[發(fā)明專利]組織工程心肌細(xì)胞搏動(dòng)壓檢測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410033418.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN103805505A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宏;求冰霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C12M1/34
• 分類號(hào): C12M1/34;G01N7/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，涉及一種組織工程心肌細(xì)胞搏動(dòng)壓的檢測(cè)裝置。通過精確調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞培養(yǎng)室中壓強(qiáng)的大小，觀察心肌細(xì)胞相應(yīng)的跳動(dòng)情況，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套關(guān)于組織工程心肌細(xì)胞搏動(dòng)壓測(cè)量的裝置，特別是涉及心肌細(xì)胞的重要力學(xué)性能指標(biāo)——收縮壓和舒張壓的測(cè)量。為生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域組織工程心肌細(xì)胞的力學(xué)性能測(cè)量提供了一種新的方法。

背景技術(shù)

細(xì)胞治療對(duì)心梗和終末期心臟疾患的治療具有廣闊前景，但目前臨床上的效果卻不很理想，其主要原因之一就是體外培養(yǎng)的心肌細(xì)胞的力學(xué)性能與宿主細(xì)胞不匹配，因此研發(fā)測(cè)量心肌細(xì)胞的力學(xué)特性的裝置，對(duì)細(xì)胞治療在醫(yī)學(xué)臨床上的應(yīng)用具有重要意義。

心肌細(xì)胞最重要的功能就是搏動(dòng)性即有規(guī)律的收縮運(yùn)動(dòng)，因此測(cè)量心肌細(xì)胞的力學(xué)特性最重要的就是測(cè)量其搏動(dòng)壓——收縮壓與舒張壓，但目前尚沒有測(cè)量心肌細(xì)胞搏動(dòng)壓的測(cè)量裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于精確地改變心肌細(xì)胞培養(yǎng)室中壓強(qiáng)的大小，觀察相應(yīng)心肌細(xì)胞的跳動(dòng)狀態(tài)，構(gòu)建測(cè)量心肌細(xì)胞搏動(dòng)壓的裝置。本裝置可以對(duì)心肌細(xì)胞培養(yǎng)室通過潔凈空氣的注入和排出來調(diào)節(jié)培養(yǎng)室的壓強(qiáng)的大小，再通過顯微鏡觀察心肌細(xì)胞在不同壓強(qiáng)下的跳動(dòng)情況來測(cè)量其搏動(dòng)壓的大小。在測(cè)量時(shí)，增加壓強(qiáng)，當(dāng)觀察到培養(yǎng)室中心肌細(xì)胞突然停止跳動(dòng)時(shí)，壓力表所顯示的值就是收縮壓，接著減小壓強(qiáng)，到觀察到心肌細(xì)胞又重新跳動(dòng)起來的那一剎那，此時(shí)壓力表顯示的值就是舒張壓。由于裝置采用了高精度的測(cè)量儀表，設(shè)置了微壓調(diào)節(jié)裝置，測(cè)得的數(shù)據(jù)是精確可靠的。

?本發(fā)明包括組織工程心肌細(xì)胞培養(yǎng)室、測(cè)量單元和微壓調(diào)節(jié)單元三個(gè)部分。

組織工程心肌細(xì)胞培養(yǎng)室包括心肌細(xì)胞培養(yǎng)室，培養(yǎng)觀測(cè)室蓋板、培養(yǎng)液進(jìn)口、培養(yǎng)液出口、密封塞和潔凈空氣入口。

心肌細(xì)胞培養(yǎng)室的頂端為透明的培養(yǎng)觀測(cè)室蓋板，心肌細(xì)胞培養(yǎng)室的兩端分別為培養(yǎng)液進(jìn)口和培養(yǎng)液出口，培養(yǎng)液出口上設(shè)置有密封塞，培養(yǎng)液進(jìn)口兼做潔凈空氣入口。

