一种机械式原代培养装置的制作方法

本实用新型属于医疗器械技术领域，特别涉及一种机械式原代培养装置。

背景技术：

原代培养是直接从生物体获取组织或器官的一部分进行培养，也称初代培养。严格地说即从体内取出组织接种培养到第一次传代阶段，但实际上，通常把第一代至第十代以内的培养细胞统称为原代细胞培养。一般持续1-4周。此期细胞呈活跃的移动，可见细胞分裂，但不旺盛。原代培养细胞与体内原组织在形态结构和功能活动上相似性大。由于培养的细胞刚刚从活体组织分离出来，故更接近于生物体内的生活状态。

目前，最常用的原代培养有组织块培养和分散细胞培养。组织块培养是将剪碎的组织块直接移植在培养瓶壁上，加入培养基后进行培养。此过程一般手工操作进行，首先将组织块剪成规定尺寸大小，然后通过针尖将组织颗粒移至培养瓶内壁上，由于需要不断重复机械式的操作过程，因此耗费了研究人员的时间，同时降低了工作效率。

技术实现要素：

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种机械式原代培养装置，解决了组织进行原代培养过程中全部手工式的低效的工作模式，将实试验研究人员从简单重复的机械劳动中解放出来，大大提高了工作效率。

技术方案：一种机械式原代培养装置，包括主支撑平台、弯头剪、弯头剪驱动组件、转运机器人、第一载物台、第二载物台、第三载物台、组织吸附针、吸附针驱动组件、医用负压装置、培养皿和培养瓶，所述第一载物台、第二载物台和第三载物台依次排列放置在主支撑平台上，所述弯头剪的一端与弯头剪驱动组件连接，并且弯头剪的铆接部架设在第一载物台上，所述培养皿可设置在第一载物台或第二载物台上，所述培养瓶设置在第三载物台上，所述转运机器人可在第一载物台和第二载物台之间搬运培养皿，所述吸附针驱动组件与组织吸附针连接，所述组织吸附针可伸入培养皿或培养瓶内，所诉组织吸附针与医用负压装置连接。

进一步的，上述的机械式原代培养装置，所述主支撑平台包括下支撑板、主导轨、辅助导轨、一组第一滑块、一组辅助滑块和一组导轨支撑座，所述导轨支撑座固定设置在下支撑板上，所述主导轨和辅助导轨的两端均架设在导轨支撑座上，并且辅助导轨对称设置在主导轨的两侧，所述第一滑块设置在主导轨上，所述辅助滑块设置在辅助导轨上，所述第一载物台、第二载物台和第三载物台的下端面设置在第一滑块和辅助滑块上。

进一步的，上述的机械式原代培养装置，所述第一载物台上设有负压吸盘，所述负压吸盘与伺服驱动电机连接。

进一步的，上述的机械式原代培养装置，所述弯头剪驱动组件包括第一伺服驱动电机、第二伺服驱动电机、第一螺杆、第二螺杆和螺杆支撑座，所述第一伺服驱动电机和第二伺服驱动电机、第一螺杆和第二螺杆以弯头剪的中心为对称轴对称设置，所述第一伺服驱动电机和第一螺杆连接，所述第二伺服驱动电机和第二螺杆连接，所述螺杆支撑座与第一螺杆和第二螺杆靠近弯头剪的端部连接。

进一步的，上述的机械式原代培养装置，所述第一载物台上设有弯头剪支撑架，所述弯头剪的铆接部架设在弯头剪支撑架上。

进一步的，上述的机械式原代培养装置，所述转运机器人包括第三伺服驱动电机、第三螺杆、螺杆支撑座、第一支撑平台、机械手组件、第二滑块和第一电动缸，所述第三伺服驱动电机和螺杆支撑座均设置在第一支撑平台上，所述第一电动缸与第一支撑平台连接，所述第三螺杆设置在螺杆支撑座上，并且第三螺杆与第三伺服驱动电机连接，所述第二滑块套设在第三螺杆上，所述机械手组件设置在第二滑块上。

进一步的，上述的机械式原代培养装置，所述机械手组件包括第一主动轮、第一从动轮、第一机械臂和第二机械臂，所述第一主动轮和第一从动轮啮合，并且第一主动轮由驱动电机驱动，所述第一主动轮与第一机械臂连接，所述第一从动轮与第二机械臂连接，所述第一主动轮和第一从动轮、第一机械臂和第二机械臂对称设置。

