专利名称：一种组织工程生物反应器支架的松弛补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种组织工程生物反应器支架的松弛补偿装置，属于组织工程生 物反应器的结构设计技术领域。
技术背景生物反应器可重复及可调控特定细胞和组织培养的环境，如温度、pH值、力、营养 供应及废物运输等，其在组织工程研究中的应用非常广泛，从最初的种子细胞增殖、分化， 到关键的组织体外构建，都可以利用生物反应器来模拟细胞和组织在体内的生长环境，提 高工程化组织构建的效率。在肌腱、韧带、软骨和骨的细胞或组织体外培养过程中，适度的 机械应力刺激对组织的形成以及组织的功能化起促进作用，能够改善工程化组织的特性。 现有的这类生物反应器主要由反应器培养室、直线和旋转运动机构、培养液循环控制装置、 参数测量装置、温度控制装置等部分构成，将种植了干细胞的三维支架装夹到反应器培养 室内上下两个锚轴上，运动机构使支架随锚轴产生直线拉伸/压缩和圆周扭转位移，从而 对支架及其上的细胞或组织产生拉/压和扭转应力刺激。一般采用多培养室的结构。为了保证拉伸/压缩过程中应力刺激的强度，需要调整支架的初始拉/压应力，且 需保证多培养室中各个支架拉/压应力的一致性；运行一段时间后，若支架发生松弛，还需 要通过调整支架的拉/压应力实现松弛补偿。在现有的这类生物反应器中，支架的应力调 整方法比较复杂、费时；且不能对多培养室中的各支架进行独立调整，结构不够紧凑，有的 甚至需要从装置上拆下培养室，在专用调整装置上进行调整后，再装入反应器中，无法实现 在线直接调整，使用非常不方便。
发明内容为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种组织工程生物反应器 支架的松弛补偿装置，具有拉/压应力和扭矩测量功能，通过调整各支架所受的拉应力或 压应力，能实现支架松弛的直接补偿，满足双向扭转运动的要求，具有结构简单、紧凑，使用 方便的特点。本实用新型是通过如下技术方案来实现上述目的的。在一种组织工程生物反应器支架的松弛补偿装置的结构中，设置有驱动杆、传感 器、联轴器、防转销、压盖、调整螺母、锚杆；在驱动杆上安装具有拉/压应力和扭矩测量功 能的传感器；驱动杆的下部为中空，锚杆的上部通过联轴器插入到驱动杆下部的中空内； 联轴器采用开口结构，调整螺母和压盖依次安装在联轴器的下部，调整螺母的轴向位置固 定，可绕其轴线方向转动；转动调整螺母，可控制支架承受的初始拉/压应力，实现支架松 弛的补偿；在联轴器上设有一防转销，其端部插在锚杆上部的矩形槽内，用以固定锚杆，防 止锚杆随调整螺母一起转动。本实用新型与现有的技术相比具有如下有益效果1.本实用新型在驱动杆上安装具有拉/压应力和扭矩测量功能的传感器，便于检测支架上承受的拉/压应力和扭矩；且驱动杆的下部为中空，允许锚杆的上部插入，能够在 一定程度上适应不同有效长度的支架的要求，结构简单、紧凑、使用方便。2.联轴器的下部有螺旋调整机构，调整螺母在联轴器轴线方向的位置固定，便于 调整锚杆的轴向位置，当支架松弛引起应力下降时，转动调整螺母，控制支架承受的初始拉 /压应力，可以补偿支架松弛。3.联轴器上的防转销插入锚杆上部的纵向矩形槽内，使得在转动调整螺母的过 程中，锚杆只能沿其轴线方向移动，可有效防止支架随调整螺母转动，适应双向扭转运动要 求。
图1为本实用新型的总体结构示意图。图2为本实用新型的防转销部分的结构示意图。在图中1.驱动杆、2.传感器、3.联轴器、4.防转销、5.压盖、6.调整螺母、7.锚杆。
具体实施方式
本实用新型一种组织工程生物反应器支架的松弛补偿装置由驱动杆1、传感器2、 联轴器3、防转销4、压盖5、调整螺母6、锚杆7组成；在驱动杆1上安装具有拉/压应力和 扭矩测量功能的传感器2 ；传感器2通过螺纹联接方式与驱动杆1连成一体，从而可测量固 定在锚杆7下端的支架上承受的拉伸或压缩应力以及扭矩；驱动杆1的下部为中空，有一中 空的盲孔，锚杆7的上部通过联轴器3插入到驱动杆1下部中空的盲孔内；盲孔的深度决定 了该补偿装置的最小补偿量，例如，当盲孔深度为20mm时，其最小补偿量的最大值为20mm。 驱动杆1的下端从上往下插入联轴器3的上部孔内，锚杆7的上端从下往上插入联轴器3 的下部小孔内，拧紧联轴器3的锁紧螺栓，就可以锁定驱动杆1和锚杆7。联轴器3采用开 口结构；下部设有螺旋调整机构，调整螺母6和压盖5依次安装在联轴器3的下部，通过压 盖5控制调整螺母6在联轴器3轴线方向的位置；调整螺母6的轴向位置固定，可绕其轴线 方向转动；在联轴器3上设有一防转销4，其端部插在锚杆7上部的纵向矩形槽内，用以固 定锚杆7，使得锚杆7只能沿其轴线方向移动，防止锚杆7随调整螺母6 —起转动。转动调 整螺母6，就可改变锚杆7的轴向位置，可调整支架上承受的拉伸或压缩应力的大小，并实 现支架松弛补偿。压盖5采用剖分式结构，由两片组合而成。
权利要求一种组织工程生物反应器支架的松弛补偿装置，由驱动杆(1)、联轴器(3)、锚杆(7)组成，其特征在于在其结构中设置有传感器(2)、防转销(4)、压盖(5)、调整螺母(6)；在驱动杆(1)上安装具有拉/压应力和扭矩测量功能的传感器(2)；驱动杆(1)的下部为中空，锚杆(7)的上部通过联轴器(3)插入到驱动杆(1)下部的中空内；联轴器(3)采用开口结构，调整螺母(6)和压盖(5)依次安装在联轴器(3)的下部，调整螺母(6)的轴向位置固定，可绕其轴线方向转动；转动调整螺母(6)，可控制支架承受的初始拉/压应力，实现支架松弛的补偿。
2.根据权利要求1所述的一种组织工程生物反应器支架的松弛补偿装置，其特征在 于在联轴器(3)上设有一防转销(4)，其端部插在锚杆(7)上部的矩形槽内，用以固定锚杆 (7)，防止锚杆(7)随调整螺母(6) —起转动。
专利摘要本实用新型涉及一种组织工程生物反应器支架的松弛补偿装置，其特征在于在驱动杆(1)上安装具有拉/压应力和扭矩测量功能的传感器(2)；驱动杆(1)的下部为中空，锚杆(7)的上部通过联轴器(3)插入到驱动杆(1)下部的中空内；联轴器(3)采用开口结构，调整螺母(6)和压盖(5)依次安装在联轴器(3)的下部，调整螺母(6)的轴向位置固定，可绕其轴线方向转动；转动调整螺母(6)，可控制支架承受的初始拉/压应力，实现支架松弛的补偿。本实用新型具有拉/压应力和扭矩测量功能，通过调整各支架所受的拉应力或压应力，能实现支架松弛的直接补偿，满足双向扭转运动的要求，具有结构简单、紧凑，使用方便的特点。
文档编号C12M3/00GK201704334SQ20102021338
公开日2011年1月12日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者吴修德 申请人:长江大学