測(cè)量單元由第一軟管、儀表固定底座、壓力儀表組成。

第一軟管連通培養(yǎng)液進(jìn)口，壓力儀表通過儀表固定底座設(shè)置在第一軟管的管路上。

微壓調(diào)節(jié)單元由第二軟管、壓力施加氣囊、放氣閥、第一固定螺釘、第四固定螺釘、固定壓板、壓力活塞氣缸、氣缸支撐架、支撐底板、壓力活塞、第二固定螺釘、固定支承板、水平測(cè)微儀、固定支架、水平微動(dòng)滑臺(tái)、第三固定螺釘組成。

第二軟管通過儀表固定底座與第一軟管連通；壓力施加氣囊與第二軟管連通，用于對(duì)培養(yǎng)室施加壓力；放氣閥位于壓力施加氣囊上測(cè)，控制壓力的排放；壓力活塞氣缸也與第二軟管連接；固定壓板通過第一固定螺釘和第四螺釘將壓力活塞氣缸固定到氣缸支撐架上，氣缸支撐架又與支撐底板相連；第二固定螺釘將壓力活塞和固定支承板固定在一塊；水平測(cè)微儀通過固定支架與水平微動(dòng)滑臺(tái)連接，水平微動(dòng)滑臺(tái)又通過第三固定螺釘與固定支承板連接。

組織工程心肌細(xì)胞搏動(dòng)壓的測(cè)量具體包括以下步驟：

1、將培養(yǎng)室單獨(dú)取下，放入種子細(xì)胞，將培養(yǎng)液入口、培養(yǎng)液出口與培養(yǎng)液管路相聯(lián)通，注入培養(yǎng)液，在無菌的環(huán)境下放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng)心肌細(xì)胞；

2、培養(yǎng)出心肌細(xì)胞后（通過顯微鏡能觀察到有跳動(dòng)特征的短圓柱體細(xì)胞），將培養(yǎng)室與后面的測(cè)量及微位移單元連接。

3、關(guān)閉放氣閥，按壓壓力施加氣囊，給培養(yǎng)室加壓。

4、通過顯微鏡觀察，觀察到心肌細(xì)胞的跳動(dòng)變得微弱時(shí)，停止按壓氣囊，改用旋轉(zhuǎn)水平測(cè)微儀，慢慢地正向旋轉(zhuǎn)，直到心肌細(xì)胞的跳動(dòng)停止的剎那。此時(shí)壓力表上顯示的值就是收縮壓。

5、打開放氣閥慢慢放氣，同時(shí)觀察心肌細(xì)胞慢慢恢復(fù)跳動(dòng)，當(dāng)跳動(dòng)較明顯時(shí)，關(guān)閉放氣閥，反向旋轉(zhuǎn)水平測(cè)微儀，邊旋轉(zhuǎn)邊觀察，直到心肌細(xì)胞跳動(dòng)最明顯并且再旋轉(zhuǎn)微小的距離沒有變化時(shí)，此時(shí)壓力表顯示的值為舒張壓。

本發(fā)明首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)心肌細(xì)胞搏動(dòng)壓的測(cè)量，同時(shí)也可以通過在單位時(shí)間內(nèi)觀察心肌細(xì)胞跳動(dòng)次數(shù)，進(jìn)而得到它的頻率。它的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，適用性好，安全可靠，為生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域組織工程心肌細(xì)胞的力學(xué)性能測(cè)量提供了一種新的方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

????以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種測(cè)量心肌細(xì)胞的搏動(dòng)壓的裝置主要有培養(yǎng)室單元，測(cè)量單元、微壓調(diào)節(jié)單元3部分組成。

培養(yǎng)室單元包括密封塞1；培養(yǎng)液出口2；潔凈空氣入口（培養(yǎng)液入口）22；培養(yǎng)觀測(cè)室蓋板23；心肌細(xì)胞培養(yǎng)室24；第五固定螺釘25。