进一步的，上述的机械式原代培养装置，所述吸附针驱动组件包括第二支撑平台、第二电动缸、第三支撑平台、齿条、第二主动轮、第二从动轮、第三滑块、吸附针升降驱动组件、第一导轨、注射器和导轨支撑座，所述第二电动缸和第三支撑平台均设置在第二支撑平台上，所述第二电动缸与第三支撑平台连接，所述第三支撑平台上设有齿条和导轨支撑座，所述齿条与第二主动轮啮合，并且第二主动轮与第二从动轮啮合，所述第二从动轮与第三滑块连接，所述第三滑块套设在第一导轨上，所述第一导轨架设在导轨支撑座上，所述吸附针升降驱动组件设置在第三滑块上，所述吸附针升降驱动组件与注射器连接，所述注射器上设有组织吸附针，所述注射器通过软管与医用负压装置连接。

进一步的，上述的机械式原代培养装置，所述吸附针升降驱动组件包括支撑杆、基座和第三电动缸，所述基座和第三电动缸设置在第三滑块上，所述基座与支撑杆下端部铰接，所述支撑杆与注射器的外壁连接，并且注射器远离组织吸附针的另一端与第三电动缸连接，所述第三电动缸和组织吸附针位于基座的两侧。

本实用新型还提供一种机械式原代培养装置的工作方法，包括以下步骤：

1）将培养皿放置在第一载物台上，并且培养皿位于弯头剪下方；

2）启动弯头剪驱动组件，弯头剪将培养皿中的组织剪至大小约0.5mm*0.5mm*0.5mm组织颗粒；

3）在25cm²培养瓶中加500ul血清，将血清摇匀铺满培养瓶瓶底；

4）转运机器人启动夹取培养皿，并将培养皿从第一载物台移至第二载物台；

5）吸附针驱动组件驱动组织吸附针移动至培养皿内；

6）医用负压装置启动，组织吸附针形成负压吸附组织颗粒；

7）吸附针驱动组件将组织吸附针移动至培养瓶内；

8）医用负压装置释放负压，组织颗粒贴附在培养瓶内壁上，将组织颗粒整齐点入培养瓶内，组织颗粒之间的间隙在0.8cm；

9）不断重复上述步骤5）-8），在培养瓶内放入组织颗粒。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的机械式原代培养装置，在主支撑平台上设置第一载物台、第二载物台和第三载物台，在第一载物台和第二载物台之间通过转运机器人进行培养皿的转运，然后通过吸附针驱动组件将组织吸附针移动至培养皿内，并启动医用负压装置，将组织颗粒转移至培养瓶内，转运机器人和吸附针驱动组件设置在主支撑平台的两侧，操作过程中还可一边进行组织贴壁，一边在培养皿中剪碎组织，工作过程中互不干扰，提高了工作效率，此过程为高频率的机械重复式劳动，采用此自动化的原代培养装置，提高了实试验人员的工作效率，降低了劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型所述的机械式原代培养装置的结构示意图；

图2为本实用新型所述的主支撑平台的结构示意图；

图3为本实用新型所述的吸附针升降驱动组件的结构示意图。

图中：主支撑平台1、下支撑板11、主导轨12、辅助导轨13、第一滑块14、辅助滑块15、导轨支撑座16、弯头剪2、磁铁21、弯头剪驱动组件3、第一伺服驱动电机31、第二伺服驱动电机32、第一螺杆33、第二螺杆34、螺杆支撑座35、转运机器人4、第三伺服驱动电机41、第三螺杆42、第一支撑平台43、机械手组件44、第一主动轮441、第一从动轮442、第一机械臂443、第二机械臂444、第二滑块45、第一电动缸46、第二导轨47、第一载物台5、负压吸盘51、弯头剪支撑架52、第二载物台6、第三载物台7、组织吸附针8、吸附针驱动组件9、第二支撑平台91、第二电动缸92、第三支撑平台93、齿条94、第二主动轮95、第二从动轮96、第三滑块97、吸附针升降驱动组件98、支撑杆981、基座982、第三电动缸983、第一导轨99、注射器910、医用负压装置10、培养皿100、培养瓶200。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。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在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1所示的机械式原代培养装置，包括主支撑平台1、弯头剪2、弯头剪驱动组件3、转运机器人4、第一载物台5、第二载物台6、第三载物台7、组织吸附针8、吸附针驱动组件9、医用负压装置10、培养皿100和培养瓶200，所述第一载物台5、第二载物台6和第三载物台7依次排列放置在主支撑平台1上，所述弯头剪2的一端与弯头剪驱动组件3连接，并且弯头剪2的铆接部架设在第一载物台5上，所述培养皿100可设置在第一载物台5或第二载物台6上，所述培养瓶200设置在第三载物台7上，所述转运机器人4可在第一载物台5和第二载物台6之间搬运培养皿100，所述吸附针驱动组件9与组织吸附针8连接，所述组织吸附针8可伸入培养皿100或培养瓶200内，所诉组织吸附针8与医用负压装置10连接。

