专利名称：一种细胞应力培养装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对培养之细胞进行应力加载的细胞应力培养装置，可模拟人体内细胞所受的应力。
背景技术：
目前，体外培养细胞已经成为一项比较成熟的技术，在应力的作用下，细胞可产生相应的牵拉变形，如何更好地模拟体内力学环境是目前急需解决的问题。目前国内传统的细胞应力加载装置多为四点弯曲，但是运用此方式进行应力加载时，只能对单个细胞培养皿进行应力加载，且培养皿内培养液在梁弯曲变形时会来回流动，这种流体作用力对细胞影响很大，从而限制了实验并影响了实验结果的准确性。因此，希望能有一种可以同时培养多组细胞，同时使用专用的培养皿，可以让细胞受力过程中更加均勻，还可以实现静态加压和动态加压的细胞应力培养装置。
发明内容为了克服现有的细胞应力加载装置细胞培养皿加载数目少、培养液流动对细胞影响的缺点，本实用新型提供一种细胞应力培养装置，该培养系统可同时对多个细胞培养皿进行应力加载，并尽可能减少培养液的流动对细胞产生的影响。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种细胞应力培养装置，由细胞培养室、传动机构和控制电路组成，其特征在于细胞培养室由盖板，细胞培养小室、球冠、球冠座、培养室、螺栓、滑动轴承A组成， 盖板用螺栓固定在培养室上端将培养室的内腔封闭，细胞培养小室、球冠、球冠座均位于培养室的内腔中，培养小室穿过盖板固定在盖板上，球冠通过过盈配合安置在球冠座的上端并位于培养小室下面，球冠座的下端穿过安置在培养室底部的滑动轴承A而穿出培养室。 有多组球冠可供选择。不同的球冠有不同的球冠半径与高度，表现在细胞室为承受不同的应变。传动机构由电动机、键、摇杆、连杆、轴B、滑动轴承C、轴A、滑动轴承B连接实现相对转动；球冠座与培养室之间组成的直线运动附是通过滑动轴承A组成，电动机的轴通过键与摇杆的一端连接，摇杆的另一端通过轴B及滑动轴承C与连杆的一端连接，连杆的另一端通过轴A及安置在球冠座下端的滑动轴承B与球冠座下端连接；控制电路由电源、变频器、数字显示表、变频器模拟量输出端、可调电位计组成，通过旋动可调电位计调节变频器的模拟量输入，控制变频器输出交流电的频率，以此改变电动机的转动速度，并最终调节细胞应力加载的频率。将细胞接种在底部为硅胶膜的细胞培养皿上，并放置在细胞培养室内，可同时放置多个细胞培养皿。通过电动机的转动带动机械传动结构，使细胞培养室下方的球冠上下运动并与细胞培养皿底部进行接触，从而使培养室内培养的细胞表面产生应变。通过旋动可调电位计调节变频器的模拟量输入，控制变频器输出交流电的频率，以此改变电动机的
3转动速度，并带动传动结构改变球冠上下运动的频率，并最终产生培养室内培养细胞应力加载频率可调的周期性应变。该细胞应力培养装置可以同时对多个细胞培养皿进行应力加载，减少了重复操作。同时减少了培养液流动对细胞的影响，提高了实验结果的准确性。可以针对不同的细胞采用不同的频率进行应力加载，增加了实验的针对性。
图1是本实用新型中放置细胞培养皿的细胞培养小室及球冠示意图；图2是本实用新型中放置细胞培养皿的细胞培养室示意图；图3是本实用新型中球冠上下运动的机械传动机构示意图；图4是本实用新型中应力加载的控制电路示意图；图5是本实用新型细胞应力培养装置示意图；其中1.盖板，2.细胞培养小室，3.球冠，4.球冠座，5.培养室，6.螺栓，7.滑动轴承，8.轴A，9.滑动轴承，10.连杆，11.滑动轴承，12.轴B，13.摇杆，14.键，15.电动机， 16.电动机电源输入端子，17.电源，18.变频器，19.显示表，20.模拟量输出端子21.可调电位计。
具体实施方式
以下结合附图和对本实用新型进一步说明。一种细胞培养培养装置(如图5所示)，由细胞培养室、传动机构和控制电路组成细胞培养室(如图2所示)由盖板1，细胞培养小室2和球冠3 (如图1所示)、球冠座4、培养室5、螺栓6、滑动轴承A 7组成，盖板用螺栓固定在培养室上端将培养室的内腔封闭，细胞培养小室、球冠、球冠座均位于培养室的内腔中，培养小室穿过盖板固定在盖板上，球冠通过过盈配合安置在球冠座的上端并位于培养小室下面，球冠座的下端穿过安置在培养室底部的滑动轴承A而穿出培养室。细胞培养室由多个细胞培养小室2组成，培养小室固定在盖板1上，细胞培养小室下面是一个球冠3，通过球冠周期性有规律上下运动对细胞小室的碰撞，使细胞承受周期性应变。有多组球冠可供选择。