一种动态力学刺激培养装置的制作方法

1.本实用新型属于生物医学技术领域，具体涉及一种动态力学刺激培养装置。


背景技术：

2.近年来，随着细胞培养技术、移植技术及生物材料技术的发展推动临床医学步入了“再生医学”的新阶段—组织工程。组织工程是将体外培养的相关组织细胞接种在一种具有优良相容性及降解性的生物材料上形成细胞－材料复合支架，然后将该细胞－材料复合支架植入到损伤组织部位，当附载细胞的生物材料随着时间被机体降解吸收的同时，细胞在不断的增殖、迁移和分化进而形成新的组织，达到组织修复和功能重建的目的。构建功能性组织工程支架的主要影响因素包括种子细胞、支架材料及外界刺激等。而细胞的体外功能化培养是组织工程研究的关键，也是将支架应用于临床的技术基础。同时在体外给细胞提供和体内条件相近似的的生存条件对于组织工程支架的培养和功能化至关重要，其中力学、电学等物理因素起着不可忽视的作用。
3.细胞培养技术是一种用于细胞生物学和分子生物学等研究的重要方法。研究细胞的功能、代谢以及细胞对环境诸因素影响的反应等需要一个既能使细胞脱离复杂环境的直接影响，又能维持正常生命活动的条件。这一条件的建立离不开培养基和细胞培养箱。细胞培养的营养环境可由培养基提供，而细胞培养的环境参数则可由细胞培养箱提供。常规的细胞培养箱能精确地提供细胞培养需要的温度、湿度、气体环境，性能稳定、响应迅速、可靠性高，且能有效防范对培养细胞的污染。但是均不能提供模拟体内力学的微环境。
4.力学的微环境对器官组织的发育再生及细胞的增殖、迁移分化和凋亡等各个层次的生命活动都有重要的影响。例如：肌腱是连接骨和肌肉的重要组织，在肌腱的体内环境中会不断的收到力学载荷的作用，肌腱的生长、发育和再生都与力学刺激密切相关。有关力学刺激的生物效应和作用已经在多种细胞和组织中得到研究，有关研究表明不同程度的肌腱刺激可诱导肌腱干细胞向不同方向分化，低强度的力学刺激可以促进干细胞的增殖且促进细胞向肌腱方向分化，高强度的力学刺激可以导致干细胞向脂肪、骨及软骨的方向分化。
5.申请号为cn201620919052.3的中国专利公开了一种采用动态力学刺激的组织工程动态培养仪，包括一个或多个培养仪单元，所述培养仪单元包括盒体、驱动电机、控制器、旋转支座、吸引块、培养瓶及转子；所述培养瓶置于所述盒体上方，并且瓶底正对于所述驱动电机，所述转子放于所述培养瓶内；所述转子与所述吸引块至少一者为磁性材料制成，并且两者相互吸引；所述控制器与所述驱动电机电路连接，所述控制器具有速度控制模块，可控制所述驱动电机按照设定的转速工作。该培养仪不仅可以实现一般的持续恒定剪切力刺激，而且可以通过程序设定，产生循环变化的搅拌速度，为所培养的工程组织提供循环动态剪切力的刺激，更进一步的提高工程组织的培养效果。
6.然而，以上现有技术中的培养装置在一次培养过程中只能提供单一的力学刺激而且在同一培养装置培养的生物组织所受到力学刺激相同，起不到对照作用，为此就需要多个培养装置设置不同参数来培养生物组织，比较耗时费力。