其中，如图2所示的主支撑平台1包括下支撑板11、主导轨12、辅助导轨13、一组第一滑块14、一组辅助滑块15和一组导轨支撑座16，所述导轨支撑座16固定设置在下支撑板11上，所述主导轨12和辅助导轨13的两端均架设在导轨支撑座16上，并且辅助导轨13对称设置在主导轨12的两侧，所述第一滑块14设置在主导轨12上，所述辅助滑块15设置在辅助导轨13上，所述第一载物台5、第二载物台6和第三载物台7的下端面设置在第一滑块14和辅助滑块15上。第一载物台5上设有负压吸盘51，所述负压吸盘51与伺服驱动电机连接。通过调整第一滑块14之间的距离，可调整第一载物台5、第二载物台6和第三载物台7之间的距离。负压吸盘51上可设置若干通孔，将负压吸盘51付真空泵连接，真空泵启动，通孔内形成负压，将培养皿100吸附在负压吸盘51上，培养皿100便不会在第一载物台5上移动，此时启动与负压吸盘51连接的驱动电机，驱动电机驱动培养皿100根据节拍转动，培养皿每转一定角度，弯头剪2剪一下组织，经过若干次重复裁剪后，将2组织剪至所需颗粒大小。

此外，弯头剪驱动组件3包括第一伺服驱动电机31、第二伺服驱动电机32、第一螺杆33、第二螺杆34和螺杆支撑座35，所述第一伺服驱动电机31和第二伺服驱动电机32、第一螺杆33和第二螺杆34以弯头剪2的中心为对称轴对称设置，所述第一伺服驱动电机31和第一螺杆33连接，所述第二伺服驱动电机32和第二螺杆34连接，所述螺杆支撑座35与第一螺杆33和第二螺杆34靠近弯头剪2的端部连接。第一载物台5上设有弯头剪支撑架52，所述弯头剪2的铆接部架设在弯头剪支撑架52上。第一螺杆33和第二螺杆34上分别套设有弯头剪滑块，由于第一螺杆33和第二螺杆34对称设置，因此第一伺服驱动电机31和第二伺服驱动电机32分别驱动第一螺杆33和第二螺杆34时，套设在第一螺杆33和第二螺杆34上的弯头剪滑块可互相靠近或者远离，弯头剪滑块分别与弯头剪2的两个剪刀手柄连接，因此弯头剪滑块带动弯头剪2的剪刀手柄互相靠近或者远离，形成剪刀使用过程中的开合过程，从而实现弯头剪2自动进行剪碎组织的工作过程，组织剪碎完成后，释放负压吸盘51。由于需要对弯头剪2进行杀菌消毒，因此需要将弯头剪2拆卸下来，弯头剪2的末端设有磁铁21，套设在第一螺杆33和第二螺杆34上与弯头剪2连接的滑块上也设有磁铁（图中省略未示出），弯头剪支撑架52上设有转轴座，弯头剪2的铆接处设有圆柱形转轴，转轴设置在转轴座内，并且转轴和转轴座为间隙配合，实验完毕，只需将弯头剪2取下，即可进行消毒灭菌。

再次，转运机器人4包括第三伺服驱动电机41、第三螺杆42、螺杆支撑座35、第一支撑平台43、机械手组件44、第二滑块45和第一电动缸46，所述第三伺服驱动电机41和螺杆支撑座35均设置在第一支撑平台43上，所述第一电动缸46与第一支撑平台43连接，所述第三螺杆42设置在螺杆支撑座35上，并且第三螺杆42与第三伺服驱动电机41连接，所述第二滑块45套设在第三螺杆42上，所述机械手组件44设置在第二滑块45上。在第一支撑平台43上还设有与第三螺杆42并列设置的第二导轨47，并列平行设置的第二导轨47和第三螺杆42提高了第二滑块45的稳定性，从而提高了机械手组件44的稳定性。机械手组件44包括第一主动轮441、第一从动轮442、第一机械臂443和第二机械臂444，所述第一主动轮441和第一从动轮442啮合，并且第一主动轮441由驱动电机驱动，所述第一主动轮441与第一机械臂443连接，所述第一从动轮442与第二机械臂444连接，所述第一主动轮441和第一从动轮442、第一机械臂443和第二机械臂444对称设置。第一电动缸46推动第一支撑平台43向培养皿100方向靠近，第一机械臂443和第二机械臂444移动至培养皿100外壁时，停止移动第一支撑平台43，第一主动轮441驱动第一从动轮442转动，并且第一主动轮441和第一从动轮442的转向相反，使得第一机械臂443和第二机械臂444互相靠近，并且夹紧在培养皿100的外壁上，然后第三伺服驱动电机41驱动第三螺杆42转动，第二滑块45沿第三螺杆42移动，将培养皿100从第一载物台5移动至第二载物台6，第一机械臂443和第二机械臂444互相远离，将培养皿100释放，可在第一支撑平台43下方设置升降台，在第一机械臂443和第二机械臂444从第一载物台5夹起培养皿100后，升降台升起一定高度，第一机械臂443和第二机械臂444移动至第二载物台6，升降台下降，将培养皿100放置在第二载物台6上，设置升降台升降一定高度，可防止搬运培养皿100时，与第一载物台5和第二载物台6摩擦。

