專利名稱：一種具有組織培養物拉壓和旋轉功能的組織工程反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及細胞培養、組織工程領域，更具體地說是涉及一種能夠對組織 培養物加載拉壓力學栽荷，并且具有灌注和使組織培養物旋轉功能的組織工 程反應器。
背景技術：
組織工程，是指用工程學和生命科學相結合的原理和方法，來制備組織和 器官替代物，以恢復、維持或改善人體組織、器官的功能，是一個發展迅速、 意義深遠的生物醫學工程應用領域，是生物醫學工程中的一個新的分支，組織 工程技術的出現和發展為先天性疾病和獲得性疾病的治療創造了前所未有的機 會。
組織工程生物反應器是組織工程模型系統的重要組成部分，它能夠模擬體 內調控組織發育和維持的一些生物化學和物理信號，提供營養、通氣、應力等 多種可控的體外培養條件，為細胞-支架復合物構建發育成為功能組織提供適宜 的體外環境。組織工程生物反應器已經成為研究和培養血管、心肌、軟骨、骨 等組織的重要手段。因此才莫擬細胞組織生長的體內條件下的力學、生化等 環境，通過研究體外環境下力學、生化因素如何影響細胞的三維培養和功能化， 研究組織工程生物反應器如何改進細胞的接種、傳質、力學環境、以及組織工 程的工業化生產，有針對性地研發更先進的組織工程用生物反應器對于組織工 程的發展具有重大意義。
目前，組織工程用生物反應器的研究內容主要包括
1. 實現和控制細胞在支架中的均勻、高密度接種近年的研究發現直接灌 注式生物反應器在細胞接種密度和均勻性方面優于靜態、旋轉攪拌式等非直接 灌注式生物反應器，這一技術已應用于心肌細胞、血管組織和肝細胞組織工程
2. 改善傳質狀況壁面旋轉式生物反應器通過動態旋轉層流流動為細胞提 供了一定的低剪切應力，較好地改善了傳質狀況，培養效果優于旋轉-攪拌式生 物反應器；壁面旋轉式生物反應器的灌注率、對細胞施加的切應力大小、細胞 營養物和代謝物傳質的平衡等問題都會對培養效果產生影響，因此需要針對特 定的組織控制、調節灌注率等參數，以獲得優化的傳質效果。
3. 在組織工程化培養中施加適當的機械力，控制工程化組織構建大量的 研究表明周期性機械伸張可促進心肌細胞的的增殖和骨架構建，提高體外培養 的骨骼肌細胞組織力學特性，提高種植在聚合物支架材料上的平滑肌細胞構建
的組織機構性能和彈性蛋白的表達；動態壓縮或剪切應力有助于軟骨細胞GAG 的合成和軟骨組織力學特性的增強；對組織工程化培養過程中施加力學栽荷， 不僅能夠促進工程化組織的構建，而且能夠直接促進細胞在特定的生長期向多 功能分化。因此，在組織工程化培養過程中施加力學栽荷，能夠直接促進細胞 在特定的生長期向多功能分化，促進工程化組織的構建。
Powell, Courtney A.等設計了 一種能夠用于骨骼肌組織培養的生物反應
器，將骨骼肌組織支架一段固定， 一段與步進電機相連，通過步進電機提供恒 定或周期性拉壓應力，支架所受的拉應力通過拉力傳感器檢測，組織培養腔不 肯fe旋轉 (Mechanical stimulation improves tissue—engineered human skeletal muscle, Am J Physiol Cell Physiol, 2002; 282 ( 5 ): 1557-1565 )。
Bancroft, Gregory N.等用蠕動泵對骨支架進行灌注培養的反應器，發現 與靜態培養相比灌注培養提高了培養物的鈣含量，培養同時沒有加栽拉壓和扭 轉等力學栽荷(Technical Note: Design of a Flow Perfusion Bioreactor System for Bone Tissue-Engineering Applications, Tissue Engineering, 2003; 9 ( 3 ): 549-554 )。