技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型提供了一种动态力学刺激培养装置，用以解决现有培养装置在一次培养过程中只能提供单一的力学刺激而且在同一培养装置培养的生物组织所受到力学刺激相同，起不到对照作用，为此就需要多个培养装置设置不同参数来培养生物组织，比较耗时费力的问题。
8.为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
9.包括底座、电机、转盘、培养皿、转轴以及伸缩板，所述电机安装在底座的内部，所述电机和转盘连接，所述转盘和转轴连接，所述培养皿放于转盘上；
10.所述转轴顶部安装有顶盘，所述转轴设有通槽，所述伸缩板一端穿过通槽和转轴连接，所述伸缩板的另一端和培养皿连接。
11.培养皿中装有培养液以及培养的生物组织，电机转动带动转盘转动，转盘带动转轴转动，转盘和转轴的转动为生物组织提供力学刺激；由于伸缩板和转轴固定连接的长度不同，决定了伸缩板上培养皿的旋转半径不同，进而所受到的向心力不同，这样就实现了在同一培养装置提供不同的力学刺激；具体来说伸缩板插入通槽，插入的深度决定了伸缩板上培养皿的旋转半径大小，插入越深，旋转半径越小，然后再用插销杆将伸缩板固定。
12.进一步地，所述顶盘设有通孔，所述伸缩板设有插销孔，所述插销孔的直径和通孔的直径相等。
13.伸缩板上设有多个插销孔，便于伸缩板穿过通槽之后仍然可以有孔固定，通孔主要用于固定插销杆。
14.进一步地，还包括插销杆，所述插销杆长度长于转轴的长度，所述插销杆穿过通孔和插销孔将伸缩板和转轴固定连接。
15.插销杆先是穿过通孔再穿过插销孔，穿过通槽的伸缩板两侧均用插销杆固定。
16.进一步地，所述伸缩板没有插销孔的一端设有固定座，所述培养皿和固定座连接。
17.进一步地，所述伸缩板的个数为六个，所述通槽的个数也为六个，六个所述通槽螺旋分布在转轴上。
18.进一步地，还包括箱盖，所述箱盖和底座活动连接。
19.待所有培养皿、伸缩板都安装好之后，盖上箱盖将设备保护起来。
20.本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：
21.1.通过转轴和转盘转动提供力学刺激，通过设置伸缩板连接长度，实现不同大小的力学刺激；
22.2.同一培养装置可以培养多个生物组织，并且为每个生物组织提供不同的力学刺激，无需多个培养装置进行试验，提高了效率。
附图说明
23.图1为本实用新型一种动态力学刺激培养装置实施例的立体结构示意图；
24.图2为本实用新型一种动态力学刺激培养装置实施例的右视结构示意图；
25.图3为图2中a-a的剖视图；
26.图4为本实用新型一种动态力学刺激培养装置实施例中箱盖的立体结构示意图；
27.说明书附图中的附图标记包括：
28.底座1、箱盖2、电机3、转盘4、培养皿5、转轴6、通槽601、伸缩板7、固定座701、插销孔702、顶盘8、通孔801、插销杆9。
具体实施方式
29.为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。
30.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
31.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
32.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.实施例一：
34.如图1-4所示，一种动态力学刺激培养装置，包括底座1、电机3、转盘4、培养皿5、转轴6以及伸缩板7，电机3安装在底座1的内部，电机3和转盘4连接，转盘4和转轴6连接，培养皿5放于转盘4上；
35.转轴6顶部安装有顶盘8，转轴6设有通槽601，伸缩板7一端穿过通槽601和转轴6连接，伸缩板7的另一端和培养皿5连接。
36.培养皿5中装有培养液以及培养的生物组织，电机3转动带动转盘4转动，转盘4带动转轴6转动，转盘4和转轴6的转动为生物组织提供力学刺激；由于伸缩板7和转轴6固定连接的长度不同，决定了伸缩板7上培养皿5的旋转半径不同，进而所受到的向心力不同，这样就实现了在同一培养装置提供不同的力学刺激；具体来说伸缩板7插入通槽601，插入的深度决定了伸缩板7上培养皿5的旋转半径大小，插入越深，旋转半径越小，然后再用插销杆9将伸缩板7固定。
37.顶盘8设有通孔801，伸缩板7设有插销孔702，插销孔702的直径和通孔801的直径相等。
38.伸缩板7上设有多个插销孔702，便于伸缩板7穿过通槽601之后仍然可以有孔固定，通孔801主要用于固定插销杆9。
39.实施例二：
40.本实施例作为上一实施例的进一步改进，如图1-4所示，一种动态力学刺激培养装
置，包括底座1、电机3、转盘4、培养皿5、转轴6以及伸缩板7，电机3安装在底座1的内部，电机3和转盘4连接，转盘4和转轴6连接，培养皿5放于转盘4上；
41.转轴6顶部安装有顶盘8，转轴6设有通槽601，伸缩板7一端穿过通槽601和转轴6连接，伸缩板7的另一端和培养皿5连接。
42.培养皿5中装有培养液以及培养的生物组织，电机3转动带动转盘4转动，转盘4带动转轴6转动，转盘4和转轴6的转动为生物组织提供力学刺激；由于伸缩板7和转轴6固定连接的长度不同，决定了伸缩板7上培养皿5的旋转半径不同，进而所受到的向心力不同，这样就实现了在同一培养装置提供不同的力学刺激；具体来说伸缩板7插入通槽601，插入的深度决定了伸缩板7上培养皿5的旋转半径大小，插入越深，旋转半径越小，然后再用插销杆9将伸缩板7固定。
43.顶盘8设有通孔801，伸缩板7设有插销孔702，插销孔702的直径和通孔801的直径相等。
44.伸缩板7上设有多个插销孔702，便于伸缩板7穿过通槽601之后仍然可以有孔固定，通孔801主要用于固定插销杆9。
45.还包括插销杆9，插销杆9长度长于转轴6的长度，插销杆9穿过通孔801和插销孔702将伸缩板7和转轴6固定连接。
46.伸缩板7没有插销孔702的一端设有固定座701，培养皿5和固定座701连接。
47.伸缩板7的个数为六个，通槽601的个数也为六个，六个通槽601螺旋分布在转轴6上。
48.还包括箱盖2，箱盖2和底座1活动连接。
49.实施例二相对于实施例一来说，实施例二中插销杆9先是穿过通孔801再穿过插销孔702，穿过通槽601的伸缩板7两侧均用插销杆9固定，待所有培养皿5、伸缩板7都安装好之后，盖上箱盖2将设备保护起来。
50.该装置使用方法：
51.培养皿5中装有培养液以及培养的生物组织，电机3转动带动转盘4转动，转盘4带动转轴6转动，转盘4和转轴6的转动为生物组织提供力学刺激；由于伸缩板7和转轴6固定连接的长度不同，决定了伸缩板7上培养皿5的旋转半径不同，进而所受到的向心力不同，这样就实现了在同一培养装置提供不同的力学刺激；具体来说伸缩板7插入通槽601，插入的深度决定了伸缩板7上培养皿5的旋转半径大小，插入越深，旋转半径越小，然后再用插销杆9将伸缩板7固定。
52.以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。