另外，所述吸附针驱动组件9包括第二支撑平台91、第二电动缸92、第三支撑平台93、齿条94、第二主动轮95、第二从动轮96、第三滑块97、吸附针升降驱动组件98、第一导轨99、注射器910和导轨支撑座16，所述第二电动缸92和第三支撑平台93均设置在第二支撑平台91上，所述第二电动缸92与第三支撑平台93连接，所述第三支撑平台93上设有齿条94和导轨支撑座16，所述齿条94与第二主动轮95啮合，并且第二主动轮95与第二从动轮96啮合，所述第二从动轮96与第三滑块97连接，所述第三滑块97套设在第一导轨99上，所述第一导轨99架设在导轨支撑座16上，所述吸附针升降驱动组件98设置在第三滑块97上，所述吸附针升降驱动组件98与注射器910连接，所述注射器910上设有组织吸附针8，所述注射器910通过软管81与医用负压装置10连接。

如图3所示的吸附针升降驱动组件98包括支撑杆981、基座982和第三电动缸983，所述基座982和第三电动缸983设置在第三滑块97上，所述基座982与支撑杆981下端部铰接，所述支撑杆981与注射器910的外壁连接，并且注射器910远离组织吸附针8的另一端与第三电动缸983连接，所述第三电动缸983和组织吸附针8位于基座982的两侧。第二电动缸92将组织吸附针8推至第二载物台6的位置，第三电动缸983启动，使得支撑杆981绕着基座982转动，使组织吸附针8的针头向下冲向培养皿100内，启动医用负压装置10，吸附一块组织颗粒，第三电动缸983收回，使得组织吸附针8呈水平放置，第二主动轮95驱动第二从动轮96转动，第二主动轮95沿着齿条94向远离培养皿100的方向移动一定距离，第二电动缸92收回，将组织吸附针8移至培养瓶200的瓶口处，第二主动轮95沿着齿条94向靠近培养瓶200的方向靠近，使得水平的组织吸附针8伸入培养瓶200内，第三电动缸983启动，使得支撑杆981绕着基座982转动，将组织吸附针8移动至培养瓶200内壁处，释放医用负压装置10，组织颗粒贴合在培养瓶200内壁上，第三电动缸983启动启动，将组织吸附针8转至水平位置，第二主动轮95沿着齿条94向远离培养瓶200的方向移动一定距离，直至组织吸附针8移出培养瓶200。可在第二支撑平台91下方设置升降平台，便于根据培养瓶200瓶口高度不同，调整水平状态的组织吸附针8的高度，从而保证组织吸附针8顺利伸入培养瓶200中。实验完毕，可将组织吸附针8从注射器910上取下，进行消毒灭菌。

基于上述结构的基础上，一种机械式原代培养装置的工作方法，包括以下步骤：

1）将培养皿100放置在第一载物台5上，并且培养皿100位于弯头剪2下方；

2）启动弯头剪驱动组件3，弯头剪2将培养皿100中的组织剪至大小约0.5mm*0.5mm*0.5mm组织颗粒；

3）在25cm²培养瓶200中加500ul血清，将血清摇匀铺满培养瓶200瓶底；

4）转运机器人4启动夹取培养皿100，并将培养皿100从第一载物台5移至第二载物台6；

5）吸附针驱动组件9驱动组织吸附针8移动至培养皿100内；

6）医用负压装置10启动，组织吸附针8形成负压吸附组织颗粒；

7）吸附针驱动组件9将组织吸附针8移动至培养瓶200内；

8）医用负压装置10释放负压，组织颗粒贴附在培养瓶200内壁上，将组织颗粒整齐点入培养瓶200内，组织颗粒之间的间隙在0.8cm；

9）不断重复上述步骤5）-8），在培养瓶200内放入组织颗粒。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。