Breen， Liam T.等設計了能夠對單層細胞單獨或同時提供剪切和拉壓應力 的組織工程反應器。通過步進電機與錐盤流變計相連對細胞施加剪切應力，通 過步進電機與彈性硅膠底盤的相連對細胞施加拉壓應力，組織培養腔不能旋轉 (Development of a novel bioreactor to apply shear stress and tensile strain simultaneously to cell monolayers , Review of Scientific Instruments, 2006; 77 ( 10 ): 104301-9 )。
Satish， C. Muluk等設計了一種能夠用拉壓電機加栽拉壓應力和用微步進 電機加載扭轉應力的血管反應器，通過程控閥門提供脈動流，釆用血管內灌注 的方式,無壁面旋轉(Enhancement of tissue factor expression by vein segments exposed to coronary arterial hemodynamics. Journal of vascular surgery : official publication, the Society for Vascular Surgery [and] International Society for Cardiovascular Surgery, North American Chapter 1998; 27 (3): 521-527 )。
Bursac， Nenad等將心肌細胞及支架放在外壁旋轉的反應器內懸浮培 養，提高了心肌細胞的電生理和分子生物學性能，培養過程中沒有施加拉壓等 力學載荷(Cultivation in Rotating Bioreactors Promotes Maintenance of Cardiac Myocyte Electrophysiology and Molecular Properties ， Tissue Engineering , 2003; 9 ( 6 ): 1243-1253 )。
綜上所述，現有的組織工程反應器存在較大的缺陷 一是無法為組織同時 提供近似生理狀態的周期性軸向拉伸、壓縮、徑向牽張、扭曲等機械力載荷； 二是多數采用無壁面旋轉的方式，在細胞均勻、高密度接種和傳質方面還有待 改進。因此，迫切需要研制能夠同時加載組織培養所需的多種力學環境，有利
于細胞均勻、高密度接種，有利于傳質，具有良好的可調控性的生物反應器。
發明內容
本發明針對組織生長的體內力學環境，提供了一種具有組織培養物拉壓和 旋轉功能的組織工程反應器，該反應器具有良好的傳質性能，能夠為組織培養 提供近良好的傳質。
根據本發明的一個方面，提供了一種具有組織培養物拉壓和旋轉功能的組
織工程反應器，其包括 一個組織培養腔； 一個培養液灌注回路，它穿過所述 培養腔；設置在所述組織培養腔內的第一保持裝置和第二保持裝置，用于在它 們之間以可拆卸方式連接并固定待培養的組織培養物； 一個組織培養物拉壓驅 動裝置，它與所述第一保持裝置耦合，用于驅動所述第一保持裝置作往復運動 從而對所述組織培養物進行拉壓作用； 一個組織培養物旋轉驅動裝置，它與所 述第一保持裝置和第二保持裝置相耦合，用于驅動設置于所述第一保持裝置和 第二保持裝置之間的所述組織培養物轉動。其中，所述保持裝置的一種實現方 式可以是夾具。
