Аппарат для культивирования клеток

 

Изобретские относится к устройствам для выращивания клеток и животных тканей поверхностным способом и может быть использовано в микробиологической, химико-фармацевтической и медипиртской промьшшенности. Цель изобретения заключается в повьйаении выхода биомассы путем равномерного однородного распределения скоростей на поверхности ростовьпч дисковых элементов. Аппарат состоит КЗ горизонтального 11,илиндрического корпуса 1 со съемной крышкой 2. Внутри корпуса 1 размещены ростовые дисковые элементы 3 из пористого материала, укрепленные в ряд на (О СЛ 7/ 1чЭ СО 05 ел О)

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН (S» 4 C 12 М 3!04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 390077 1/28 — 13 (22) 28.05.85 (46) 15.03.87. Бюл. № 10 (71) Днепропетровский химико †технологический институт им. Ф.З.Пзержинского (72) Е.А.Боровик и В.П.Мельник (53) 663.14.032(088.8) (56) Патент Великобритании ¹ 2055397А,i кл. С ) 2 М 1/14, 1980.

Патент США - 3830155, кл. С 12 М 3/04, 1974.

Патент СИА 11- 3028314, кл. С 12 М 3/04, 1962 °

Патент СНА №- 4208483, кл. С 12 М 3/04, 1980.

Патент СПА ¹ 4377639, кл, С 12 H 3/04, 1983, (54) АГХ АРА: .! Б KУПЬТИВМРОВЬН1Я

1ЛБ i0K (57) 11зо рете -г = относится к устройс-вам ля вырашивания клеток и животных тканей поверхностным способом ..; мо;кет бьыть использовано в м, кробио1-огггческой, химико-фармацевтической и ме;рпинской промышленности. Цель из""-Cpezevsm заключается в повышении выхода биомассы путем равномерного однородного распределения скоростей на поверхности ростоАппарат тоит из гори =:ñ-.:га. вЂ,нного цилиндрического корпуса l со съемной крышкой

2. Внутри ког,::уса 1 размещены ростовые дисковые злементы 3 из пористога материала, укрепленнме в ряд на

i 296576 держателе, состоящем из двух торцовых дисков 4, прикрепленных к ним стержней 5, служащих для фиксации ростовых дисковых элементов З.Аппарат имеет центральный приводной вал

6 и снабжен рядом дополнительных держателей аналогичной описанной выше конструкции, причем все держатели размещены равномерно по окружности вокруг приводного вала 6. Держатели установлены в корпусе аппарата с воэможностью планетарного движения, которое достигается тем, что снаружи приводного вала 6 дополнительно соосно ему размещена неподвижная ось 7 и торцовые диски 4 имеют с

Изобретение относится к устройствам для выращивания клеток и животных тканей поверхностным способом и может быть использовано в микробиологической, химико-фармацевтической и медицинской промышленности.

Цель изобретения — повышение выхода биомассы путем создания однородного распределения скоростей на поверхности ростовых дисковых элементов.

На фиг, 1 изображен аппарат для культивирования клеток, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 4 — схема движения ростовых дисковых элементов с эпюрой скоростей, на фиг. 5 — график зависимости скорости точки, лежащей на наружном диаметре ростовых дисковых элементов, от времени., Аппарат состоит из горизонтального цилиндрического корпуса 1 со съемной крышкой 2. Внутри корпуса I размещены ростовые дисковые элементы 3 из пористого материала, укрепленные в ряд на держателе, состоящем из двух торцовых дисков 4 и прикрепленных к ним стержней 5, служащих для фиксации ростовых дисковых элементов 3 ° Аппарат имеет центральный приводной вал 6 и снабжен рядом дополнительных держателей аналогичйеи зацепление (фрикционное ипи зубчатое), Снаружи неподвижной оси 7 соосно ей с зазором установлена также наружная магнитная муфта 8. На торцовых дисках 4 неподвижно закреплены цапфы 9, которые с возможностью вращения входят в отверстие наружной магнитной муфты 8, На приводном валу 6 напротив наружных магнитных муфт 8 закреплены внутренние магнитные муфты 10, приводной вал

6 установлен в подшипниках 11. На стержнях 5 держателей неподвижно закреплены упоры, служащие для фиксации ростовых дисковых элементов

3 от осевого перемещения. 5 ил. ной описанной выше конструкции, причем все держатели размещены равномерно по окружности вокруг приводного вала 6, Держатели установлены

5 в корпусе аппарата с возможностью планетарного движения. Это достигается тем, что снаружи приводного вала 6 дополнительно соосно ему размещена неподвижная ось 7 и торцовые диски 4 имеют с ней зацепление (фрикционное или зубчатое). Снаружи неподвижной оси 7 соосно ей с зазором установлена также наружная магнитная муфта 8. На торцовых дисках 4 неподвижно закреплены цапфы 9, которые с возможностью вращения входят в отверстие наружной магнитной муфты 8. На приводном валу 6 напротив наружных магнитных муфт 8 закреплены

2О внутренние магнитные муфты 10, приводной вал 6 установлен в подшипниках 11. На стержнях 5 держателей неподвижно закреплены упоры 12, служащие для фиксации ростовых дисковых элементов 3 от осевого перемещения.

