一種細胞流體力學實驗裝置的製作方法

2023-04-25 00:53:51 2

專利名稱：一種細胞流體力學實驗裝置的製作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種細胞流體力學實驗裝置，屬於生物力學領域，用於研究體外培養的細胞對流體剪應力的反應。
二背景技術：
細胞生物力學是組織工程領域內的一個重要組成部分，而細胞力學實驗技術則是細胞力學研究的基礎。
國外學者JA Frangos，LV McIntire，SG Eskin在《Biotechnology and Bioengineering》Vol32，19881053-1060上發表題為Shear stress induced stimulation of mammalian cellmetabolism的文章，文中描述一種平行平板流室，它是細胞力學實驗中廣泛使用的一種細胞力學實驗裝置，用於研究細胞與細胞間、細胞與基底材料之間的粘附作用以及模擬血管內皮細胞與紅細胞的粘附、內皮細胞與血管壁粘附機制等，同時也可用於研究細胞對力學刺激的反應，如骨細胞在不同剪應力作用下鈣離子的變化，以及剪應力對成骨細胞前列腺素的影響等。
在傳統的流室系統進行細胞剪應力實驗過程中，我們遇到不利於實驗順利、快速進行的問題，主要包括以下二個方面1、培養細胞需要無菌環境，為檢測加力後的某些指標，常需把加力後的細胞及其所貼附玻璃板移回原培養環境中繼續培養一段時間。在加力過程中玻璃板的下表面暴露在有菌環境中，尤其在把流室放在相差顯微鏡上實時觀測時，玻璃板的下表面會受到細菌等微生物的汙染，使加力後的細胞因汙染問題而無法繼續培養，影響結果的檢測。
2、傳統的平行平板流室中醫用矽橡膠墊片不僅決定了流室的重要指標——高度，而且與真空泵一起具有密封流室的作用，使培養基不會從流室的三個組成之間滲漏到流室以外。矽橡膠墊片一側與培養基接觸，另一側暴露在空氣中，這種形式容易導致培養基的汙染。在實驗或消毒過程中矽橡膠膜不可避免地會與液體接觸，無論進口的還是國產的矽橡膠膜，都存在吸水性，吸水後矽橡膠膜的厚度增加，改變了流室的高度，影響實驗的準確性，因此矽橡膠墊片不能重複使用，增加了實驗成本。進口矽橡膠膜價格昂貴，現在國內市場尚買不到厚度均勻、價格較低的醫用矽橡膠膜(面積為100cm2以上)，如果厚度不均勻，用它做墊片一方面影響流室高度的計算，另一方面培養基會從矽橡膠墊片薄的地方外滲或進入真空泵的管道，使實驗難以進行。
三
發明內容
本實用新型的目的是針對現有技術的不足而提供一種細胞流體力學實驗裝置，其特點是該裝置有利於實驗順利、快速進行，保證流室高度的準確和加力後的細胞繼續培養而無汙染。
細胞流體力學實驗裝置由下儲液池經蠕動泵連接上儲液池，上儲液池中設溢流管與下儲液池連接，使多出部分的液體經溢流管口直接流入下儲液池，這樣保持了上儲液池內液面恆定。上儲液池的出口接平行平板流室的入口，平行平板流室的出口接下儲液池，平行平板流室入口狹縫對應的蓋板上的開口連接排氣閥門，平行平板流室和上儲液池置於金屬架的上平臺上，下儲液池位於金屬架的下平臺上，它們通過管道連接構成整體。
平行平板流室的流槽的中央槽溝上放置載玻片，流槽的槽溝外圍設密封槽，密封槽內放矽橡膠密封圈、平行平板流室上設蓋板、蓋板上裝設緩衝墊，平行平板流室兩端通過金屬夾具B上的螺絲孔固定，流室出入口處的開口與上儲液池和下儲液池分別用橡膠管連接導通，平行平板流室前後通過金屬夾具A上的螺釘固定，夾具A上設觀察孔，四塊金屬夾具環繞在流室四周固定構成平行平板流室整體。
平行平板流室、蓋板和儲液池可用玻璃或塑料製作。
本實用新型具有如下優點1、無菌處理簡單，醫用矽橡膠管和矽橡膠密封圈浸沒在蒸餾水中後高溫高壓消毒，流槽及蓋板用蒸餾水(含100U/ml的雙抗)清洗後紫外線照射1小時，上、下儲液池清潔後高溫高壓消毒。它保證加力後的細胞繼續培養而無汙染。
2、由於以醫用矽橡膠密封圈和金屬夾具代替經典的進口醫用矽橡膠墊片和真空泵來密封流室，大大降低了加力裝置的成本。
3、整個加力裝置體積較小，包括蠕動泵在內都可放進細胞培養箱中，上、下儲液池都有開口與空氣相通，保證了培養基中CO2的穩定。
四

