[發明專利]一種生物組織灌流培養裝置

有效

• 申請號: 201511006027.2
• 申請日: 2015-12-29
• 公開（公告）號: CN105483003B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 霍波;郭萌萌;郭向東
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 仇蕾安,高燕燕

技術領域

本發明涉及組織培養領域，具體涉及一種生物組織灌流培養裝置。

背景技術

隨著生物醫學工程學科的迅速發展，迫切需要大規模人工培養細胞和生物組織。目前，細胞的二維培養技術較為成熟，但細胞的三維培養以及組織水平的培養仍然十分困難。特別是生物組織的體外培養，如何使營養物質進入到組織內部避免“中心壞死”現象仍是一個迫切需要解決的技術難題。另一方面，生命體內存在著廣泛的運動和變形，對于生物組織的生長和衰退都有關鍵的影響，因此如何在體外組織培養中施加力學刺激特別是模擬重力作用的體力(向心力)刺激也是有著重要應用價值的技術。目前，美國宇航局(NASA)的Johnson空間中心研發了一種旋轉壁式生物反應器(RWV)，在此基礎上又研制了細胞旋轉培養系統(RCCS)，當系統旋轉時可使懸浮細胞受到的重力矢量為零。但此類實驗裝置主要用于細胞水平的體外培養，并不容易實現生物組織水平的體外培養，故設計一種適用于生物組織培養的裝置具有重要的應用意義。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種生物組織灌流培養裝置，通過加載組織提供的向心力，實現對生物組織水平的體外培養。

一種生物組織灌流培養裝置，包括灌流組件、加載組件和固定組件；

所述灌流組件與所述加載組件固定，加載組件用于承載灌流組件；所述固定組件與加載組件固定，為加載組件提供固定支撐；

所述灌流組件用于為生物組織提供所需的生長環境；

所述加載組件用于對灌流組件施加向心力。

較佳地，所述灌流組件包括灌流腔體、蠕動泵、步進電機驅動控制器、第一電刷、第二電刷、滑環和中轉瓶；

其中，所述滑環主要包括兩個銅環；

所述灌流腔體、蠕動泵和中轉瓶通過橡膠管首尾依次順連形成回路；步進電機驅動控制器與蠕動泵相連；第一電刷和第二電刷通過導線與灌流組件中的步進電機驅動控制器連接；所述第一電刷和其中一個銅環形成接觸；所述第二電刷與另一個銅環形成接觸，實現電流的導通。

所述加載組件包括：主軸、蠕動泵固定裝置、中轉瓶固定裝置、軸承和軸套；

主軸與軸承配合的安裝固定在固定組件的底座上，且與底座的上表面垂直；所述軸套通過其中心孔與主軸套接且固定在底座上表面；中轉瓶固定裝置和蠕動泵固定裝置的通孔依次穿過主軸，套接在主軸外表面且固定；

所述固定組件為帶有底座、支架和頂板的固定架。

其連接關系為：

滑環穿過主軸，固定在底座的上表面，且滑環的內徑大于軸套外徑，軸套與滑環成內外嵌套的結構；第一電刷和第二電刷分別安裝中轉瓶固定裝置下表面的不同位置處；中轉瓶置于中轉瓶固定裝置上；蠕動泵以及與蠕動泵連接的步進電機驅動控制器置于蠕動泵固定裝置上；灌流腔體固定在主軸上；

固定架的頂板上裝有電機，所述電機與主軸配合。

較佳地，所述蠕動泵固定裝置和中轉瓶固定裝置結構如下：

蠕動泵固定裝置為圓盤結構，圓盤的中心設有用于與主軸連接的通孔；沿圓盤的外圓周上開有多個用于懸掛蠕動泵的大開口；相鄰兩個大開口之間設有小開口；

所述中轉瓶固定裝置采用尼龍材料制成；所述中轉瓶固定裝置設有瓶托和瓶夾；所述瓶托為圓盤結構，瓶托中心位置設有用于與主軸連接的通孔，瓶托上端面沿瓶托外圓周面上設有多個瓶夾；沿所述瓶托的外圓周上設有多個開口；瓶托上設有多個用于與電刷固定的螺紋孔；

較佳地，固定在主軸上的中轉瓶固定裝置的開口與蠕動泵固定裝置的大開口貫通。

較佳地，所述灌流組件中的灌流腔體為實體結構；在灌流腔體上設有呈中心對稱的安裝孔；所述灌流腔體分為三段式結構，中間段用于放置生物組織樣品，兩側分別為螺紋段，且螺紋段的內徑大于中間段的內徑；所述灌流腔體的其中一側的端面上還設有螺紋孔。

較佳地，所述密封螺栓為階梯型圓筒，分為兩段；其中，大直徑段設有外螺紋，小直徑段外表面設有倒刺。

較佳地，所述灌流組件還包括法蘭組件；所述加載組件還包括用于將法蘭組件與主軸固定的懸臂；

法蘭組件是由法蘭底盤和圓柱筒構成的整體結構；圓柱筒位于法蘭底盤的上方；且圓柱筒沿軸線方向設有開口，其余部分均勻設有通孔；

所述懸臂與法蘭組件中的圓柱筒結構相同，其懸臂的外徑尺寸等于圓柱筒的內徑尺寸；

法蘭組件固定在灌流腔體的一側，懸臂對應的嵌套在圓柱筒的內表面；其中，這里的對應是指懸臂的開口和法蘭圓柱體的開口位于同一側，且與外界貫通；懸臂與主軸的連接面設為與主軸外圓周面匹配的弧形結構。

有益效果：