×
14.03.2019
219.016.df61

Биореактор для культивирования мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен биореактор для культивирования мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток (ММСК). Биореактор включает соединенные между собой и с камерой для приготовления смеси питающих газов две биореакторные емкости, штуцеры и трубопроводы, бактериальные фильтры, клапаны и прибор управления. Каждая емкость выполнена из вертикально расположенных одна в другой труб из боросиликатного стекла. Емкости представляют собой содержащую аэратор камеру смешивания и камеру роста с диализной мембраной и предварительно помещенными матриксами ММСК. Изобретение обеспечивает повышение эффективности культивирования мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Биореактор для культивирования мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток (ММСК) предназначен для применения в биотехнологии получения мяса in vitro. Биореактор позволяет реализовать процессы культивирования, протекающие с использованием различных биологических продуцентов и источников питания в условиях высокой производительности, качества получаемых продуктов, асептической надежности, экономичности и удобства обращения. Отличительной особенностью биореактора, является наличие двух соединенных между собой биореакторных емкостей в виде вертикально расположенных одна в другой труб из боросиликатного стекла и снабженных диализной мембраной, а также наличие аппарата интенсификации роста. Конструкция биореактора обеспечивает эффективный массообмен веществ и газов в объеме питательного субстрата. Целевое применение биореактора - реализация биотехнологических процессов, протекающих в жидкофазных условиях культивирования биологических продуцентов, иммобилизованных на микроносителях.

Изобретение относится к аппаратурному оснащению процессов культивирования стволовых клеток, в том числе мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток (ММСК), и может быть использовано в производстве мышечной ткани животных, например, крупного рогатого скота.

ММСК характеризуются высокой чувствительностью к ранению, вызываемому кавитацией жидкой среды, ударами мешалок, отбойников и пузырьками газов. Эти свойства клеток оказывают влияние на конструкцию биореакторов, особенно на конструкцию устройств аэрации и перемешивания рабочих сред, которые в процессе культивирования не должны оказывать разрушающего воздействия на морфологическую структуру клеток.

Известна конструкция клеточного биореактора BLBIO-XGCC фирмы Bioengineering для культивирования животных клеток (www.bio-rus.ru) с автоклавируемым стеклянным сосудом, который применяется для культививания с подпиткой или непрерывного культивирования клеток млекопитающих. Биореактор оснащен различными устройствами аэрации и перемешивания рабочих сред, работа которых позволяет культивировать клетки животных в суспензионной культуре.

Биореактор представляет собой емкость с мешалкой. Для минимизации стресса при ранении, перемешивание осуществляется либо мешалкой подъемного типа, либо мешалкой толкающего типа. Механическая мешалка приводится в движение магнитным приводом, расположенным в нижней части. Культивирование может быть стационарным, стационарным с подпиткой, а также непрерывным благодаря наличию тензодатчиков. Биореактор используется для культивирования взвеси клеток или клеток, иммобилизованных на микроносителях. Для задержания биомассы при непрерывном культивировании используют роторные или спиральные фильтры.

Существующая конструкция обуславливает возможность культивирования животных клеток только в суспензионной культуре, что не лишено многих недостатков, например:

- культивирование клеток сопровождается малой скоростью роста при низкой концентрации клеток, что требует применения дополнительных устройств, для выделения клеточной массы из отработанной жидкости и утилизацию больших объемов фильтрата содержащего, как неиспользованные дорогие компоненты питательной среды, так и токсичные метаболиты, что существенно повышает себестоимость целевых продуктов;

- для выделения выращенной биомассы из отработанной жидкости, в биореакторе применяют роторные или спиральные фильтры, что повышает опасность бактериального загрязнения получаемых продуктов;

- клетки после фильтрации необходимо очищать от низкомолекулярных веществ, а фильтры подвергать тщательной промывке и стерилизации для инактивации патогенных микроорганизмов, что также повышает себестоимость целевых продуктов и способствует загрязнению окружающей среды производственными отходами.

Известна установка для культивирования клеток или микроорганизмов (пат. на изобретение RU №2021350, МПК 7 С12М 3/00, 22.07.1991), содержащая камеру, представляющую собой эластичную емкость, размещенную на жестком каркасе и разделенную на питательный, ростовой и накопительный отсеки. В ростовом отсеке расположен материал для иммобилизации клеток, накопительный отсек выполнен с возможностью независимого газообмена, а жесткий каркас имеет два излома, размещенные между отсеками, и установлен с возможностью изменения угла наклона к горизонту от 0° до 45°. Части каркаса под накопительным и ростовым отсеками снабжены вибраторами.

