【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于实验器械，具体涉及为一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备。
技术介绍
1、创伤性脑损伤(traumatic brain injury,tbi)是一种常见的神经外科疾病，据估计，全球每年约有一千万创伤性脑损伤患者。创伤性脑损伤因为其高致残率、高致死率和高昂的治疗费用，给患者家庭和整个社会都造成了巨大的负担。创伤后神经细胞的反应及转归是一个复杂的病理生理过程，在体内研究有诸多不便之处，因此，针对体外培养的细胞进行模拟创伤，对深入研究创伤性脑损伤的发病机制及探索有效治疗手段具有重要的意义。
2、临床为研究外部暴力对颅脑造成的损伤会建立各种颅脑损伤模型。其中包括动物实验与细胞实验，动物实验为直接对活体实验鼠进行颅脑冲击损伤的实验，细胞实验为对体外培养的脑细胞进细胞划伤或冲击的实验，其中划伤实验做为主流实验方式不能被真实模仿，难以再现临床真实过程。
3、在对活体实验鼠进行颅脑冲击损伤模拟时，由于脑组织有隔膜，所以可以直接对指定的脑部区域进行冲击，但在细胞实验中，需要将膜结构与培养皿中的脑细胞进行位置组合，然后再用于细胞冲击实验。在当前的细胞冲击实验模拟技术中，需要将培养皿进行固定，并在培养皿上方放置一个橡胶垫片，培养皿上方设置连接具有活塞的管道，管道内填充液体或气体，活塞后方具有能够绕轴转动的摆锤，摆锤转动撞击活塞时挤压管道内的介质并通过介质撞击橡胶垫片，使得细胞受到撞击。在当前的实验中，冲击压力的来源和传导不可控；对压力值的测量不准确；实验过程不能实现自动化，受人为因素影响较大；实验中不能避免可能发生
4、因此设计一种能够对培养皿进行可控的瞬间冲击并在冲击过程中监测冲击压力的设备，这种设备具体为一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备。
技术实现思路
1、为了克服
技术介绍
中提出的问题，本专利技术采用如下技术方案：
2、一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，包括：基座，具有放置槽；套筒，贯穿设置有冲击通道，所述套筒能够与所述基座连接，所述套筒连接基座时套筒的内壁环绕所述放置槽；培养皿，连接在所述放置槽内；固定环，与所述培养皿背离基座的端部连接，所述固定环内设置有软薄膜；冲击活塞，套接于所述冲击通道，所述冲击活塞朝向放置槽的端部的外径不大于所述培养皿的内径，所述冲击活塞背离放置槽的端部的外径与所述冲击通道的内径相同，所述冲击活塞朝向放置槽运动至一冲击位置时挤压所述软薄膜。
3、进一步，所述套筒的内壁与所述冲击活塞之间设置有复位件，所述冲击活塞不受外力时在所述复位件驱动下背离所述放置槽运动至一初始位置，冲击位置与初始位置为所述冲击活塞在所述套筒内的运动行程的两个端点。复位件总能够在冲击实验结束后将冲击活塞复位到固定的初始位置，使得每次实验中冲击活塞的运动形成固定，这有利于维持变量单一并减少对实验结果准确性的影响。
4、进一步，所述冲击通道包括处于所述冲击活塞背离所述基座的一端与所述套筒背离所述基座的一端之间的施压腔，所述冲击通道包括处于所述冲击活塞朝向所述基座的一端与所述套筒朝向所述基座的一端之间的受压腔，所述套筒上设置有能够连通受压腔与外部环境的泄压阀。泄压阀具有设定的开启阈值，当施压腔内的压强超过该阈值时开启，从而防止冲击设备受到损毁。此外，冲击实验完成时泄压阀也会开启。
