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一种可调压力的三维细胞培养装置的制作方法

时间:2022-02-15 阅读: 作者:专利查询

一种可调压力的三维细胞培养装置的制作方法

1.本实用新型涉及细胞培养技术领域,具体涉及一种简易可调压力的体外三维细胞培养装置。


背景技术:

2.目前力学细胞培养系统,多使用二维培养的剪切力系统,由于细胞在体外改变的环境下增生逐渐丧失了原有的性状,往往和体内情况不相符,不能完全模拟体细胞在体内三维环境(如软骨、骨骼、肌肉等)的应力状况。而动物实验完全在体内进行,由于体内的多种因素制约以及体内和外界环境相互影响而变得复杂化,难以研究单一过程和中间过程。
3.三维细胞培养技术是介于单层细胞培养与动物实验之间的一种技术,既能最大程度的模拟体内环境,又能展现细胞培养的直观性及条件可控性的优势。三维细胞培养以常见支架三维培养模型为主,该模型能更好地模拟细胞在体的生长自然环境。但目前已知的力学细胞培养系统,价格昂贵,以每小时约千元收费,且资源集中于高端实验室,无法在普通实验室中推广使用。


技术实现要素:

4.本实用新型所要解决的技术问题是目前使用二维培养的剪切力系统,不能完全模拟在体细胞在体内三维环境的应力状况,而目前已知的三维细胞培养系统,价格昂贵,且资源集中于高端实验室,无法在普通实验室中推广使用。为了解决以上技术问题,本实用新型的目的是开发一种简易可调控压力的体外三维细胞培养系统,并采用了以下技术方案。
5.一种可调压力的三维细胞培养装置,包括培养舱、活塞、加压机构和压力指示机构;所述活塞嵌插入所述培养舱中;所述加压机构配置为能驱使所述活塞在所述培养舱中移动;所述压力指示机构配置成能实时指示所述培养舱内的压力。
6.作为该可调压力的三维细胞培养装置的进一步改进,所述压力指示机构包括压力感应器、底座、计时器、压力显示屏和控制单元;所述压力感应器安装在所述培养舱的底部,能感应所述培养舱内的压力;所述培养舱安装在所述底座上;所述计时器和所述压力显示屏安装在所述底座的表面,所述控制单元安装在所述底座的内部;所述压力感应器、所述计时器和所述压力显示屏分别电连接于所述控制单元。
7.作为该可调压力的三维细胞培养装置的进一步改进,所述加压机构包括加压平台和压力调节组件;所述压力调节组件作用于所述加压平台,所述加压平台作用于所述活塞;调整所述压力调节组件,能驱使所述加压平台移动,并带动所述活塞在所述培养舱中移动。
8.作为该可调压力的三维细胞培养装置的进一步改进,所述加压平台平行于所述底座;所述活塞垂直于所述加压平台。
9.作为该可调压力的三维细胞培养装置的进一步改进,所述活塞位于所述培养舱之外的一端固定于所述加压平台。
10.作为该可调压力的三维细胞培养装置的进一步改进,所述压力调节组件包括数量
相同的多根螺纹压力杆和多个数字六面螺母,每根所述螺纹压力杆均垂直穿过所述加压平台并固定在所述底座上;每个所述螺纹压力杆均配置一个所述数字六面螺母,每个数字六面螺母均位于所述加压平台远离所述底座的一侧。
11.作为该可调压力的三维细胞培养装置的进一步改进,所述压力调节组件包括四根相同直径的螺纹压力杆和四个相同的数字六面螺母;四根螺纹压力杆设置在所述加压平台的四个角,且等距环布于所述培养舱的四周。
12.作为该可调压力的三维细胞培养装置的进一步改进,每个所述数字六面螺母的六个侧面依次设置数字1、2、3、4、5、6。
13.作为该可调压力的三维细胞培养装置的进一步改进,所述加压平台水平设置,每个数字六面螺母均抵接所述加压平台的上表面且位于同一水平高度,并且在同一方向上,每个所述数字六面螺母上的数字相同。
14.作为该可调压力的三维细胞培养装置的进一步改进,所述培养舱为具有保温功能的双层筒壁结构,包括内筒和外筒;所述外筒固定在所述底座上;所述活塞设置于内筒中;所述压力感应器设置于内筒底部,并通过穿透所述外筒和底座外壳的导线连接于底座内的所述控制单元。
15.本实用新型的有益效果是:该可调控压力的体外三维细胞培养装置,能更好的模拟细胞在体内的应力生长环境,可在组织工程学细胞培养和药物研发中发挥重要作用;本装置结构简单、成本低、便携易操作,容易在普通实验室中推广使用。
附图说明
16.图1为可调压力的三维细胞培养装置的一种结构示意图。