Недостатком известной конструкции является низкая производительность биореактора обусловленная совмещением нескольких технологических операций внутри одной камеры.

Известен биореактор для культивирования клеток, преимущественно эукариотических (пат. на полезную модель RU №117916, МПК 7 С12М 1/00, 23.12.2011 - прототип), включающий биореакторную емкость в виде трубы, герметизированной загрузочным люком и технологическим фланцем; аэратор, состоящий из газопроницаемых трубок, расположенных внутри емкости, штуцеры и трубопроводы для подачи и отвода рабочих газов и жидкостей, бактериальные фильтры питающих и отработанных газов, соединенные с прибором управления клапаны, камеру для приготовления смеси питающих газов.

Недостатком известной конструкции является сложность выделения целевого продукта, обусловленная наличием силиконовых уплощенных трубок, горизонтально расположенных внутри емкости биореактора.

Техническим преимуществом заявляемой конструкции биореактора по сравнению с прототипом является то, что наличие двух соединенных между собой биореакторных емкостей - камеры смешивания и камеры роста, в виде вертикально расположенных одна в другой труб из боросиликатного стекла и снабженных диализной мембраной позволяет повысить эффективность культивирования ММСК, за счет повышения технологичности выделения целевых продуктов при использовании микроносителей для культивирования опорозависимых клеток и высокой асептической надежности технологического процесса. Применение аппарата интенсификации роста позволяет увеличить производительность биореактора путем повышения пролиферативной активности ММСК.

Биореактор, представленный на фиг.1, содержит камеру смешивания 1 и камеру роста 2, образованные трубами, торцевые отверстия которых герметизированы загрузочными люками 3 и технологическими фланцами 4 и 5. Камеры установлены вертикально с возможностью изменения высоты установки. Технологические фланцы имеют штуцеры 6, 7 для подвода и отвода теплоносителя. Люк 3 имеет штуцеры 8, 9, 10 для циркуляции газовой смеси. Штуцеры 11 и 12, установленные на нижних фланцах камер, служат для перемещения питательного раствора и отвода жидких отходов. На люке установлен регулировочный клапан 13 сброса давления. Камера смешивания имеет аэратор 14, выполненный из газопроницаемых трубок. Камера роста имеет штуцер отбора проб 15 и диализную мембрану 16, перекрывающую штуцер 12 отвода жидких отходов. Биореактор содержит камеру для приготовления смеси питающих газов 17, аппарат интенсификации роста 18 с цилиндрической антенной 19. Камера роста позволяет вводить матриксы 20 с ММСК. Камеры выполнены круглого сечения в виде вертикально расположенных одна в другой труб из боросиликатного стекла с соотношением высоты к диаметру как 2:1, а также конструкция биореактора позволяет изменять данное соотношение при необходимости путем замены труб другой высоты. Внутренние полости каждой камеры заполнены теплоносителем и с помощью штуцеров 6 и 7 соединены с терморегулятором 21. Биореактор снабжен бактериальными фильтрами питающих и отработанных газов, а также клапанами 22 на трубопроводах для подачи и отвода рабочих газов и жидкостей, и соединенными с прибором управления.

Устройство работает следующим образом. Компоненты питательной среды загружается в камеру смешивания 1 через штуцер 8. Далее через воздушный штуцер 9, соединенный с одной стороны с камерой для приготовления смеси питающих газов 17, а с другой - с аэратором 14 внутрь камеры подается газ заданного состава и температуры. Проходя через жидкие компоненты снизу-вверх газ непрерывно перемешивает их и насыщает воздушной смесью с углекислотой заданного параметра. При достижении предельного давления газ стравливается в атмосферу через обратный клапан 13. При открытии крана подготовленный питательный раствор через штуцеры 11 и 12 нижних фланцев камер и систему трубок перемещается в камеру роста 2, заполняя 2/3 ее объема. Матриксы 20 с ММСК предварительно помещаются в камеру роста через загрузочный люк 3 камеры роста.

В камерах постоянно поддерживается уровень углекислого газа 5% в воздушной смеси и температуры 37°С с помощью камеры для приготовления смеси питающих газов 17 и терморегулятора 21, а также избыточное давление газа с помощью обратных клапанов 13 и соединенных с прибором управления клапанов 22.