作為一個具體但非限定的實施例，所述的具有組織培養物拉壓和旋轉功能 的組織工程反應器中，所述組織培養物拉壓驅動裝置通過一根拉壓傳動拉桿與 所述第一保持裝置相耦合，以帶動所述第一保持裝置沿著軸向往復運動，所述 第二保持裝置通過一#^固定拉桿軸向固定在一固定支架上。
作為一個具體但非限定的實施例，所述的具有組織培養物拉壓和旋轉功能 的組織工程反應器中，所述組織培養腔的兩端設置有密封塞，所述拉壓傳動拉 桿穿過所述密封塞而與所述第一保持裝置耦合，所述拉壓傳動拉桿與所述密封 塞之間為可滑動、可轉動的耦合，所述固定拉桿穿過所述密封塞而與所述第二 保持裝置耦合，所述固定拉桿與所述密封塞之間為可轉動的耦合。
作為一個具體但非限定的實施例，所述的具有組織培養物拉壓和旋轉功能 的組織工程反應器中，所述組織培養物旋轉驅動裝置包括第一轉動傳動裝置 和第二轉動傳動裝置，所述兩轉動傳動裝置與動力源的同一輸出軸相耦合而進 行同步轉動；所述第一轉動傳動裝置與所述拉壓傳動拉桿相耦合，所述第二轉 動傳動裝置與所述固定拉桿相耦合，因而所述兩轉動傳動裝置的轉動分別驅動 了所述拉壓傳動拉桿和所述固定拉桿進行同步轉動，因而使設置在所述拉壓傳 動拉桿和所述固定拉桿之間的組織培養物的兩端同步轉動。
作為一個具體但非限定的實施例，所述的具有組織培養物拉壓和旋轉功能 的組織工程反應器中，所述拉壓傳動拉桿和所述第一轉動傳動裝置中與其直接
耦合的部件是沿著軸向是相互固定的，而以所述第 一轉動傳動裝置中的部件之 間的軸向滑動嚙合來吸收所述拉壓傳動拉桿的往復軸向移動。
作為一個具體但非限定的實施例，所述的具有組織培養物拉壓和旋轉功能 的組織工程反應器中，所述拉壓傳動拉桿和所述第一轉動傳動裝置中與其直接 耦合的部件沿著軸向是可相互滑動的，而用一個固定裝置來使該部件沿軸向固 定。
作為一個具體但非限定的實施例，所述的具有組織培養物拉壓和旋轉功能 的組織工程反應器中，所述笫一轉動傳動裝置和第二轉動傳動裝置分別采用齒 輪組、鏈條傳動裝置、皮帶傳動裝置或傳動桿之一。
作為一個具體但非限定的實施例，所述的具有組織培養物拉壓和旋轉功能
的組織工程反應器還包括設置在所述組織培養腔上游進口處的進口壓力傳感 器，用于檢測所述灌注回路中組織培養腔的進口處的壓強；設置在所述組織培 養腔下游出口處的出口壓力傳感器，用于檢測所述灌注回路中組織培養腔的出 口處的壓強；位移傳感器，用于檢測所述拉壓傳動拉桿發生的位移；拉壓傳感 器，用于檢測作用在所述組織培養物上的拉力或壓力；信號處理電路，用于處 理由上述傳感器所檢測到的信號。
作為具體但非限定的實施方式，組織培養腔的材質為能夠耐受高溫消毒的、 沒有生物毒性的玻璃、不銹鋼、塑料、聚碳酸酯，形狀為圓柱體或對稱的多面 體，長度為例如5-30cm，容量為例如20-500 ml;組織培養腔通過密封墊和螺栓 保持培養腔體密閉，密封墊和螺栓的材質為可耐受高溫消毒的有機、無機材料。
作為具體但非限定的實施例，本發明的組織工程反應器用于骨、肌肉、軟 骨、韌帶等工程化組織的培養，包括由膠原、蠶絲纖維、羊毛纖維、羥基磷灰 石等天然材料構成的和\或由PLGA、 PLA、 PLG、海藻酸鈉、聚四氟乙烯等高聚物 構成的支架材料，支架材料可以是圓柱狀、片狀、支架直徑\厚度在例如l-12mm 之間，支架長度在例如5-30cm之間，支架材料上的細胞包括骨細胞、軟骨細胞、 骨骼肌細胞和心肌細胞。
作為具體但非限定的實施例，本發明的組織工程反應器的整個灌注管路通 iti欠入動物細胞培養箱維持37r, 5-15% C02, 95%相對濕度的培養條件。
本發明的組織工程反應器，與現有反應器相比有如下有益效果
1、 本發明的反應器系統安裝、拆卸方便；整個反應器、包括灌注通道管路 和接頭可拆卸、可消毒，示例性的消毒條件為例如130"， 3個大氣壓，時間 1小時。
