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专利名称:三维应力细胞培养装置的制作方法
技术领域:
本实用新型涉及ー种血管内皮细胞的培养装置,尤其是一种模拟内皮细胞在脉动流环境中,并在周向应力,切应力,正应カ协同作用下的培养装置。
背景技术:
血管内皮细胞是血管各种生理病理反应的基础,利用体外培养内皮细胞是研究内皮细胞生物学和各种疾病关系的重要方法。静态培养法的内皮细胞没有承受血流切应カ的作用,离体时间越长分化能力越差,在后续实验中难以耐受血流动力学环境而发生细胞脱落。平行平板流动腔和应变腔可以分别研究流动切应力和血管周向应カ对内皮细胞形态及功能的影响,但是目前还没有装置能够同时提供在体内皮细胞在血管内受到的正应カ,切应カ和周向应カ。
发明内容本实用新型是要提供一种三维应カ细胞培养装置,使内皮细胞在脉动流中培养,同时该装置可以提供内皮细胞受到的周向应力,切应力,正应力,并相对独立调节,为体外培养内皮细胞用以研究内皮细胞形态功能提供了实验手段。为了实现上述目的,本实用新型采用技术方案是一种三维应カ细胞培养装置,包括心泵,顺应性部件,分支,分支后负载,细胞培养器,后负载,储液槽及恒温装置,模拟血管,其特点是细胞培养器内部包含一段模拟血管,细胞培养器外部连接比例调压稳流装置;心泵产生周期性脉动流输出端连接顺应性部件后分ニ条路一路通过分支和分支后负载连接储液槽及恒温装置,另一路通过细胞培养器和后负载连接储液槽及恒温装置。比例调压稳流装置由空气压缩机,储气
罐,比例压カ阀,气罐压カ传感器组成,空气压缩机出气ロ连接储气罐和比例压カ阀,储气罐上连接有气罐压カ传感器。细胞培养器液体流入、流出端分别安装有用于测量模拟血管近端和远端压力的近、远压カ传感器,并分别放置在近、远测点。后负载和储液槽及恒温装置之间管路上装有用于测量液体流经模拟血管流量的电磁流量计。细胞培养器中承载内皮细胞的模拟血管为内径45mm,长度80mm的硅胶管。;,切应力,周向应カ的作用,这些カ可以相对独立调节。因此,本实用新型使内皮细胞在脉动流中培养,同时可以模拟内皮细胞受到的周向应力、切应力、正应力,并可相对独立调节,为体外培养内皮细胞用以研究其形态功能提供了实验手段。
图I是本实用新型的结构框图;图2是本实用新型的细胞培养器结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本实用新型作进ー步的说明。如图
I所示,本实用新型的三维应カ细胞培养装置,包括心泵I,顺应性部件2,分支3,分支后负载4,细胞培养器5等。心泵I产生周期性脉动流输出端连接顺应性部件2后分ニ条路一路通过分支3和分支后负载4连接储液槽及恒温装置15,另一路通过细胞培养器5和后负载13连接储液槽及恒温装置15。如图2所示,细胞培养器5内部包含一段模拟血管6。模拟血管6外部连接比例调压稳流装置16。模拟血管6液体流入、流出端分别安装有用于测量模拟血管6近端和远端压カ的近、远压カ传感器11、12,并分别放置在近、远测点。模拟血管6通过后负载13连接储液槽及恒温装置15。后负载13与储液槽及恒温装置15之间装有电磁流量计14。比例调压稳流装置16包括空气压缩机7,储气罐8,比例压カ阀9,气罐压カ传感器10。空气压缩机7出气ロ连接储气罐8和比例压カ阀9,储气罐8上连接有气罐压カ传感器10。心泵I能模拟人体心脏周期性射血,顺应性部件2模拟动脉弹性腔功能,将脉动心泵I的间隙性射血变成连续的脉动流,分支3用于调节另ー支路的液体流量大小,分支后负载4和后负载13模拟人体毛细血管对动脉的外周阻力,细胞培养器5内部包含了一段模拟血管6,细胞培养器5的外部连接着空气压缩机7为细胞培养器5供气,储气罐8稳定气流,比例压カ阀9控制细胞培养器5内部压力,压カ传感器10測量储气罐8内部压力。压カ传感器11、12分别安放在细胞培养器5
