БИОРЕАКТОР ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ТКАНЕИНЖЕНЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Название	БИОРЕАКТОР ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ТКАНЕИНЖЕНЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Разработчик (Авторы)	Ковалев Алексей Вячеславович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2482180
Дата регистрации	20.05.2013
Правообладатель	Ковалев Алексей Вячеславович
Область применения (класс МПК)	C12N 5/00 (2006.01) C12M 3/00 (2006.01)
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к экспериментальной биологии и медицине.

Известно устройство - биореактор для создания тканеинженерного эквивалента трахеи. Биореактор представляет собой прямоугольной формы емкость, заполненную на 1/2 или 1/3. Вдоль емкости вставлена вращающаяся трубка, на которую надевалась биоматрица трахеи. На медленно вращающийся отрезок трахеи равномерно наносят суспензию клеток с помощью шприца - как на внешнюю, так и на внутреннюю его поверхность. Затем трансплантат наполовину погружался в среду культивирования и на протяжении всего времени пребывания в биореакторе постоянно вращался, чтобы клетки попеременно контактировали со средой и воздухом. Такой биореактор позволяет применить разные среды культивирования для хондроцитов и эпителиоцитов (Macchiarini P., Jungebluth P., Go Т. et al. Clinical transplantation of a tissue-engineered airway. Lancet 2008; 372 (9655): 2023-30). В биореакторе трансплантат находился 96 часов.

Известное устройство не позволяет выращивать части биоискусственных органов более сложной формы.

Цель изобретения - повысить эффективность и создать возможность формирования биоискусственных органов и их частей сложной формы в условиях in vitrum.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности выращивания биоискусственных органов и их частей сложной формы в условиях in vitrum. Причем пневмоакустические форсунки расположены в стенках емкости, а факелы распыления направлены на тканеинженерную конструкцию под разными углами. Одним из преимуществ пневмоакустического распыления питательной культуральной среды в составе воздушно-водяной смеси является то, что тонко распыленная жидкость обладает очень большой проникающей способностью, и мелкодисперсное распыление среды происходит без разрушения структуры составляющих ее веществ и физико-химических свойств. А так же поддерживается высокая однородность размера капель - до 80%. Размер капель в устройстве используется в пределах около 3 мкм.

Технический результат достигается тем, что биоматрица помещается внутрь емкости биореактора, через пневмоакустические форсунки подается воздушно-водяная смесь с повышенным до 5% содержанием углекислого газа и поддерживается постоянная температуры этой смеси, соответствующая внутренней температуре тела. Питательная культуральная среда представляет жидкостную фазу смеси и равномерно осаждается на все стенки тканеинженерной конструкции, при таком распылении питательная среда обладает способностью проникать в тончайшие складки, щели, подниматься по микропорам биоматрицы - "капиллярный эффект" (что называется "течет вверх"), что обеспечивает адекватное поступление питательных веществ к пролиферирующим клеткам конструкции. Угол раскрытия факела в 180° позволяет обойтись меньшим количеством форсунок в устройстве с сохранением направления распыления культуральной среды. Расположение форсунок над и под биоматрицей обеспечивает равномерное поступление питательной среды во все части тканеинженерной конструкции и позволяет увеличить толщину этой конструкции. 5% содержание углекислого газа в воздушной смеси, в совокупности с питательной средой и температурой, обеспечивают оптимальные условия для культивирования клеток и наращивания их количества.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлено продольное сечение биореактора с пневмоакустическим распылением жидкости в газовой среде (фиг.1).

Устройство состоит из емкости биореактора с прозрачными стенками 1, герметично закрывающейся крышки 2, клапана сброса избыточного давления 3, трубки сброса питательной среды 4, пневмоакустических форсунок 5, фиксирующих спиц 6, тканеинженерной конструкции 7.

Устройство работает следующим образом: в емкость биореактора помещается биоматрица, которая удерживается на фиксирующих спицах. Тканеинженерная конструкция обильно смачивается стерильной питательной средой. С помощью шприца на и в конструкцию вносится суспензия клеток, закрывается крышка и через пневмоакустические форсунки подается распыляемая питательная среда в газовой смеси. Избыток жидкости удаляется через трубки сброса.

Работоспособность предлагаемого устройства подтверждается следующим экспериментальным примером: биоматрица кожного покрова из питательной среды переносится в биореактор и крепится на фиксирующие спицы. Закрывается крышка и через форсунки периодически подается распыленная питательная среда. Используется «факел» с углом «раскрыва» 180°. Факелы расположены над и под матрицей. Тканеинженерная конструкция может строиться в биореакторе такого типа практически неограниченное время.

Формула изобретения

Биореактор для выращивания тканеинженерных конструкций, включающий емкость с прозрачными стенками и герметично закрывающейся крышкой, биоматрицу, клапан сброса избыточного давления, трубку сброса питательной среды, пневмоакустические форсунки и укрепленные в корпусе спицы для фиксации биоматрицы, отличающийся тем, что пневмоакустические форсунки выполнены с углом раскрыва факела, равным 180°, размещены на стенках емкости над и под биоматрицей и с возможностью подачи в емкость стерильной воздушно-водяной смеси с повышенным содержанием до 5% углекислого газа и температурой смеси, равной 36,6°С.

Изобретение "БИОРЕАКТОР ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ТКАНЕИНЖЕНЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ" (Ковалев Алексей Вячеславович ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога