專利名稱：一種細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及生物制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室。
背景技術(shù)：
細(xì)胞三維仿生結(jié)構(gòu)體是采用細(xì)胞作為材料形成的三維結(jié)構(gòu)體，目前用于制造這種結(jié)構(gòu)體的工藝包括:噴墨打印技術(shù)和細(xì)胞三維受控組裝工藝等。其中，噴墨打印采用粘度很低的細(xì)胞懸浮液，將細(xì)胞與培養(yǎng)液等混合的“生物墨水”用改造的商用熱噴墨或壓電噴墨打印機(jī)打印出來，形成生物墨滴打印在基底上。但目前這種技術(shù)在構(gòu)建三維結(jié)構(gòu)上仍然存在困難。而細(xì)胞三維受控組裝則是基于快速成形的原理和方法，采用細(xì)胞一水凝膠材料，層層堆積制造細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)體，可采用低溫物交聯(lián)或化學(xué)交聯(lián)固化的成形機(jī)制。目前比較流行的方法是將細(xì)胞和海藻酸鹽溶液的混合物噴射到交聯(lián)劑溶液(通常為CaCl2溶液)中，由于海藻酸鹽在Ca2+作用下發(fā)生離子交聯(lián)反應(yīng)，從而使得噴射的材料微單元固化，三維移動(dòng)平臺(tái)在計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行層層堆積制造，從而形成三維結(jié)構(gòu)體。申請(qǐng)?zhí)枮?01210042990.6的中國專利《一種基于分步凝膠化原理的三維細(xì)胞組裝方法》中，采用了分步交聯(lián)的方式來形成細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)體。具有物理交聯(lián)機(jī)制且生物相容性好的材料(普遍為溫敏明膠)與細(xì)胞混合，由于明膠在溫度變化過程中可發(fā)生“溶膠一凝膠”的轉(zhuǎn)變，在無菌環(huán)境中，通過溫控模塊來控制成形環(huán)境溫度在rio°c，使得明膠和細(xì)胞的混合材料在成形時(shí)發(fā)生物理交聯(lián)以固化形成三維結(jié)構(gòu)。但這種三維結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)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(shí)現(xiàn)化學(xué)交聯(lián)的相容性好的生物材料。然而，現(xiàn)有的有關(guān)細(xì)胞打印或三維受控組裝方面的技術(shù)均未提及用于細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形的成形室的具體設(shè)計(jì)，細(xì)胞作為一種特殊的材料，由于其具有生命特征，因此對(duì)成形室設(shè)計(jì)具有特殊的要求:不僅成形環(huán)境要避免細(xì)菌和病菌，室內(nèi)溫度要根據(jù)不同細(xì)胞穩(wěn)定可調(diào)、分布均勻以使成形過程穩(wěn)定，同時(shí)也要保證室內(nèi)空氣潔凈度高以提高細(xì)胞存活率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室，使其能夠滿足細(xì)胞作為一種特殊材料對(duì)其三維結(jié)構(gòu)成形室所需的特殊要求。具體設(shè)計(jì)如下:一種細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室，包括成形空間、用于控制成形空間溫度的溫控模塊和用于對(duì)成型空間滅菌的消毒模塊，還包括用于凈化成形空間內(nèi)空氣的空氣過濾模塊。優(yōu)選地，所述溫控模塊、消毒模塊和空氣過濾模塊均設(shè)于所述成形室內(nèi)。優(yōu)選地，所述空氣過濾模塊包括循環(huán)風(fēng)道、進(jìn)風(fēng)道、出風(fēng)道、第一循環(huán)風(fēng)機(jī)、第二循環(huán)風(fēng)機(jī)和過濾層；所述進(jìn)風(fēng)道一端通過所述第一循環(huán)風(fēng)機(jī)連接至所述循環(huán)風(fēng)道的一端口，進(jìn)風(fēng)道另一端與所述成形空間相通，所述出風(fēng)道一端通過所述第二循環(huán)風(fēng)機(jī)連接至所述循環(huán)風(fēng)道的另一端口，出風(fēng)道另一端與所述成形空間相通，通過不斷地循環(huán)凈化，保證所述成形空間內(nèi)空氣的高潔凈度以提高細(xì)胞的存活率。其中，循環(huán)風(fēng)機(jī)采用貫流風(fēng)機(jī)，也可以采用軸流風(fēng)機(jī)或離心風(fēng)機(jī)等。