專利名稱：體積可變化的生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物反應(yīng)器，特別是涉及一種低成本與可重復使用的 體積可變化的生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
目前，生物反應(yīng)器被視為一種較理想煉油工業(yè)原料技術(shù)解決方案；同
時，生物反應(yīng)器也^C應(yīng)用于移除工業(yè)廢棄所產(chǎn)生的二氧化碳。然而，因為 生物反應(yīng)器的建構(gòu)和維護上地高成本，與其移除反應(yīng)器內(nèi)廢棄產(chǎn)物的一定 困難度，所以生物反應(yīng)器并未成功地應(yīng)用于實際操作上。
生物反應(yīng)器分解水中的污染物，其可分為附著型或懸浮型等兩類生物 系統(tǒng)。懸浮型生物系統(tǒng)，例如活性污泥法(activated sludge )、流體4匕床 結(jié)晶(f luidized beds )或批式活性污泥法(sequencing batch reactors )， 其主要都是水中的污染物在曝氣池循環(huán)過程當中，好氧性的微生物族群會 分解水中的有機物并產(chǎn)生形成二氧化碳、水和新細胞，這些新細胞最終會 形成污泥，并在沉淀池沉降而在曝氣池回收或吸附。附著型生物系統(tǒng)，例 如固定膜式法(fixed film bioreactors )、 -走轉(zhuǎn)生物圓盤法(rotating biological contactors)或滴濾法(trickling filters),其是為利用樣吏 生物附著于惰性介質(zhì)上的代謝作用來分解廢水。
有關(guān)上述兩類生物系統(tǒng)的設(shè)備，在細胞培育過程中采用一體積可變化 的技藝已被描述，且目前發(fā)展的困難點為限制阻礙其應(yīng)用。目前，針對細 胞生長所用的袋狀培養(yǎng)室已被發(fā)表，其中心概念為一可允許體積變化的培 養(yǎng)室，例如，美國專利號第5， 686， 304和5， 714， 384,然而，這些似袋狀的 培養(yǎng)室所采用的彈性墻體，'并不能提供一嚴密的體積控制量，也不能提供 一剛性表面用做細胞培養(yǎng)，亦不能提供一 良好定義的幾何邊界用以定義灌 注量(例如，貼壁細胞的流體力學剪應(yīng)力)。 一般說來，可變腔體的設(shè)計存 在一些先天的限制，如美國專利號第6,152， 163所述。同樣地，美國專利 號第5,707,868也描述一種使用活塞型設(shè)計做為一個可變?nèi)莘e的細胞培養(yǎng) 室。這類型的設(shè)計，概念相似于其他以活塞為基礎(chǔ)并使用于生物技術(shù)的應(yīng) 用，例如，美國專利號第5,143,847、 6,007,472和6,290, 910，其復雜的 機械設(shè)計而不適用于大尺寸、表面平整的粘附單層分子膜。
有鑒于現(xiàn)有習知的技藝的各項問題，為了能夠兼顧解決之，本發(fā)明人 基于多年研究開發(fā)與諸多實務(wù)經(jīng)驗，提出一種體積可變化的生物反應(yīng)器，
4其具有低價位與可重復使用的優(yōu)點，以作為改善上述缺點的實現(xiàn)方式與依 據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是在于提供一種體積可變化的生物反應(yīng)器，以解決上 述現(xiàn)有習知的問題并提供消費者一個更有用的或更具經(jīng)濟效益的選擇。
有鑒于此，本發(fā)明的一目的是提出一種體積可變化的生物反應(yīng)器，其
包括一剛性核心體，用以連接一光源； 一可伸縮的外腔體，容置該剛性核 心體于中央位置； 一底部，連接一進口端與一出口端，該進口端用于供應(yīng) 培養(yǎng)基；以及一頂蓋，包含一開口，開口用以容納剛性核心體，其中，當 外腔體內(nèi)的細胞生物材料生長增殖時，該外腔體可隨之伸展。
此外，本發(fā)明更提出一種裝置，用以培養(yǎng)固態(tài)粒子型式的細胞生物材 料，該固態(tài)粒子放置于液體培養(yǎng)基表面，使細胞生物材料的體積密度與培 養(yǎng)基的體積的關(guān)系大致為一比例常數(shù)。
目前發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明具有一優(yōu)點在于進行細胞培養(yǎng)時，在體積密度的比例 常數(shù)關(guān)系可用以修正胚胎的發(fā)展，或可通過增加培養(yǎng)范圍的體積而降低其 密度，部分是因會釋放某些化合物的胚胎成熟過程中，所以，這些化合物 有可能會對其成熟程度有刺激或抑制影響。
本發(fā)明的生物反應(yīng)器可適用于任何使用，但它們更適合用于產(chǎn)生二氧 化碳、隔離生物材料、曱烷消化、燃料或水生產(chǎn)，任何生物材料或生物培 養(yǎng)基均可被使用。
本發(fā)明的生物反應(yīng)器可為任何形狀，較佳為一圓柱形狀。本發(fā)明的生 物反應(yīng)器的組成部份，將與一中央軸線為軸心，因此，生物反應(yīng)器較佳為 一垂直方向組成，其他方向亦可。當生物反應(yīng)器為一垂直方向組成時，增 殖的生物材料會迫使該可伸縮的外腔體向上伸展。
本發(fā)明的生物反應(yīng)器可包括一液體培養(yǎng)基。此時，生物材料通常會在 被稱為"固態(tài)粒子(solid particles)"，僅用以區(qū)分它們與液體培養(yǎng)基的 差別。
本發(fā)明的生物反應(yīng)器可取根據(jù)其應(yīng)用別而有不同大小，生物反應(yīng)器大 小較佳高度介于1到10米、總高度(或長度)約為2米、直徑為20厘米 至5米的配置，當中其直徑較佳介于20厘米至1米。
本發(fā)明的生物反應(yīng)器還包括一個剛性核心體，用以連接一光源。上述 的剛性核心體為一垂直方向組成，該核心體較佳為一個中空圓柱管。
上述核心體較佳為一半透明的塑料，如半透明聚氯乙烯(PVC)，但也可 為其他材料，如強化玻璃，亦可使用。較佳地是，其核心體的高度較寬 度長，因此，外腔體可以是最大限度擴張。其核心體較佳是由間接固定架垂直固定。且固定架較佳地是附著在核 心體的上方。介于核心體和固定架之間的附著物較佳地是具有可移除性， 例如，可方^f更改變或《奮復光源。
剛性核心體由相鄰的疼部向上延伸。其核心體具有一封閉底部、而核
心體的頂端具有一開口。
核心體較佳地是提供一個附著體于其底端，通常置于核心體封閉底部 的表面。
核心體的尺寸可以有所更動，舉例來說，對一個6米高的生物反應(yīng)器，其 核心體的直徑最好大約IO厘米。相對地，若使用一光纖光源時，核心體的 直徑可低至5至10毫米。
連接該剛性核心體的該光源較佳為一可操控以提供某一特定波長或波 段的光，為提供生物材料生長的最佳條件。任何光源均可適用，例如熒 光或光纖陣列。
本發(fā)明的生物反應(yīng)器包含一可伸縮的外腔體，可伸縮的外腔體，容置 該剛性核心體于中央位置，可伸縮的外壁包括一外墻與一內(nèi)墻，該外墻由 中心向外設(shè)置，其該外腔體介于該外墻與內(nèi)墻之間。
4交佳地是，內(nèi)墻可透光，且為一蛇腹式結(jié)構(gòu)(concertina-like)以允許 該腔體的長度伸展。外墻不透光，且為一蛇腹式結(jié)構(gòu)以允許腔體的長度伸 展。
每一蛇腹式結(jié)構(gòu)的內(nèi)外墻，其組成較佳為一彈性材料，并具有多個褶 皺線，用以使該內(nèi)外墻伸展而使該腔體膨脹與收縮。部分墻體位于褶皺線 之間并保持大幅平面形狀，并在壓力下抵御墻體的形變或膨脹。褶皺線為 本發(fā)明的主要功能性成分之一，使本發(fā)明的腔體可膨脹和收縮。
墻的組成材料較佳為一塑料，以適應(yīng)每一種類的需求。
內(nèi)墻具有一個封閉的底端，內(nèi)墻的頂部可與一頂蓋相連接，因此可使 該內(nèi)墻跟據(jù)該頂蓋上下移動，頂蓋的頂部或頂端具有一外螺紋部。
內(nèi)外墻通常會針對生物材料的生長，通過物質(zhì)和/或物理特性去調(diào)整，以 提供最佳的表面狀況。
內(nèi)墻更佳是包含一附著體，用以依附該剛性核心體，故在需要的情況 下，兩者可同時從外墻內(nèi)被移出。