Аппарат имеет штуцера 13 и 14 для входа и выхода стерильного воздуха, штуцера 15 и 16 для входа и выхода питательной среды, смотровой

30 штуцер 17, а также опоры 18.

Аппарат для культивирования клеток работает следующим образом, Простерилизованнмй аппарат заполняют напои он ину пита тельной г р »вЂ”

96576

4 ростовые дисковые элементы 3 перемещаются в жидкости, где к культуре подводятся свежие питательные вещества, а другую половину периода они перемещаются в воздухе, где пооисходит насыщение монослоя культуры кислородом. Таким образом происходит рост и развитие клеточной по пуляции, жизненный цикл которой coct0 тоит в последовательном чередовании циклов погружения в жидкую питательную среду и движения в воздушном пространстве.

При планетарном движении росто15 вых дисковых элементов 3 абсолютная скорость V,(t) точки на иих складывается из скорости переносного движения вокруг оси аппарата V„ (t) и окружной скорости точки при ее вра20 шенин вместе с диском вокруг его оси V (фиг. 4)

V„ (t)=V„ (t)+V,, где V (t)=r„(t)v — скорость перенос25 ного движения;

V =r ud — скорость окружного движения;

r„,(t) — радиус переносного движения;

35 парат помещают в вертикальное положение, установив его на опоры 18, и оставляют в положении покоя

/ до прикрепления к ростовым дисковым элементам 3 клеток или тканей.

После этого аппарат поворачивают о на 180 для прикрепления клеток или тканей к другой части ростовых дисковых элементов 3. Процесс культивирования проводят при горизонтальном положении аппарата при перемешивании и аэрации.

Приводят во вращательное движение приводной вал 6, и в соответствии с описанным ростовые дисковые элементы 3 совершают планетарное движение, состоящее из вращательного движения относительно оси аппарата и вращательного движения вокруг собственной оси.

Так как аппарат заполнен питательной средой наполовину, то половину периода вращения вокруг оси аппарата

V, (г)о

55 дой и засевают тканеной культурой или клетками. Затем приводят во вращение приводной вал.-6. Так как внутренние магнитные муфты 10, укрепленные на валу 6, связаны магнитными силовыми линиями с внешними магнитными муфтами 8, то последняя также вращается. Вследствие того, что внешние магнитные муфты

8 связаны с торцовыми дисками 4 цапфами 9, то они тоже совершают вращательное движение вокруг оси аппарата. Помимо этого, так как наружная поверхность торцовых дисков

4 имеет зацепление (фрикционное или зубчатое) с наружной поверхностью неподвижной оси 7, то торцовые диски 4, обкатываясь по поверхности оси 7, соверг ают также вращательное движение вокруг собственной оси. Таким образом, торцовые диски 4 совершают сложное планетарное движение, состоящее иэ вращательного движения относительно.осн аппарата и вращательного движения относительно собственной оси. Держатели ростовых дисковых элементов 3, состоящие из торцовых дисков 4 и прикрепленных к ним стержней 5, а следовательно, и ростовые дисковые элементы, зафиксированные на стержнях 5, также совершают планетарное движение.

При этом происходит перемешивание питательной среды и суспендирование в ней клеток или тканей. Затем anг„(t)=)R +г +2г сози) -- t;

r — радиус точки на диске; — угловая скорость вращения приводного вала;

, — угловая скорость вращения ростовых дисковых элементов

3 вокруг собственR ной оси (M,= > --). гд

С учетом приведенных обозначений

Следовательно, скорость на ростовом дисковом элементе 3 изменяется по гармоническому закону с частотой м)(фиг. 5), Таким образом, в течение перио— да Т вращения ростовых дисковых элементов вокруг оси аппарата на клетки, расположенные на нем, действуют различные скорости — от максимальной до минимальной, что способствует усреднению скоростей, действующих на культуру, исключению эон

5 129657 с длительным воздействием как максимальной так и минимальной скорости. При этом в течение всего цикла роста культура на дисках находится в одинаковых гидродинамических условиях, исключающих как возможность смывания клеток при длительном воздействии локально высоких скоростей, так и воэможность "голодания" клеток в зонах с низкими скоростями fO и низкой скоростью подвода веществ.

