一种磁控细胞动态力学刺激培养装置制造方法及图纸

一种磁控细胞动态力学刺激培养装置,设置有主体外框架、细胞培养模块和用于对细胞培养模块产生磁场的电磁模块，细胞培养模块和电磁模块分别装配于主体外框架，细胞培养模块与电磁模块电磁连接。本实用新型专利技术通过电磁模块对细胞培养模块产生磁场，从而产生突变作用力，故能较好地仿真细胞动态力学。因此在电磁模块通过产生磁场对细胞培养模块施加作用，因为磁场的分布不受阻隔，故电磁模块与细胞培养模块能完全分离，降低了培养仓的染菌概率。降低了培养仓的染菌概率。降低了培养仓的染菌概率。

【技术实现步骤摘要】
一种磁控细胞动态力学刺激培养装置


[0001]本技术属于生物力学仪器领域，特别涉及一种磁控细胞动态力学刺激培养装置。

技术介绍

[0002]天然骨骼肌、心肌、神经等组织器官的细胞均具有取向排列的特点。这一结构特点是这些组织器官能够发挥某些重要生理功能的基础，如骨骼肌能沿某一方向收缩舒张，神经能沿某一方向传导动作电位等。另外，发育成熟的体内组织中，多数细胞都经过高度分化并表达特征的功能蛋白。如成熟骨骼肌表达肌球蛋白重链，成熟神经细胞表达微管相关蛋白。近年来，随着生命科学研究的推进，研究者们进行上述组织器官功能化体外仿生模型构建时，迫切需要能有效重现天然组织取向特征，并诱导其细胞分化并表达功能蛋白的方法。
[0003]细胞生物力学是生物力学领域的前沿分支，涉及力学载荷作用下细胞状态的变化规律及机制作用的研究。现有报道表明，力学刺激对促进细胞的取向排列、诱导成熟分化及相关蛋白表达等均具有重要调控作用。
[0004]现有的细胞生物力学加载设备按照作用力的产生及传导方式，具体分为机械加载设备和气动加载设备。
[0005]机械加载设备是直接将受力部(如具有细胞的材料或组织块)与传动杆连接，然后通过电机带动传动杆，将机械力循环加载到受力部。这种机械加载设备被目前科研主流采用，但也具有以下缺点：1、通过类似齿轮传动的方式，为受力部加载连续变化的作用力。而天然骨骼肌、心肌、平滑肌产生肌力、骨或软骨细胞承受压缩应力，神经细胞产生动作电位等生理过程的变化模式都是动态的、突变的，因此该连续变化的作用力不能实现良好仿生。2、在传动杆来回抽拉的过程中，容易把细胞培养模块外的细菌带入培养仓内，造成染菌。3、因为传动杆的存在与加载力源和控制系统成为一个整体，不利于各个部分的模块化分区管理。例如，更换培养仓时就不得不拆除传动杆；检修电机时要顾及培养仓染菌问题。
[0006]气动加载设备是将受力部的两端分别与气囊相连，然后通过对气囊通气，改变气囊的膨胀幅度，进而带动受力部形变。但这种设置也具有以下缺点：1、只能通过吸气和放气的方式加载连续变化的作用力，并不能实现良好仿生。2、因气囊膨胀幅度有限，因此受力部的应变幅度受到限制。如市售Flexcell5000的拉伸应变仅范围为0％～33％，不能满足更高应变的实验需求。
[0007]因此，针对现有细胞动态力学刺激培养装置的技术不足，提供一种磁控细胞动态力学刺激培养装置以解决现有技术不足甚为必要。