本發(fā)明的生物反應(yīng)器g括一底部，連接一進口端與一出口端，該進口 端用于供應(yīng)培養(yǎng)基。底部可以為一底帽，用以支持該生物反應(yīng)器的其他構(gòu) 件， 一般而言，底部連接于該腔體的外墻，并特別焊接于該處外墻的外表 面處。
底部一般是按尺寸量測以制訂該可膨脹反應(yīng)器的大小。 上述進口端與上述出口端，用以與容置腔體作流體輸通，上述進口管與上述出口管可選擇性」操作且閥組件通常會;f皮此適用，該進口管與該出口 管彼此為水平放置，且該進口管的直徑小于該出口管。
本發(fā)明的生物反應(yīng)器，包括一頂蓋，該頂蓋包含一開口用以讓剛性核 心體通過，頂蓋與底部較佳地用相似方式與外墻連接，頂蓋通常以一種類 似之前使用于底部組成的材料，即一金屬或一塑料材料。
頂蓋通常與腔體的內(nèi)墻連接。頂蓋用于該剛性核心體的開口位位于第 二開口的中心，用做為壓力閥。第二開口通常用一可移動的附著物，供壓 力閥使用。
中央開口位有一相關(guān)的軸環(huán)(collar)用以連接腔體的內(nèi)壁。較佳地，軸環(huán) 為一環(huán)形狀，用以容納該剛性核心體，然后在伸長至頂端的中央開口，該 頂端尺寸為一適當尺寸，可容納核心體和軸環(huán)。
軸環(huán)具有一外軸環(huán)座，用以讓該軸環(huán)可設(shè)置且連結(jié)頂蓋。在軸環(huán)上，其 具有一 0形圈密封或其他密封方式于一內(nèi)部座槽中，用以形成該剛性核心 體表面的流體密封。軸環(huán)的底部亦有內(nèi)螺旋部與腔體內(nèi)墻的外螺旋部連接 而密封。
在另 一實施例，該腔體位于該外墻與該光源之間，其間并無內(nèi)墻存在，根 據(jù)此結(jié)構(gòu)，其可移動式頂蓋(通常是上頂蓋)有一密封墊圈，連接于底端的 開口處，較佳地是，該密封墊圏可接收該光源，并根據(jù)該光源上下移動，同 時該上下反應(yīng)的動作可同時保持該光源在一干凈環(huán)境。
使用生物反應(yīng)器時，生物材料最初被置于生物反應(yīng)器的腔體中，同時 生物培養(yǎng)基也被置入，并控制其環(huán)境條件于最佳狀態(tài)，當材料生長時，腔 體也會隨之擴大，待其成熟時，該剛性核心體、該內(nèi)墻與該成熟的材料可 同時被移走，因此該腔體可在此時予以清潔并回復至原狀供下次使用；或 者，僅單純移走該成熟材料，并在放入新的培養(yǎng)基，此時會有一些殘余的 成熟材料可提供新的批次作為起始生物材料這些殘余的成熟材料通常殘留 在該腔體的蛇腹式結(jié)構(gòu)的內(nèi)外墻縫之間。
本發(fā)明的一實施例的外墻，可藉由一個或一個以上加固構(gòu)件 (reinforcement members)來支撐。加固^^f?？膳c一可撓性材泮禍外墻做用，用 以維持外墻形狀的。
各式各樣的加固構(gòu)件均可被使用。舉例來說，根據(jù)一實施例，多個環(huán) 狀或環(huán)狀加固構(gòu)件可被提供，其是介于外墻與一支持構(gòu)件之間；加固構(gòu)件 也可以在外墻的內(nèi)部或外部。
若加固構(gòu)件可以提供在該生物反應(yīng)器的內(nèi)部，該加固構(gòu)件可被置于外 墻處，使其可以膨脹，若加固構(gòu)件可以提供在該生物反應(yīng)器的外部，該環(huán) 形構(gòu)件通常被置于外墻與外膨脹間之處。
本發(fā)明的另一實施例， 一螺旋狀的加固構(gòu)件可在外墻的之間或外處，提供螺旋狀的加固構(gòu)件時，其優(yōu)點為當外墻伸展時其可支撐該外墻，反之，當 外墻被壓縮時，螺旋狀的加固構(gòu)件亦可自我對位。
本發(fā)明的另一實施例，加固構(gòu)件可為外墻的一部分，這時，外墻的厚 度會因加固構(gòu)件的存在而增加， 一般說來，該加固構(gòu)件可以使外墻自動膨 脹，根據(jù)此實施例，該外墻可制作于一特定厚度，而當其被伸展時，加固 構(gòu)件與該外墻點綴連接處的厚度可變薄。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，多個生物反應(yīng)器，可安裝在一個基材上。 基材可能為 一個固定組裝或一可攜式組裝。