5、进一步，所述基座朝向所述套筒的端部设置有密封圈，所述密封圈的内壁与所述基座连接密封圈的端面构成所述放置槽；所述基座与所述套筒连接时，所述密封圈的外壁与所述套筒的内壁抵接；所述密封圈的内壁与所述培养皿的外壁抵接。套筒连接基座时，套筒朝向基座的一端被密封圈封堵，此时受压腔处于密封状态，从而确保受压腔能够在冲击活塞脱离初始位置后进行储能。
6、进一步，还包括气泵，所述气泵与所述套筒之间设置有输送管，所述气泵与所述输送管连通，所述输送管与所述套筒连通，气泵通过输送管向套筒内施加正压时驱动所述冲击活塞向所述软薄膜运动；所述泄压阀封闭时，所述受压腔与外部环境不连通，这有利于保持实验过程中的变量单一，通过将气泵作为冲击活塞的动力源，能够通过调整气泵压强使得冲击活塞的冲击力更为可控。
7、进一步，所述培养皿的底部设置有感压件一，所述冲击活塞接触并挤压所述软薄膜时所述培养皿内的压强增大并挤压所述感压件一，感压件一通过内置蓝牙组件与气泵或其他仪器连接，气泵上设置有显示屏与控制单元，感压件一能够通过内置蓝牙组件将冲击实验过程中冲击活塞对细胞造成的瞬间冲击力数据反馈到气泵或其他仪器内，从而能够有效监测冲击活塞对细胞造成的瞬间冲击力。
8、进一步，所述冲击活塞包括受压段与施压段，所述受压段的外径与所述冲击通道的外径相同，所述施压段的外径与所述软薄膜的外径相同，所述受压段朝向所述基座的端部始终处于所述施压腔内，所述施压段朝向受压腔的端部始终处于所述受压腔内。受压段与施压段均为柱状体，受压段与施压段的中轴线重合，该设置有利于冲击活塞在向冲击位置运动的过程中受力均匀。
9、进一步，所述固定环上沿所述培养皿的直径方向贯穿设置有螺纹孔，所述螺纹孔内螺栓连接有定位螺栓，固定环与培养皿连接时所述定位螺栓绕通过自身轴向转动向所述培养皿运动并与所述培养皿的外壁抵接；所述螺纹孔间距相等的环绕分布在所述固定环上。
10、进一步，所述套筒的内径不小于所述基座的外径，所述套筒的内壁环设有内螺纹，所述基座的外壁上环设有外螺纹，所述套筒与所述基座通过所述内螺纹与所述外螺纹螺栓连接，该设置有利于加强密封效果，同时有利于防止冲击通道内压强增大时基座与套筒分离。
11、进一步，气泵会给予冲击活塞一个瞬时高压，冲击活塞向着软薄膜快速移动，并在接触软薄膜后带动软薄膜移动，给予培养皿液面瞬时高压，通过对培养皿液面进行冲压向底部贴壁生长的细胞施加冲击破坏，构建出细胞损伤模型。所述冲击活塞朝向放置槽的端部的高度小于培养皿的深度，但大于培养皿液面到培养皿顶部的高度，此种设置可以有效保证冲击时能够带动软薄膜达到液面位置，对液面进行冲压。
12、本专利技术的有益效果：
13、1、通过冲击活塞与培养皿内的软薄膜接触，并带动软膜朝向液面进行接触冲压，因为所述冲击活塞朝向放置槽的端部直径等于固定环的内径；固定环的内径略小于培养皿的内径的设置方式，可以保证冲击活塞能够向整个培养皿的液面均匀施压，对培养皿内细胞造成的损伤更均匀，构建出的细胞损伤模型更加具备匀质性。
14、2、通过在基座上设置能够固定培养皿的密封圈，在冲击实验过程中受压腔中压强增大通过发生形变压紧培养皿，以使得培养皿更稳定，能够从加强培养皿稳定性的角度提高冲击实验的可控性；设置有气泵并将气泵作为冲击活塞的动力源，本设备还能够通过调整气泵压强提高实验中冲击力的可控性。通过上述设置本设备能够将实验变量控制为可以调整的气泵输出压强，从而使得实验过程具备极高的可控性并减少人为操控误差及系统误差。...
