多角度超声波加载的体外细胞学实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多角度超声波加载的体外细胞学实验装置及方法，所述装置包括超声波发生器以及至少一台与超声波发生器连接的超声波加载设备；所述每台超声波加载设备包括壳体和多条凹形旋转螺杆，所述每条凹形旋转螺杆包括旋转头、主长杆、第一连杆以及第二连杆，所述主长杆上设有多个超声波发射探头，每条凹形旋转螺杆上的多个超声波发射探头一起构成阵列排布的超声波发射探头；在细胞培养多孔板固定在壳体上部时，所述每个超声波发射探头可在任意角度对准细胞培养多孔板的每个孔中心。本发明专利技术装置及方法可实现研究不同入射角的超声波作用对细胞单独培养或生物材料与细胞共同培养实验的影响，可以满足多组实验的同时进行，提高实验过程的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种细胞生物学的实验装置，尤其是一种，属于医疗器械领域。
技术介绍
超声在医学领域应用广泛。超声可用于辟石、切除病变组织(如白内障)的手术，在关节置换翻修术中清除骨水泥；在临床治疗应用时，可在组织中产生热能，用于减轻疼痛、缓解肌肉痉挛、改善关节和肌肉活动；低强度超声装置更是用于医疗成像，对体内重要器官、胎儿、眼球及骨组织等进行成像；还有研究表明低强度超声可用于促进骨折愈合等。超声波是一种超出人听觉范围的声能，它在体内传播可引起体内组织、细胞或生物分子功能和代谢的变化。一般认为超声治疗是由机械效应、温热效应和理化效应共同作用的。一方面，Carter等学者认为低强度超声作为一种声能，作用在骨折部位时将转化为弱机械能对骨折处组织及细胞产生力学刺激，从而促进骨折愈合；另一方面，Rawool等学者认为超声的温热效应增加了损伤部位的血供，从而增加了损伤部位组织的生长因子和细胞活素，利于组织自我修复；此外，有学者发现，超声可以改变细胞膜的通透性，细胞膜通透性的改变细胞膜内外的离子代谢。在研究低强度超声对骨折愈合的研究中，Ryaby等报道了低强度超声可以促进钙离子与正在分化中的软骨，骨细胞结合，增加了第二信使的活性，提高了腺苷酸环化酶活性及成骨细胞对TGF-β的合成，加速骨的合成。总之，超声波的加载作为一种外源性的物理刺激，对生物组织中的细胞、酶、生物分子代谢有着紧密的影响，然而，利用超声波广泛研究各种生物材料的体外细胞学实验仍然不够，超声作用的内在机理依然不甚明确。目前，用于研究超声波加载对细胞培养过程中细胞增殖、粘附、分化的影响的实验装置主要是单一的在一个培养皿或密闭腔室中通过液体传导超声波，然而，这种装置在实验过程中存在操作较繁琐，不利于批量重复实验，实验环境难以达到细胞培养要求等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种多角度超声波加载的体外细胞学实验装置，该装置结构简单、成本低廉、操作方便、功能多样，可实现研究不同入射角的超声波作用对细胞单独培养或生物材料与细胞共同培养实验的影响，可以满足多组实验的同时进行，提闻实验过程的效率。本专利技术的另一目的在于提供一种上述多角度超声波加载的体外细胞学实验装置的实验方法。 本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到:多角度超声波加载的体外细胞学实验装置，包括超声波发生器以及至少一台与超声波发生器连接的超声波加载设备；所述每台超声波加载设备包括壳体和多条凹形旋转螺杆，所述每条凹形旋转螺杆包括旋转头、主长杆、第一连杆以及第二连杆，所述第一连杆的一端从壳体内延伸至壳体前部的外侧与旋转头连接，所述第二连杆的一端从壳体内延伸至壳体后部的外侧，所述第一连杆和第二连杆的另一端分别与主长杆连接；所述主长杆上设有多个超声波发射探头，每条凹形旋转螺杆上的多个超声波发射探头一起构成阵列排布的超声波发射探头，所述壳体上部设有阵列排布的多个通孔，所述每个通孔与细胞培养多孔板的每个孔对应；在细胞培养多孔板固定在壳体上部时，所述每个超声波发射探头可在任意角度通过每个通孔对准细胞培养多孔板的每个孔中心。