[發(fā)明專利]一種體外動(dòng)態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710210682.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107012091B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玲;聶吉昌;申皓;李滌塵;靳忠民;劉亞雄;賀健康;連芩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C12M3/00
• 分類號(hào): C12M3/00;C12M1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發(fā)明公開(kāi)了一種體外動(dòng)態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由若干相同結(jié)構(gòu)的工作位組成，每個(gè)工作位包含一個(gè)加載上試樣和一個(gè)組合樣品槽，組合樣品槽外部由硬質(zhì)材料制成，而內(nèi)部由多孔軟質(zhì)材料制成，若干工作位共用一個(gè)水平方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)單元和一個(gè)豎直方向的應(yīng)變加載單元，兩個(gè)單元通過(guò)協(xié)同工作來(lái)給樣品施加動(dòng)態(tài)壓縮應(yīng)變、滑動(dòng)摩擦等不同形式的力學(xué)刺激。本發(fā)明提供的一種體外動(dòng)態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，尺寸小，可以在無(wú)菌操作臺(tái)中使用，組合樣品槽中的多孔軟質(zhì)腔體能夠?yàn)榻M織樣品提供仿生的柔性?shī)A持環(huán)境和彌散給養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)條件，為關(guān)節(jié)軟骨等活性組織的體外動(dòng)態(tài)培養(yǎng)和功能評(píng)價(jià)提供了有效途徑。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于軟骨等活性組織修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種體外動(dòng)態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，應(yīng)用于軟骨等活性組織的長(zhǎng)期體外動(dòng)態(tài)培養(yǎng)及力學(xué)刺激對(duì)其影響的研究。

背景技術(shù)：

關(guān)節(jié)軟骨沒(méi)有血管、淋巴管和神經(jīng)，僅僅依靠彌散獲取營(yíng)養(yǎng)，其營(yíng)養(yǎng)依賴于滑膜的周圍血管叢、關(guān)節(jié)滑液及鄰近骨髓腔的血管。從關(guān)節(jié)滑液中，關(guān)節(jié)軟骨既可獲得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也可以排除代謝廢物。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)對(duì)于維持關(guān)節(jié)軟骨的正常結(jié)構(gòu)起著重要的作用，適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)可以使關(guān)節(jié)軟骨不斷地受到壓力刺激，同時(shí)關(guān)節(jié)滑液的運(yùn)動(dòng)能為關(guān)節(jié)軟骨提供更好的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)和排出廢物，從而促進(jìn)關(guān)節(jié)軟骨的新陳代謝。同樣，對(duì)于組織工程軟骨來(lái)說(shuō)，適當(dāng)?shù)牧W(xué)刺激和運(yùn)動(dòng)一方面可以直接刺激并影響種子細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，另一方面通過(guò)促進(jìn)培養(yǎng)液在三維細(xì)胞支架中的循環(huán)，間接促進(jìn)軟骨種子細(xì)胞的增殖和胞外基質(zhì)的分泌，從而促進(jìn)組織工程軟骨的生長(zhǎng)?，F(xiàn)存的應(yīng)用于組織工程軟骨體外動(dòng)態(tài)培養(yǎng)的裝置中，只能從單一方向施加應(yīng)變載荷，無(wú)法有效模擬自然關(guān)節(jié)軟骨組織在體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)和受力狀態(tài)，無(wú)法研究應(yīng)變和剪切復(fù)合作用對(duì)組織工程軟骨生長(zhǎng)的影響。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種體外動(dòng)態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，能夠提供一種體外仿生環(huán)境對(duì)軟骨等活性組織進(jìn)行動(dòng)態(tài)培養(yǎng)，并且通過(guò)施加一定頻率的應(yīng)變、摩擦等力學(xué)刺激因素，來(lái)評(píng)價(jià)相關(guān)因素對(duì)組織生長(zhǎng)或破壞的影響。同時(shí)設(shè)計(jì)多孔軟質(zhì)腔體夾具來(lái)夾持樣品，可以保證培養(yǎng)液透過(guò)夾具與樣品的各部位接觸，為組織提供接近體內(nèi)的仿生的力學(xué)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)供給。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種體外動(dòng)態(tài)培養(yǎng)系統(tǒng)，包括機(jī)座、機(jī)架、水平運(yùn)動(dòng)單元、豎直加載單元、樣品夾具、加載上試樣和夾具；其中，水平運(yùn)動(dòng)單元和機(jī)架固定連接在機(jī)座上，豎直加載單元固定連接在機(jī)架上，樣品夾具固定連接在水平運(yùn)動(dòng)單元的工作臺(tái)上，加載上試樣和夾具固定連接在豎直加載單元的工作臺(tái)上。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，樣品夾具包括移動(dòng)拖板，移動(dòng)拖板上設(shè)置有若干個(gè)相同結(jié)構(gòu)的工作位，每個(gè)工作位上自下而上依次設(shè)置有轉(zhuǎn)動(dòng)盤、U型槽和組合樣品槽，組合樣品槽一側(cè)還設(shè)置有樣品槽墊板。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，每個(gè)工作位上的轉(zhuǎn)動(dòng)盤與移動(dòng)拖板之間通過(guò)深溝球軸承活動(dòng)連接，每個(gè)工位上還設(shè)置有安裝在移動(dòng)拖板上的限位銷釘，限位銷訂位于轉(zhuǎn)動(dòng)盤的兩側(cè)，用于限定轉(zhuǎn)動(dòng)盤在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度在±10°范圍內(nèi)。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，加載上試樣和夾具包括上試樣夾具以及設(shè)置在上試樣夾具的若干個(gè)加載上試樣，若干個(gè)加載上試樣與移動(dòng)拖板上的若干個(gè)工作位相對(duì)應(yīng)，上試樣夾具固定連接在豎直加載單元的工作臺(tái)上。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述的組合樣品槽外部是由金屬或者高分子聚合物材料制成，而內(nèi)部與樣品接觸起夾持作用的部分由多孔軟質(zhì)材料經(jīng)過(guò)翻模工藝制成。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，組合樣品槽包括配合使用的軟質(zhì)腔體成形凹模和軟質(zhì)腔體成形凸模。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，在軟質(zhì)腔體成形凹模與加載上試樣的水平相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相平行的兩側(cè)壁內(nèi)表面加工有多齒結(jié)構(gòu)，在軟質(zhì)腔體成形凹模(22)與加載上試樣的水平相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相垂直的方向上加工有凹槽。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，凹槽的寬度為4mm，深度為1mm。