Культивирование клеток производится без перемешивания до истощения среды, после чего производится ее слив из камеры роста и замена удаленного объема новой порцией питательной среды из камеры смешивания. Этот цикл повторяется многократно. Среда из камеры роста сливается через штуцер 12, снабженный диализной мембраной 16 для предотвращения потерь биомассы клеток.

В процессе культивирования ММСК обрабатывается КВЧ-излучением (крайне высокочастотное излучение) с помощью аппарата интенсификации роста 18. Под воздействием миллиметровых волн запускается процесс нормализации развития роста биомассы. Клетки реагируют на поступающие сигналы как единое целое, что способствует восстановлению между ними информационных связей, необходимых для пролиферации.

Камера роста располагается внутри цилиндрической антенны 19 аппарата. С целью увеличения пролиферативной активности ММСК используются волны миллиметрового диапазона с длиной волны 7,1 мм и интенсивностью облучения 0,05 Вт/см2. Для снижения тепловых эффектов воздействие осуществляется в импульсном режиме с частотой 100 Гц.


Биореактор для культивирования мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток
Биореактор для культивирования мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 272 items.
13.01.2017
№217.015.8dba

Устройство определения экономически и технологически оптимальных моментов времени замены режима кормления животных или птицы вволю на режим их дозированного ограниченного кормления

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит задатчик времени (1), датчик расхода кормов (2), датчик живой массы животного или птицы (3), датчик расхода тепловой энергии (4), датчик расхода электрической энергии (5). В устройство введены задатчик сигнала удельных в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605071
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8dd7

Устройство экономически оптимального дозирования жидкого или полужидкого водного раствора лекарственных препаратов животным и птице производства и реализации продукции бройлерной птицефабрики

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит измеритель сигнала дозы жидкого или полужидкого водного раствора лекарственных препаратов (1), регулятор дозы жидкого или полужидкого водного раствора лекарственных препаратов (2), исполнительный элемент дозирования, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605069
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8def

Устройство экономически оптимального производства и реализации продукции бройлерной птицефабрики

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство содержит датчик (1) средней живой массы бройлера по стаду, задатчики (2 и 3) сигнала наименьшего и наибольшего значения живой массы бройлера, первую (4), вторую (5) схемы сравнения, первый (6) и второй (7) формирователи сигнала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605072
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8e2b

Устройство экономичной транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики магистральным транспортером

Изобретение предназначено для транспортировки бройлеров из птичников в цех убоя и переработки птицефабрики. Измеритель (1) скорости ленты магистрального транспортера через регулятор (2) скорости соединен с исполнительным элементом (3). Вычислительный блок (7) через блок управления (8) подает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605190
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.8f34

Способ и устройство экономически оптимальной осушительной и комплексной гидромелиорации с учетом экологической ценности участков земель

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. Способ включает измерение сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, задание сигнала глубины гидромелиоративного осушительного канала, сравнение измеренного и заданного сигналов и регулирование глубины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605191
Дата охранного документа: 20.12.2016
13.01.2017
№217.015.9237

Параметрический резонансный генератор и способ возбуждения в генераторе электрических колебаний

Изобретение относится к электротехнике, к резонансным преобразователям электрической энергии на основе параметрических резонансных генераторов. Технический результат состоит в повышении мощности и снижении зависимости вырабатываемой электроэнергии параметрического резонансного генератора от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605764
Дата охранного документа: 27.12.2016
24.08.2017
№217.015.958c

Способ и устройство технологически и экономически оптимального озонирования движущихся сыпучих кормов для животноводства и птицеводства

Группа изобретений предназначена для обеззараживания кормов в животноводстве, птицеводстве и при кормопроизводстве. Для оптимального озонирования движущихся сыпучих кормов регулируют мощность озонирования сыпучих кормов на поточном измерителе расхода. Задают, измеряют и регулируют скорость...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608532
Дата охранного документа: 19.01.2017
25.08.2017
№217.015.962f

Способ получения газообразного энергоносителя и органоминеральных удобрений из бесподстилочного навоза и устройство для его реализации

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения газообразного энергоносителя и органоминеральных удобрений из бесподстилочного навоза, согласно которому исходный навоз последовательно подвергается нагреву, предварительному сбраживанию при температуре не менее 42-43°С,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608814
Дата охранного документа: 24.01.2017
25.08.2017
№217.015.9665

