本发明专利技术公开了一种贴壁细胞加载装置的新型均匀应变小室，涉及细胞力学领域。细胞种植在贴壁细胞加载装置的新型均匀应变小室内，小室四个定位孔置于固定桩上，固定桩与定子相连，由控制器控制步进电机，将电机的旋转运动通过传动丝杠转换为直线运动传递给动子，进而对小室腔内的细胞进行间接应变刺激，从而实现对细胞进行相关力学生物学研究。现有的细胞拉伸加载装置中贴壁细胞小室应变不均匀，实验结果误差较大。发明专利技术中将小室的弹性基底膜设计一面为平面即种植细胞倒入细胞培养液的部分，另一面为曲面即优化面，纵向截面为M型结构，其厚度变化符合小室加载过程中基底膜平面部分应变的均匀性要求，增大了贴壁细胞在应变加载中的均匀面积，因此具有很高的使用价值。因此具有很高的使用价值。因此具有很高的使用价值。
【技术实现步骤摘要】
贴壁细胞加载装置的新型均匀应变小室
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[0001]本专利技术专利是贴壁细胞加载装置的新型均匀应变小室。涉及细胞力学
技术介绍
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[0002]细胞力学是现代生物力学的前沿领域，了解力学因素对细胞行为的影响的基础和关键是找到对细胞加载的最佳方式。经过多年的改进和努力，研究人员研制出了多种不同的细胞加载仪器以适用不同的实验需求。
[0003]以骨相关细胞所受力学环境为依据，对离体细胞施加力学刺激的生物反应器即用于细胞周期性拉伸应变的实验装置，期望为骨相关细胞体外培养提供适宜的力学环境，为研究细胞分子机制提供实验基础。贴壁细胞应变加载仪器是以基底形变加载技术为依据，通过控制系统，控制步进电机的旋转速度和旋转方向，对弹性基底膜施加不同的拉伸应变和拉伸频率，可以模拟细胞在体内受到的机械刺激。研究细胞在不同频率和不同应变的机械刺激下的响应，发现机械刺激对细胞的影响机制，具有重要的理论和现实指导意义
[0004]目前细胞体外力学加载的方式中，基底形变加载技术适用于各种细胞的体外力学实验，不受实验周期的限制，是目前较为理想的实验装置。突出问题为现有的平面贴壁细胞应变加载的小室基底变形均匀性较低。
技术实现思路
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[0005]本专利技术所要解决的技术问题是设计一种贴壁细胞加载装置的新型均匀应变小室。利用不断调整弹性基底膜厚度的方式进行小室的结构设计。使小室在拉伸过程中应变均匀面积增大，贴壁细胞受到的机械刺激更加均匀。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：提供一种贴壁细胞加载装置的新型均匀应变小室。小室在1％、5％、10％三个不同的拉伸率下，具有不同的结构，其区别是弹性基底膜上端平面与弹性基底膜下端曲面之间的距离即弹性基底膜的厚度。弹性基底膜下端曲面4的任一纵向截面形状为“M”型。具有“M”型曲面的弹性基底膜结构，可根据不同的拉伸量采用不同的曲面结构。
[0007]本专利技术了提供了三种小室在不同拉伸率下的结构，设计原理是对应变较大的部分增大其厚度，实际加载过程中的应变值就会有所减小；对应变较小的部分减小其厚度，实际加载过程中的应变值就会有所增大，所以不同拉伸率下弹性基底膜的厚度不同。
[0008]本专利技术的有益效果是，本专利技术对贴壁细胞加载装置中种植细胞的小室进行实际拉伸加载的仿真，根据仿真得到的结果，改变弹性基底膜的厚度，以此来提高小室在拉伸过程中应变的均匀性，根据此方法得到的小室结构在拉伸过程中比传统小室应变均匀率最大提高了113％，小室拉伸均匀性的提高使得装置的精度大大增加，并且降低了实验过程中的误差，实验结果也更加准确。
附图说明：
[0009]图1是固定新型均匀应变小室的装置，101为静固定孔，102为固定桩，103为动固定孔。
[0010]图2是新型均匀应变小室与固定装置配合的三维模型，201为新型均匀应变小室，202为固定新型均匀应变小室的装置。
[0011]图3是贴壁细胞加载装置的新型均匀应变小室的模型，a为小室的正面模型，b为小室的底面模型。
[0012]图4是贴壁细胞加载装置的新型均匀应变小室的弹性基底膜，c是弹性基底膜的上端平面模型，d是弹性基底膜下端曲面模型。
[0013]图5是具有对称结构的弹性基底膜纵向剖面模型，红色部分代表截面，左端数字是相邻截面之间的距离，右端数字是截面的标号。
[0014]图6是拉伸率为1％时，弹性基底膜截面的形状表示和厚度数据，图6中的曲线601～610分别对应图5中
①
～
⑩
的截面。
[0015]图7是拉伸率为5％时，弹性基底膜截面的形状表示和厚度数据，图7中的曲线701～710分别对应图5中
①
～
⑩
的截面。
[0016]图8是拉伸率为10％时，弹性基底膜截面的形状表示和厚度数据，图8中的曲线801～810分别对应图5中
