[實用新型]智能型多參數(shù)體外模擬礦化裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720047892.6
• 申請日: 2007-01-26
• 公開（公告）號: CN200996959Y
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王迎軍;鄭華德;鄧春林;陳曉峰;寧成云
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G01N33/15
• 分類號: G01N33/15;G01N33/00
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及生物醫(yī)用材料評價及仿生制備系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指用于生物醫(yī)學(xué)及組織工程研究的智能型多參數(shù)體外模擬礦化裝置。

背景技術(shù)

在生理環(huán)境中，生物活性材料表面/界面沉積的類骨磷灰石層對骨鍵合的形成起關(guān)鍵作用，已有研究表明：材料表面的類骨磷灰石，對蛋白和細(xì)胞的分子識別和選擇性吸附/黏附有重要的作用，并有利于細(xì)胞在其表面增殖、分裂和生長，新骨可直接在類骨磷灰石層上形成，并與類骨磷灰石層形成化學(xué)性結(jié)合。因而可用材料表面/界面類骨磷灰石層能否形成和形成速度快慢來判斷人工骨材料的生物活性和新骨生成能力，并通過研究類骨磷灰石層的形成機制深入了解生物活性材料上的成骨機理。

體外模擬體液浸泡法是模擬體內(nèi)生物環(huán)境的一種常用的體外試驗方法，也是目前用來研究生物活性材料表面類骨磷灰石層形成和成骨機理的基本方法。這種體外礦化方法得到的多數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)果能較好的預(yù)測材料骨內(nèi)植入試驗結(jié)果，因而成為一種公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。

目前研究的浸泡方法有靜態(tài)浸泡法和動態(tài)浸泡法。靜態(tài)浸泡法是目前國內(nèi)外通用的一種方法，該方法處理的材料在骨內(nèi)植入獲得了較大成功，可通過體外形成的磷灰石層考察材料的生物活性和成骨能力，但該法的測試結(jié)果與肌肉或皮下等非骨組織內(nèi)的植入結(jié)果出現(xiàn)較大差異。其可能的原因之一是由于SBF溶液中部分離子濃度與其在血漿中的濃度有較大差別；其二，模擬體液的流動狀態(tài)以及流過樣品的方式與體內(nèi)植入有較大差別；其三，在體外模擬狀態(tài)下，模擬體液中的材料表面鈣磷離子濃度與溶液中不同位置的鈣磷離子濃度差別較大，而在體液的作用下，材料表面鈣磷離子濃度與體液中相差較大。因此，靜態(tài)模擬得到的磷灰石層與骨表面磷灰石層存在較大區(qū)別。目前也有采用動態(tài)浸泡方法進(jìn)行模擬礦化研究的報道，但目前所有動態(tài)浸泡方法所采用的裝置僅能模仿體內(nèi)一種或兩種參數(shù)。此外，體外模擬生物礦化層(類骨磷灰石層)的形成過程必須考慮體液所含蛋白等有機物質(zhì)對礦物質(zhì)形成的作用，而以上模擬系統(tǒng)都忽略了體液中復(fù)雜有機成分對類骨磷灰石層形成的影響，且模擬體液的流動狀態(tài)以及樣品的放置方式與體內(nèi)植入有較大區(qū)別，因此所獲得的磷灰石礦化層并不是嚴(yán)格意義上的生物礦化層。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種智能型多參數(shù)體外模擬礦化裝置，該裝置采用數(shù)字處理技術(shù)、智能系統(tǒng)技術(shù)以及檢測與反饋控制技術(shù)，使用操作簡單，檢測結(jié)果可靠，能夠在較低的運行成本下對體內(nèi)多參數(shù)進(jìn)行精確再現(xiàn)，為生物醫(yī)用材料研究領(lǐng)域進(jìn)行材料的活性評價提供可靠的平臺。

本實用新型的智能型多參數(shù)體外模擬礦化裝置，包括濃度調(diào)節(jié)室、陳化室、樣品放置單元；所述濃度調(diào)節(jié)室通過管道與陳化室相連，所述管道中間設(shè)置一個蠕動泵；所述陳化室通過管道與樣品放置單元相連，所述管道中間也設(shè)置一個蠕動泵；所述樣品放置單元通過管道與濃度調(diào)節(jié)室相連；在蠕動泵的作用下，模擬體液在濃度調(diào)節(jié)室、陳化室、樣品放置單元中循環(huán)流動；

所述濃度調(diào)節(jié)室、陳化室、樣品放置單元均設(shè)置于水浴槽內(nèi)，所述水浴槽內(nèi)還設(shè)置一個加熱器；

所述濃度調(diào)節(jié)室通過管道和多通道微量注射泵與若干個離子補充池相連；

所述裝置還包括一個信號檢測系統(tǒng)，所述信號檢測系統(tǒng)包括一個分析儀、一個設(shè)置于濃度調(diào)節(jié)室的Ca離子電極、一個設(shè)置于濃度調(diào)節(jié)室的pH電極、一個設(shè)置于水浴槽內(nèi)的溫度檢測器，所述Ca離子電極、pH電極和溫度檢測器均與分析儀電連接；

所述蠕動泵、加熱器、多通道微量注射泵和分析儀均與PC機電連接，PC機內(nèi)裝有控制軟件，由PC機控制蠕動泵、加熱器、多通道微量注射泵和分析儀的動作，實現(xiàn)人體生理環(huán)境的模擬再現(xiàn)。

為了使水浴槽內(nèi)的溫度分布更均勻，在水浴槽內(nèi)設(shè)置一個攪拌器，所述攪拌器與PC機電連接，由PC機控制攪拌器的動作。

為了使?jié)舛日{(diào)節(jié)室的溫度分布和離子分布更均勻，在濃度調(diào)節(jié)室設(shè)置一個攪拌器，所述攪拌器與PC機電連接，由PC機控制攪拌器的動作。

為了更好得反映模擬體液的溫度，在濃度調(diào)節(jié)室設(shè)置一個溫度檢測器，所述溫度檢測器與分析儀電連接。

為了使裝置適應(yīng)于各種復(fù)雜的體液情況，所述控制軟件中可以設(shè)置溫度、流速、Ca離子濃度和pH值，通過精確控制各部件使模擬體液達(dá)到設(shè)定值。

為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述控制軟件能夠?qū)崟r記錄模擬體液的溫度、流速、流量、Ca離子濃度和pH值，以便更好地分析數(shù)據(jù)。

為了及時發(fā)現(xiàn)運行中的故障，所述控制軟件具有報警設(shè)置，對裝置運行時出現(xiàn)的各種故障可以及時報警。