[發明專利]一種骨形成相關細胞的微振動加載裝置

無效

• 申請號: 201210033067.6
• 申請日: 2012-02-15
• 公開（公告）號: CN102559493A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 于海洋;高姍姍;肖凌
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本發明涉及一種生物細胞的力學-生物學實驗裝置，尤其涉及用于一種體外分析與研究骨形成相關細胞對微振動的生物學響應的微振動加載裝置。

背景技術

微動是指兩接觸界面在承受交變載荷時所發生的相對位移極小的運動。動物體內的植入體與其骨界面間不可避免存在微動，如牙種植體在口腔內行使功能時，牙種植體-骨界面會承受咀嚼交變應力而產生微動。除了與傳統材料類似的微動磨損和局部疲勞損傷外，作為有生物活性的骨組織，微動在細胞水平上引起的生物學響應也在很大程度上決定了其界面的綜合性能。為與組織水平的微動相區別，申請人將細胞水平上的這種機械微動稱為微振動(microvibration)。分析與研究出微振動對界面的骨形成相關細胞增殖活性和功能狀態的影響，能對植入體的設計、制作、植入提供更準確、更可靠的試驗依據，使植入體與骨界面更好的整合，提高其治療與修復效果。但目前尚無能模擬骨形成相關細胞微振動環境，以分析微振動對界面的骨形成相關細胞增殖活性和功能狀態的影響的裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種骨形成相關細胞的微振動加載裝置，該裝置能對骨形成相關細胞進行微振動加載，模擬出骨形成相關細胞的微振動環境，以分析出微振動對界面的骨形成相關細胞增殖活性和功能狀態的影響，能對植入體的設計、制作、植入提供更準確、更可靠的試驗依據，使植入體與骨界面更好的整合，提高其治療與修復效果。

本發明實現其發明目所采取的技術方案是，一種骨形成相關細胞的微振動加載裝置，其組成是：

電磁激振器的激振頭與振動腔的底部螺紋連接，振動腔內設有盛裝骨形成相關細胞的微振動盒；振動腔的腔蓋外側壁通過振動腔側壁上的側定位螺釘定位在振動腔上；電磁激振器與激振控制裝置電連接；

所述的激振控制裝置的具體構成是：單片機的控制信號輸出端與正弦波信號發生器的輸入端相連，正弦波信號發生器的輸出端經功率放大器與電磁激振器的輸入端相連；電磁激振器的反饋信號輸出端經反饋及比較電路與單片機的反饋信號輸入端相連；單片機還同時與功率放大器、顯示及輸入電路相連。

本發明的工作過程和原理是：

將骨形成相關細胞盛于微振動盒內，并將微振動盒置于振動腔內，蓋上振動腔的腔蓋；將腔蓋壓在微振動盒的上部，再擰緊側定位螺釘將腔蓋及微振動盒固定在振動腔內。

通過激振控制裝置的顯示及輸入電路，輸入并顯示激振的加速度(0～5g)、頻率(20-100Hz)、振幅(10-100μm)，單片機(41)控制正弦波信號發生器發出相應頻率的正弦波信號；功率放大器在單片機的控制下輸出相應幅值及頻率的正弦波驅動電硫驅動電磁激振器產生相應加速度、幅值及頻率的強度、頻率、振幅的微振動；模擬出骨形成相關細胞的微振動環境。微振動過程中，反饋及比較電路對微振動進行反饋控制，實現微振動的自動精確控制。微振動結束后，關閉電源，松開側定位螺釘、即可移開腔蓋、取出微振動盒，對盒中的骨形成相關細胞進行相應的增殖活性和功能狀態檢測，完成一次試驗。多次試驗后即可分析出微振動對界面的骨形成相關細胞增殖活性和功能狀態的影響關系。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

能方便地對骨形成相關細胞進行不同頻率、振幅及時間的微振動加載，模擬出骨形成相關細胞的微振動環境，以分析出微振動對界面的骨形成相關細胞增殖活性和功能狀態的影響，從而對植入體的設計、制作、植入提供更準確、更可靠的試驗依據，使植入體與骨界面更好的整合，提高其治療與修復效果。

下面結合附圖和具體的實施方式，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1為本發明實施例機械部分的結構示意圖。

圖2為本發明實施例電氣部分(激振控制裝置)的電路原理示意圖。

具體實施方式

實施例

圖1、圖2示出，本發明的一種具體實施方式是，一種骨形成相關細胞的微振動加載裝置，其組成是：

電磁激振器1的激振頭1A與振動腔2的底部螺紋連接，振動腔2內設有盛裝骨形成相關細胞的微振動盒3；振動腔2的腔蓋2A外側壁通過振動腔2側壁上的側定位螺釘2B定位在振動腔2上；電磁激振器1與激振控制裝置電連接；

本例的激振控制裝置的具體構成是：單片機41的控制信號輸出端與正弦波信號發生器42的輸入端相連，正弦波信號發生器42的輸出端經功率放大器45與電磁激振器1的輸入端相連；電磁激振器1的反饋信號輸出端經反饋及比較電路43與單片機41的反饋信號輸入端相連；單片機41還同時與功率放大器45、顯示及輸入電路44相連。