[實用新型]一種組織工程干細胞誘導心肌細胞培養與測量生物反應器

有效

• 申請號: 201420700163.6
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN204311067U
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 李宏;羅杰;求冰霞;陳豐農;尹克
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/36;C12M1/34
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于生物醫學工程領域，涉及一種組織工程干細胞誘導心肌細胞培養與測量生物反應器。

背景技術

細胞治療對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的心肌細胞的力學性能與宿主心肌細胞不匹配，因此研發能夠對心肌細胞培養過程進行實時測量與調節的生物反應器，對細胞治療在醫學臨床上的應用具有重要意義。

心肌細胞最重要的功能就是搏動性，即有規律的收縮運動，因此測量心肌細胞的力學特性最重要的就是測量其搏動強度及搏動頻率，目前尚沒有在培養過程中能實時測量其力學特性的測量裝置。

發明內容

本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種組織工程干細胞誘導心肌細胞培養與測量生物反應器。

本實用新型解決技術問題所采取的技術方案為：

本實用新型包括培養單元、控制單元和測量單元。

所述培養單元包括多個儲液罐和一個培養室，每個儲液罐通過各自的連接接頭連接相應的出液管，將培養液輸入至控制單元；控制單元控制進入培養室的培養液；在所述的培養室下方設置有廢液罐，培養室與廢液罐聯通。

所述的控制單元包括流量調節凸輪和驅動流量調節凸輪的舵機；輸入至控制單元的每一路培養液的流量由流量調節凸輪進行控制，舵機安裝在流量調節凸輪的上方，舵機由集成電路板進行控制，集成電路板外接有觸摸屏。

所述的測量單元包括培養室傳感器固定隔膜、傳感器固定板和壓電傳感器；壓電傳感器被傳感器固定隔膜固定在傳感器固定板上，傳感器固定板位于培養室與廢液罐之間，壓電傳感器用于感知心肌細胞的搏動。

本實用新型可以根據需對輸入培養液的流量大小進行調節，在培養室中培養心肌細胞；同時可對心肌細胞的搏動強度和頻率進行實時測量，最終實現培養和測量的同步性，以確保培養出具有良好力學性能的心肌細胞，由于裝置采用了高精度的測量儀表，設置了微壓調節裝置，測得的數據是精確可靠的。同時對干細胞誘導培養心肌細胞和心肌細胞搏動力與頻率參數是同步測量，可直觀的顯示觀察培養過程中心肌細胞誘導培養的搏動強度，且經計算可得搏動頻率。

附圖說明

圖1為組織工程干細胞誘導心肌細胞培養與測量生物反應器結構圖；

圖2為組織工程干細胞誘導心肌細胞培養與測量生物反應器剖視圖；

圖3為組織工程干細胞誘導心肌細胞培養與測量生物反應器內部結構圖。

具體實施方式

????以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。

本實用新型通過集成電路控制舵機調節培養液流量誘導干細胞分化成心肌細胞，并通過培養室底部壓力傳感器檢測心肌細胞的搏動強度及頻率，設計開發了一套關于組織工程干細胞誘導心肌細胞培養與搏動力測量的生物反應器。如圖1所示，一種組織工程干細胞誘導心肌細胞培養與測量生物反應器主要有培養單元，控制單元，測量單元部分組成。

培養單元包括第二出液管39；第一出液管40；第三連接接頭41；第一連接接頭42；儲液罐固定底座43；第一儲液罐44；第二連接接頭45；第一培養液儲液罐蓋板1；第二培養液儲液罐2；第二培養液儲液罐蓋板3；第三培養液儲液罐蓋板4；第四培養液儲液罐蓋板5；第三培養液儲液罐6；第四培養液儲液罐7；第四連接接頭8；第三出液管9；第四出液管10；第八出液管17；第七出液管18；培養室蓋板19；培養室20；培養室廢液出口連接接頭21；廢液控制閥門22；第九出液管23；廢液儲液罐連接接頭24；廢液罐蓋板27；廢液罐底座28；第六出液管29；第五出液管30；第六連接接頭48；第七連接接頭49；第八連接接頭50；第五連接接頭52。

四個儲液罐（44,2,6,7）裝在儲液罐固定底座43上，由各自的連接接頭（42,45,41,8）連接相應的出液管（40,39,9,10）；培養室20在廢液罐底座28上，左邊連接四根出液管（30,29,18,17），培養液由此進入，右邊連接第九出液管23，將廢液排出到廢液池。

如圖1和圖3所示，控制單元包括第一舵機11；第三舵機12；第二舵機13；第四舵機14；舵機固定板固定螺釘15；前擋板16；前擋板固定螺釘31；舵機固定板32；舵機連接線孔33；培養液流量調節底座34；舵機固定螺釘35；集成電路板固定底座36；底板固定螺釘37；后擋板38；第三流量調節凸輪46；第四流量調節凸輪47；第二流量調節凸輪53；第一流量調節凸輪54；后擋板固定螺釘55；集成電路板56；電路板支撐絕緣接頭57。