[實用新型]多角度超聲波加載的體外細胞學實驗裝置

有效

• 申請號: 201420275333.0
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN203866327U
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 寧成云;余遵雄
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/42
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本實用新型涉及一種細胞生物學的實驗裝置，尤其是一種多角度超聲波加載的體外細胞學實驗裝置，屬于醫療器械領域。

背景技術

超聲在醫學領域應用廣泛。超聲可用于辟石、切除病變組織(如白內障)的手術，在關節置換翻修術中清除骨水泥；在臨床治療應用時，可在組織中產生熱能，用于減輕疼痛、緩解肌肉痙攣、改善關節和肌肉活動；低強度超聲裝置更是用于醫療成像，對體內重要器官、胎兒、眼球及骨組織等進行成像；還有研究表明低強度超聲可用于促進骨折愈合等。

超聲波是一種超出人聽覺范圍的聲能，它在體內傳播可引起體內組織、細胞或生物分子功能和代謝的變化。一般認為超聲治療是由機械效應、溫熱效應和理化效應共同作用的。一方面，Carter等學者認為低強度超聲作為一種聲能，作用在骨折部位時將轉化為弱機械能對骨折處組織及細胞產生力學刺激，從而促進骨折愈合；另一方面，Rawool等學者認為超聲的溫熱效應增加了損傷部位的血供，從而增加了損傷部位組織的生長因子和細胞活素，利于組織自我修復；此外，有學者發現，超聲可以改變細胞膜的通透性，細胞膜通透性的改變細胞膜內外的離子代謝。在研究低強度超聲對骨折愈合的研究中，Ryaby等報道了低強度超聲可以促進鈣離子與正在分化中的軟骨，骨細胞結合，增加了第二信使的活性，提高了腺苷酸環化酶活性及成骨細胞對TGF-β的合成，加速骨的合成。總之，超聲波的加載作為一種外源性的物理刺激，對生物組織中的細胞、酶、生物分子代謝有著緊密的影響，然而，利用超聲波廣泛研究各種生物材料的體外細胞學實驗仍然不夠，超聲作用的內在機理依然不甚明確。

目前，用于研究超聲波加載對細胞培養過程中細胞增殖、粘附、分化的影響的實驗裝置主要是單一的在一個培養皿或密閉腔室中通過液體傳導超聲波，然而，這種裝置在實驗過程中存在操作較繁瑣，不利于批量重復實驗，實驗環境難以達到細胞培養要求等缺陷。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供了一種多角度超聲波加載的體外細胞學實驗裝置，該裝置結構簡單、成本低廉、操作方便、功能多樣，可實現研究不同入射角的超聲波作用對細胞單獨培養或生物材料與細胞共同培養實驗的影響，可以滿足多組實驗的同時進行，提高實驗過程的效率。

本實用新型的目的可以通過采取如下技術方案達到：

多角度超聲波加載的體外細胞學實驗裝置，包括超聲波發生器以及至少一臺與超聲波發生器連接的超聲波加載設備；所述每臺超聲波加載設備包括殼體和多條凹形旋轉螺桿，所述每條凹形旋轉螺桿包括旋轉頭、主長桿、第一連桿以及第二連桿，所述第一連桿的一端從殼體內延伸至殼體前部的外側與旋轉頭連接，所述第二連桿的一端從殼體內延伸至殼體后部的外側，所述第一連桿和第二連桿的另一端分別與主長桿連接；所述主長桿上設有多個超聲波發射探頭，每條凹形旋轉螺桿上的多個超聲波發射探頭一起構成陣列排布的超聲波發射探頭，所述殼體上部設有陣列排布的多個通孔，所述每個通孔與細胞培養多孔板的每個孔一一對應；在細胞培養多孔板固定在殼體上部時，所述每個超聲波發射探頭可在任意角度通過每個通孔對準細胞培養多孔板的每個孔中心。

作為一種優選方案，所述每臺超聲波加載設備還包括多個角度表盤，所述每個角度表盤與每條凹形旋轉螺桿一一對應，并設置在殼體前部的外側面上，所述殼體前部的外側面上還設有與多個角度表盤一一對應的多個開口，所述每條凹形旋轉螺桿的主長桿從殼體內延伸至開口處，以此讀取凹形旋轉螺桿的旋轉角度。

作為一種優選方案，所述超聲波發生器內部設有超聲波發生控制單片機組，前部的外側面上設有超聲波功率控制旋鈕、超聲波頻率控制旋鈕、超聲波波長控制旋鈕、超聲波作用時間控制旋鈕以及與各個控制旋鈕一一對應的四個數字顯示窗，所述超聲波發生控制單片機組通過線路分別與超聲波功率控制旋鈕、超聲波頻率控制旋鈕、超聲波波長控制旋鈕、超聲波作用時間控制旋鈕和四個數字顯示窗連接。

作為一種優選方案，所述每臺超聲波加載設備還包括電路板，所述電路板設置在殼體內的下方位置，所述多個超聲波發射探頭通過電路板與超聲波發生器連接。

作為一種優選方案，所述裝置還包括兩條彈性松緊帶，所述每條彈性松緊帶的兩端配有鉤環，所述兩條彈性松緊帶分別通過鉤環搭扣在殼體前部的兩端和殼體后部的兩端，使細胞培養多孔板固定在殼體上。

作為一種優選方案，所述裝置還包括細胞培養箱，所述細胞培養箱內設有縱向分布的多層培養臺，所述每層培養臺用于放置一臺超聲波加載設備。

作為一種優選方案，所述每條凹形旋轉螺桿的旋轉角度范圍是0～180°。