作为一种优选方案,所述每台超声波加载设备还包括多个角度表盘,所述每个角度表盘与每条凹形旋转螺杆一一对应，并设置在壳体前部的外侧面上，所述壳体前部的外侧面上还设有与多个角度表盘一一对应的多个开口，所述每条凹形旋转螺杆的主长杆从壳体内延伸至开口处，以此读取凹形旋转螺杆的旋转角度。作为一种优选方案，所述超声波发生器内部设有超声波发生控制单片机组，前部的外侧面上设有超声波功率控制旋钮、超声波频率控制旋钮、超声波波长控制旋钮、超声波作用时间控制旋钮以及与各个控制旋钮一一对应的四个数字显示窗，所述超声波发生控制单片机组通过线路分别与超声波功率控制旋钮、超声波频率控制旋钮、超声波波长控制旋钮、超声波作用时间控制旋钮和四个数字显示窗连接。作为一种优选方案，所述每台超声波加载设备还包括电路板，所述电路板设置在壳体内的下方位置，所述多个超声波发射探头通过电路板与超声波发生器连接。作为一种优选方案，所述装置还包括两条弹性松紧带，所述每条弹性松紧带的两端配有钩环，所述两条弹性松紧带分别通过钩环搭扣在壳体前部的两端和壳体后部的两端，使细胞培养多孔板固定在壳体上。 作为一种优选方案，所述装置还包括细胞培养箱，所述细胞培养箱内设有纵向分布的多层培养台，所述每层培养台用于放置一台超声波加载设备。作为一种优选方案，所述每条凹形旋转螺杆的旋转角度范围是O~180°。作为一种优选方案，在细胞培养多孔板固定在壳体上部时，所述多条凹形旋转螺杆的旋转中心线位于细胞培养多孔板孔内底部平面上。作为一种优选方案，所述壳体内在凹形旋转螺杆的旋转空间之外的部分填充有吸声材料。本专利技术的另一目的可以通过采取如下技术方案达到:多角度超声波加载的体外细胞学实验装置的实验方法，包括以下步骤:I)将一台或多台超声加载设备经过环氧乙烷灭菌后放入细胞培养箱内，再将超声加载设备与细胞培养箱外的超声波发生器连接；2)将细胞培养多孔板固定在超声加载设备上，通过旋转凹形旋转螺杆，调节在实验过程中的超声波的入射角度，然后关闭细胞培养箱；3)打开超声波发生器的电源，通过功率、频率、波长和作用时间四个控制旋钮设置实验所需参数，开始实验；4)实验结束后，关闭超声波发生器的电源，取出细胞培养多孔板进行细胞学实验检测，并解除超声波发生器与超声波加载设备的连接，取出超声波加载设备，关闭细胞培养箱，完成实验。本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果:1、本专利技术的多角度超声波加载的体外细胞学实验装置使用独立的超声波发生器，实验过程中，可将其置于细胞培养箱之外，解决了装置灭菌困难，空间较大，不易挪动，不适于高湿度环境等难题。2、本专利技术的多角度超声波加载的体外细胞学实验装置中，超声波加载设备与超声波发生器分离、分别独立使用，实验过程中，超声波加载设备与细胞培养多孔板一起放入细胞培养箱中进行实验。3、本专利技术的多角度超声波加载的体外细胞学实验装置中，超声波加载设备上设有阵列排布的超声波探头，每个超声波探头垂直于旋转螺杆的主长杆，其发生面在旋转螺杆平面上，每个探头在任意旋转角度都与细胞培养多孔板的相应孔对应，可实现多组不同参数实验的同时进行。4、本专利技术的多角度超声波加载的体外细胞学实验装置中，超声波加载设备在壳体内在凹形旋转螺杆的旋转空间之外的部分用吸声材料进行填充，防止了反射的超声波对实验结果的干扰。5、本专利技术的多角度超声波加载的体外细胞学实验装置中，在细胞培养多孔板固定在超声波加载设备的壳体上部时，所述多条凹形旋转螺杆的旋转中心线位于细胞培养多孔板孔内底部平面上，使得超声波作用区域在细胞培养多孔板的每个孔中心。6、本专利技术的多角度超声波加载的体外细胞学实验装置应用范围广，既可以实现研究O~90°入射角的超声波作用对细胞单独培养实验的影响，也可以实现研究O~90°入射角的超声波作用对生物材料与细胞共同培养实验的影响。7、本专利技术的多角 度超声波加载的体外细胞学实验装置，结构简单、成本低廉、操作方便、功能多样，可以满足多组实验的同时进行，提高实验过程的效率。【附图说明】图1为本专利技术的多角度超声波加载的体外细胞学实验装置实验时细胞培养箱、超声波发生器和超本文档来自技高网...

