[發明專利]一種體外細胞培養裝置

在審

• 申請號: 201911028908.2
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110747123A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 樊瑜波;孫聯文;韓壯;楊肖
• 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;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/10;C12M1/00
• 代理公司: 11668 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳磊;張楨

1.一種體外細胞培養裝置，其特征在于，包括三維隨機回轉模塊、力學加載模塊、供液回路模塊、圖像采集模塊、系統監測與控制模塊，其中，

所述三維隨機回轉模塊包括支架(1)、電源(2)、底板(3)、外轉軸(4)、內轉軸(5)、外轉框(6)、內轉框(7)、電機控制器(8)、主電機(9)、從電機(10)、V帶(11)、兩個帶輪(12)、兩個齒輪(13)、主導電滑環(14)、從導電滑環(15)，

所述支架(1)通過螺釘固定于所述底板(3)上用于支撐所述外轉軸(4)和固定轉接頭(18)，所述轉接頭(18)包括第一轉接頭(181)、第二轉接頭(182)、第三轉接頭(183)和第四轉接頭(184)；

所述外轉框(6)為“日”字型框，所述內轉框(7)上下兩端固定連接于所述內轉軸(5)中部，所述內轉軸(5)通過軸承固定于所述外轉框(6)的頂端和底端，所述第一轉接頭(181)套于所述內轉軸(5)上端，所述第二轉接頭(182)套于所述內轉軸(5)的下端，所述外轉框(6)和內轉框(7)能夠相對轉動，所述外轉框(6)能夠相對于所述底板(3)轉動；

所述從電機(10)通過螺釘固定在所述外轉框(6)的左側邊框的凹槽，所述一個帶輪(12)與所述從電機(10)固定連接，所述另一個帶輪(12)固定在所述內轉軸(5)與軸承連接處，V帶(11)固定于所述兩個帶輪(12)上，形成帶傳動機構，通過所述從電機(10)驅動所述內轉軸(5)轉動，進而帶動所述內轉框(7)轉動；

所述外轉軸(4)分為左側外轉軸和右側外轉軸，所述左側外轉軸的一端通過軸承固定于所述外轉框(6)的左側邊框，所述第三轉接頭(183)套于所述左側外轉軸的另一端，所述右側外轉軸的一端通過軸承固定于所述外轉框(6)的右側邊框，所述第四轉接頭(184)套于所述右側外轉軸的另一端，所述主導電滑環(14)固定于所述左側外轉軸上，一個所述齒輪(13)固定于所述主導電滑環(14)和所述第三轉接頭(183)之間，另一個所述齒輪(13)固定連接于所述主電機(9)，兩個所述齒輪(13)相互配合，形成齒輪傳動機構，所述主電機(9)驅動兩個所述齒輪(13)轉動，進而帶動所述外轉框(6)轉動；

所述電機控制器(8)和所述主電機(9)均固定于所述底板(3)上，所述從導電滑環(15)固定于所述內轉軸(5)上；

所述力學加載模塊為細胞培養容器(17)，所述細胞培養容器(17)固定于所述內轉框(7)內，細胞貼壁生長于所述細胞培養容器(17)中；

所述供液回路模塊包括硅膠管(16)、轉接頭(18)、泵(19)、緩沖瓶(20)和儲液瓶(21)，所述轉接頭(18)均由轉子和定子組成，所述第一轉接頭(181)和所述第二轉接頭(182)的轉子分別固定于所述內轉軸(5)上，所述第三轉接頭(183)和所述第四轉接頭(184)的轉子分別固定于所述外轉軸(4)上，所述轉接頭(18)的定子分別固定于所述支架(1)，所述硅膠管(16)從所述儲液瓶(21)的出口經由所述第三轉接頭(183)的轉子、所述外轉軸(4)內部、所述外轉框(6)側邊的凹槽連接至所述第一轉接頭(181)的轉子，進而通過所述內轉軸(5)內部連接至所述細胞培養容器(17)的入口，由所述細胞培養容器(17)的出口通過所述內轉軸(5)內部依次連接所述第二轉接頭(182)的轉子、所述第四轉接頭(184)的轉子、所述緩沖瓶(20)的入口，由所述緩沖瓶(20)的出口依次連接所述泵(19)、所述儲液瓶(21)的入口，形成供液回路，所述供液回路通過所述硅膠管(16)連接，培養液在所述泵(19)的驅動下在所述硅膠管(16)內流動；

所述圖像采集模塊為微型相機(22)，安裝在所述培養裝置表面，實時監測所述細胞培養容器(17)中細胞的狀態；

所述系統監測與控制模塊監測培養裝置的狀態并與上位機通訊進而實時控制所述主電機(9)、所述從電機(10)和所述泵(19)的工作狀態。

2.根據權利要求1所述的一種體外細胞培養裝置，其特征在于，所述細胞培養容器為流動腔或培養瓶。

3.根據權利要求1或2所述的一種體外細胞培養裝置，其特征在于，所述供液回路模塊的泵(19)為蠕動泵或注射泵。

4.根據權利要求1或2所述的一種體外細胞培養裝置，其特征在于，所述細胞培養容器(17)為三個，通過串聯或并聯方式連接。

5.根據權利要求1或2所述的一種體外細胞培養裝置，其特征在于，所述內轉軸(5)和所述外轉軸(4)的內部均能夠通過硅膠管(16)，使培養液在所述內轉軸(5)和所述外轉軸(4)的內部流過，消除了旋轉引起的管線纏繞。