①
～
⑩
的截面。
[0017]图9是拉伸率为1％时，传统小室与新型均匀应变小室在拉伸过程中的应变面积占比图。901是传统小室的应变面积占比图，902为新型均匀应变小室的应变面积占比图。
[0018]图10是拉伸率为5％时，传统小室与新型均匀应变小室在拉伸过程中的应变面积占比图。1001是传统小室的应变面积占比图，1002为新型均匀应变小室的应变面积占比图。
[0019]图11是拉伸率为10％时，传统小室与新型均匀应变小室在拉伸过程中的应变面积占比图。1101是传统小室的应变面积占比图，1102为新型均匀应变小室的应变面积占比图。
[0020]图12是贴壁细胞应变加载装置的新型均匀应变小室的整体模型图，1为静定位孔，2为动定位孔，3为弹性基底膜上端平面，4为弹性基底膜下端曲面。
具体实施方式：
[0021]接下来为了使本专利技术的目的、使用方法以及功效更加的清楚明白，通过附图，详细描述本专利技术的实施例，对本专利技术做进一步的说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0022]本专利技术结合附图及实施例详细说明如下：
[0023]参照图1所示，101、1033分别为固定新型均匀应变小室的静、动固定孔，102为固定桩。参照图2所示，新型均匀应变小室的静、动定位孔分别于固定装置的静、动固定孔配合，固定桩支撑整个模型，小室在运动加载的过程中，图2左端固定桩固定不动，右端固定桩进行拉伸位移，从而可以对小室里的细胞进行机械刺激。
[0024]参照图3所示，301为贴壁细胞应变加载小室的正面模型，其内腔弹性基底膜平面用来种植细胞，可将细胞培养液倒入平面中，为细胞提供适宜的生长环境，从而达到更好的拉伸效果；302为贴壁细胞应变加载小室的底面模型，其弹性基底膜下端为曲面，曲面结构较平面结构有更好的应变加载面积均匀性。
[0025]参照图4所示，401为贴壁细胞应变加载小室弹性基底膜上端平面，用来种植细胞放置细胞培养液，细胞紧贴平面，随着平面的应变加载拉伸，其上的细胞也收到机械牵张力，完成对细胞的机械刺激；402为贴壁细胞应变加载小室弹性基底膜下端曲面，传统的平面无法提供均匀的应变面积效果，曲面可以增加小室在拉伸过程中的应变面积的均匀性，使得实验结果更加准确。
[0026]参照图5所示，图5是贴壁细胞加载装置的新型均匀应变小室的弹性基底膜剖面模型，由于弹性基底膜是对称结构，沿着弹性基底膜的纵向对称轴进行剖面，可以看到其剖面的形状为“M”型；弹性基底膜总长为40mm，其一半模型为20mm，图5左端数字是相邻截面之间的距离，根据距离划分了10个截面，图5右端
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～
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数字为10个截面的编号。
[0027]参照图6、7、8所示，表明拉伸率分别为1％、5％和10％时贴壁细胞应变加载小室弹性基底膜的纵向剖面形状及厚度数据。图6、7、8中的601、701、801曲线对应图5中的第一条截面
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，图6、7、8中601、701、801本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种贴壁细胞加载装置的新型均匀应变小室，其特征在于：所述的小室结构包括两个静定位孔1、两个动定位孔2、弹性基底膜上端平面3、弹性基底膜下端曲面4；两个静定位孔1与贴壁细胞应变加载装置固定桩的定子相连，两个动定位孔2与贴壁细胞应变加载装置的动子相连。加载过程中，两个静定位孔1静止不动，两个动定位孔2随着驱动进行不同位移的运动拉伸；弹性基底膜上端平面3添加细胞培养液种植细胞；弹性基底膜下端曲面4的纵向截面为“M”型结构，与弹性基底膜上端平面3的距离是弹性基底膜的厚度，其厚度变化符合小室加载过程中弹性基底膜上端平面3应变的均匀性要求。2.根据权利要求1所示的贴壁细胞加载装置的新型均匀应变小室，其特征在于：拉伸过程中，不断调整弹性基底膜的厚度。对弹性基底膜上端平面3应变较大的部分增大其相对位置弹性基底膜下端曲面4与弹性基底膜上端平面3的距离即弹性基底膜的厚度，实际加载过程中弹性基底膜上端平面3的应变值就会有所减小；对弹性基底膜上端平面3应变较小的部分减小其相对位置弹性基底膜下端曲面4与弹性基底膜上端平面3的距离即弹性基底膜的厚度，实际加载过程中弹性基底...
【专利技术属性】
技术研发人员：张春秋，王紫琪，王鑫，高丽兰，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：
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