2、 本發明的組織工程反應器的具體但非限定的實施例，克服了常用的組 織工程反應器無法為組織同時提供近似生理狀態的周期性軸向拉壓、壓縮等機
械力載荷的缺點，能夠在培養的同時在組織培養物上同時或單獨加栽類似于生 理狀態下組織受到的周期性軸向拉壓等力學載荷，上述力學載荷具有良好的可
調控性；
3、 在本發明的組織工程反應器的一個作為但非限定的實施例中，在培養 腔灌注的同時，組織培養物能夠以可調控的方向和轉速旋轉，從而實現與灌注 液體更加充分地接觸，使反應器具有良好的傳質性能；
4、 本發明的組織工程反應器的一種具體但非限定的實施例，既可用于培 養骨、軟骨、肌肉、韌帶等工程化組織，也可用作研究所述組織的生物學和 力學性能的儀器，具有較大的推廣應用前景和較大的潛在社會經濟效益。
圖1是本發明的組織工程反應器的一個示例性實施方式的結構示意圖； 圖2顯示了圖1的實施方式的一種變形。
具體實施方式
下文提供了實施方式進一步說明本發明，但本發明不僅限于 以下實施方式。在附圖中，相同的標號表示相同或對應的部分，且為筒潔起見， 在以下的說明中對這些相同或對應的部分不作重復的描述。
如圖1所示的，是根據本發明的一個具體但非限定的實施方式的組織工程 反應器，現在描述該反應器的細節。
儲液瓶101通過管路與液體驅動裝置102相連。液體驅動裝置102可以采 用蠕動泵，也可以采用直線電機或其他適當的裝置，其不同的具體構成會使其 具有相應的功能和/或產生相應的效果。
在本發明的一個具體但非限定的實施方式中，液體驅動裝置102采用蠕動 泵，其為灌注回^l:供定常流。
在另一個具體但非限定的實施方式中，液體驅動裝置102為一種直線電機， 其為灌注回路提供脈動流。
組織培養腔進口管路107的下游端穿過上游密封塞106而進入到組織培養 腔103中，上游端與液體驅動裝置102通過管路相連。組織培養腔出口管路115 的上游端置于培養腔103內，下游端穿過組織培養腔下游密封塞106伸出到培 養腔103之外，而與連接到儲液瓶101的管路相連，從而形成一個完整的灌注 液體回路。
上、下游密封塞106可以提供培養腔103與進、出培養腔103的進口管路 107和出口管路115之間的密封，從而實現培養腔103對外界的密封。
培養腔103優選地是由材料(如玻璃、塑料、不銹鋼、聚碳酸酯)制成， 用于為待培養的組織109提供無菌的密閉環境。在組織培##作過程中，培養 腔103內完全充滿液體。
待培養的組織培養物109的一端由包括一個夾具的第二保持裝置108所固 定，而第二保持裝置108被設置在固定拉桿104的一端上；組織培養物109的 另一端則由包括一個夾具的第一保持裝置108所固定，而第一保持裝置108被 設置在由拉壓電機114驅動的拉壓電機驅動桿111的一端上。固定拉桿104穿 過上游密封塞106，且其另一端固定在支架105上；拉壓電機驅動桿111穿過下 游密封塞106,且其另一端與拉壓電機114連接。
圖l所示的實施方式中，還包括組織培養腔上游支架105，用于固定和/或 保持培養腔。
在圖1所示的實施方式中，拉壓電機驅動桿111與組織培養腔下游的密封 塞106之間的結合是可滑動的，拉壓電機驅動桿111的往復拉壓驅動作用在組 織培養腔下游的夾具108上，從而驅動組織培養腔下游的夾具108沿著軸向作 往復運動，從而實現對培養中的組織培養物109的往復拉壓。
應當理解的是，拉壓電機114不是實現組織培養物109的往復運動發生裝 置的唯一實施方式，它可以被其他形式的裝置所替代，如曲柄-連桿機構、液 壓缸等。這些變形實施方式都屬于本發明的范圍。
