[发明专利]可在线灌流的骨软骨一体化支架双培养反应器

说明书

一种可在线灌流的骨软骨一体化支架双培养反应器，涉及骨组织工程及细胞生物力学领域。该生物反应器包括无菌软骨层培养室、无菌下骨层培养室、带有支架放置台的加载底座和密封盖。下骨层培养室底部定位孔内放置骨软骨一体化支架，该支架与支架放置台相接触，使含有软骨细胞悬液的软骨层支架朝下并放置在软骨层培养室内，下骨层支架放置在下骨层培养室内。两个培养室相互独立且密闭，保证了支架结构的完整，这样有利于实现骨软骨一体化支架的分层灌流培养，达到体外模拟细胞生长和分化的效果。在无菌下骨层培养室上方设有密封盖，在需要对支架进行加载时打开该密封盖，加载装置通过上方孔洞，对支架进行加载。

技术领域

本发明属于骨组织工程再生医学及细胞生物力学领域，具体涉及一种对骨软骨一体化支架分层灌流的生物反应装置，可以分层培养软骨层和下骨层的种子细胞。

背景技术

近年来，随着组织工程再生医学的不断发展，为骨软骨损伤后的修复与再生带来了新的希望。组织工程再生医学主要包括三个因素：生物支架、种子细胞和生长因子，其中生物支架作为骨软骨缺损修复再生过程中种子细胞和周围正常组织细胞生长、增殖和分化的基础，利用合适的组织工程骨软骨一体化支架，可以优先帮助解决骨软骨损伤后的修复和再生难题。但是在实际应用中，由于支架为种子细胞提供的微环境与实验动物体内的局部微环境相差甚远，所以骨软骨一体化支架在植入人体之前，需要先在体外进行培养，模拟细胞在动物体内真实的生长环境。组织工程生物反应器是一种为离体组织或器官体外培养提供合适培养环境的人工装置，最终目的是为组织或器官培养模拟出和体内相同或相近的生理环境。

现有的生物反应器基本上都是对单独软骨层的支架整体进行灌流培养，对骨软骨一体化支架灌流的生物反应器较少，没有很好的实现不同层区支架的分层灌流培养，所得到的结果与细胞在人体中正常生长的结果有较大差距。

发明内容

本发明目的是针对现有骨软骨生物反应器基本上都是对单独软骨层的支架整体进行灌流培养，没有实现对不同层区支架的分层灌流培养进而与细胞在人体中正常生长的结果有较大差距的问题，提供一种可在线灌流的骨软骨一体化支架双培养反应器。本发明解决了骨软骨一体化支架由于同时存在下骨层和软骨层，而无法将支架整体进行灌流培养的问题。

本发明技术方案：

为了在体外对骨软骨一体化支架进行灌流培养，应当使支架内的种子细胞在体外培养的形式与种子细胞在体内生存的环境更加接近，并且应保证支架下骨层种子细胞培养液与软骨层种子细胞培养液相互隔离，这样才能得出更加准确的数据。

为实现上述发明目的，本发明提供的可在线灌流的骨软骨一体化支架双培养反应器包括带有支架放置台(4)的加载底座(3)，软骨层培养室(1)套装在支架放置台上，加载底座上的支架放置台(4)上端放置有骨软骨一体化支架(14)，通过调整支架放置台的高度，使骨软骨一体化支架的软骨层支架(19)暴露在软骨层培养室(1)内、使下骨层支架(17)暴露在下骨层培养室(2)内，下骨层培养室与软骨层培养室的上方开口之间通过骨软骨一体化支架(14)和密封圈(11)封闭连接，下骨层培养室的上方设置有吻合密封盖(12)以及下骨营养液输入管(15)和下骨营养液输出管(16)。软骨层培养室上分别设置有软骨营养液输入管(7)和软骨营养液输出管(8)。所述软骨层培养室(1)内壁与支架放置台(4)间设置有隔板(6)，隔板将软骨层培养室上设置的营养液输入管(7)和营养液输出管(8)分置于隔板两侧。所述隔板上方开设有与下骨层培养室(2)外周截面吻合的支撑槽，用于辅助支撑下骨培养室。所述软骨层培养室(1)通过底部的安装固定孔套装在支架放置台(4)上，软骨层培养室底部与加载底座之间的支架放置台上套装有软骨层培养室底部密封圈(5)。骨软骨一体化支架总高度为4.5mm，直径3.5mm。一共包括三层，其中，下骨层支架高2mm、钙化层支架高1mm和软骨层支架高1.5mm。软骨层支架直接和支架放置台接触。