不同的球冠有不同的球冠半径与高度，表现在细胞室为承受不同的应变。球冠是通过过盈配合安装在球冠座4上，而球冠座4与培养室5之间是滑动的直线运动附。盖板通过螺栓6固定在培养室5上，这样培养小室相对于培养室的位置固定。传动机构(如图3所示)由电动机15、键14、摇杆13、连杆10、轴B 12、滑动轴承 C 11、轴A 8及滑动轴承B 9连接实现相对转动；球冠座与培养室之间组成的直线运动附是通过滑动轴承A 7组成，电动机15的轴通过键14与摇杆13的一端连接，摇杆13的另一端通过轴B 12及滑动轴承C 11与连杆10的一端连接，连杆10的另一端通过轴A 8及安置在球冠座下端的滑动轴承B 9与球冠座下端连接。随着电动机15的转动，通过键14与电机轴固定的摇杆13做旋转运动，摇杆带动连杆10做摆动，从而使连杆带动球冠座做上下移动。摇杆与连杆之间是通过轴B 12及滑动轴承11连接实现相对转动；连杆与球冠座之间是通过轴A8及滑动轴承9连接实现相对转动；球冠座与培养室之间组成的直线运动附是通过滑动轴承7实现上下运动的。控制电路(如图4所示)由电源17、变频器18、数字显示表19、变频器模拟量输出端20、可调电位计21组成，电源17和变频器18相互之间通过动力电缆连接，数字显示表19、变频器模拟量输出端20、可调电位计21相互之间通过动力电缆连接，通过旋动可调电位计调节变频器的模拟量输入，控制变频器输出交流电的频率，以此改变电动机的转动速度，并最终调节细胞应力加载的频率。变频器18由电源17提供动力电源，并输出交流电给电动机电源输入端16。通过旋动可调电位计21输出变化的模拟量给变频器，实现对变频器输出交流电频率的控制，从而以不同速度带动运动并最终使培养室细胞实现周期性应变。调整的频率通过模拟量输出端20显示到频率数字显示表19上。将细胞接种在底部为硅胶膜的细胞培养皿上，并放置在细胞培养室内，可同时放置多个细胞培养皿。通过电动机的转动带动机械传动结构，使细胞培养室下方的球冠上下运动并与细胞培养皿底部进行接触，从而使培养室内培养的细胞表面产生应变。通过旋动可调电位计调节变频器的模拟量输入，控制变频器输出交流电的频率，以此改变电动机的转动速度，并带动传动结构改变球冠上下运动的频率，并最终产生培养室内培养细胞应力加载频率可调的周期性应变。本实用新型的有益效果是，可以同时对多个细胞培养皿进行应力加载，减少了重复操作。同时减少了培养液流动对细胞的影响，提高了实验结果的准确性。可以针对不同的细胞采用不同的频率进行应力加载，增加了实验的针对性。
权利要求1. 一种细胞应力培养装置，由细胞培养室、传动机构和控制电路组成，其特征在于 细胞培养室由盖板，细胞培养小室、球冠、球冠座、培养室、螺栓、滑动轴承A组成，盖板用螺栓固定在培养室上端将培养室的内腔封闭，细胞培养小室、球冠、球冠座均位于培养室的内腔中，培养小室穿过盖板固定在盖板上，球冠通过过盈配合安置在球冠座的上端并位于培养小室下面，球冠座的下端穿过安置在培养室底部的滑动轴承A而穿出培养室；传动机构由电动机、键、摇杆、连杆、轴B、滑动轴承C、轴A、滑动轴承B连接实现相对转动；球冠座与培养室之间组成的直线运动附是通过滑动轴承A组成，电动机的轴通过键与摇杆的一端连接，摇杆的另一端通过轴B及滑动轴承C与连杆的一端连接，连杆的的另一端通过轴A及安置在球冠座下端的滑动轴承B与球冠座下端连接；控制电路由电源、变频器、数字显示表、变频器模拟量输出端、可调电位计组成，电源和变频器相互之间通过动力电缆连接，数字显示表、变频器模拟量输出端、可调电位计相互之间通过动力电缆连接。
专利摘要一种细胞应力培养装置，由细胞培养室、传动机构和控制电路组成，将细胞接种在底部为硅胶膜的细胞培养皿上，并放置在细胞培养室内，可同时放置多个细胞培养皿。通过传动机构中电动机的转动带动机械传动结构，使细胞培养室下方的球冠上下运动并与细胞培养皿底部进行接触，从而使培养室内培养的细胞表面产生应变。通过在控制电路中旋动可调电位计调节变频器的模拟量输入，控制变频器输出交流电的频率，以此改变电动机的转动速度，并带动传动结构改变球冠上下运动的频率，并最终产生培养室内培养细胞应力加载频率可调的周期性应变，可模拟人体内细胞所受的应力。
文档编号C12M3/04GK202201907SQ20112031908
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年4月11日
发明者张伟, 杨立利, 王新伟, 陈宇, 陈德玉 申请人:中国人民解放军第二军医大学