[實用新型]模擬體內動態微環境的細胞培養裝置

有效

• 申請號: 201721383897.6
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN207468651U
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 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: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/42;C12M1/38;C12M1/34;C12M1/00
• 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、自動換液裝置和夾緊裝置，拉伸裝置包括控制夾緊裝置移動的傳動機構以及拉力傳感器，多個移動夾具的設置，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一項組織工程的核心技術，也是形成組織工程產業的必不可少的技術基礎，但目前體外細胞培養還存在一些不足。

在力學方面，模擬體內力學環境的實驗方法主要有流動剪切力法、基底拉伸法、靜水壓法、圓周應力法；模擬體外力學環境的實驗方法主要有微重力細胞培養法、離心力場法、氣體加壓法、聲波刺激法、微光束輻照法。基底拉伸技術開始于彈性細胞培養膜的問世。基底拉伸技術的設計思路是以生物膜作為基底材料，通過將細胞種植于生物膜上，由裝置產生可控制的運動使得生物膜發生形變，而培養在生物膜表面上的細胞因基底的形變而受力，從而實現拉伸應力下細胞生長規律研究的可能性，這種加載技術是目前一種較為理想的實驗技術，可用于各種細胞的體外力學加載，主要用于研究牽張力對體外培養細胞增殖和代謝等的影響，其加載技術主要有矩形基底拉伸、圓形基底拉伸等，其中圓形基底的拉伸更為常見。

在電學方面，電學環境是體內細胞生長的重要微環境之一。在生理電場存在的情況下，細胞產生分裂、分化和遷移。沒有電場的細胞培養環境缺少了一種胚胎自然發育過程中所具有的細胞外環境。通過模擬體內細胞、組織生長所處的電學微環境，可為體外細胞組織的生長提供較為真實的環境，能使細胞快速、優質增殖，如電刺激可以誘導人成骨細胞鈣離子濃度的增加，促進成骨細胞的增殖、生長因子的分泌以及細胞外基質的合成。

現有體外細胞培養技術中，普遍是將培養皿放置于培養箱內，培養一段時間后再將培養皿取出，以對其進行力學或電學刺激，這種方法效率低，且培養質量不高。

實用新型內容

為了解決上述現有技術問題，本實用新型提供了模擬體內動態微環境的細胞培養裝置，包括殼體，以及設置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；設置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。

為了進一步實現本實用新型，所述拉伸裝置包括傳動機構、拉力傳感器，所述傳動機構包括兩個固定座、步進電機、絲桿和行程桿，所述步進電機固定設置在設有通孔的固定座上，所述絲桿設置在兩個固定座之間，所述絲桿一端與電機的輸出軸固定連接，并穿過固定座的通孔，另一端與另一個固定座的螺孔連接，行程桿一端與下夾頭固定連接，行程桿另一端設有螺孔，該螺孔與絲桿螺紋連接，所述步進電機帶動絲桿轉動，實現了行程桿水平直線運動，進而實現拉伸夾具移動。

為了進一步實現本實用新型，所述拉力傳感器設置在移動夾具上。

為了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。