Это способствует улучшению условий роста и увеличению выхода биомассы.

Стерильный воздух поступает по штуцеру 13, отработанный воздух отводится из аппарата по штуцеру

14. Вследствие перекрестного движения потока воздуха и ростовых дисковых элементов 3 достигается увеличение скорости массопереноса íà 20 поверхности последних и, соответственно, увеличение выхода биомассы.

В аппарате можно проводить культивирование как в периодическом, так и в непрерывном режиме. В по- 25 следнем случае свежая питательная среда поступает по штуцеру 15 и отводится по штуцеру 16.

Аппарат позволяет легко осуще- 30 ствлять осмотр, мойку и замену как целых держателей, так и отдельных ростовых дисковых элементов 3, для чего снимают верхнкио крышку 2.

Таким образом, оснащение предлагаемого аппарата для культивирования клеток дополнительными держателями, служащими для фиксации ростовых дисковых элементов, размещенными равномерно по окружности 4п вокруг вала и установленными с возможностью планетарного движения, позволяет улучшить однородность распределения скоростей на поверхности ростовых дисковых элементов, в сравнении с прототипом, в котором ростовые дисковые элементы установлены на центральном валу и совершают лишь вращательное движение, Например (фиг, 5), для точек, удаленных от оси аппарата на 0,405 и 0,055 м, в предлагаемом устройстве коэффициент неравномерности К, определяемый как отношение максимальной и минимальной скоростей на поверхности ростовых дисковых элементов (K=V„ /Ч„""") в 2,! раза ниже, чем для прототипа при тех же геометрических размерах, Вследствие улучшения однородности распределения скоростей на поверхности ростовых дисковых элементов условия роста клеток во всех зонах ростовых дисковых элементов одинаковы, что позволяет подбирать оптимальные условия роста клеток для всей популяции, в частности частоту вращения приводного вала, и увеличить тем самым выход биомассы.

Формула и з обретения

Аппарат для культивирования клеток, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус со съемной крышкой, размещенные в нем ростовые. дисковые элементы из пористого материала, укрепленные в ряд на держателе, связанном с валом, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода биомассы путем равномерного однородного распределения скоростей на поверхности ростовых дисковых элементов, держатель состоит из двух торцовых дисков и прикрепленных к ним стержней, служащих для фиксации ростовых дисковых элементов, при этом аппарат снабжен рядом дополнительных держателей аналогичной конструкции, причем все держатели размещены равномерно по окружности вокруг вала и установлены с возможностью планетарного движения, !

296576

1296576

Составитель Г.Лошкарева

Редактор А,Огар Техред А.Кравчук Корректор И.Эрдейи

Заказ 717!28 Тираж 500 ) Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Иосква, Ж-35, Раунская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

8"С

7 Т «Т «Т ХТ T 77 Х Т УТ NT ИТ Т . Г 4 йГ Я

Я 6 4 3 Q 2 72

Фиг.Ю

Аппарат для культивирования клеток Аппарат для культивирования клеток Аппарат для культивирования клеток Аппарат для культивирования клеток Аппарат для культивирования клеток Аппарат для культивирования клеток 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для культивирования микроорганизмов группы анаэробов и микроаэрофилов

Изобретение относится к микробиологической промышленности
Изобретение относится к биотехнологии, в том числе к медицинской биотехнологии, в частности к системам и носителям для культивирования и выращивания клеток и тканей человека и животных и создания на их основе искусственных органов, и может найти применение в медицине и промышленной биотехнологии

Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано в экспериментальной цитологии и биохимии

Изобретение относится к микробиологии, а именно к аппаратам для выращивания клеточных тканевых культур

Группа изобретений относится к области лекарственных средств и контроля их воздействия. Устройство для определения кардиотоксичности химического соединения содержит подложку (10), несущую деформируемый блок (34), причем блок (34) частично отделен от подложки полостью (32), обеспечивающей внеплоскостную деформацию блока. Блок (34) содержит первый деформируемый слой (16), второй деформируемый слой (20) и многоэлектродную структуру (18), прослоенную между первым и вторым деформируемыми слоями. При этом второй деформируемый слой содержит приклеенный к нему трафарет кардиомиоцитов (28) и контейнер для жидкости (26). Последний установлен на подложке для воздействия на кардиомиоциты химическим соединением. Способ изготовления указанного устройства включает выращивание оксидного слоя (12) на подложке (10), нанесение первого деформируемого слоя (16) на оксидный слой, нанесение и трафаретирование проводящего слоя (18) на первом деформируемом слое с образованием многоэлектродной структуры, нанесение второго деформируемого слоя (20) на первый деформируемый слой, трафаретирование второго деформируемого слоя для обеспечения доступа к многоэлектродной структуре, нанесение клейкого трафарета (24) на трафаретированный второй деформируемый слой, приклеивание кардиомиоцитов (28) к клейкому трафарету, приклеивание контейнера для жидкости (26) ко второму деформируемому слою и образование полости (32) под первым деформируемым слоем. Применение устройства для целевого поиска лекарственных средств и/или разработки лекарственных средств и к способу разработки модели заболевания в отношении заболевания, которое вызывается или видоизменяется при растяжении клеток, в частности модели сердечного заболевания. Группа изобретений обеспечивает повышение точности определения кардиотоксичности химического соединения при одновременном упрощение конструкции и технологии использования. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