應該注意的是，拉壓機構的設置，對于組織培養腔的上游和下游的夾具來 說是對等的，即，拉壓電機114的拉壓驅動，既可以如圖1所示地那樣耦合到 組織培養腔的下游的夾具108上，也可以耦合到組織培養腔的上游的夾具108 上，也可以耦合到上游的夾具108和下游的夾具108上。這些替換方式，都屬 于本發明的范圍。
如圖1所示的非限定的具體實施方式
進一步包括了實現組織培養物的獨立 轉動的部分 一個組織培養物轉動驅動電機203，電機203的轉動軸204與齒輪 組201和齒輪組202相耦合，以驅動齒輪組201和202作同步轉動。齒輪組201 還與培養腔上游的固定拉桿104相耦合，而齒輪組202還與培養腔下游拉壓電 機驅動桿111相耦合，因而齒輪組201和202的轉動分別驅動了培養腔上游的 固定拉桿104和培養腔下游拉壓電機驅動桿111的轉動，且由于齒輪組201和 202的轉動是同步的，在它們的帶動下，培養腔上游的固定拉桿104和培養腔下 游拉壓電機驅動桿111的轉動也是彼此同步的，因而設置在培養腔上游的固定 拉桿104和培養腔下游拉壓電機驅動桿111之間的待培養組織109兩端的轉動
是同步的，待培養組織109不會發生扭轉。
作為一種具體實施方式
，培養腔103不與任何固定裝置相連，從而使培養 腔103在培養腔上游的固定拉桿104和培養腔下游拉壓電機驅動桿111以及它 們之間的待培養組織培養物109轉動時也隨著轉動。上、下游密封塞106實現 培養腔103對外界的密封。
作為另一種具體實施方式
，可以用諸如支架的固定裝置(未顯示)固定住 培養腔103，從而使培養腔103在培養腔上游的固定拉桿104和培養腔下游拉壓 電機驅動桿111以及它們之間的待培養組織培養物109轉動時保持靜止。
在此，齒輪組202包容與其轉動耦合的培養腔下游拉壓電機驅動桿111的 往復軸向移動的方式可以有多種。
其一是，培養腔下游拉壓電機驅動桿111和齒輪組202中與其直接耦合的 齒輪是沿著軸向是相互固定的，而以齒輪組202的齒輪之間的軸向滑動嚙合來 吸收培養腔下游拉壓電機驅動桿lll的往復軸向移動。為此， 一種可選方案是， 齒輪組202中發生滑動嚙合的兩個齒輪之一的厚度明顯大于另一個，從而避免 了由于齒輪之間的滑動而造成嚙合脫離的可能性。
其二是，培養腔下游拉壓電機驅動桿111和下游傳動齒輪組202中與其直 接耦合的齒輪沿著軸向是可相互滑動的，而用一個支架(未顯示)來使該齒輪 沿軸向固定。
應該理解的是，上述的齒輪組201、 202,只是實現相應的轉動傳遞的轉動 傳動裝置的例子；也可以用其他的傳動裝置來代替齒輪組201和/或202，這些 其他的傳動裝置可以是諸如鏈條傳動裝置、皮帶傳動裝置、傳動桿等等。
借助圖1所示的實施方式，可以同時或單獨地實現培養中的組織培養物 的旋轉、培養腔的培養液灌注、組織培養物的拉壓，以及這些功能/效果的任何 組合。
圖2顯示了圖l所示的實施方式的一種變形。與圖l所示的實施方式相比， 圖2所示的實施方式進一步包括一個用于采集、處理、顯示和/或記錄數據的部 分。如圖2所示，該用于采集、處理、顯示和/或記錄數據的部分的一個具體但 非限定性的實施方式包括設在培養腔進口處的壓力傳感器302,用于檢測灌注 管路中培養腔103的進口處的壓強；設在培養腔出口處的壓力傳感器304,用于 檢測灌注管路中動態培養腔103的出口處的壓強；可選的拉壓傳感器301，用于 檢測該具體實施方式
下作用在組織培養物109上的拉力或壓力；位移傳感器 303，用于檢測該實施方式下拉壓電機驅動桿111發生的位移。集線器305;小 信號放大器306;驅動器307;處理器308，它可以是一個PC機或工控機；顯示器309。傳感器301、 302、 303和304的輸出被送到集線器305并被其后的部 分所處理、記錄、和/或顯示。
