[發明專利]細胞周期性壓力電動施加裝置及施加方法

在審

• 申請號: 202011283806.8
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112375679A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 宋方龍
• 申請（專利權）人: 蘇州大學附屬第二醫院
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/42;C12N5/077
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 趙青;趙建敏

本發明涉及一種細胞周期性壓力電動施加裝置及施加方法，包括：磁性蓋玻片，置于細胞上，包括蓋玻片本體以及內置在該蓋玻片本體內的第一導磁片；壓力施加機構，承載細胞培養皿，包括承載板、內置在承載板內的電磁發生片、與電磁發生片電連接的可變電阻、以及設置在上下承載板上的第二導磁片；任意波形發生器，與壓力施加機構電連接。對細胞施加壓力時，先將磁性蓋玻片清潔處理后置于細胞培養皿中，覆蓋于細胞上，并將細胞培養皿放置于壓力施加機構上；然后將壓力施加機構與任意波形發生器連接，通過調整磁場的場強、頻率，調節周期性壓力的大小及頻率，進而產生各種參數的周期性壓力。

技術領域

本發明屬于細胞培養技術領域，具體涉及一種細胞周期性壓力電動施加裝置及施加方法。

背景技術

細胞力學(cell mechanics)是生物力學的一個前沿領域，也是組織工程學的一個重要組成部分。它涉及細胞在力學載荷作用下細胞膜、細胞骨架的變形、彈性常數、粘彈性、粘附力等力學性能的研究，以及力學因素對細胞生長、發育、成熟、增殖、衰老和死亡等的影響及其機制研究。

生長于普通培養皿中的貼壁細胞，以目前的技術，無法直接施加任何周期性機械壓力。目前文獻報道的各種周期性壓力產生裝置均需將細胞培養在特殊的介質上，如Bioflex板、細胞爬片等，或者壓力產生裝置龐大、結構復雜、價格昂貴，或者細胞需要移出培養箱進行應力施加，導致無法長時間施加應力。

為了解決上述技術問題，發明人早前發明了一種機械式細胞周期性壓力施加裝置，將細胞爬片覆蓋以蓋玻片，以液滴下落垂直滴于其上產生的震蕩壓力完成周期性壓力的施加。盡管實現了機械式周期性壓力施加，但壓力施加過程中，整個裝置多暴露于空氣中，存在諸多缺點：1)容易污染；2)爬片過程復雜；3)整個裝置體積較大，占用培養箱內的寶貴空間資源；4)壓力參數只能大致估算，不精確；5)裝置需高溫高壓消毒，準備時間長；6)耗費大量的PBS或者培養液。

發明內容

本發明是為解決上述問題進行的，在早前機械式細胞周期性壓力施加裝置的基礎上進行改進，提供了一種簡易式的細胞周期性壓力電動施加裝置及施加方法。

本發明的第一方面，提供了一種細胞周期性壓力電動施加裝置，包括：磁性蓋玻片，置于細胞上，包括蓋玻片本體以及內置在該蓋玻片本體內的第一導磁片；壓力施加機構，承載細胞培養皿，包括承載板、內置在承載板內的電磁發生片、與電磁發生片電連接的可變電阻、以及設置在上下承載板上的第二導磁片；任意波形發生器，與壓力施加機構電連接。

優選的，在本發明提供的細胞周期性壓力電動施加裝置中，磁性蓋玻片和第一導磁片均為圓形，第一導磁片的直徑為磁性蓋玻片直徑的1/7～1/5，盡量保持蓋玻片重量不變。

優選的，在本發明提供的細胞周期性壓力電動施加裝置中，第一導磁片和第二導磁片均為鐵片，電磁發生片為電磁線圈或電磁鐵。

優選的，在本發明提供的細胞周期性壓力電動施加裝置中，電磁發生片的功率為2.5W，吸力為2KC，跳轉電壓為12V和24V。

優選的，在本發明提供的細胞周期性壓力電動施加裝置中，電磁發生片的個數為多個，在承載板內矩陣式排布。

優選的，在本發明提供的細胞周期性壓力電動施加裝置中，第二導磁片的尺寸至少等于第一導磁片尺寸。放置磁性蓋玻片時，將第一導磁片與第二導磁片對應即可。

本發明的第二方面，提供了一種對細胞施加周期性壓力的方法，包括如下步驟：

A、將磁性蓋玻片清潔處理后置于細胞培養皿中，覆蓋于細胞上，并將細胞培養皿放置于壓力施加機構上；

B、將壓力施加機構與任意波形發生器連接，通過調整磁場的場強、頻率，調節周期性壓力的大小及頻率，進而產生各種參數的周期性壓力。