基材上有一熱導管與二生物材料的進口端與出口端，其均與生物反應(yīng) 器適當連接，其每一生物反應(yīng)器可以通過基材安裝連接至該基材，也通過 基材安裝連接至該生物反應(yīng)器，其基材安裝與生物反應(yīng)器的連接方式可為 一夾器。
最佳地，其基材是一個結(jié)構(gòu)性的組成，可以用一舉起方式被拆除，例 如妒車。較佳地，該基材將最好能提供一個生物材料的進口端與出口端，并 通過適當?shù)倪B接與該生物反應(yīng)器連結(jié)而置于基材上，較佳地是，基材最好 包括一個管道，用以輸入與輸出一加熱培養(yǎng)基，并通過該導管溝通其他生 物反應(yīng)器。
基材較佳的配置為多個基材彼此連接，因此一模塊化組裝與加熱進口 管、加熱出口管、生物材料進口端與該出口端與該基材彼此連接。這將允 許一個單泵裝置輸入加熱介質(zhì)以通過基材，而另一個單泵裝置可輸入生物
材料以通過基材。最佳地，生物材料導線管和熱導管為共同管道。 該 進口端和出口端，最好有一使用閥裝置的開關(guān)相連接。
本發(fā)明是特別適合使用-食鹽水或被鹽水浸泡的細菌。
使用適當?shù)募毦?，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，單一的生物反應(yīng)器其最高度約2米，直 徑約30厘米，可在24小時內(nèi)吸納2. 75^^斤的二氧化^碳。
根據(jù)本發(fā)明的另 一種實施例，可能會有一個第二腔體存在于第 一生物 反應(yīng)器的周圍。第二腔體通常可為一個處理裝置，或另一個生物反應(yīng)器。 本發(fā)明的此實施例，是最適用于采用便攜式或移動式處理設(shè)備，特別是排 放廢氣的設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的另 一種實施例，第二腔體可以是一第二生物反應(yīng)器用以 處理污染物來料，該污染物可以為與第一生物反應(yīng)器相同或不同的污染物。 第二腔體的進口管位在于一第二腔體的較低位置，而第二腔體的上方區(qū)域
含有一出口端用以連接第一生物反應(yīng)器的進口端。
第 一生物反應(yīng)器與第二生物反應(yīng)器腔體通常通過一剛性分離墻分開，該 剛性分離墻置于一與根據(jù)本明的一實施例的出口端中心，并與該光源同一 軸心。 .第一與第二生物反應(yīng)器的體積均可變化，亦或只有內(nèi)層的生物反應(yīng)器 的體積可變化。培養(yǎng)基和生長介質(zhì)通常會被提供于分離墻和第二腔體間。 氧氣供應(yīng)裝置也可提供在一個較低的部分的第二生物反應(yīng)器。


圖1是為本發(fā)明的體積可變化的生物反應(yīng)器的一側(cè)面伸展示意圖。
圖2是為本發(fā)明的體積可變化的生物反應(yīng)器的一側(cè)面壓縮示意圖。 圖3是為本發(fā)明的體積可變化的生物反應(yīng)器上半部的剖視圖。 圖4為本發(fā)明的一較佳實施例的一腔體的剖視圖。 圖5為本發(fā)明的另一較佳實施例的一腔體的剖視圖。 圖6為本發(fā)明的另一較r佳實施例的一腔體的剖視圖。 圖7為本發(fā)明的另一較佳實施例的一腔體的剖視圖。 圖8為本發(fā)明的另一較佳實施例的一腔體的剖視圖。 圖9為本發(fā)明的另一較佳實施例的一腔體的剖視圖。 圖10為本發(fā)明的一較佳實施例的含有4個生物反應(yīng)器群集的基材的頂 視圖。
圖11為圖IO的基材與腔體連接的側(cè)面示意圖。
圖12為本發(fā)明的第一較佳實施例的含有生物反應(yīng)器群集的側(cè)面伸展剖 視圖。
圖13為本發(fā)明的一較佳實施例的含有4個生物反應(yīng)器群集的基材的頂 視圖。
圖14為圖13的基材與腔體連接的側(cè)面示意圖。
圖15為本發(fā)明的第一較佳實施例的含有生物反應(yīng)器群集的側(cè)面伸展剖 視圖。
圖16為本發(fā)明的一較在實施例的含有4個生物反應(yīng)器群集的基材的頂 視圖。
圖17為圖16的基材與腔體連接的側(cè)面示意圖。
圖18為本發(fā)明的第二較佳實施例的含有生物反應(yīng)器群集的側(cè)面伸展剖 視圖。
圖19為本發(fā)明的一較佳實施例的含有4個生物反應(yīng)器群集的基材的頂 視圖。
圖20為圖19的基材與腔體連接的側(cè)面示意圖。