應當注意的是，雖然在上文中分別提到了拉壓驅動裝置、扭轉驅動裝置、 旋轉驅動裝置等，但這些裝置并不一定是相互完全獨立的裝置，相反，它們可 以具有共同的部分，例如它們可以由同一個電機驅動。
實施例1內旋轉拉壓灌注
1. 按照圖1所示連接組織培養腔灌注回路，其中液體驅動裝置為蠕動泵 (Cole-Parmer公司，Masterflex系歹'J );
2. 對反應器進行消毒，消毒條件為130*C， 3個大氣壓，時間l小時；
3. 在無菌狀態下將待培養的骨組織培養物安裝到組織培養腔中的夾具上， 其中骨組織培養物直徑4mm，長度為5cm，支架材料為羥基磷灰石；
4. 按照圖1所示連接組織培養物旋轉裝置，其中組織培養物旋轉電機選用 海頓57000系列步進電才幾；
5. 按照圖1所示連接骨組織拉壓裝置，其中骨組織拉壓電機選用海頓57000 系列直線步進電機；
6. 按照培M求配制培養基，將無菌培養基注入儲液瓶；
7. 打開各設備的電源預熱；
8. 設定灌注流量為1.0ml/s;
9. 設定組織培養物旋轉電機的轉向和轉速順時針旋轉，10rpm; l(U殳定骨組織受的周期性拉、壓應力為15N,拉壓頻率為5次/min; ll.運行反應器；
實施例2內旋轉拉壓灌注帶控制系統
1. 按照圖2所示連接組織培養腔灌注回路，其中液體驅動裝置為蠕動泵 (Cole畫Parmer公司,Masterflex系列);
2. 對反應器進行消毒，消毒條件為130"C, 3個大氣壓，時間l小時；
3. 在無菌狀態下將待培養的骨組織培養物安裝到組織培養腔中的夾具上， 其中骨組織培養物直徑4mm,長度為5cm,支架材料為羥基磷灰石；
4. 按照圖2所示連接組織培養物旋轉裝置，其中組織培養物旋轉電機選用 海頓57000系列步進電機；
5. 按照圖2所示連接組織培養腔進出口的壓力傳感器，和信號檢測裝置；
6. 按照圖2所示連接骨組織拉壓裝置，其中骨組織拉壓電機選用海頓57000 系列直線步進電機；
7. 按照圖2所示連接組織拉壓的拉壓傳感器和位移傳感器；8. 按照培M求配制培養基，將無菌培養基注入儲液瓶；
9. 打開各設備的電源預熱； l(U史定灌注流量為1.0ml/s;
ll.設定組織培養物旋轉電機的轉向和轉速順時針旋轉，10rpm; 12.i丈定骨組織受的周期性拉、壓應力為15N，拉壓頻率為5次/min; 13.運行反應器；
本申請人同時提交的其他申請的交叉引用
本申請人與本申請同時提交的如下中國專利申請的內容在此被全文引用:
1、 "一種具有扭轉和拉壓功能的組織工程反應器"
2、 "一種具有拉壓和培養腔旋轉功能的組織工程反應器"
權利要求
1.一種具有組織培養物拉壓和旋轉功能的組織工程反應器，其特征在于包括:一個組織培養腔(103)；一個培養液灌注回路，它穿過所述培養腔(103)；設置在所述組織培養腔(103)內的第一保持裝置(108)和第二保持裝置(108)，用于在它們之間設置待培養的組織培養物；一個組織培養物拉壓驅動裝置，它與所述第一保持裝置(108)耦合，用于驅動所述第一保持裝置(108)作往復運動從而對所述組織培養物進行拉壓作用；一個組織培養物旋轉驅動裝置，它與所述第一保持裝置(108)和第二保持裝置(108)相耦合，用于驅動設置于所述第一保持裝置(108)和第二保持裝置(108)之間的所述組織培養物轉動。
2、 根據權利要求1所述的具有培養物拉壓和旋轉功能的組織工程反應器， 其特征在于所述組織培養物拉壓驅動裝置通過一才艮拉壓傳動拉桿(111)與所 述第一保持裝置(108)相耦合，以帶動所述第一保持裝置(108)沿著軸向往 復運動，所述第二保持裝置(108)通過一根固定拉桿(104)軸向固定在一固 定支架(105)上。