Группа изобретений относится к области биомедицины. Предложен набор и способ для приготовления многослойных агарозных блоков на поверхности мини-стекол. Набор состоит из первой детали, второй и третьей детали. Первая деталь представляет собой плоскопараллельную пластину, на которой через равные промежутки закреплены разделительные блоки с высотой, превышающей толщину мини-стекол. Мини-стекла установлены между блоков, на 50-100 мкм. Вторая деталь представляет собой плоскопараллельную пластину, одна сторона которой представляет собой полированную поверхность, по краям которой приварены две боковые ножки в виде блоков толщиной 50±5 мкм. Третья деталь представляет собой плоскопараллельную пластину, одна сторона которой представляет собой полированную поверхность, по краям которой приварены две боковые ножки в виде блоков толщиной 100±5 мкм. Способ приготовления многослойных агарозных блоков на поверхности мини-стекол осуществляют с использованием вышеуказанного набора. Изобретения обеспечивают приготовление серии слайдов с агарозными блоками фиксированного объёма со стандартной толщиной слоёв агарозы. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложен способ и устройство для моделирования образования биопленок холерных вибрионов. Устройство включает ёмкость, снабжено пружинообразным приспособлением из мягкой проволоки, закрученной в виде 10 витков, под углом не менее 10-12° к вертикальной оси, диаметром 17 мм. Пружинообразное приспособление имеет два плеча длиной 70 мм для размещения внутри емкости и его удаления из нее, приспособление выполнено с возможностью установки между витками покровных стекол с размером 20×20×0,6 мм. Способ включает создание биопленки на покровных стеклах. Покровные стекла помещают между витками пружинообразного приспособления внутри емкости. Ёмкость заполняют экспериментальной средой, добавляют в емкость суспензию холерных вибрионов и инкубируют при конечной концентрации холерных вибрионов в n×108 КОЕ/мл с доведением до минимального порога чувствительности 0,1 КОЕ/мл при комнатной температуре. Изобретения обеспечивают повышение производительности и безопасности при осуществлении моделирования биопленок холерных вибрионов. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 3 пр.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложены способ и устройство для направления миграции клеток. Устройство содержит несущую поверхность для размещения клеток, подложку с текстурированной поверхностью, причем поверхность находится в контакте с клетками, помещенными на несущую поверхность. Несущая поверхность и текстурированная поверхность расположены на расстоянии друг от друга до 10 мкм. Текстурированная поверхность имеет поверхность основания и анизотропную трехмерную структуру в виде повторяющегося рельефа. Данный рельеф имеет последовательность направляющих промежутков, где каждый из направляющих промежутков выполнен с возможностью приема одной из клеток и ориентирован в направлении анизотропии. Анизотропная трехмерная структура содержит множество пар направляющих поверхностей, при этом каждая пара направляющих поверхностей содержит первую и вторую направляющие поверхности, между которыми образован один из направляющих промежутков. Способ включает подачу клеток на несущую поверхность вышеуказанного устройства. Изобретения обеспечивают управление миграцией клеток. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложено устройство и способ направления миграции клеток, а также способ изготовления данного устройства. Устройство содержит подложку с текстурированной поверхностью, имеющей анизотропную трехмерную структуру, для контактирования с клетками. Вышеуказанная структура состоит из периодически расположенных выступов на текстурированной поверхности с формированием равномерной повторяющейся структуры с промежутками между выступами. Выступы имеют размер меньше клеток, при этом выступы наклонены относительно нормали к плоскости, сформированной текстурированной поверхностью, в направлении, заданном анизотропной структурой. Способ изготовления устройства включает подготовку силиконовой формы с использованием оптической литографии с автоматическим совмещением, причём данная форма представляет собой негативную копию трехмерной структуры, формование материала, составляющего трехмерную структуру, и отсоединение силиконовой формы. Способ направления миграции клеток осуществляют путём введения клетки в контакт с вышеуказанным устройством. Изобретения обеспечивают управляемую миграцию клеток в заданном направлении. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх