雙向灌流力學實驗裝置的製作方法

2023-05-14 01:47:51 1

專利名稱：雙向灌流力學實驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種材料力學的實驗裝置，具體地講，是用於生物材料實驗的一 種雙向灌流力學實驗裝置。
背景技術：
隨著生物學的發展，細胞微環境對生物材料生物相容性和細胞的生長的影響，越 來越受到重視，特別是力學刺激對生物材料和細胞的影響研究。為此，發明了許多力學實驗裝置ο中國專利CN1846606A^)06)公開了一種模擬關節腔複合機械應力細胞加載裝 置，模擬關節腔滑膜組織在生理狀況下所承受的機械應力，既可單獨施加脈動流體剪切 力、拉應力或壓應力、衝擊力，又可以施加兩、三種機械應力結合的複合應力。中國專利 CN1847847A(2006)公開了一種細胞力學加載系統，可產生平面的等雙軸的周期性拉應力或壓 應力。中國專利CN101298592A(2008)公開了一種細胞拉伸加載裝置，具有控制部分、機械部 分和電磁部分，它是將細胞種在彈性矽膠膜上，然後通過動力系統使細胞進行周向的拉伸/ 壓縮加載，同時，使用包被四氧化三鐵的磁珠膠原通過整合素家族粘附到細胞表面，再在細胞 培養盒子的上下底部加載一個交變的磁場，使細胞除了在基底應變場中受周向應力外還可以 在磁力作用下拉伸細胞。這些力學加載裝置的一個共同的缺點就是不能進行針對生物支架 材料及生長的細胞的灌流力學的實驗，而且，裝置結構相對複雜，製作比較困難。

實用新型內容本實用新型的目的是針對現有力學加載裝置的以上不足之處，提出一種灌流力 學刺激對生物材料疲勞和細胞生長影響研究的實驗裝置。為了解決上述問題，本實用新型的技術方案為一種雙向灌流力學實驗裝置，包括 蠕動泵、流體壓力傳導室，其特徵在於蠕動泵與流體壓力傳導室通過管道相連；流體壓力 傳導室有3 6個充滿骨細胞/培養液的培養室，培養室被矽膠膜包裹，裡面可以放入需要 實驗的支架材料，在培養室上部有透氣蓋。上述技術方案中，所述流體壓力傳導室頂部有空氣出口。作為上述技術方案的優選實施例，所述培養室是一個設有六個面的長方形稜柱 體，上接透氣蓋，四個側面和底面被矽膠膜包裹。採用上述技術，蠕動泵可以向流體壓力傳導室循環往復壓入和放出滅菌蒸餾水。 與現有技術相比，本實用新型具的優點在於本實用新型模仿了體內真實的複雜多樣的力 學環境，可以實現培養細胞的同時，實現可控的灌流力學刺激對生物材料疲勞和細胞生長 的影響研究。
圖1是本實用新型雙向灌流力學實驗裝置的示意圖。[0010]圖中1.蠕動泵；2.滅菌蒸餾水；3.矽膠膜；4.骨細胞/培養液；5.支架材料； 6.培養室；7.透氣蓋；8.空氣出口 ；9.流體壓力傳導室。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例進一步對本實用新型加以說明。參見圖1，一種雙向灌流力學實驗裝置，包括蠕動泵1、流體壓力傳導室9，其特徵 在於蠕動泵1與流體壓力傳導室9通過管道相連；流體壓力傳導室9有3 6個充滿骨細 胞/培養液4的培養室6，培養室6被矽膠膜3包裹，裡面可以放入需要實驗的支架材料5， 在培養室6上部有透氣蓋7。流體壓力傳導室9頂部有空氣出口 8。培養室6是一個設有 六個面的長方形稜柱體，上接透氣蓋7，四個側面和底面被矽膠膜3包裹。具體實施培養室6以及流體壓力傳導室9用透明塑料製作，並通過不鏽鋼螺旋裝 置組裝和加固材料，培養室6側面由均由矽膠膜3密封，矽膠膜3外部為流體壓力傳導室9， 並且傳導室9通過矽膠管與蠕動泵1相連通，裡面用充滿滅菌蒸餾水2，並從空氣出口 8除 淨所有氣體。當進行灌流培養時，啟動蠕動泵1，蠕動泵1向流體壓力傳導室9循環往復壓 入和放出滅菌蒸餾水2。液體因此以可精密控制的模式，往返灌流於流體壓力傳導室9產生 交變壓力，帶動矽膠膜3隨之運動，從而培養室6內的骨細胞/培養液4將在多孔支架材料 5內上下往復灌流。打開培養室6的透氣蓋7放入支架材料5，將含有大鼠原代成骨細胞懸液，從支架 材料5頂面緩慢滴入支架材料5種植後，按上述步驟打開蠕動泵1，使細胞懸液在支架材料 5內緩慢往復灌流，讓種子細胞能均勻分布於支架材料5內進行培養，同時，進行三維動態 流體微環境對三維生物支架材料5的疲勞力學研究實驗。結合實驗中的數據，並與靜態培養對照組比較，分析三維動態流體微環境對成骨 細胞生命活動及成骨能力的影響，揭示三維生物支架材料5疲勞機理，揭示骨細胞/三維支 架材料5之間的力學生物學相互作用機制，從理論上指導生物支架材料5的設計與製備。
權利要求1.一種雙向灌流力學實驗裝置，包括蠕動泵(1)、流體壓力傳導室(9)，其特徵在於蠕 動泵(1)與流體壓力傳導室(9)通過管道相連；流體壓力傳導室(9)有3 6個充滿骨細 胞/培養液的培養室(6)，培養室(6)被矽膠膜(3)包裹，裡面可以放入需要實驗的支 架材料(5)，在培養室(6)上部有透氣蓋(7)。
2.根據權利要求1所述的一種雙向灌流力學實驗裝置，其特徵在於流體壓力傳導室 (9)頂部有空氣出口 (S)0
3.根據權利要求1所述的一種雙向灌流力學實驗裝置，其特徵在於培養室(6)是一 個設有六個面的長方形稜柱體，上接透氣蓋(7)，四個側面和底面被矽膠膜C3)包裹。
專利摘要本實用新型公開了一種雙向灌流力學實驗裝置，包括蠕動泵、流體壓力傳導室，其特徵在於蠕動泵與流體壓力傳導室通過管道相連；流體壓力傳導室有3～6個充滿骨細胞/培養液的培養室，培養室被矽膠膜包裹，裡面可以放入需要實驗的支架材料，在培養室上部有透氣蓋。本實用新型可以滿足三維動態流體微環境對三維生物支架材料的疲勞力學研究實驗，可獲得生物支架材料的設計與製備所需要的實驗數據。
文檔編號C12M1/00GK201834910SQ2010205372
公開日2011年5月18日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者廖曉玲, 徐文峰, 楊方洲 申請人:重慶文理學院