Устройство автоматического регулирования непрерывной подачи потока объектов переменного фракционного состава на линию сепарации

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам автоматического регулирования непрерывной подачи потока объектов переменного фракционного состава на линию сепарации сельскохозяйственной продукции, преимущественно клубней картофеля. Устройство содержит бункер загрузки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608815
Дата охранного документа: 24.01.2017
25.08.2017
№217.015.96a3

Ротационное устройство сухой чистки поверхностей агрообъектов для линии поточной сепарации

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при непрерывной сухой чистке поверхностей агрообъектов для линии поточной сепарации. Устройство содержит конвейер, блок контактной чистки, расположенный над конвейером, и транспортер удаления примесей. Конвейер выполнен в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608816
Дата охранного документа: 24.01.2017
Showing 1-10 of 45 items.
10.02.2013
№216.012.2434

Теплообменная система, использующая тепловые насосы (варианты)

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в теплосистемах, использующих тепловые насосы. Предлагаемая теплообменная система содержит два тепловых насоса, каждый из которых содержит рабочий цилиндр, поршень, разделяющий полость цилиндра на рабочую полость,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474770
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.04.2013
№216.012.38ea

Способ тепловой обработки комбикормов

Изобретение относится к способам тепловой обработки комбикормов на животноводческих фермах и межхозяйственных комбикормовых предприятиях. Способ тепловой обработки комбикормов включает запаривание, дозирование, смешивание, тепловую обработку и охлаждение. Сою и рапс предварительно запаривают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480131
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.07.2013
№216.012.52ff

Линия производства гранулированных комбикормов

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к тепловой обработке комбикормов. Линия включает приемные бункеры сои, рапса и зерна со встроенными теплообменниками, емкости для жира, мелассы и других добавок со встроенными подогревателями, дозаторы, сборный транспортер, реактор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486850
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.09.2013
№216.012.6a60

Устройство светолечебное ультрафиолетово-инфракрасного облучения

Изобретение относится к медицине и медицинской технике, в частности, к устройствам для светолечебного ультрафиолетово-инфракрасного облучения. Устройство содержит один или несколько исполнительных органов, состоящих из первого источника излучения и второго источника инфракрасного излучения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492883
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6dc3

Способ производства гранулированных комбикормов

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к тепловой обработке комбикормов на животноводческих фермах и межхозяйственных комбикормовых предприятиях. Способ включает подачу компонентов в приемные бункеры со встроенными теплообменниками, дозирование, смешивание в сборном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493750
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.12.2013
№216.012.89f2

Способ обкатки коробок перемены передач транспортных средств и стенд для его осуществления

Изобретение относится к стендовым испытаниям коробок перемены передач тракторов и других транспортных средств. Способ включает многократное циклическое нагружение коробки перемены передач знакопеременной инерционной нагрузкой с реверсивным изменением скорости вращения коробки перемены передач...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500996
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.05.2014
№216.012.c330

Способ получения наноструктурных каталитических покрытий на керамических носителях для нейтрализации отработавших газов двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к области катализа. Описан способ создания эффективного бесплатинового каталитического покрытия на керамических блоках для нейтрализации отработавших газов автотракторных дизелей, включающий формирование подложки с большим значением удельной поверхности на керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515727
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.06.2014
№216.012.cedb

Способ производства вспученного фуражного зерна

Изобретение относится к тепловой обработке комбикормов на животноводческих фермах и межхозяйственных комбикормовых предприятиях. Способ производства вспученного фуражного зерна включает загрузку, термообработку и выгрузку зерна в непрерывном потоке. Перед термообработкой фуражное зерно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518726
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.08.2014
№216.012.ea86

Лампа кварцевая ультрафиолетовая

Изобретение относится к области светотехнических устройств электрорадиотехники, в частности касается лампы кварцевой ультрафиолетовой, и может быть использовано в составе аппаратов ультрафиолетовых, а также в технологических системах, требующих источник излучения ультрафиолетового диапазона,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525846
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.01.2015
№216.013.17e1

Способ микронизации фуражного зерна

Изобретение относится к способу микронизации и вспучиванию фуражного зерна, зерновых компонентов и может быть использовано в комбикормовой и пищевой промышленности. Способ микронизации фуражного зерна включает обработку зерна в два этапа тепловой энергией и энергией СВЧ. Обработку тепловой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537541
Дата охранного документа: 10.01.2015
+ добавить свой РИД