【技术保护点】
1.一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，所述套筒的内壁与所述冲击活塞之间设置有复位件，所述冲击活塞不受外力时在所述复位件驱动下背离所述放置槽运动至一初始位置，冲击位置与初始位置为所述冲击活塞在所述套筒内的运动行程的两个端点。
3.根据权利要求1所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，所述冲击通道包括处于所述冲击活塞背离所述基座的一端与所述套筒背离所述基座的一端之间的施压腔，所述冲击通道包括处于所述冲击活塞朝向所述基座的一端与所述套筒朝向所述基座的一端之间的受压腔，所述套筒上设置有能够连通受压腔与外部环境的泄压阀。
4.根据权利要求1所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，所述基座朝向所述套筒的端部设置有密封圈，所述密封圈的内壁与所述基座连接密封圈的端面构成所述放置槽；所述基座与所述套筒连接时，所述密封圈的外壁与所述套筒的内壁抵接；所述密封圈的内壁与所述培养皿的外壁抵接。
5.根据权利要求1所述的一种构建细胞损伤模型
6.根据权利要求3所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，还包括气泵，所述气泵与所述套筒之间设置有输送管，所述气泵与所述输送管连通，所述输送管与所述套筒连通，气泵通过输送管向套筒内施加正压时驱动所述冲击活塞向所述软薄膜运动；所述泄压阀封闭时，所述受压腔与外部环境不连通。
7.根据权利要求3所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，所述冲击活塞包括受压段与施压段，所述受压段的外径与所述冲击通道的外径相同，所述施压段的外径与所述软薄膜的外径相同，所述受压段朝向所述基座的端部始终处于所述施压腔内，所述施压段朝向受压腔的端部始终处于所述受压腔内。
8.根据权利要求1所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，所述固定环上沿所述培养皿的直径方向贯穿设置有螺纹孔，所述螺纹孔内螺栓连接有定位螺栓，固定环与培养皿连接时所述定位螺栓绕通过自身轴向转动向所述培养皿运动并与所述培养皿的外壁抵接；所述螺纹孔间距相等的环绕分布在所述固定环上。
9.根据权利要求3所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，所述套筒的内径不小于所述基座的外径，所述套筒的内壁环设有内螺纹，所述基座的外壁上环设有外螺纹。
10.根据权利要求9所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，所述套筒与所述基座通过所述内螺纹与所述外螺纹螺栓连接。
...【技术特征摘要】
1.一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，包括，
2.根据权利要求1所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，所述套筒的内壁与所述冲击活塞之间设置有复位件，所述冲击活塞不受外力时在所述复位件驱动下背离所述放置槽运动至一初始位置，冲击位置与初始位置为所述冲击活塞在所述套筒内的运动行程的两个端点。
3.根据权利要求1所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，所述冲击通道包括处于所述冲击活塞背离所述基座的一端与所述套筒背离所述基座的一端之间的施压腔，所述冲击通道包括处于所述冲击活塞朝向所述基座的一端与所述套筒朝向所述基座的一端之间的受压腔，所述套筒上设置有能够连通受压腔与外部环境的泄压阀。
4.根据权利要求1所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，所述基座朝向所述套筒的端部设置有密封圈，所述密封圈的内壁与所述基座连接密封圈的端面构成所述放置槽；所述基座与所述套筒连接时，所述密封圈的外壁与所述套筒的内壁抵接；所述密封圈的内壁与所述培养皿的外壁抵接。
5.根据权利要求1所述的一种构建细胞损伤模型的细胞冲击设备，其特征在于，所述培养皿的底部设置有感压件一，所述冲击活塞接触并挤压所述软薄膜时所述培养皿内的压强增大并挤压所述感压件一。
6.根据权利要求3所述的一种构建细...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙国柱，冯士垚，孙博宇，
申请(专利权)人：河北医科大学第二医院，
类型：发明
国别省市：
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