[0009]優(yōu)選地，所述過濾層位于所述循環(huán)風(fēng)道內(nèi)；所述循環(huán)風(fēng)道通過隔板與所述成形空間隔開。優(yōu)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(huán)風(fēng)機(jī)向第二循環(huán)風(fēng)機(jī)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(jù)細(xì)胞成形的要求選擇。優(yōu)選地，所述溫控模塊采用半導(dǎo)體制冷、蒸汽壓縮制冷、吸收式制冷、吸附式制冷中的一種方式實(shí)現(xiàn)，保證成形室內(nèi)的溫度高精度連續(xù)可調(diào)。優(yōu)選地，所述消毒模塊采用適于細(xì)胞環(huán)境且易于實(shí)現(xiàn)的紫外消毒方式實(shí)現(xiàn)。成形前對(duì)成形空間進(jìn)行紫外線照射，消滅空氣中的細(xì)菌和病菌，保證細(xì)胞成形環(huán)境處于無菌狀態(tài)。本實(shí)用新型提供的細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)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(wěn)定控制成形空間的溫度，給細(xì)胞成形提供一個(gè)安全的無菌環(huán)境，且空氣過濾模塊形成室內(nèi)的空氣強(qiáng)制對(duì)流，改善溫度分布均勻性，保證成形過程穩(wěn)定，同時(shí)也大大提高了成形室內(nèi)的空氣潔凈度，提高了細(xì)胞的存活率。

圖1是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
提供的細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖并結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)施例提供的細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室的結(jié)構(gòu)如圖1所示:一種細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)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于成形室內(nèi)?？諝膺^濾模塊包括循環(huán)風(fēng)道101、進(jìn)風(fēng)道102、出風(fēng)道103、第一循環(huán)風(fēng)機(jī)104、第二循環(huán)風(fēng)機(jī)105和過濾層。循環(huán)風(fēng)道101通過隔板201與成形空間200隔開。進(jìn)風(fēng)道102 —端通過第一循環(huán)風(fēng)機(jī)104連接至循環(huán)風(fēng)道101的一端口，進(jìn)風(fēng)道102另一端與所述成形空間200相通；出風(fēng)道103 —端通過第二循環(huán)風(fēng)機(jī)105連接至循環(huán)風(fēng)道101的另一端口，出風(fēng)道103另一端與所述成形空間200相通。所述過濾層設(shè)于循環(huán)風(fēng)道101內(nèi)，包括位于第一循環(huán)風(fēng)機(jī)104 —側(cè)的初效過濾器401和位于第二循環(huán)風(fēng)機(jī)105 —側(cè)的高效過濾器402。溫控模塊為半導(dǎo)體制冷模塊300，也可以采用蒸汽壓縮制冷、吸收式制冷、吸附式制冷中的一種方式。通過半導(dǎo)體制冷模塊300控制成形空間內(nèi)的溫度，保證其處于細(xì)胞成形所需的溫度，一般為(T10°C，用高精度溫控器調(diào)節(jié)溫度保證溫度連續(xù)可調(diào)。消毒模塊包括兩個(gè)紫外線消毒燈500，在成形之前對(duì)成形空間進(jìn)行照射，以保證細(xì)胞成形環(huán)境處于無菌狀態(tài)。本實(shí)施例提供的成形室的空氣過濾模塊的工作原理為:在半導(dǎo)體制冷模塊300開啟后，開啟空氣過濾模塊，第一循環(huán)風(fēng)機(jī)104開始工作，氣流從進(jìn)風(fēng)道102進(jìn)入循環(huán)風(fēng)道101，經(jīng)初效過濾和高效過濾后，在第二循環(huán)風(fēng)機(jī)105的作用下凈化后的空氣經(jīng)出風(fēng)道103進(jìn)入成形空間200內(nèi)，進(jìn)風(fēng)道102長度比出風(fēng)道103長，也可設(shè)計(jì)為出風(fēng)道比進(jìn)風(fēng)道長度長，長度不一的設(shè)計(jì)能增強(qiáng)空氣的對(duì)流，在不斷的循環(huán)凈化作用下空氣潔凈度大幅提高。