的液体流入流出端,电磁流量计14測量液体流经模拟血管的流量,储液槽及恒温装置15为流动的液体提供恒定的温度。三维应カ细胞培养装置的细胞培养器承载内皮细胞的模拟血管6为内径45mm,长度80mm的硅胶管。近、远测点放置近、远压カ传感器11、12,測量模拟血管6近端和远端压力。模拟血管6内种植内皮细胞后安放于细胞培养器5内,心泵I产生周期性脉动流,液体分两条支路,一条流经分支3和后负载4,另一条流经细胞培养器5和后负载13,前一条支路起到分流的作用。当流经分支3的液体増加,流经模拟血管6的液体流量減少,内皮细胞受到切应カ减小。空气压缩机7充气,气体通过储气罐8稳压,储气罐8顶部放置压カ传感器10用以测量罐内压力即模拟血管6外壁压力,气体流经比例压カ阀9,最終进入细胞培养器5,改变模拟血管6外壁压力,从而调节内皮细胞受到的周向应力,外壁压カ越大,周向应カ越小。当储气罐8内部压カ到达30kpa,空气压缩机7停止供气;当细胞培养器5内气压小于预定值,储气罐8内存储的气体通过比例压カ阀9持续向其供气;当细胞培养器5内气压大于预定值,储气罐8停止供气,比例压カ阀9开启释放气体以实现减压。近、远压カ传感器11、12分别测量模拟血管6流入流出端的压カ即近端和远端的正应力,该测量值还可以计算内皮细胞在模拟血管6近端和远端分别受到的周向应力。电磁流量计14測量流经模拟血管6
的液体流量从而计算切应力。増大后负载13即增加外周阻力,从而增加内皮细胞受到的正应カ。
,包括心泵(1),顺应性部件(2),分支(3),分支后负载(4),细胞培养器(5),模拟血管(6),后负载(13),储液槽及恒温装置(15),其特征在于所述细胞培养器(5)内部包含一段模拟血管(6);细胞培养器(5)外部连接比例调压稳流装置(16);所述心泵(I)产生周期性脉动流输出端连接顺应性部件(2)后分二条路一路通过分支(3)和分支后负载(4)连接储液槽及恒温装置(15),另一路通过细胞培养器(5)和后负载(13)连接储液槽及恒温装置(15)。
,其特征在于所述比例调压稳流装置(16)由空气压缩机(7),储气罐(8),比例压力阀(9),气罐压力传感器(10)组成,空气压缩机(7)出气口连接储气罐(8)和比例压力阀(9),储气罐(8)上连接有气罐压力传感器(10)。
,其特征在于所述细胞培养器(5)液体流入、流出端分别安装有用于测量模拟血管(6)近端和远端压力的近、远压力传感器(11、12),并分别放置在近、远测点。
,其特征在于所述后负载(13)和储液槽及恒温装置(15)之间管路上装有用于测量液体流经模拟血管流量电磁流量计
(14)。
,其特征在于所述模拟血管(6)为内径45mm,长度80mm的娃胶管。
专利摘要本实用新型涉及一种三维应力细胞培养装置,由心泵、顺应性部件、细胞培养器、后负载、储液槽及恒温装置等组成;心泵产生周期性脉动流输出端连接顺应性部件后分二条路一路通过分支和分支后负载连接储液槽及恒温装置,另一路通过细胞培养器连接储液槽及恒温装置。本实用新型使内皮细胞在模拟血流的脉动流中培养,同时为内皮细胞提供周向应力、正应力、切应力的机械刺激,受到的应力可相对独立调节,为培养耐受血流动力学因素的内皮细胞提供了培养手段。