[实用新型]一种3D结构细胞培养载体及生物反应器

说明书

本实用新型公开了一种3D结构细胞培养载体及生物反应器，所述载体：包含至少两层无纺布和至少一层支架，每层所述支架上部和下部分别对应与一层所述无纺布焊接固定，所述无纺布为连续型无纺布结构或间断型无纺布结构。所述反应器：由罐体、罐盖、支柱水夹套以及置于罐体的若干3D结构细胞培养载体、导流装置及磁力搅拌装置组成，罐体通过支柱水夹套稳固，通过导流装置及磁力搅拌装置进行液体导流，并为细胞传质传氧。本实用新型载体的优点是：比表面积大，传质传氧效果佳，细胞生长密度大；本实用新型反应器的优点是：导流效果高，各成分混合效率高，提高了载体的装载量，便于细胞放大培养和工艺放大。

技术领域

本实用新型涉及细胞培养技术领域，具体的说是涉及一种3D结构细胞培养载体及生物反应器

背景技术

细胞培养是生物工程技术研究中的一个必不可少的过程。细胞类型是根据是否附于支持物上生长的特性，分为贴附型和悬浮型。只依赖贴附在支持物表面才能生长的细胞叫做贴附型细胞；而不贴附在支持物上生长的细胞叫做悬浮型细胞。大多数动物细胞都有贴壁生长的习惯，因此进行离体培养时，通常用需要为其生长提供支持物，这个支持物即指本领域技术人员常说的细胞培养载体，目前国内的细胞培养载体常见的有为直径2～11mm颗粒载体、多孔球载体或者片状纤维载体。在进行细胞培养时，载体间的间隙通常较小且不均匀，容易造成细胞溶液循环的通道部分堵塞，造成传质、传氧及传温效果差；其次，当细胞生长到一定密度时，这些细胞载体的支撑强度通常不够，容易造成载体在培养容器底部堆积，也会造成传质、传氧及传温效果差。虽然国外有采用支撑骨架，满足支撑强度的片状纤维细胞载体，但目前只有平面结构，而且无效表面积相对较多，降低了有效空间内的比表面积。

目前进行细胞培养的生物反应器，主要分为流化床生物反应器和固定床生物反应器。其中，固定床生物反应器是通过在一个固定容器中间装填细胞培养载体及导流装置，利用液体使细胞培养载体处于悬浮运动状态，利用导流装置使气体与液体相反应为细胞传质传氧的反应器；流化床生物反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器；

现有的导流装置通常由上平板、下平板及连接上下平板的导流筒组成，然后通过在上平板及下平板开设通气孔让细胞培养液能在导流筒内来回流动，实现为装填在容器内的细胞培养载体上细胞提供氧气或营养；但是这种导流装置容易使细胞载体及细胞从上平板的通气孔进入到导流筒，容易堵塞过滤网，而且采用这样导流装置，反应器内的细胞载体装载量比较少，细胞培养所能达到的密度较小，细胞培养工艺放大较困难，而且还不便于细胞培养载体进出罐体内部，进而不能准确的检测到罐内细胞的真实生长状态，也不能进行载体取样，不能对细胞罐内载体中细胞进行消化扩大培养。同时在进行液体流动时，过滤截流面积小，使得液体交换效率低，不便于各成分的充分混合。

另外，现有固定床生物反应还存如下问题：(1)气体在管路中行程较短，未充分利用气-液的相向运动，来增加气体的溶解度，气体在液体内的溶解度相对较差；(2)细胞在载体中活动空间小，溶液成分均一性较差；(3)营养供给效果较差；(4)细胞生长的状态较差，产量低；(5)搅拌桨会对细胞造成比较大的直接剪切伤害；(5)对罐体加热时，加热部分与细胞有直接接触的部分，容易使温度过高而灼伤细胞，造成细胞死亡，对细胞培养极为不利。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种3D结构细胞培养载体及生物反应器，用于以解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种3D结构细胞培养载体，包含3D结构载体本体，所述3D结构载体本体包含至少两层无纺布和至少一层支架，每层所述支架上部和下部分别对应与一层所述无纺布焊接固定，所述的每层无纺布为连续型无纺布结构或间断型无纺布结构。

进一步，当每个所述3D结构载体本体对应的每层无纺布为连续型无纺布结构时，其对应的每层支架为瓦楞纸状或者网格状中的任意一种；