技术实现思路

[0008]本技术的主要目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种磁控细胞动态力学刺激培养装置。该磁控细胞动态力学刺激培养装置能产生突变及较大应变范围的拉伸或压缩作用，从而能较好地仿生天然骨骼肌、心肌、平滑肌产生肌力、骨或软骨细胞承受压
缩应力，以及仿生神经细胞产生动作电位等动态、突变的生理过程，而且染菌概率低。
[0009]本技术的上述目的通过以下技术措施实现：
[0010]提供一种磁控细胞动态力学刺激培养装置，设置有主体外框架、细胞培养模块和用于对细胞培养模块产生磁场的电磁模块，细胞培养模块和电磁模块分别装配于主体外框架，细胞培养模块与电磁模块电磁连接。
[0011]所述细胞培养模块设置有培养仓和受所述电磁模块磁力支配产生应变的应变组件，所述培养仓装配于所述主体外框架，所述应变组件可拆卸装配于所述培养仓的内部，所述应变组件与所述电磁模块电磁连接，所述电磁模块位于所述培养仓的外部。
[0012]优选的，上述应变组件设置有定子、磁吸动子和用于接种细胞的受力部，所述受力部的一侧边与所述定子固定连接，所述受力部的另一侧边与所述磁吸动子固定连接，且所述定子和所述磁吸动子相对而设置，所述定子固定装配于所述培养仓的内部，所述磁吸动子活动于所述培养仓的内部。
[0013]优选的，上述定子为中空结构的定子，且所述受力部的一侧边固定嵌装于所述定子的中空结构。
[0014]优选的，上述磁吸动子为中空结构的磁吸动子，且所述受力部的另一侧边固定嵌装于所述磁吸动子的中空结构。
[0015]优选的，上述磁吸动子的外表面包裹有第一弹性层，所述受力部的一侧边与第一弹性层一体连接。
[0016]优选的，上述定子的外表面包裹有第二弹性层，且所述受力部的另一侧边第二弹性层一体连接。
[0017]优选的，上述细胞培养模块还设置用于使所述磁吸动子悬浮于所述培养仓的浮力部和盖体，所述浮力部漂浮于所述培养仓的承装的培养液的表面，所述应变组件可拆卸装配于所述培养仓的内部，所述盖体扣合于所述培养仓的上底面。
[0018]优选的，上述浮力部设置有浮力皿和定位铁块，所述浮力皿漂浮于所述培养仓的内部，所述定位铁块放置于所述浮力皿的中心，且所述定位铁块与所述磁吸动子磁吸连接。
[0019]优选的，上述培养仓设置有固定槽、拉伸槽和换液槽，固定槽、拉伸槽和换液槽均位于所述培养仓的内表面，且所述拉伸槽和所述换液槽分别与所述固定槽连通，所述定子可拆卸嵌装于所述固定槽，所述磁吸动子活动于所述拉伸槽。
[0020]将所述拉伸槽与所述固定槽的长度之和定义为A，将所述应变组件在原始状态下的长度定义B，存在1cm≤1.5B≤A≤3B。
[0021]优选的，上述培养仓还设置有用于将所述电磁模块的磁场传导至所述拉伸槽的导磁部和放置槽，所述导磁部嵌装于所述培养仓，且所述导磁部与所述拉伸槽的位置相对应，所述导磁部与所述电磁模块的侧面抵接，且所述导磁部与所述电磁模块电磁连接，所述放置槽位于所述培养仓的外表面，所述电磁模块位于所述放置槽的外侧面，所述导磁部装配于所述放置槽。
[0022]本技术的磁控细胞动态力学刺激培养装置,还设置有用于通过蓝牙控制电磁场大小的智能化控制电路模块，智能化控制电路模块与电磁模块电连接，且所述智能化控制电路模块可拆卸装配于所述主体外框架。
[0023]优选的，上述电磁模块设置有电磁铁L1和变阻电位器R1，电磁铁L1和变阻电位器
R1与所述智能化控制电路模块电连接，电磁铁L1与变阻电位器R1电连接，电磁铁L1与所述导磁部抵接，且所述导磁部与电磁铁L1电磁连接。