圖21為本發(fā)明的第二較佳實施例的含有生物反應(yīng)器群集的側(cè)面伸展剖 視圖。
圖22為本發(fā)明的一較佳實施例的含有4個生物反應(yīng)器群集的基材的頂 視圖。
9圖23為圖22的基材與腔體連接的側(cè)面示意圖。
圖24為本發(fā)明的第三較佳實施例的含有生物反應(yīng)器群集的側(cè)面伸展剖 視圖。
圖25為本發(fā)明的一較佳實施例的含有4個生物反應(yīng)器群集的基材的頂 視圖。
圖26為圖25的基材與腔體連接的側(cè)面示意圖。
圖27為本發(fā)明的第三較佳實施例的含有生物反應(yīng)器群集的側(cè)面伸展剖 視圖。
圖28為本發(fā)明的一較佳實施例的含有4個生物反應(yīng)器群集的基材的頂 視圖。
圖29為圖28的基材與腔體連接的側(cè)面示意圖。
圖30為本發(fā)明的第四較佳實施例的含有生物反應(yīng)器群集的側(cè)面伸展剖 視圖。 .
圖31為本發(fā)明的一較佳實施例的含有4個生物反應(yīng)器群集的基材的頂 視圖。
圖32為本發(fā)明的第四較佳實施例的腔體的剖視圖。 圖33為圖32的基材與腔體連接的側(cè)面示意圖。
圖34為本發(fā)明的第四較佳實施例的含有生物反應(yīng)器群集的側(cè)面伸展剖 視圖。
圖35為本發(fā)明的一較佳實施例的生物反應(yīng)器為部份伸展狀態(tài)與外部第 二生物反應(yīng)器連接時的側(cè)面伸展剖視圖。
圖36為本發(fā)明的一較佳實施例的生物反應(yīng)器為全面伸展狀態(tài)時與外部 第二生物反應(yīng)器連接時的側(cè)面伸展剖視圖。
10生物反應(yīng)器11剛性核心體
12光源13底端
14進口端15出口端
16頂蓋 '-17開口
18間接固定支架19附著體
20外墻21內(nèi)墻
22褶皺線23部分墻體
24第二開口25壓力閥
26軸環(huán)27O形圈密封
28環(huán)狀或環(huán)狀加固構(gòu)件29生物材料進口端
30生物材料出口端31基材構(gòu)件
32模塊化組裝與加熱進口管33模塊化組裝與加熱出口管
34熱導管35夾緊環(huán)36:基材 38:進口端 40:剛性隔板
37:第二腔體 39:出口端； 41:出口端。
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的體積可變化的生物反 應(yīng)器其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖 式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，當 可對本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體 的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以 限制。
本發(fā)明的體積可變化的生物反應(yīng)器10，其包含一剛性核心體11,是用以 連接一光源12; —可伸縮的外腔體，容置該剛性核心體11于中央位置；一 底部13，連接一進口端14與一出口端15，該進口端14用于供應(yīng)培養(yǎng)基；以 及一頂蓋16，包含一開口 17，該開口 17用以容納該剛性核心體11。
本發(fā)明的剛性核心體11的伸展方向為一垂直方向，該核心體11為一 中空圓柱狀。本發(fā)明的剛性核心體11的伸展方向為一半透明的塑料，如半 透明聚氯乙烯(PVC)。請參閱圖1所示，剛性核心體ll的高度較寬度長，因 此，外腔體可以是最大限度擴張。
本發(fā)明的剛性核心體11 一個支架或間接固定支架18直固定。間接固 定支架18是最好在剛性核心體11的上方，剛性核心體11由相鄰的底部13 向上延伸。其核心體具有一封閉底部、其核心體的頂端具有一開口。。
剛性核心體11是較好提供一個附著體19于其剛性核心體11封閉底部 的表面。
連接該剛性核心體11的該光源12可為一可控制光源，用以提供生物 材料生長的最佳條件。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，該光源可為一覆蓋外腔體 的熒光。 .
