[發明專利]一種Z型簡易平行平板流動腔

在審

• 申請號: 201710215686.X
• 申請日: 2017-04-04
• 公開（公告）號: CN106811412A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 樊瑜波;李瑩;儲照偉;郭萌
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 北京金恒聯合知識產權代理事務所11324
• 代理人: 李強

技術領域

本發明屬于細胞生物力學研究領域，具體地說，涉及一種離體細胞體外培養力學加載實驗裝置。

背景技術

由于生物體組織和器官生理結構的復雜性以及生物體內生理環境的多樣性，使得體細胞所處的生理、力學環境也是錯綜復雜的。隨著細胞的體外培養和分離技術的發展，在體外進行可控條件的細胞水平實驗已成為一種有效而熱門的實驗方法。簡易平行平板流動腔是利用培養液體流動產生剪切應力作用到細胞表面的一種體外細胞培養裝置，用以研究細胞在不同剪切力作用下的形態、黏附和功能等的變化規律，已成為細胞生物力學研究中的主要實驗裝置之一，并具有較好的推廣價值。簡易平行平板流動腔培養過程中形成的均勻剪切應力場是其主要有效部分。現有的簡易平行平板流動腔中剪切應力場位置不明確、無法提供足夠高的有效作用面積比特性，導致較多細胞生物力學實驗的失效或失敗。

申請號為201420372524.9的中國專利公開了一種可更換內芯的平行平板流動腔裝置,該裝置的底板結構設計較為復雜，導致加工制造成本高，形成的均勻剪切應力場較小。

發明內容

由于現有技術的上述問題，設計一種加工制造簡單、成本低并且在相同面積下能提高較大均勻剪切應力場的新型簡易平行平板流動腔裝置，對于細胞生物力學研究，就顯得尤為重要。為此，本發明人進行了深入研究，并由這些研究獲得了本發明。

本發明的一個目的，在于克服現有簡易平行平板流動腔中提供的均勻剪切應力場位置不明確和低有效作用面積比特性的技術不足，并提供一種Z型簡易平行平板流動腔，這種新型簡易平行平板流動腔裝置相比于其它現有簡易平行平板流動腔裝置，具有剪切應力場均勻，位置明確，有效面積足夠大并可以靈活調整的特點。

為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種Z型簡易平行平板流動腔，其包括底板、蓋板和載玻片，所述蓋板和載玻片之間形成平流腔，所述載玻片對應流體流動方向分別設有入口緩沖平臺、載玻片有效作用區域和出口緩沖平臺，載玻片的入口緩沖平臺和出口緩沖平臺的水平面高于載玻片有效作用區域平面。

根據本發明的一個進一步的方面，上述底板上開有載玻片槽和觀察孔，所述蓋板上設有入口、出口、入口緩沖槽和出口緩沖槽。

根據本發明的一個進一步的方面，上述蓋板的入口垂直于入口緩沖槽的槽面，出口垂直于出口緩沖槽的槽面。

根據本發明的一個進一步的方面，上述蓋板的入口處安裝有和入口緩沖槽相通的入口接頭，在出口處安裝有和出口緩沖槽相通的出口接頭。

根據本發明的一個進一步的方面，上述入口緩沖槽和載玻片之間的入口結構寬度沿流體流動方向變寬，所述出口緩沖槽和載玻片之間的出口結構寬度沿流體流動方向變窄。

根據本發明的一個進一步的方面，上述入口緩沖槽和入口緩沖平臺之間形成的平流腔高度大于蓋板和載玻片有效作用區域之間形成的平流腔高度，出口緩沖槽和出口緩沖平臺之間形成的平流腔高度大于蓋板和載玻片有效作用區域之間形成的平流腔高度。

根據本發明的一個進一步的方面，上述底板和蓋板之間裝配有支撐調節平流腔高度的硅膠墊片，優選的，所述底板和載玻片之間裝配有密封平流腔四周的密封圈。

根據本發明的一個進一步的方面，上述平流腔的高度通過硅膠墊片的厚度進行調節。

根據本發明的一個進一步的方面，上述硅膠墊片的厚度可根據實驗需要在0.1mm—0.5mm范圍內選擇。

根據本發明的一個進一步的方面，上述蓋板和底板的制作材料包括聚碳酸酯。

根據本發明的一個具體實施例，入口接頭和出口接頭可以選用316L不銹鋼接頭，底板和蓋板的制作材料為生物相容性較好的聚碳酸酯材料，該材料無色透明，有利于清楚地觀察剪切應力大小對細胞表面的影響，同時耐溶劑性能好和機械性能強度高，不會因受到較大應力而發生開裂。

本發明與現有技術相比的優點和/或有益效果包括：一、通過槽型設計使蓋板形成出入口緩沖槽，蓋板的出入口垂直于槽面，使得流體產生的流動壓力不會直接作用于出入口結構處；二、在出入口緩沖槽靠近載玻片有效作用區域一端通過出入口結構，形成一個較為有效穩定的變相出入口結構，使得流體在載玻片有效作用區域內流動穩定，明確了有效作用區域范圍，提高了有效作用面積比；三、細胞在載玻片有效作用區域內所受到的流體剪切應力非常均勻，顯著減弱了平行平板流動腔的出入口效應，能夠滿足細胞生物力學實驗研究的需求。四、通過調整入口流量，可以很方便的進行流體剪切應力的調控。五、該裝置加工制造簡單、成本低，具有很高的實用性。

附圖說明