一种软骨组织切碎、酶解消化一体装置及软骨组织处理的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种软骨组织切碎、酶解消化一体装置，包括第一电机、传动机构、凸轮组、刀架、锥齿轮和器皿，当开启第一电机时，传动机构带动凸轮组和锥齿轮转动，器皿在锥齿轮的驱动下在水平方向转动，刀架在凸轮组的驱动下进行往复的竖向运动；还包括安全柜，所述安全柜顶部设置有紫外灯。软骨组织处理的方法具体步骤如下：装置灭菌；组织切碎；酶解消化；结束。本装置及软骨处理方法可将软骨组织切成0.1cm3软骨微粒，同时在酶消化过程中使器皿摆动，让软骨组织充分消化，形成悬浮软骨细胞，节省人力、时间并提高了效率，整个操作过程可有效避免外界的污染源，步骤简单、省时省力、保障了无菌化环境、可标准化操作，处理效率显著提高。

A device for cartilage tissue mincing, enzymolysis and digestion and treatment of cartilage tissue

The invention discloses an integrated device for chopping cartilage tissue and enzymatic digestion, which comprises a first motor, a transmission mechanism, a cam group, a cutter holder, a bevel gear and a utensil. When the first motor is opened, the transmission mechanism drives the cam group and a bevel gear to rotate, the utensil rotates horizontally under the drive of a bevel gear, and the cutter holder is in a cam group. The utility model carries out the reciprocating vertical movement under the driving of the utility model, and also includes a safety cabinet, wherein the top of the safety cabinet is provided with an ultraviolet lamp. The specific steps of cartilage tissue treatment are as follows: device sterilization; tissue chopping; enzymatic digestion; end. The device and the cartilage treatment method can cut the cartilage tissue into 0.1 cm 3 cartilage particles, and at the same time make the utensil swing in the process of enzymatic digestion, so that the cartilage tissue can be fully digested, forming suspended chondrocytes, saving manpower, time and improving efficiency. The whole operation process can effectively avoid external pollution sources, simple steps, time-saving. It has ensured the aseptic environment, standardized operation, and improved the processing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种软骨组织切碎、酶解消化一体装置及软骨组织处理的方法
本专利技术属于医疗实验器械
，具体地说，本专利技术涉及一种组织切碎和酶解消化一体装置。
技术介绍
骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是一种由多因素引起关节软骨纤维化、皲裂、溃疡、脱失而导致的常见衰老性疾病。明确骨关节炎的发病机理,探索出有效且经济实惠的早期干预方式是目前研究过程中的重点。由于软骨细胞是软骨组织中唯一细胞类型，目前体外实验均是基于软骨细胞如何对外界因素产生系列反应而展开研究。因此从进行膝关节置换手术患者的软骨组织中提取软骨细胞是进行后续实验的前提。为获得软骨细胞，需要先将软骨组织切碎至合适大小，再利用特定的酶将软骨组织碎片进行酶解消化后获得悬浮的软骨细胞。如采用食物搅拌机或研磨机等机械进行软骨组织粉碎，会造成软骨细胞大量受损和死亡，最终获得的活细胞数量较少，影响后续细胞培养实验的效率。因此目前实验中都使用无菌手术刀采用人工方式将软骨组织切碎，一般人工切碎一例膝关节软骨组织花费约2小时，不仅费时费力而且效率低下。首先依靠人工切碎，无法保证软骨组织切碎均匀；其次人工切碎对实验人员的操作熟练程度依赖性较大，且操作时间较长，影响实验效率；另外试验人员长期进行人工切碎动作容易引起肩部、手臂和腰背部劳损。现有技术中，软骨组织切碎后添加特定酶然后放置于恒温培养箱中进行酶解消化。整个酶解过程处于静止状态，酶与软骨组织碎片、软骨细胞之间接触不充分，造成酶解消化不充分，获得分离的软骨细胞数量不理想，影响后续细胞培养实验的效率。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种软骨组织切碎、酶解消化一体装置及软骨组织处理的方法。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种软骨组织切碎、酶解消化一体装置，包括第一电机、传动机构、凸轮组、刀架、锥齿轮和器皿；传动机构包括由第一电机驱动的传动带、齿轮组A和齿轮组B；凸轮组包括凸轮A和凸轮B，凸轮A和凸轮B分别通过连接轴与齿轮组A和齿轮组B连接，齿轮组A和齿轮组B转动时带动凸轮A和凸轮B转动；刀架包括竖向平行的2个立杆、连接2个立杆顶部的横杆、以及位于横杆下方并固定连接的刀片，2个立杆底部与凸轮组相接且凸轮A和凸轮B转动时驱动2个立杆竖向运动；锥齿轮包括主动锥齿轮和从动锥齿轮，主动锥齿轮与凸轮A和齿轮组A位于同一连接轴上，从动锥齿轮与主动锥齿轮相互垂直；器皿设置于所述从动锥齿轮的轴的顶部，从动锥齿轮的轴与器皿底部的固定端连接，刀片置于器皿的内部空间；当启动第一电机时，传动机构带动凸轮组和锥齿轮转动，刀架在凸轮组的驱动下进行往复的竖向运动，器皿在锥齿轮的驱动下在水平方向转动，刀片相对器皿内壁进行切削动作，以达到切碎器皿内组织的效果。优选的，齿轮组的齿厚大于锥齿轮的齿厚。优选的，传动带为三角带，包括皮带、主传动轮和从传动轮。优选的，2个立杆的底部均设置有卡件，凸轮A和凸轮B的平面内均设置有沟槽，2个立杆的卡件分别与所述凸轮A和凸轮B的沟槽相互配合；当凸轮A和凸轮B转动时，带动2个立杆在竖向平面内往复运动。优选的，还包括安全柜，安全柜为可密闭箱体结构，刀架的横杆、刀片及器皿均位于安全柜的内部空间中，安全柜顶部设置有紫外灯，安全柜侧面设置有柜门。优选的，刀片为十字刀片或米字刀片(根据所需要的效率决定刀片类型)，刀刃的弧度与器皿内壁的弧度一致。优选的，还包括第二电机、与第二电机连接的联轴器和第二凸轮，器皿底部还设有一个固定面，第二凸轮位于固定面一侧的下方并与其相接，当第二电机驱动第二凸轮转动时，位于第二凸轮上方的固定面和器皿随之晃动。优选的，器皿底部的固定端与从动锥齿轮的轴通过铰链连接。优选的，安全柜还设置有控制模块，控制模块可以调节安全柜内的温度、湿度和二氧化碳浓度。一种采用上述任一项的软骨组织切碎、酶解消化一体装置进行软骨组织处理的方法，具体步骤如下：装置灭菌：安装消毒后的刀片和器皿，打开安全柜的紫外灯进行紫外光照射至少30分钟，使安全柜内形成一个相对无菌的环境，然后关闭紫外灯；组织切碎：打开安全柜柜门，将软骨组织和缓冲液置于器皿中，启动第一电机，刀片对器皿中的软骨组织进行反复切割，当软骨组织切碎至所需尺寸时，关闭第一电机；酶解消化：开启安全柜控制模块，打开安全柜门，将软骨组织消化酶加入器皿中，启动第二电机，驱动器皿有节律摇晃，进行酶解消化过程，待软骨组织碎片充分消化后，关闭第二电机和温控按钮；结束：取出器皿，将酶解消化后的软骨细胞悬浮物转移至无菌离心管，用于后续实验；取下横杆和器皿清洗并消毒。本专利技术的技术方案所取得的有益技术效果是：1、刀片相对器皿内壁进行上下有节律的切削运动，同时器皿在水平方向的进行自转，保证本装置充分切碎软骨组织，达到所需要的微粒大小；2、紫外灯照射半个小时，能在安全柜内形成一个相对无菌环境，保障了软骨组织切碎和酶解消化过程的无菌化操作，避免外界污染；3、刀片和器皿均可以取下，并从安全柜中取出消毒达到无菌后再重复使用；4、第二电机、联轴器和凸轮能带动器皿进行有节律的轻微晃动，使切碎后的软骨组织碎片与酶充分接触，提高酶解消化效率，从而产生更多的单个悬浮软骨细胞，满足后续实验要求；5、本方案的软骨组织切碎、酶解消化一体装置能有效节约人力和时间，解决了现有技术中人工剁碎软骨组织操作中存在的费时费力且效率低下的技术问题，避免长期人工操作引起的慢性劳损，同时整个操作过程可有效避免外界的污染源，为成功高效获取培养软骨细胞提供保障。