[實用新型]基于應力可控的模擬體內動態微環境的細胞培養裝置

有效

• 申請號: 201721332530.1
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN207918877U
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 楊習鋒;曾晨光;劉云奇;曾維;彭蕓;陳琦
• 申請（專利權）人: 廣州新誠生物科技有限公司
• 主分類號: C12M3/04
• 分類號: C12M3/04;C12M3/00;C12M1/42;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/04
• 代理公司: 深圳市合道英聯專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果

本實用新型公開了基于應力可控的模擬體內動態微環境的細胞培養裝置，包括殼體、以及設于殼體內部的平面面蓋、培養皿放置座、拉伸裝置、平臺基座、散熱機構，還包括頂蓋、實時觀察系統、電刺激系統、控制系統、CO₂輸送裝置和自動換液裝置，拉伸裝置包括對生物膜夾緊的夾緊裝置、控制夾緊裝置移動的傳動機構以及拉力傳感器，通過設置多個移動夾具，在細胞培養的過程中，可實現對生物膜進行單向、雙向、多向的循環拉伸，并對生物膜的拉伸時間、拉伸頻率以及拉伸幅度進行控制，同時對細胞進行電刺激，可以實現電?拉力刺激的聯合，更真實地模擬了體內細胞所處的微環境，為細胞、組織的體外生長的研究提供了條件。

技術領域

本實用新型涉及細胞培養技術領域，尤其是涉及基于應力可控的模擬體內動態微環境的細胞培養裝置。

背景技術

在組織工程中，細胞、組織的體外功能化培養已成為組織工程的核心技術，也是形成組織工程產業的比不可少的技術基礎。提供與細胞體內生存條件相近似的體外生長環境，對于細胞、組織的三維培養和功能化至關重要，其中，力學、電學等物理影響因子在其中起著不可忽視的作用。

機體的器官、組織、細胞和生物大分子在力學作用下發生相應的形態和功能改變，這是機體對力學刺激的響應過程，而機體對一定范圍力學刺激的自適應，對于維持正常生理功能具有重要作用。細胞由生物大分子構成，是生命活動的基本單位。研究力對細胞的作用，是揭示器官、組織生物力學特性的基礎，也是進一步研究細胞內生物大分子的生物力學特性的出發點。研究表明，力可以通過影響細胞內基因表達和蛋白質合成來調節細胞功能，在細胞的生理、病理過程中發揮著重要作用。目前，細胞培養已成為細胞生物學、分子生物學、遺傳學和免疫學等學科研究的重要基礎。

當前，細胞培養廣泛使用各種培養瓶，但局限于單一靜態培養環境，實際上，在正常的生理條件下，細胞往往處于復雜的力學環境當中，如骨細胞、血管內皮細胞以及心肌細胞等等，這些細胞在生長過程中受到一些物理因素的影響如：血流的流體剪切應力、拉伸力和液體壓力等。在常規的細胞培養條件下，此類細胞的真實生長環境無法模擬。因此，需要開發新的細胞培養方法提供與體內細胞生長環境近似的微環境，較為真實。

現有的技術對細胞的拉伸力作用通常是借助時細胞粘附的基底材料(如生物膜)發生形變來實現，其中大多數裝置采用生物膜為基底材料，通過通過對膜的底部施加正氣壓或負氣壓或者液體產生的壓力使來實現膜的形變,然后拉伸細胞，對細胞產生一定范圍的力學刺激，再通過控制變形量大小來控制細胞受力大小，使用該種方法細胞受力的刺激是不均勻的，且力的大小不可控，不能夠準確的對細胞進行力學刺激。

因此，開發出均勻、大小可控的力刺激技術對細胞的培養技術具有重要意義。

實用新型內容

為了解決上述現有技術問題，本實用新型提供了能夠實現不同應力, 不同方向的基于應力可控的模擬體內動態微環境的細胞培養裝置，包括殼體，還包括設于殼體內用于夾持生物膜的夾緊裝置，所述夾緊裝置包括至少兩個移動夾具，所述生物膜位于兩個夾具之間；設于殼體內控制夾緊裝置移動的拉伸裝置；所述夾緊裝置之間設有用于放置培養皿的培養皿放置座；以及用于檢測生物膜拉力的拉力傳感器，并將拉力信號輸出，所述夾具上設置有拉力傳感器。

為進一步實現本實用新型，所述夾具包括上夾頭、下夾頭、以及調節上夾頭移動的調節組件，上夾頭包括上夾持端、上連接部，上連接部的底端與上夾持端連接，上連接部呈倒L形狀，下夾頭設置在上夾頭的下方，下夾頭包括下夾持端、下連接部，上夾持端與下夾持端形成夾持部，用于將生物膜夾緊，下連接部平行設置在上連接部的下方，下連接部的形狀是與上連接部的形狀相同的倒L狀，下連接部設有滑槽，上連接部沿著下連接部的滑槽上下滑動，從而帶動上夾持端靠近或者遠離下夾持端，所述調節組件采用調節螺桿和螺母，通過擰動調節螺桿從而帶動上夾持端靠近或者遠離下夾持端。