[發明專利]一種細胞三維力學加載裝置

無效

• 申請號: 200810069836.1
• 申請日: 2008-06-16
• 公開（公告）號: CN101298592A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 王貴學;邱菊輝;羅向東;王玉
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/42;C12N5/00;C12N13/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所
• 代理人: 康海燕

1.一種細胞三維力學加載裝置，其特征在于：它具有控制部分、機械部分和電磁部分：

所述機械部分包括有步進電機(2)、轉動圓盤(4)、連桿(8)、推動軸(10)、固定壓縮環(7)、覆蓋有彈性基底膜(9)的細胞培養盒(12)和安裝上述各部件的機座(14)；所述彈性基底膜(9)上種植有進行了磁珠包被的細胞；所述步進電機(2)由控制部分(1)的微處理器控制；步進電機(2)的輸出與轉動圓盤(4)偏心連接，連桿(8)再連接在偏心轉動圓盤(4)上，連桿(8)在步進電機(2)的驅動下作周期性往復運動，連桿(8)的上端連接推動軸(10)，在推動軸(10)上裝有覆蓋有彈性基底膜(9)的細胞培養盤(12)，彈性基底膜(9)的位置與固定在機座(14)上的固定壓縮環(7)相對，在推動軸(10)上下運動時，固定壓縮環(7)對彈性基底膜(9)上的細胞形成擠壓拉伸；所述電磁部分采用亥姆霍茲線圈組(13)，所述亥姆霍茲線圈組(13)固定在架體上對應彈性基底膜(9)的位置，亥姆霍茲線圈組(13)由控制部分的微處理器發出脈沖信號控制直流電源輸出脈沖電流進行驅動，形成電磁場。

2.根據權利要求1所述的細胞三維力學加載裝置，其特征在于：所述連桿(8)作周期性往復運動的幅度和頻率由步進電機驅動的轉動圓盤(4)的偏心距和轉速決定，步進電機(2)驅動轉動園盤(4)的偏心距為0、2、4、6、8、10、15、20mm，共8檔，步進電機(2)的轉速為0-300轉/分。

3.根據權利要求1所述的細胞三維力學加載裝置，其特征在于：所述電磁部分的應變場強度：0-20％，頻率0-5Hz，應變場強度和頻率獨立變化。

4.根據權利要求1所述的細胞三維力學加載裝置，其特征在于：所述亥姆霍茲線圈組與種植有細胞的彈性基底膜(9)之間的距離為2cm。

5.根據權利要求1所述的細胞三維力學加載裝置，其特征在于：所述磁珠包被的細胞包裹的磁性物質是四氧化三鐵或三氧化二鐵等鐵氧體磁性物質，包被磁珠的基質是純I型膠原、III型膠原、纖維粘連蛋白或層粘連蛋白，混合膠原蛋白，或者是鼠尾膠原蛋白。

6.根據權利要求1所述的細胞三維力學加載裝置，其特征在于：所述的細胞包括成骨細胞、類骨細胞、破骨細胞、逼尿肌細胞、肌腱細胞、成肌細胞、成纖維細胞、平滑肌細胞、內皮細胞、肺上皮細胞、軟骨細胞、心肌細胞、骨髓間沖質干細胞或肺腺癌癌細胞。

7.利用權利要求1至6任一項所述的裝置進行細胞三維力學加載的方法，首先由控制部分(1)控制步進電機(2)帶動偏心轉動圓盤(4)，再帶動連桿(8)上的推動軸(10)做周期性往復運動；同時，控制部分(1)還控制直流電源(3)輸出脈沖電流，使亥姆霍茲線圈組(13)產生脈沖電磁場；彈性基底膜(9)在推動軸(10)的帶動下上下運動，彈性基底膜(9)與固定壓縮環(7)接觸，固定壓縮環(7)使彈性基底膜(9)上的細胞產生一個周向的應變場，同時亥姆霍茲線圈組(13)產生的脈沖電磁場在Z軸方向拉伸彈性基底膜(9)上包被有磁珠的細胞，這樣就獲得三維的應變場作用于細胞的效果。