成，支架可以是人造支架，但通常是脱细胞等效组织类型的形式。生物反应器被用来在形成的支架的一个或多个表面上或其中种植和生长一种或多种细胞类型。这通常通过将液体生物介质施加到支架上来实现，通常通过将支架浸泡在培养基中。

已知的生物反应器通常包括在壳体内的中心轴，管状支架可以安装在该中心轴上。液体介质随后被引入生物反应器的壳体中以将至少部分支架浸没在液体介质中。为了确保整个管状支架浸没在液体介质中，支架通常围绕中心轴旋转。一种示例性装置在美国专利No.8,507,263中示出。该文献中所示的生物反应器包括限定中心轴线的中心轴，其中该轴还可操作地将液体介质供应到壳体的内部以浸没支架。

然而，这种类型的生物反应器存在许多缺点。将支架浸没在液体介质中会阻止支架表面上细胞类型的差异化。例如，在一些情况下，在管状支架的内表面上生长的细胞类型必须与在相同支架的外表面上生长的细胞类型不同。使用浸没支架的已知生物反应器不能容易地实现这一点，因为支架的内部充满了与外部相同的介质。US 8,507,263试图通过使用支架来限定内腔室和外腔室并向两个腔室供应不同的流体来解决这个问题。然而，支架通常是多孔的以使支架的内部空间与支架的外部流体连通，因此在这种情况下两种不同的流体类型必然会混合。

浸没式生物反应器的另一个缺点是，一旦液体介质/媒质被引入生物反应器壳体中，在再循环和/或再充氧之前，它不能再充氧和/或在生物反应器中保留相当长的一段时间。没有再充氧的延长期可能对介质/媒质中包含的细胞是有害的。

因此，提供一种将介质/媒质施加到支架的一个或多个表面而不将支架(或至少部分支架)浸没在介质/媒质中的生物反应器是有利的。

提供一种能够在接种/生长过程中对液体介质/媒质进行再充氧的生物反应器也是有利的。

提供一种能够将不同的细胞类型接种到组织支架的内表面和外表面上，并且基本上保持不同细胞类型的分离的生物反应器也是有利的。

因此，本发明的一个或多个实施例的目的是克服或至少部分地减轻现有技术存在的问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种生物反应器，包括壳体，第一流体分配器和第二流体分配器；该生物反应器构造成接收安装于壳体内的支架，第一和第二流体分配器定位成将相应的第一和第二流体施加到安装支架的至少两个不同区域。

该生物反应器可包括用于从壳体内移除流体的流体出口。

通过提供用于从壳体内移除流体的出口，这防止了安装支架浸没或至少部分地浸没在供应到其表面的流体内。安装支架的淹没可能会阻止支架上的细胞的差异化。在使用中，本发明的生物反应器的流体出口防止了流体在壳体内聚集并淹没安装支架。

通过提供两个不同的流体分配器，可以向支架的不同表面或区域提供不同的介质，尤其是支架的内表面和外表面。这允许将不同的细胞类型，生长因子和其他组分应用于不同区域，以便在每个区域中实现差异生长和/或最佳生长条件。

第一和第二流体分配器可定位成将流体施加到安装支架的相同表面的不同部分。在其他实施例中，第一和第二流体分配器可定位成将流体施加到安装支架的不同表面。