[0024]优选的，上述智能化控制电路模块设置有继电器模组K1、控制芯片U1、蓝牙芯片U2、直流电源BT1、耦合电容C1、耦合电容C2、耦合电容C3和LED1，蓝牙芯片U2的RXD端与控制芯片U1的D1/TX端连接，蓝牙芯片U2的TXD端与控制芯片U1的D0/RX端连接，蓝牙芯片U2的GND端接地，蓝牙芯片U2的VCC端与继电器模组K1的VCC端连接，控制芯片U1的D8端与继电器模组K1的IN端连接，控制芯片U1的GND端接地，控制芯片U1的5V端与继电器模组K1的VCC端连接，耦合电容C1的正极、耦合电容C2的正极、耦合电容C3的正极和LED1的正极均与继电器模组K1的VCC端连接，耦合电容C1的负极、耦合电容C2的负极、耦合电容C3的负极和LED1的负极均接地，继电器模组K1的GND端接地，继电器模组K1的COM端与直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁控细胞动态力学刺激培养装置，其特征在于：设置有主体外框架、细胞培养模块和用于对细胞培养模块产生磁场的电磁模块，细胞培养模块和电磁模块分别装配于主体外框架，细胞培养模块与电磁模块电磁连接；所述细胞培养模块设置有培养仓和受所述电磁模块磁力支配产生应变的应变组件，所述培养仓装配于所述主体外框架，所述应变组件可拆卸装配于所述培养仓的内部，所述应变组件与所述电磁模块电磁连接，所述电磁模块位于所述培养仓的外部。2.根据权利要求1所述的磁控细胞动态力学刺激培养装置,其特征在于：所述应变组件设置有定子、磁吸动子和用于接种细胞的受力部，所述受力部的一侧边与所述定子固定连接，所述受力部的另一侧边与所述磁吸动子固定连接，且所述定子和所述磁吸动子相对而设置，所述定子固定装配于所述培养仓的内部，所述磁吸动子活动于所述培养仓的内部。3.根据权利要求2所述的磁控细胞动态力学刺激培养装置,其特征在于：所述定子为中空结构的定子，且所述受力部的一侧边固定嵌装于所述定子的中空结构；所述磁吸动子为中空结构的磁吸动子，且所述受力部的另一侧边固定嵌装于所述磁吸动子的中空结构。4.根据权利要求3所述的磁控细胞动态力学刺激培养装置,其特征在于：所述磁吸动子的外表面包裹有第一弹性层，所述受力部的一侧边与第一弹性层一体连接；所述定子的外表面包裹有第二弹性层，且所述受力部的另一侧边第二弹性层一体连接。5.根据权利要求4所述的磁控细胞动态力学刺激培养装置,其特征在于：所述细胞培养模块还设置用于使所述磁吸动子悬浮于所述培养仓的浮力部和盖体，所述浮力部漂浮于所述培养仓的承装的培养液的表面，所述盖体扣合于所述培养仓的上底面；所述浮力部设置有浮力皿和定位铁块，所述浮力皿漂浮于所述培养仓的内部，所述定位铁块放置于所述浮力皿的中心，且所述定位铁块与所述磁吸动子磁吸连接；所述培养仓设置有固定槽、拉伸槽和换液槽，固定槽、拉伸槽和换液槽均位于所述培养仓的内表面，且所述拉伸槽和所述换液槽分别与所述固定槽连通，所述定子可拆卸嵌装于所述固定槽，所述磁吸动子活动于所述拉伸槽；将所述拉伸槽与所述固定槽的长度之和定义为A，将所述应变组件在原始状态下的长度定义B，存在1cm≤1.5B≤A≤3B。6.根据权利要求5所述的磁控细胞动态力学刺激培养装置,其特征在于：所述培养仓还设置有用于将所述电磁模块的磁场传导至所述拉伸槽的导磁部和放置槽，所述导磁部嵌装于所述培养仓，且所述导磁部与所述拉伸槽的位置相对应，所述导磁部与所述电磁模块的侧面抵接，且所述导磁部与所述电磁模块电磁连接，所述放置槽位于所述培养仓的外表面，所述电磁模块位于所述放置槽的外侧面，所述导磁部装配于所述放置槽。7.根据权利要求6所述的磁控细胞动态力学刺激培养装置,其特征在于：还设置有用于通过蓝牙控制电磁场大小的智能化控制电路模块，智能化控制电路模块与电磁模块电连接，且所述智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴耀彬，黄文华，余鎏，曾冠杰，李婷，王玲，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：新型
国别省市：