此外，通過空氣循環(huán)的強(qiáng)制對(duì)流，成形室空間內(nèi)的溫度分布均勻性大幅提高，細(xì)胞成形過程穩(wěn)定進(jìn)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(jī)集成所形成的成形室，大大提高了細(xì)胞成形環(huán)境的空氣潔凈度，進(jìn)而提高細(xì)胞的存活率。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)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(yīng) 當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室，包括成形空間、用于控制所述成形空間溫度的溫控模塊和用于對(duì)所述成形空間滅菌的消毒模塊，其特征在于:還包括用于凈化所述成形空間內(nèi)空氣的空氣過濾模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室，其特征在于:所述溫控模塊、消毒模塊和空氣過濾模塊均設(shè)于所述成形室內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室，其特征在于:所述空氣過濾模塊包括循環(huán)風(fēng)道、進(jìn)風(fēng)道、出風(fēng)道、第一循環(huán)風(fēng)機(jī)、第二循環(huán)風(fēng)機(jī)和過濾層； 所述進(jìn)風(fēng)道一端通過所述第一循環(huán)風(fēng)機(jī)連接至所述循環(huán)風(fēng)道的一端口，所述進(jìn)風(fēng)道另一端與所述成形空間相通； 所述出風(fēng)道一端通過所述第二循環(huán)風(fēng)機(jī)連接至所述循環(huán)風(fēng)道的另一端口，所述出風(fēng)道另一端與所述成形空間相通。
4.如權(quán)利要求3所述的細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室，其特征在于:所述過濾層位于所述循環(huán)風(fēng)道內(nèi)；所述循環(huán)風(fēng)道通過隔板與所述成形空間隔開。
5.如權(quán)利要求3所述的細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室，其特征在于: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(huán)風(fēng)機(jī)向第二循環(huán)風(fēng)機(jī)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(quán)利要 求1所述的細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室，其特征在于:所述溫控模塊采用半導(dǎo)體制冷、蒸汽壓縮制冷、吸收式制冷、吸附式制冷中的一種方式實(shí)現(xiàn)。
7.如權(quán)利要求1所述的細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室，其特征在于:所述消毒模塊采用紫外消毒方式實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)成形室，包括成形空間、溫控模塊和消毒模塊，還包括用于凈化成形室內(nèi)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于成形室內(nèi)，所述空氣過濾模塊包括循環(huán)風(fēng)道、進(jìn)風(fēng)道、出風(fēng)道、第一循環(huán)風(fēng)機(jī)、第二循環(huán)風(fēng)機(jī)和過濾層。進(jìn)風(fēng)道一端和出風(fēng)道一端分別通過第一循環(huán)風(fēng)機(jī)、第二循環(huán)風(fēng)機(jī)連接至循環(huán)風(fēng)道的兩端口，另一端通入成形空間。過濾層設(shè)于循環(huán)風(fēng)道內(nèi)，循環(huán)風(fēng)道通過隔板與成形空間隔開。本實(shí)用新型的成形室，不但能滿足細(xì)胞成形所需的無菌環(huán)境，精確控制成形空間溫度，且空氣過濾模塊形成室內(nèi)的空氣強(qiáng)制對(duì)流，改善溫度分布均勻性，保證成形過程穩(wěn)定，同時(shí)大大提高了室內(nèi)空氣潔凈度，提高細(xì)胞存活率。
文檔編號(hào)C12M1/00GK203112811SQ2013200481
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者劉長勇, 彌勝利, 孫偉, 林峰, 張磊, 張婷 申請(qǐng)人:清華大學(xué)深圳研究生院