17.附图标记:培养舱1、活塞2、压力感应器3、底座4、计时器5、压力显示屏6、加压平台7、螺纹压力杆8、数字六面螺母9。
具体实施方式
18.以下结合附图对本实用新型的实施例进行阐述。
19.如图1所示,为一种可调压力的三维细胞培养装置的结构示意图,该培养装置包括培养舱1、活塞2、加压机构和压力指示机构。所述活塞2嵌插入所述培养舱1中。活塞2的头部可以是橡胶材质,和培养舱1无缝抵接。所述加压机构配置为能驱使所述活塞2在所述培养舱1中移动。所述压力指示机构配置成能实时指示所述培养舱1内的压力。
20.其中,所述压力指示机构包括压力感应器3、底座4、计时器5、压力显示屏6和控制单元。所述压力感应器3安装在所述培养舱1的底部,能感应所述培养舱1内的压力。所述培养舱1安装在所述底座4上。所述计时器5和所述压力显示屏6安装在所述底座4的表面。所述控制单元安装在所述底座4的内部。所述压力感应器3、所述计时器5和所述压力显示屏6分别电连接于所述控制单元。通过加压机构配置驱使所述活塞2在所述培养舱1中移动来调整培养舱1内的压力,压力感应器3将感应的压力数据传输至所述控制单元,所述控制单元控制压力显示屏6实时显示该培养舱1内的压力,计时器5能指示加压的时间,达到指示培养舱1内压力的作用。
21.所述加压机构包括加压平台7和压力调节组件。所述压力调节组件作用于所述加
压平台7,所述加压平台7作用于所述活塞2。其中,所述加压平台7平行于所述底座4,所述活塞2垂直固定于所述加压平台7。调整所述压力调节组件,能驱使所述加压平台7向下移动,并带动所述活塞2在所述培养舱1中向下移动。
22.其中,所述压力调节组件包括数量相同的多根螺纹压力杆8和多个数字六面螺母9。每根所述螺纹压力杆8均垂直无接触穿过所述加压平台7并固定在所述底座4上。每个所述螺纹压力杆8均配置一个所述数字六面螺母9。螺纹压力杆8具有外螺纹,数字六面螺母9具有内螺纹,该内螺纹和外螺纹相适配。每个数字六面螺母9均位于所述加压平台7远离所述底座4的一侧。
23.在一个改进实施例中,所述压力调节组件包括四根相同直径的螺纹压力杆8和四个相同的数字六面螺母9。四根螺纹压力杆8设置在所述加压平台7的四个角,且等距环布于所述培养舱1的四周,每根螺纹压力杆8到培养舱1的距离相等。每个所述数字六面螺母9的六个侧面依次设置数字1、2、3、4、5、6。所述加压平台7水平设置,每个数字六面螺母9均抵接所述加压平台7的上表面且位于同一水平高度,并且在同一方向上,每个所述数字六面螺母9上的数字相同。在使用时,通过旋转四个数字六面螺母9,使每个数字六面螺母9在同一精确朝向上为同一数字,可确保加压平台7作用于活塞2的四个角的压力同步,并可记录施加的压力大小。
24.其中,在另一个改进实施例中,所述培养舱1为具有保温功能的双层筒壁结构,包括内筒和外筒,耐高压,且耐高温消毒,能重复细胞培养使用。所述外筒固定在所述底座4上。内筒用于加入含细胞三维培养基。所述活塞2设置于内筒中,用于调节内筒压力。所述压力感应器3设置于内筒底部,并通过穿透所述外筒和底座4外壳的导线连接于底座4内的所述控制单元。
25.以上可调压力的三维细胞培养装置的使用方法为:
26.(1)将融化后的低熔点三维培养胶(商品化并已成熟应用)与一定数量的细胞混合后注入培养舱1中;
27.(2)使用生物摇床缓慢震荡培养系统,使培养基内细胞均匀混于低熔点胶之中;
28.(3)待低熔点胶逐渐凝固,再在低熔点胶上方注入培养液,然后将连接的活塞2和加压平台7置入培养舱1中,包括将加压平台7插接入四根螺纹压力杆8中,以及将活塞2的头部插入培养舱1中,装上四个数字六面螺母9,四个数字六面螺母9在同一朝向上为同一数字;
29.(4)调节加压平台7上方的四个数字六面螺母9,并且使每个数字六面螺母9在同一朝向上为同一数字,同时观察压力显示屏6显示的培养舱1内压力,调整到实验所需压力;
30.(5)将装置放入细胞培养箱培养。
31.以上实施例的可调控压力的体外三维细胞培养装置,能更好的模拟细胞在体内的应力生长环境,可在组织工程学细胞培养和药物研发中发挥重要作用;本装置结构简单、成本低、便携易操作,容易在普通实验室中推广使用。
32.以上所述实施方式仅是示例性的,不能依此限定本实用新型的保护范围,依本实用新型内容所作的等效变化与修饰,均应属于本实用新型涵盖的范围。