圖1為細胞流體力學實驗裝置示意圖。
1下儲液池，2蠕動泵，3上儲液池，4平行平板流室，5排氣閥門，6上平臺，7下平臺。
圖2為平行平板流室結構示意圖。
8流室入口，9緩衝墊，10排氣口，11蓋板，12載玻片，13流槽，14密封圈，15密封槽，16流室出口，17夾具B開口，18夾具B，19槽溝，20、22螺絲孔，21觀察孔。
五具體實施方式
下面通過實施例對本實用新型進行具體的描述，但不能理解為對本實用新型保護範圍的限制。
實施例細胞流體力學實驗裝置如圖1～2所示，圖1為細胞流體力學實驗裝置示意圖，該裝置由下儲液池1經蠕動泵2連接上儲液池3，上儲液池中設溢流管與下儲液池連接，使多出部分的液體經溢流管口直接流入下儲液池，這樣保持了上儲液池內液面恆定。上儲液池的出口接平行平板流室4的入口，平行平板流室的出口接下儲液池，平行平板流室入口狹縫對應的蓋板11上的開口10連接排氣閥門5，平行平板流室和上儲液池置於金屬架的上平臺6上，下儲液池位於金屬架的下平臺7上，它們通過管道連接構成整體。
圖2為平行平板流室結構示意圖，平行平板流室4的流槽13的中央槽溝19上放置載玻片12，流槽的槽溝外圍設密封槽15，密封槽內放矽橡膠密封圈14、平行平板流室上設蓋板11、蓋板上裝設緩衝墊9，平行平板流室兩端通過金屬夾具B上的螺絲孔20固定，流室出入口處16、8的開口17與上儲液池3和下儲液池1分別用橡膠管連接導通，平行平板流室前後通過金屬夾具A上的螺絲孔22固定，夾具A上設觀察孔21，四塊金屬夾具環繞在流室四周固定構成平行平板流室整體。
平行平板流室、蓋板和儲流可用玻璃或塑料製作。
權利要求1.一種細胞流體力學實驗裝置，含有蠕動泵、儲液池和平行平板流室，其特徵在於該裝置由下儲液池(1)經蠕動泵(2)連接上儲液池(3)，上儲液池中設溢流管與下儲液池連接，上儲液池的出口接平行平板流室(4)的入口，平行平板流室的出口接下儲液池，平行平板流室入口狹縫對應的蓋板(11)上的開口(10)連接排氣閥門(5)，平行平板流室和上儲液池置於金屬架的上平臺(6)上，下儲液池位於金屬架的下平臺上(7)上，它們通過管道連接構成整體。
2.如權利要求1所述一種細胞流體力學實驗裝置，其特徵在於平行平板流室(4)的流槽(13)的中央槽溝(19)上放置載玻片(12)，流槽的槽溝外圍設密封槽(15)，密封槽內放矽橡膠密封圈(14)、平行平板流室上設蓋板(11)、蓋板上裝設緩衝墊(9)，平行平板流室兩端通過金屬夾具B上的螺絲孔(20)固定，流室出入口處(16，8)的開口(17)與上儲液池(3)和下儲液池(1)分別用橡膠管連接導通，平行平板流室前後通過金屬夾具A上的螺釘(22)固定，夾具A上設觀察孔(21)，四塊金屬夾具環繞在流室四周固定構成平行平板流室整體。
3.如權利要求1或2所述一種細胞流體力學實驗裝置，其特徵在於平行平板流室、蓋板和儲液池可用玻璃或塑料製作。
專利摘要一種細胞流體力學實驗裝置，其特點是由下儲液池(1)經蠕動泵(2)連接上儲液池(3)，上儲液池中設溢流管與下儲液池連接，使多出部分的液體經溢流管口直接流入下儲液池，這樣保持了上儲液池內液面恆定。上儲液池的出口接平行平板流室(4)的入口，平行平板流室的出口接下儲液池，平行平板流室入口狹縫對應的蓋板(11)上的開口(10)連接排氣閥門(5)，平行平板流室和上儲液池置於金屬架的上平臺(6)上，下儲液池位於金屬架的下平臺(7)上，它們通過管道連接構成整體。
文檔編號C12M1/00GK2727183SQ200420034438

公開日2005年9月21日 申請日期2004年4月21日 優先權日2004年4月21日
發明者梁星, 陳明, 王航, 孫惠強, 宋宏傑, 朱保民, 夏露, 徐凌, 張慶鴻 申請人:四川大學