3、 根據權利要求2所述的具有培養物拉壓和旋轉功能的組織工程反應器， 其特征在于所述組織培養腔(103)的兩端設置有密封塞(106)，所述拉壓傳 動拉桿(111)穿過所述密封塞(106)而與所述第一保持裝置(108)耦合，所 述拉壓傳動拉桿(111)與所述密封塞(106)之間為可滑動、可轉動的耦合， 所述固定拉桿(104)穿過所述密封塞(106)而與所述第二保持裝置(108)耦 合，所述固定拉桿(104)與所述密封塞(106)之間為可轉動的耦合。
4、 根據權利要求2所述的具有培養物拉壓和旋轉功能的組織工程反應器， 其特征在于所述組織培養物旋轉驅動裝置包括第一轉動傳動裝置(202)和第二轉動傳動裝置(201)，所述兩轉動傳動裝 置(202、 201)與動力源的同一輸出軸(204)相耦合而進行同步轉動；所述第一轉動傳動裝置(202)與所述拉壓傳動拉桿(111)相耦合，所述 第二轉動傳動裝置(201)與所述固定拉桿(104)相耦合，因而所述兩轉動傳 動裝置(202、 201)的轉動分別驅動了所述拉壓傳動拉桿(111)和所述固定拉 桿(104)進行同步轉動，因而使設置在所述拉壓傳動拉桿(111)和所述固定 拉桿(104)之間的組織培養物的兩端同步轉動。
5、 根據權利要求4所述的具有培養物拉壓和旋轉功能的組織工程反應器， 其特征在于所述拉壓傳動拉桿(111)和所述第一轉動傳動裝置(202)中與 其直接耦合的部件是沿著軸向是相互固定的，而以所述第一轉動傳動裝置(202 ) 中的部件之間的軸向滑動嚙合來吸收所述拉壓傳動拉桿(111 )的往復軸向移動。
6、 根據權利要求4所述的具有培養物拉壓和旋轉功能的組織工程反應器， 其特征在于所述拉壓傳動拉桿(111)和所述第一轉動傳動裝置(202)中與 其直接耦合的部件沿著軸向是可相互滑動的，而用一個固定裝置來使該部件沿 軸向固定。
7、 根據權利要求4、 5、 6中任意權利要求所述的具有培養物拉壓和旋轉 功能的組織工程反應器，其特征在于所述第一轉動傳動裝置(202)和第二 轉動傳動裝置(201)分別釆用齒輪組、鏈條傳動裝置、皮帶傳動裝置或傳動桿 之一
8、 根據權利要求2所述的具有培養物拉壓和旋轉功能的組織工程反應器， 其特征在于還包括設置在所述組織培養腔(103)上游進口處的進口壓力傳感器(302)，用于檢測所述灌注回路中組織培養腔(103)的進口處的壓強；設置在所述組織培養腔(103 )下游出口處的出口壓力傳感器(304),用于檢測所述灌注回路中組織培養腔(103)的出口處的壓強；位移傳感器(303)，用于檢測所述拉壓傳動拉桿(111)發生的位移； 拉壓傳感器(301)，用于檢測作用在所述組織培養物上的拉力或壓力； 信號處理電路，用于處理由上述傳感器所檢測到的信號。
全文摘要
本發明提供一種具有組織培養物拉壓和旋轉功能的組織工程反應器，其包括一個組織培養腔；一個培養液灌注回路，它穿過所述培養腔；設置在所述組織培養腔內的第一保持裝置和第二保持裝置，用于在它們之間設置待培養的組織培養物；一個組織培養物拉壓驅動裝置，它與所述第一保持裝置耦合，用于驅動所述第一保持裝置作往復運動從而對所述組織培養物進行拉壓作用；一個組織培養物旋轉驅動裝置，它與所述第一保持裝置和第二保持裝置相耦合，用于驅動設置于所述第一保持裝置和第二保持裝置之間的所述組織培養物轉動。所述組織工程反應器在培養的同時能夠在組織培養物上加載周期性軸向拉壓并使組織培養物能夠旋轉，具有良好的可調控性和良好的傳質性能。
文檔編號C12M1/34GK101372664SQ20081011178
公開日2009年2月25日 申請日期2008年5月16日 優先權日2008年5月16日
發明者李晉川, 樊瑜波, 貢向輝, 鄒遠文, 黃學進 申請人:北京航空航天大學;四川大學