【技术保护点】
多角度超声波加载的体外细胞学实验装置，其特征在于：包括超声波发生器以及至少一台与超声波发生器连接的超声波加载设备；所述每台超声波加载设备包括壳体和多条凹形旋转螺杆，所述每条凹形旋转螺杆包括旋转头、主长杆、第一连杆以及第二连杆，所述第一连杆的一端从壳体内延伸至壳体前部的外侧与旋转头连接，所述第二连杆的一端从壳体内延伸至壳体后部的外侧，所述第一连杆和第二连杆的另一端分别与主长杆连接；所述主长杆上设有多个超声波发射探头，每条凹形旋转螺杆上的多个超声波发射探头一起构成阵列排布的超声波发射探头，所述壳体上部设有阵列排布的多个通孔，所述每个通孔与细胞培养多孔板的每个孔一一对应；在细胞培养多孔板固定在壳体上部时，所述每个超声波发射探头可在任意角度通过每个通孔对准细胞培养多孔板的每个孔中心。

【技术特征摘要】
1.多角度超声波加载的体外细胞学实验装置，其特征在于:包括超声波发生器以及至少一台与超声波发生器连接的超声波加载设备；所述每台超声波加载设备包括壳体和多条凹形旋转螺杆，所述每条凹形旋转螺杆包括旋转头、主长杆、第一连杆以及第二连杆，所述第一连杆的一端从壳体内延伸至壳体前部的外侧与旋转头连接，所述第二连杆的一端从壳体内延伸至壳体后部的外侧，所述第一连杆和第二连杆的另一端分别与主长杆连接；所述主长杆上设有多个超声波发射探头，每条凹形旋转螺杆上的多个超声波发射探头一起构成阵列排布的超声波发射探头，所述壳体上部设有阵列排布的多个通孔，所述每个通孔与细胞培养多孔板的每个孔对应；在细胞培养多孔板固定在壳体上部时，所述每个超声波发射探头可在任意角度通过每个通孔对准细胞培养多孔板的每个孔中心。2.根据权利要求1所述的多角度超声波加载的体外细胞学实验装置，其特征在于:所述每台超声波加载设备还包括多个角度表盘，所述每个角度表盘与每条凹形旋转螺杆一一对应，并设置在壳体前部的外侧面上，所述壳体前部的外侧面上还设有与多个角度表盘一一对应的多个开口，所述每条凹形旋转螺杆的主长杆从壳体内延伸至开口处。3.根据权利要求1或2所述的多角度超声波加载的体外细胞学实验装置，其特征在于:所述超声波发生器内部设有超声波发生控制单片机组，前部的外侧面上设有超声波功率控制旋钮、超声波频率控制旋钮、超声波波长控制旋钮、超声波作用时间控制旋钮以及与各个控制旋钮一一对应的四个数字显示窗，所述超声波发生控制单片机组通过线路分别与超声波功率控制旋钮、超声波频率控制旋钮、超声波波长控制旋钮、超声波作用时间控制旋钮和四个数字显示窗连接。4.根据权利要求1或2所述的多角度超声波加载的体外细胞学实验装置，其特征在于:所述每台超声波加载设备还包括电路板，所述电路板设置在壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁成云，余遵雄，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44