一種細胞三維結構成形室的製作方法
2023-06-16 04:13:16 2
專利名稱：一種細胞三維結構成形室的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物製造技術領域，尤其涉及一種細胞三維結構成形室。
背景技術：
細胞三維仿生結構體是採用細胞作為材料形成的三維結構體，目前用於製造這種結構體的工藝包括:噴墨列印技術和細胞三維受控組裝工藝等。其中，噴墨列印採用粘度很低的細胞懸浮液，將細胞與培養液等混合的「生物墨水」用改造的商用熱噴墨或壓電噴墨印表機列印出來，形成生物墨滴列印在基底上。但目前這種技術在構建三維結構上仍然存在困難。而細胞三維受控組裝則是基於快速成形的原理和方法，採用細胞一水凝膠材料，層層堆積製造細胞三維結構體，可採用低溫物交聯或化學交聯固化的成形機制。目前比較流行的方法是將細胞和海藻酸鹽溶液的混合物噴射到交聯劑溶液(通常為CaCl2溶液)中，由於海藻酸鹽在Ca2+作用下發生離子交聯反應，從而使得噴射的材料微單元固化，三維移動平臺在計算機的控制下進行層層堆積製造，從而形成三維結構體。申請號為201210042990.6的中國專利《一種基於分步凝膠化原理的三維細胞組裝方法》中，採用了分步交聯的方式來形成細胞三維結構體。具有物理交聯機制且生物相容性好的材料(普遍為溫敏明膠)與細胞混合，由於明膠在溫度變化過程中可發生「溶膠一凝膠」的轉變，在無菌環境中，通過溫控模塊來控制成形環境溫度在rio°c，使得明膠和細胞的混合材料在成形時發生物理交聯以固化形成三維結構。但這種三維結構是不穩定的，是熱可逆的，因此又在 材料中加入海藻酸鈉這種可以實現化學交聯的相容性好的生物材料。然而，現有的有關細胞列印或三維受控組裝方面的技術均未提及用於細胞三維結構成形的成形室的具體設計，細胞作為一種特殊的材料，由於其具有生命特徵，因此對成形室設計具有特殊的要求:不僅成形環境要避免細菌和病菌，室內溫度要根據不同細胞穩定可調、分布均勻以使成形過程穩定，同時也要保證室內空氣潔淨度高以提高細胞存活率。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種細胞三維結構成形室，使其能夠滿足細胞作為一種特殊材料對其三維結構成形室所需的特殊要求。具體設計如下:一種細胞三維結構成形室，包括成形空間、用於控制成形空間溫度的溫控模塊和用於對成型空間滅菌的消毒模塊，還包括用於淨化成形空間內空氣的空氣過濾模塊。優選地，所述溫控模塊、消毒模塊和空氣過濾模塊均設於所述成形室內。優選地，所述空氣過濾模塊包括循環風道、進風道、出風道、第一循環風機、第二循環風機和過濾層；所述進風道一端通過所述第一循環風機連接至所述循環風道的一埠，進風道另一端與所述成形空間相通，所述出風道一端通過所述第二循環風機連接至所述循環風道的另一埠，出風道另一端與所述成形空間相通，通過不斷地循環淨化，保證所述成形空間內空氣的高潔淨度以提高細胞的存活率。其中，循環風機採用貫流風機，也可以採用軸流風機或離心風機等。[0009]優選地，所述過濾層位於所述循環風道內；所述循環風道通過隔板與所述成形空間隔開。優選地，所述過濾層包括初效過濾器、中效過濾器、高效過濾器和超高效過濾器，各過濾器的安裝位置為:沿所述第一循環風機向第二循環風機方向依次為:初效過濾器、中效過濾器、高效過濾器、超高效過濾器。各過濾器的配置根據細胞成形的要求選擇。優選地，所述溫控模塊採用半導體製冷、蒸汽壓縮製冷、吸收式製冷、吸附式製冷中的一種方式實現，保證成形室內的溫度高精度連續可調。優選地，所述消毒模塊採用適於細胞環境且易於實現的紫外消毒方式實現。成形前對成形空間進行紫外線照射，消滅空氣中的細菌和病菌，保證細胞成形環境處於無菌狀態。本實用新型提供的細胞三維結構成形室，集成溫控模塊、消毒模塊和空氣過濾模塊，不但能夠精確、穩定控制成形空間的溫度，給細胞成形提供一個安全的無菌環境，且空氣過濾模塊形成室內的空氣強制對流，改善溫度分布均勻性，保證成形過程穩定，同時也大大提高了成形室內的空氣潔淨度，提高了細胞的存活率。
圖1是本實用新型的具體實施方式
提供的細胞三維結構成形室的結構示意圖。
具體實施方式
下面對照附圖並結合優選的實施方式對本實用新型作進一步說明。本實施例提供的細胞三維結構成形室的結構如圖1所示:一種細胞三維結構成形室，包括成形空間200、溫控模塊、消毒模塊和空氣過濾模塊。溫控模塊、消毒模塊和空氣過濾模塊均安裝於成形室內。空氣過濾模塊包括循環風道101、進風道102、出風道103、第一循環風機104、第二循環風機105和過濾層。循環風道101通過隔板201與成形空間200隔開。進風道102 —端通過第一循環風機104連接至循環風道101的一埠，進風道102另一端與所述成形空間200相通；出風道103 —端通過第二循環風機105連接至循環風道101的另一埠，出風道103另一端與所述成形空間200相通。所述過濾層設於循環風道101內，包括位於第一循環風機104 —側的初效過濾器401和位於第二循環風機105 —側的高效過濾器402。溫控模塊為半導體製冷模塊300，也可以採用蒸汽壓縮製冷、吸收式製冷、吸附式製冷中的一種方式。通過半導體製冷模塊300控制成形空間內的溫度，保證其處於細胞成形所需的溫度，一般為(T10°C，用高精度溫控器調節溫度保證溫度連續可調。消毒模塊包括兩個紫外線消毒燈500，在成形之前對成形空間進行照射，以保證細胞成形環境處於無菌狀態。本實施例提供的成形室的空氣過濾模塊的工作原理為:在半導體製冷模塊300開啟後，開啟空氣過濾模塊，第一循環風機104開始工作，氣流從進風道102進入循環風道101，經初效過濾和高效過濾後，在第二循環風機105的作用下淨化後的空氣經出風道103進入成形空間200內，進風道102長度比出風道103長，也可設計為出風道比進風道長度長，長度不一的設計能增強空氣的對流，在不斷的循環淨化作用下空氣潔淨度大幅提高。此外，通過空氣循環的強制對流，成形室空間內的溫度分布均勻性大幅提高，細胞成形過程穩定進行。通過溫控模塊、消毒模塊和空氣過濾模塊三者功能的有機集成所形成的成形室，大大提高了細胞成形環境的空氣潔淨度，進而提高細胞的存活率。以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新型所屬技術領域的技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應 當視為屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種細胞三維結構成形室，包括成形空間、用於控制所述成形空間溫度的溫控模塊和用於對所述成形空間滅菌的消毒模塊，其特徵在於:還包括用於淨化所述成形空間內空氣的空氣過濾模塊。
2.如權利要求1所述的細胞三維結構成形室，其特徵在於:所述溫控模塊、消毒模塊和空氣過濾模塊均設於所述成形室內。
3.如權利要求1所述的細胞三維結構成形室，其特徵在於:所述空氣過濾模塊包括循環風道、進風道、出風道、第一循環風機、第二循環風機和過濾層； 所述進風道一端通過所述第一循環風機連接至所述循環風道的一埠，所述進風道另一端與所述成形空間相通； 所述出風道一端通過所述第二循環風機連接至所述循環風道的另一埠，所述出風道另一端與所述成形空間相通。
4.如權利要求3所述的細胞三維結構成形室，其特徵在於:所述過濾層位於所述循環風道內；所述循環風道通過隔板與所述成形空間隔開。
5.如權利要求3所述的細胞三維結構成形室，其特徵在於:所述過濾層包括初效過濾器、中效過濾器、高效過濾器和超高效過濾器，各過濾器的安裝位置為:沿所述第一循環風機向第二循環風機方向依次為:初效過濾器、中效過濾器、高效過濾器、超高效過濾器。
6.如權利要 求1所述的細胞三維結構成形室，其特徵在於:所述溫控模塊採用半導體製冷、蒸汽壓縮製冷、吸收式製冷、吸附式製冷中的一種方式實現。
7.如權利要求1所述的細胞三維結構成形室，其特徵在於:所述消毒模塊採用紫外消毒方式實現。
專利摘要本實用新型公開一種細胞三維結構成形室，包括成形空間、溫控模塊和消毒模塊，還包括用於淨化成形室內空氣的空氣過濾模塊。溫控模塊、消毒模塊、空氣過濾模塊均安裝於成形室內，所述空氣過濾模塊包括循環風道、進風道、出風道、第一循環風機、第二循環風機和過濾層。進風道一端和出風道一端分別通過第一循環風機、第二循環風機連接至循環風道的兩埠，另一端通入成形空間。過濾層設於循環風道內，循環風道通過隔板與成形空間隔開。本實用新型的成形室，不但能滿足細胞成形所需的無菌環境，精確控制成形空間溫度，且空氣過濾模塊形成室內的空氣強制對流，改善溫度分布均勻性，保證成形過程穩定，同時大大提高了室內空氣潔淨度，提高細胞存活率。
文檔編號C12M1/00GK203112811SQ2013200481
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者劉長勇, 彌勝利, 孫偉, 林峰, 張磊, 張婷 申請人:清華大學深圳研究生院