细胞动态牵张应力培养装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种细胞动态牵张应力培养装置，包括：细胞培养装置以及机械施压装置；细胞培养装置包括容器主体以及设置在容器主体上的培养孔，培养孔的底部设有用于施加压力的弹性膜；机械施压装置包括：底座，在底座上设有与培养孔一一对应的顶件，在底座的两侧分别设有行程齿条；夹持装置，分别夹持于容器主体的两侧，在夹持装置内设有动力机构，行程齿条穿过该夹持装置，并在动力机构的驱动下，带动细胞培养装置按照行程齿条的径向方向上下移动。本实用新型专利技术结构简单，结构设置合理，能够在维持弹性膜张力的情况下换液或补充营养物质，便于后续的实验研究；能直接搭配现有细胞弹力培养皿和细胞培养箱使用，应用广泛，便于移动。

【技术实现步骤摘要】
细胞动态牵张应力培养装置
本技术涉及实验仪器领域，特别是指一种细胞动态牵张应力培养装置。
技术介绍
细胞的生长环境对细胞至关重要，生物内的细胞处于不同的复杂的微环境刺激中。近些年来，在体外实验的情况下模拟体内微环境对细胞影响的相关研究正在呈现逐年上升的趋势。细胞在生物体中，处于一个复杂的生物力学环境中，在细胞生物学实验中，常常会应用到力学刺激对细胞的影响，方法为将细胞悬液接种在一个具有弹性膜结构的细胞培养皿中，在细胞贴壁生长后，通过外界施加干预，使弹性膜产生一定程度上的形变，从而对贴在弹性膜上的细胞提供机械牵张刺激。细胞在受到机械牵张应力刺激下，会导致细胞形态和生物学功能的相应变化。以此来模拟细胞，如RodriguezT等人研究发现，人来源的脂肪间充质干细胞在受到多轴向的机械张力刺激下，细胞分泌的BLC，VEGF，MDC，MIP3α，LAP，MMP13等细胞因子水平提高。ChengLi等人则发现骨髓间充质干细胞在受到机械张力负载的情况下MMP2,TGFβ,FGF的旁分泌增多，增加成骨作用。因此，细胞机械牵张应力研究具有很大的潜在应用前景。目前细胞应力培养装置的施压方式有负压吸引或机械加压。(1)负压吸引的如传统细胞牵张培养装置(Flexcell细胞牵张培养装置)体积庞大，需要购买配套相应的仪器，价格昂贵，无法与常规仪器直接搭配使用，一次最多只能对4块培养皿施加张力，因此，一般的实验室难以开展，限制了该研究领域的发展。另外，细胞在生长过程中，需要不断补充和更换新的营养物质，即培养基，在使用传统牵张装置时，更换培养基需要将培养皿从牵张装置中拆卸下来，就会在较长一段时间内中断牵张刺激的干预，对试验结果产生一定影响。(2)机械加压的如在培养皿的底部采用直线同步电机施加压力或采用杠杆施压压力，但是该结构较复杂，设备相对较大，不方便实验室使用；另外也不方便在不停止施加压力的情形下补加营养物质。有鉴于此，需要研究一种结构简单、不停止干扰的情形下及时补加营养物质的细胞应力培养装置的出现就很有必要了。
技术实现思路
本技术提出一种细胞动态牵张应力培养装置，解决了现有技术中设备结构复杂、不方便在不停止运动的情况下及时补加营养物质的问题。本技术的技术方案是这样实现的：一种细胞动态牵张应力培养装置，包括：细胞培养装置以及机械施压装置；其中：所述细胞培养装置包括容器主体以及设置在容器主体上的培养孔，所述培养孔的底部设有用于施加压力的弹性膜；所述机械施压装置包括：底座，在所述底座上设有与所述培养孔一一对应的顶件，在所述底座的两侧分别设有行程齿条；夹持装置，分别夹持于所述容器主体的两侧，在所述夹持装置内设有动力机构，所述行程齿条穿过该夹持装置，并在所述动力机构的驱动下，带动所述细胞培养装置按照所述行程齿条的径向方向上下移动。作为优选的技术方案，所述顶件为圆柱体或棱柱体；所述顶件的顶面为弧面或平面，如球形弧面结构、或曲面结构。作为优选的技术方案，所述顶件的顶面和/或侧面设有用于测量所述弹性膜的形变量的刻度；或者所述齿条上设有用于测量所述弹性膜的形变量的刻度。作为优选的技术方案，所述顶件与所述底座可拆卸连接或固定连接。作为优选的技术方案，所述行程齿条的表面设有若干个齿槽，所述动力机构包括电机、与所述电机的动力轴相连的驱动杆、以及设置在所述驱动杆上且与所述齿槽相啮合的齿轮；在所述电机的驱动下，所述齿轮在所述行程齿条上行走，进而带动所述细胞培养装置按照所述行程齿条的径向方向上下移动。作为优选的技术方案，所述行程齿条为2-8个。具体数量与培养孔数量有关系，基本上每个孔边上都要有2个齿条，保证压力均匀。作为优选的技术方案，所述电机为一个，与其中一个所述驱动杆相连接，所述细胞培养装置另一侧的驱动杆通过同步齿轮或同步带实现同步运动。作为优选的技术方案，所述电机为两个，分别与所述细胞培养装置两侧的驱动杆相连接，并同步运动。作为优选的技术方案，还包括控制系统，所述控制系统包括PLC控制模块、电源模块，所述PLC控制模块分别与电源、电机相连接，用于控制所述电机的开关。其中所述电源为可充电电池。作为优选的技术方案，所述控制系统还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述PLC控制模块电性连接，以实现通信交互，通过手机或电脑控制。作为优选的技术方案，所述细胞培养装置还包括与所述容器主体匹配的盖体。有益效果(1)本技术的细胞动态牵张应力培养装置的结构简单，结构设置合理，能够在维持弹性膜张力的情况下换液或补充营养物质，便于后续的实验研究。(2)本技术的装置对设备无特殊要求，能直接搭配现有细胞弹力培养皿和细胞培养箱使用，应用广泛，便于移动。(3)本技术的弹性膜的形变量可视化(膜上作同心圆，柱子顶面加刻度)，根据弹性膜上的同心圆间距变化，从而直观反映出膜的形变量。可通过前期测量，得到公式推导形变量和受力大小之间关系。(4)本技术的装置可在动态下使用、亦可在静态下使用，调整方式多样化，当需要静态使用时，让机械施压装置固定即可实现。(5)本技术的装置其中的顶件与底座可拆卸的连接，这样便于更换顶件，可以实现双向牵张或多向牵张。(6)同一个培养板的不同孔，通过混合使用不同顶件的方式，可以施加不同的张力方式和大小。附图说明为了更清楚地说明本技术实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的分解结构示意图；图3为本技术的剖面结构示意图；图4为本技术中行程齿条和齿轮的配合示意图；图5为本技术中动力机构的第一种结构示意图；图6为本技术中动力机构的第二种结构示意图。具体实施方式下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞动态牵张应力培养装置，包括：细胞培养装置以及机械施压装置；其特征在于：/n所述细胞培养装置包括容器主体以及设置在容器主体上的培养孔，所述培养孔的底部设有用于被施加压力的弹性膜；/n所述机械施压装置包括：底座，在所述底座上设有与所述培养孔一一对应的顶件，在所述底座的两侧分别设有行程齿条；夹持装置，分别夹持于所述容器主体的两侧，在所述夹持装置内设有动力机构，所述行程齿条穿过该夹持装置，并在所述动力机构的驱动下，带动所述细胞培养装置按照所述行程齿条的径向方向上下移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种细胞动态牵张应力培养装置，包括：细胞培养装置以及机械施压装置；其特征在于：
所述细胞培养装置包括容器主体以及设置在容器主体上的培养孔，所述培养孔的底部设有用于被施加压力的弹性膜；
所述机械施压装置包括：底座，在所述底座上设有与所述培养孔一一对应的顶件，在所述底座的两侧分别设有行程齿条；夹持装置，分别夹持于所述容器主体的两侧，在所述夹持装置内设有动力机构，所述行程齿条穿过该夹持装置，并在所述动力机构的驱动下，带动所述细胞培养装置按照所述行程齿条的径向方向上下移动。


2.根据权利要求1所述的一种细胞动态牵张应力培养装置，其特征在于，所述顶件为圆柱体或棱柱体；所述顶件的顶面为弧面或平面。


3.根据权利要求1或2所述的一种细胞动态牵张应力培养装置，其特征在于，所述顶件的顶面和/或侧面设有用于测量所述弹性膜的形变量的刻度；或者
所述齿条上设有用于测量所述弹性膜的形变量的刻度。


4.根据权利要求3所述的一种细胞动态牵张应力培养装置，其特征在于，所述顶件与所述底座可拆卸连接或固定连接。


5.根据权利要求1所述的一种细胞动态牵张应力培养装置，其特征在于，所述行程齿条的表面设有若干个齿槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青峰，高一鸣，周双白，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：新型
国别省市：上海;31