專利名稱：一種細胞三維結(jié)構(gòu)成形室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及生物制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種細胞三維結(jié)構(gòu)成形室。
背景技術(shù)：
細胞三維仿生結(jié)構(gòu)體是采用細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)和細胞三維受控組裝工藝等。其中，噴墨打印采用粘度很低的細胞懸浮液，將細胞與培養(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。而細胞三維受控組裝則是基于快速成形的原理和方法，采用細胞一水凝膠材料，層層堆積制造細胞三維結(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(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，三維移動平臺在計算機的控制下進行層層堆積制造，從而形成三維結(jié)構(gòu)體。申請?zhí)枮?01210042990.6的中國專利《一種基于分步凝膠化原理的三維細胞組裝方法》中，采用了分步交聯(lián)的方式來形成細胞三維結(jié)構(gòu)體。具有物理交聯(lián)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，使得明膠和細胞的混合材料在成形時發(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)細胞打印或三維受控組裝方面的技術(shù)均未提及用于細胞三維結(jié)構(gòu)成形的成形室的具體設(shè)計，細胞作為一種特殊的材料，由于其具有生命特征，因此對成形室設(shè)計具有特殊的要求:不僅成形環(huán)境要避免細菌和病菌，室內(nèi)溫度要根據(jù)不同細胞穩(wěn)定可調(diào)、分布均勻以使成形過程穩(wěn)定，同時也要保證室內(nèi)空氣潔凈度高以提高細胞存活率。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種細胞三維結(jié)構(gòu)成形室，使其能夠滿足細胞作為一種特殊材料對其三維結(jié)構(gòu)成形室所需的特殊要求。具體設(shè)計如下:一種細胞三維結(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、進風(fēng)道、出風(fēng)道、第一循環(huán)風(fēng)機、第二循環(huán)風(fēng)機和過濾層；所述進風(fēng)道一端通過所述第一循環(huán)風(fēng)機連接至所述循環(huán)風(fēng)道的一端口，進風(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胞的存活率。其中，循環(huán)風(fēng)機采用貫流風(fēng)機，也可以采用軸流風(fēng)機或離心風(fēng)機等。[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)機向第二循環(huán)風(fēng)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(jù)細胞成形的要求選擇。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胞環(huán)境且易于實現(xiàn)的紫外消毒方式實現(xiàn)。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(huán)境處于無菌狀態(tài)。本實用新型提供的細胞三維結(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，給細胞成形提供一個安全的無菌環(huán)境，且空氣過濾模塊形成室內(nèi)的空氣強制對流，改善溫度分布均勻性，保證成形過程穩(wěn)定，同時也大大提高了成形室內(nèi)的空氣潔凈度，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(jié)構(gòu)成形室的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面對照附圖并結(jié)合優(yōu)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(jié)構(gòu)成形室的結(jié)構(gòu)如圖1所示:一種細胞三維結(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、進風(fēng)道102、出風(fēng)道103、第一循環(huán)風(fēng)機104、第二循環(huán)風(fēng)機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。進風(fēng)道102 —端通過第一循環(huán)風(fēng)機104連接至循環(huán)風(fēng)道101的一端口，進風(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104 —側(cè)的初效過濾器401和位于第二循環(huán)風(fēng)機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(huán)境處于無菌狀態(tài)。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(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104開始工作，氣流從進風(fēng)道102進入循環(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105的作用下凈化后的空氣經(jīng)出風(fēng)道103進入成形空間200內(nèi)，進風(fēng)道102長度比出風(fēng)道103長，也可設(shè)計為出風(fēng)道比進風(fēng)道長度長，長度不一的設(shè)計能增強空氣的對流，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)的強制對流，成形室空間內(nèi)的溫度分布均勻性大幅提高，細胞成形過程穩(wěn)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(huán)境的空氣潔凈度，進而提高細胞的存活率。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)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于這些說明。對于本實用新型所屬技術(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) 當視為屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種細胞三維結(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、進風(fēng)道、出風(fēng)道、第一循環(huán)風(fēng)機、第二循環(huán)風(fēng)機和過濾層； 所述進風(fēng)道一端通過所述第一循環(huán)風(fēng)機連接至所述循環(huán)風(fēng)道的一端口，所述進風(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)機向第二循環(huán)風(fēng)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(quán)利要 求1所述的細胞三維結(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現(xiàn)。
7.如權(quán)利要求1所述的細胞三維結(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現(xiàn)。
專利摘要本實用新型公開一種細胞三維結(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、進風(fēng)道、出風(fēng)道、第一循環(huán)風(fēng)機、第二循環(huán)風(fēng)機和過濾層。進風(fēng)道一端和出風(fēng)道一端分別通過第一循環(huán)風(fēng)機、第二循環(huán)風(fēng)機連接至循環(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。本實用新型的成形室，不但能滿足細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)的空氣強制對流，改善溫度分布均勻性，保證成形過程穩(wěn)定，同時大大提高了室內(nèi)空氣潔凈度，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(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 申請人:清華大學(xué)深圳研究生院