6、本专利技术的采用软骨组织切碎、酶解消化一体装置进行软骨组织处理的方法，可将软骨组织切成0.1cm3软骨微粒，同时在酶消化过程中使器皿摆动，让软骨组织充分消化，形成更多的悬浮软骨细胞，步骤简单、省时省力、保障了无菌化环境，可有效解决现有技术中人工操作存在的对实验人员操作熟练程度依赖性较大的问题，操作步骤可标准化。附图说明从以下结合附图的描述可以进一步理解本专利技术。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。图1为本专利技术软骨组织切碎、酶解消化一体装置的结构示意图；图2为本专利技术的酶解消化装置的结构示意图；图3为本专利技术的刀片的立体示意图图4为本专利技术的刀片的侧视图和俯视图。附图标记：1-刀架、101-立杆、102-横杆、103-固定台、104-固定螺栓、105-刀片，2-第一电机，3-传动带、301-主传动轮、302-从传动轮、303-皮带，4-齿轮组A、401-齿轮A、402-齿轮A’，5-连接轴、501-连接轴A、502-连接轴B，6-凸轮组、601-凸轮A、602-凸轮B，7-锥齿轮、701-主动锥齿轮、702-从动锥齿轮，8-齿轮组B、801-齿轮B、802-齿轮B’，9-从动锥齿轮轴，10-安全柜、1001-紫外灯，11-底座，12-铰链，13-第二电机，14-联轴器，15-第二凸轮，16-齿轮组连接轴，17-器皿、1701-半球形容器、1702-固定面、1703-固定端。具体实施方式为了使得本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及其实施例，对本专利技术进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。对于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软骨组织切碎、酶解消化一体装置，其特征在于，包括第一电机、传动机构、凸轮组、刀架、锥齿轮和器皿；所述传动机构包括由第一电机驱动的传动带、齿轮组A和齿轮组B；所述凸轮组包括凸轮A和凸轮B，所述凸轮A和凸轮B分别通过连接轴与齿轮组A和齿轮组B连接，齿轮组A和齿轮组B转动时带动所述凸轮A和凸轮B转动；所述刀架包括竖向平行的2个立杆、与2个立杆顶部连接的横杆、以及位于所述横杆下方并固定连接的刀片，所述2个立杆底部与所述凸轮组相接，所述凸轮A和凸轮B转动时驱动所述2个立杆竖向运动；所述锥齿轮包括主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述凸轮A和齿轮组A位于同一连接轴上，所述从动锥齿轮与主动锥齿轮相互垂直；所述器皿设置于所述从动锥齿轮的轴的顶部，所述刀片置于所述器皿的内部空间；当启动所述第一电机时，所述传动机构带动所述凸轮组和所述锥齿轮转动，所述刀架在所述凸轮组的驱动下进行往复的竖向运动，所述器皿在所述锥齿轮的驱动下在水平方向转动，所述刀片相对所述器皿内壁进行切削动作。

【技术特征摘要】
1.一种软骨组织切碎、酶解消化一体装置，其特征在于，包括第一电机、传动机构、凸轮组、刀架、锥齿轮和器皿；所述传动机构包括由第一电机驱动的传动带、齿轮组A和齿轮组B；所述凸轮组包括凸轮A和凸轮B，所述凸轮A和凸轮B分别通过连接轴与齿轮组A和齿轮组B连接，齿轮组A和齿轮组B转动时带动所述凸轮A和凸轮B转动；所述刀架包括竖向平行的2个立杆、与2个立杆顶部连接的横杆、以及位于所述横杆下方并固定连接的刀片，所述2个立杆底部与所述凸轮组相接，所述凸轮A和凸轮B转动时驱动所述2个立杆竖向运动；所述锥齿轮包括主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述主动锥齿轮与所述凸轮A和齿轮组A位于同一连接轴上，所述从动锥齿轮与主动锥齿轮相互垂直；所述器皿设置于所述从动锥齿轮的轴的顶部，所述刀片置于所述器皿的内部空间；当启动所述第一电机时，所述传动机构带动所述凸轮组和所述锥齿轮转动，所述刀架在所述凸轮组的驱动下进行往复的竖向运动，所述器皿在所述锥齿轮的驱动下在水平方向转动，所述刀片相对所述器皿内壁进行切削动作。2.如权利要求1所述的一种软骨组织切碎、酶解消化一体装置，其特征在于，所述齿轮组的齿厚大于所述锥齿轮的齿厚。3.如权利要求2所述的一种软骨组织切碎、酶解消化一体装置，其特征在于，所述传动带为三角带，包括皮带、主传动轮和从传动轮。4.如权利要求3所述的一种软骨组织切碎、酶解消化一体装置，其特征在于，所述2个立杆的底部均设置有卡件，所述凸轮A和凸轮B的平面内均设置有沟槽，所述2个立杆的卡件与所述凸轮A和凸轮B的沟槽相互配合；当所述凸轮A和凸轮B转动时，带动所述2个立杆在竖向平面内往复运动。5.如权利要求4所述的一种软骨组织切碎、酶解消化一体装置，其特征在于，还包括安全柜，所述安全柜为可密闭箱体结构，所述刀架...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷光华，谢名晟，曾超，李辉，李宇晟，杨原蘅，
申请(专利权)人：中南大学湘雅医院，
类型：发明
国别省市：湖南,43