本發(fā)明的生物反應(yīng)器包含一可伸縮的外腔體，可伸縮的外腔體，是容 置該剛性核心體于中央位置，可伸縮的外壁包括一外墻20與一內(nèi)墻21,其 該外腔體介于該外墻20與內(nèi)墻21之間。內(nèi)墻21介于該剛性核心體11與 外墻20之間。
內(nèi)墻21可透光，且為一蛇腹式結(jié)構(gòu)以允許該腔體長度的伸展。外墻20 為不透光狀的且為一蛇腹式結(jié)構(gòu)以允許該腔體的長度伸展。
每一蛇腹式結(jié)構(gòu)的內(nèi)外墻，為一彈性材料，并具有多個褶皺線22，用以使該內(nèi)外墻伸展而使該腔體膨脹與收縮。部分墻體23位于褶皺線22之 間并保持大幅平面形狀，并在壓力下抵御墻體的形變或膨脹。褶皺線22為 本發(fā)明的主要功能性成分之一，使腔體膨脹和收縮。
提供一個封閉的底端于.內(nèi)墻21，請參閱圖3所示，內(nèi)墻21的頂端可與 一頂蓋16相連接，因此可J吏該內(nèi)墻21根據(jù)該頂蓋16上下移動，內(nèi)墻21 的頂部的具有 一外螺紋部。
內(nèi)墻21還提供了一個附著體19，用以依附到該剛性核心體11，若有 需求時，兩者都可以從外墻20移走。
底部13依附在腔體的外墻20而封置在開處。底部13 —般按尺寸量測 以制訂該可膨3長反應(yīng)器的大小，如圖1的生物反應(yīng)器的下半部。
進口管14和出口管15,用以流體輸通。進口管14與該出口管15為彼 此水平放置，且該進口管14的直徑小于該出口管15。
頂蓋16依附在外墻20為用一類似底部13的依附方法。
頂蓋16通常與腔體的內(nèi)墻21連接。頂蓋16用于該剛性核心體11的 開口 17位位于第二開口 24的中心，用做為壓力閥25。第二開口 24通常以 螺紋固定并提供一可移動的附著物，供壓力閥25使用。
中央開口 17位有一相關(guān)的軸環(huán)26用以連接腔體的內(nèi)壁21。軸環(huán)26為 一環(huán)形狀，用以容納該剛性*核心體11,然后再伸長至頂端16的中央開口 17,該頂端尺寸為一適當尺寸，可容納剛性核心體11和軸環(huán)26。
軸環(huán)26具有一外軸環(huán)座，用以讓軸環(huán)26 ;改置及連結(jié)頂蓋16上。于軸 環(huán)26上具有一0形圈密封裝置(0-ring sealing means)27，其有一內(nèi)部座 槽可形成該剛性核心體11表面的流體密封。軸環(huán)26的底部亦有內(nèi)螺旋部 與腔體內(nèi)墻21的外螺旋部連接而密封。
各式各樣的加固構(gòu)件28均可祐 使用，請參閱圖4至圖9所示。舉例來 說，根據(jù)圖4與圖5，多個環(huán)狀或環(huán)狀加固構(gòu)件28置于該外壁20的上方與 一支持該外壁20的構(gòu)件之間。。
加固構(gòu)件28可以位于在該外墻的內(nèi)部或外部，請參閱圖8所示，若加 固構(gòu)件28可以提供在該生物反應(yīng)器的內(nèi)部，該加固構(gòu)件可被置于外墻20 處，使其可以膨脹，如圖4，若加固構(gòu)件28可以提供在該外墻20的外部， 該環(huán)形構(gòu)件被置于外墻28與外膨脹間之處。
請參閱圖6與圖7所示，，螺旋狀的加固構(gòu)件28可以提供予在外墻20 。
請參閱如圖9所示的一實施例，加固構(gòu)件28可為外墻20的一部分，這 時，外墻20的厚度會因加固構(gòu)件28的存在而增加， 一般說來，該加固構(gòu) 件28可以使外強自動膨脹，根據(jù)此實施例，該外墻20可制作于一特定厚 度，而當其被伸展時，加固構(gòu)件28與該外墻點綴連接處的厚度可變薄。
請參閱圖IO至圖34所示，多個生物反應(yīng)器10,可安裝在一個基材36上。基材36上含有一熱導管34與一生物材料的進口端29與出口端30，其均與 生物反應(yīng)器10適當連接，其每一生物反應(yīng)器10可以通過基材構(gòu)件31連接 至該基材36，也通過基材構(gòu)件31連接至該生物反應(yīng)器1Q的外墻20，其基 材構(gòu)件31與生物反應(yīng)器10的連接方式可為一夾緊環(huán)35。
基材最好包括一個熱導管34，用以輸入32與輸出33 —加熱培養(yǎng)基，并 通過該管道與溝通每一種生物反應(yīng)器10。
基材較佳的配置為多個基材36彼此連接，其為至少有一基材置于另一 基材旁邊，因此一模塊化組裝與加熱進口管32 —模塊化組裝與加熱出口管 33、生物材料進口端29與該出口端30與該基材36彼此連接。這將允許一 個單泵裝置輸入加熱介質(zhì)以通過基材36，而另一個單泵裝置可輸入生物材 料以以通過基材36。
