自制气-液和液-液组合式交换器的性能初评

摘要

生物反应器是组织工程椎间盘体外培育的关键设备,其技术的不断发展和完善为组织工程椎间盘的体外培育提供了更广阔的技术平台.自行研制了一种智能化组织工程仿生培育系统,在这个系统中气-液和液-液组合式交换器是一个重要组成部分,该交换器主要是根据肺膜交换原理和肾过滤原理,并应用中空纤维半透膜制成的.本次实验目的就是针对交换器的性能进行检测,继而为整个生物反应器的构建和后续实验提供主要理论和条件支持.整个组合式反应器是由膜式氧合器氧、透析器、伸缩泵和管路系统组成。为了验证其物质交换性能和气体交换能力，以DMEM/F12培养基作为循环液，并向其中注入500μL乳酸，以高糖培养基作为新鲜液并加入1OmL氨基酸，目的在于使两侧的在细胞或组织培养中起重要作用的物质存在一个明显的浓度差，以便验证其交换性能。在循环一侧充入配好的循环液，向循环另一侧充入配好的新鲜液，并顺序充入CO2和N2，将变容伸缩泵的行程设定为5mm.频率设定为0.2Hz，并于开始循环和通气后的第Omin,1min,2min,3min,4min,5min,1Omin,15min,20min,25min,30min时用注射器抽取循环培养液和新鲜培养液，行葡萄糖含量检测、总氨基酸检测、乳酸检测和血气分(着重PO2观察)。结果表明，膜式氧合器氧和透析器的交换效果良好，且交换速度快，可以用于物质和气体交换。并为后续体外生物反应器中组织工程椎间盘培育提供了基础。