請參閱圖35與圖36所示，其有一第二腔體37還繞于該本發(fā)明的生物 反應(yīng)器10，第二腔體37為一處理裝置或一生物反應(yīng)器。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，第二腔體37為一第二生物反應(yīng)器，用以材料或 一不同于第一生物反應(yīng)器10的污染物的進出管理，第二腔體37的進口管 38位在于一第二腔體37的較低位置，而第二腔體37的上方區(qū)域含有一出 口端39通過一導管42用以連接第一生物反應(yīng)器10的進口端14。
第 一生物反應(yīng)器10與第二生物反應(yīng)器腔體37通過一剛性隔板40分開， 該剛性隔板40置于一與根據(jù)本明的一實施例的出口端41中心，并與該光 源同一軸心。 ，
以上所述，僅是本發(fā)明'的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利 用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種體積可變化的生物反應(yīng)器，其特征在于其包含一剛性核心體，用以連接一光源；一可伸縮的外腔體，容置該剛性核心體于中央位置；一底部，連接一進口端與一出口端，該進口端用于供應(yīng)培養(yǎng)基；以及一頂蓋，包含一開口，該開口用以容納該剛性核心體，其中，當該外腔體內(nèi)的細胞生物材料生長增殖時，該外腔體可隨之伸展。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的體積可變化的生物反應(yīng)器，其特征在于其中 所述的外腔體為一圓柱形狀，且該光源置于該外腔體的中央軸位置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的體積可變化的生物反應(yīng)器，其特征在于 其中所述的生物反應(yīng)器軸向大致為一垂直方向，且增殖的生物材料會促使 該可伸縮的外腔體會向上伸展。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的體積可變化的生物反應(yīng) 器，其特征在于其包含一有固定高度的剛性核心體，用以連接一光源。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的體積可變化的生物反應(yīng) 器，其特征在于其中所述的可伸縮的外腔體包括一外墻與一內(nèi)墻，其該腔 體的容置空間介于該外墻與該內(nèi)墻之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的體積可變化的生物反應(yīng)器，其特征在于其中 所述的內(nèi)墻可透光，且為一蛇腹式結(jié)構(gòu)以允許該腔體的長度進行伸展。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的體積可變化的生物反應(yīng)器，其特征在于 其中所述的外墻為不透光狀的，且為一蛇腹式結(jié)構(gòu)以允許該腔體的長度伸 展。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的體積可變化的生物反應(yīng)器，其特征在于 其中所述的蛇腹式結(jié)構(gòu)的內(nèi)外墻為一彈性材料，并具有多個褶皺線，用以 使該內(nèi)外墻伸展而使該腔體膨脹與收縮。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一權(quán)利要求所述的體積可變化的生物反應(yīng) 器，其特征在于其包含一移動式頂蓋，該移動式頂蓋包含一開口，該開口 用以容置該光源并具有一軸環(huán)，該軸環(huán)用以依附于該腔體的該內(nèi)墻，且該 軸環(huán)置于該頂蓋的外軸環(huán)座上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的體積可變化的生物反應(yīng)器，其特征在于其中所述的腔體的容置空間介于一外墻與該光源之間，其 間無一內(nèi)墻存在。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的體積可變化的生物反應(yīng)器，其特征在于其 包含一移動式頂蓋，該移動式頂蓋包含一開口，該開口用以容置該光源，該移動式頂蓋提供一密封墊圏用以連接該開口，該底部可根據(jù)該光源而上下 移動。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一權(quán)利要求所述的體積可變化的生物反 應(yīng)器，其特征在于其包含一進口端與一出口端，用以流體的輸通，該進口 端與該出口端為;f皮此水平;^文置關(guān)系。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一權(quán)利要求所述的體積可變化的生物反 應(yīng)器，其特征在于其包括一移動式頂蓋，該移動式頂蓋包含一開口，該開 口用以讓該光源穿過。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一權(quán)利要求所述的體積可變化的生物反 應(yīng)器，其特征在于其中至少包含一加固構(gòu)件，該加固構(gòu)件置于該外腔體的 上方與 一 支持該外腔體的構(gòu)件之間。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的體積可變化的生物反應(yīng)器，其特征在于其 更包括多個環(huán)狀加固構(gòu)件位于該外腔體外部。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的體積可變化的生物反應(yīng)器，其特征在于其 更包括一螺旋加固構(gòu)件，該螺旋加固構(gòu)件位于該外腔體外部。
17、 一種體積可變化的生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在于其包含一根據(jù)權(quán) 利要求1所述的生物反應(yīng)器其內(nèi)部；以及一第二生物反應(yīng)器位于該內(nèi)部生 物反應(yīng)器的周圍。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的體積可變化的生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在 于其包含一進口端與一出口端于該第二生物反應(yīng)器，該出口端與一較低的 進口端連接以進入該內(nèi)部生物反應(yīng)器。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的體積可變化的生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其 特征在于其中通過該內(nèi)部生物反應(yīng)器的外腔體的容置空間分開該內(nèi)部生物 反應(yīng)器與該第二生物反應(yīng)器。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的體積可變化的生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在 于其中所述的外腔體上層中'央的出口端與該光源有同一軸心。
21、 一種體積可變化的生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在于其包含根據(jù)權(quán)利 要求1所述的多個生物反應(yīng)器位于一基材上端。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的體積可變化的生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在 于其中所述的基材、 一生物材料進口端與一出口端與該生物反應(yīng)器彼此適 當?shù)倪B接。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的體積可變化的生物反應(yīng)器系統(tǒng)，其特征在 于其中所述的多個基材彼此連接，其為至少有一基材置于另一基材旁邊，因此該生物材料進口端與該出口端與該基材-波此連接。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種體積可變化的生物反應(yīng)器，其包括一剛性核心體，用以連接一光源，一可伸縮的外腔體，容置該剛性核心體于中央位置，一底部，連接一進口端與一出口端，該進口端用于供應(yīng)培養(yǎng)基，以及一頂蓋，包含一開口，該開口用以容納該剛性核心體，其中，當該外腔體內(nèi)的細胞生物材料生長增殖時，該外腔體可隨之伸展。
文檔編號C12M3/00GK101541946SQ200880000068
公開日2009年9月23日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者伊恩·梅爾康·萊特 申請人:伊恩·梅爾康·萊特