CN101059502A - 生物活性体外评价装置 - Google Patents

Abstract

生物活性体外评价装置，属于生物医用材料实验装置，目的在于克服现有静态评价方法的不足，准确，方便地评价生物材料生物活性。本发明恒流泵通过管道并行连接N个样品室，N个样品室分别通过管道连接储液池；样品室包括基座、下固定管、上固定管，上固定管外套有顶部架，基座与顶部架通过连接管连接；顶部架和基座分别开有小孔，构成外循环体系；下固定管具有下固定管上盖、上固定管具有上固定管上、下盖，上固定管上、下盖和下固定管上盖各开有小孔，下固定管侧壁下方开有小孔，构成内循环体系；工作时，被评价样品固定于下固定管和上固定管之间。本发明提供的动态环境更接近人体真实环境，能够准确，方便地批量评价被评价样品的生物活性。

Description

生物活性体外评价装置

技术领域

本发明属于生物医用材料实验装置，具体涉及一种生物活性体外评价装置。

背景技术

生物材料在替代或修复人体组织/器官方面起着重要作用，它要短期、长期甚至终身与人体相接触，这就要求生物材料不仅要具有临床使用所需的理化性能，还必须具有良好的生物活性。

现有评价生物材料生物活性的体外方法主要是将生物材料静置于装有模拟体液的容器中，按照预定时间点定期更换模拟体液，并检测液体中的离子变化情况，从而检测材料的钙磷沉积速率，并对材料表面生成物进行分析检测；同时将材料与细胞复合静态培养，通过在预定的时间点对材料的细胞增殖、黏附等情况的检测，评价材料的生物活性。见1.Masaki Uchida，Hyun-Min Kim，Tadashi Kokubo，et al.Structural dependence of apatite formation ontitania gels in a simulated body fluid.J Biomed Mater Res，2003，64A：164-170；2.Kokubo T，Kushitani H，Sakka S，et al.Solutions ableto reproduce in Vivo surface changes in bioactive glass-ceramic A-W3[J].J Biomed Mat Res，1990，24(6)：721-734；3.杜瑞林，常江，倪似愚.58S生物玻璃陶瓷的力学性能及体外生物活性。硅酸盐学报，2005，33(5)：650-654；4.Yang Wei-zhong，Zhou Cheng-xin，Xiao Bin，et al.Bioactivity of sol-gelderived apatite/wollastonite porous bioactive glass-ceramic.Chinese Jof Clinical Res，2006，10(9)：185-187。

在体内引发生物材料发生变化的主要因素之一是体内的摩擦，冲击等力学动态环境，这些力学环境对于生物材料的物理性质如材料的大小、形状、弹性、硬度、强度、脆性、降解性能等变化有重要影响，现有方法不能模拟生物材料在体内的真实情况，因此，不能准确评价材料在体内的生物活性。同时，现有方法在评价的过程中，材料独立的被放置于各个容器中，每个容器的环境无法保证完全一致，且实验使用容器的大小、容积没有统一的标准，随意性很大，无法对材料进行成批准确的评价。

发明内容

本发明提供一种生物活性体外评价装置，目的在于克服现有的静态评价方法的不足，能够模拟体内应力环境，准确，方便地批量评价生物材料生物活性。

本发明的一种生物活性体外评价装置，包括N个样品室、恒流泵和储液池，恒流泵通过管道并行连接N个样品室，N个样品室分别通过管道连接储液池，N为1～10；样品室自下而上包括基座、卡在基座上的下固定管、上固定管，上固定管外套有顶部架，所述基座与顶部架通过连接管连接；顶部架和基座分别开有小孔，用于构成外循环体系；所述下固定管具有下固定管上盖、所述上固定管具有上固定管上盖及上固定管下盖，上固定管上、下盖和下固定管上盖各开有小孔，下固定管侧壁下方开有小孔，用于构成内循环体系；工作时，被评价样品固定于下固定管和上固定管之间。

所述的生物活性体外评价装置，其特征在于：所述基座、连接管、顶部架之间通过螺纹连接，连接管和顶部架之间具有O型密封圈，基座和连接管之间具有O型密封圈；所述上固定管和上固定管下盖、下固定管和下固定管上盖之间通过螺纹连接。

本发明的恒流泵采用12通道蠕动泵。蠕动泵采用变频调速电机，可在较宽范围内进行速度调节，在规定时间内实现快速制动，且能满足长时间培养的要求。

本发明样品室的每个部分都被设计成允许快速的装配和拆卸，便于整个装置的清洗和消毒，所有的部分都可以进行蒸气或气体消毒。上固定管的下盖和下固定管上盖(即与材料接触的上下端)是可以拆卸的活动装置，可以根据材料的尺寸和数量更换零件。扩大了装置的适用范围。

当样品室装配完毕，放置在系统固定架中，同时将储液池放置其上。系统固定架采用有机玻璃的材质，整个系统由硅胶管连通，并构成整体，装配完成后可进行体外钙磷沉积实验操作，并将整套装置放置于培养箱中，用于材料一细胞复合培养，评价材料的生物活性。

本发明提供的动态环境更接近人体真实环境，能够准确，方便地批量评价被评价样品的生物活性。

附图说明：

图1是本发明组成示意图；

图2是本发明样品室结构示意图；

图3是本发明储液池结构示意图；

图4是本发明的系统固定架俯视图。

图中标记：样品室1、恒流泵2、储液池3、上固定管4、上固定管下盖5、上固定管上盖6、下固定管7、下固定管上盖8、基座9、连接管10、顶部架11、O型密封圈12、内循环入水孔13、外循环进水口14、内循环出水口15、外循环出水口16、内循环材料入水孔17、内循环材料出水口18、池盖19、储液池进液口20、储液池出液口21、箱体22、培养室放置孔23、储液池放置槽24。

具体实施方式：

如图1所示，本发明的一个实施例包括6个样品室1、恒流泵2和储液池3，恒流泵2通过管道并行连接6个样品室1，6个样品室分别通过管道连接储液池3。

如图2所示，样品室包括上固定管4，上固定管4上方与管道相连接的上固定管上盖6，设置在上固定管上盖6上的内循环进水口13，上固定管4下方的可替换的上固定管下盖5，设置在上固定管下盖5上的与材料接触的内循环材料入水孔17，与上固定管4共同固定材料的下固定管7，放置在下固定管7上的下固定管上盖8上的内循环材料出水口18，放置下固定管7的基座9，设置在下固定管7下端的内循环出水口15，设置在基座9下端的外循环出水口16，放置在基座9上的连接管10，在基座9和连接管10之间设置有保证装置密封性的O型密封圈12，放置在连接管10上部的中空的顶部架11，在顶部架11和连接管10之间放置有O型密封圈12，设置在顶部架11上的外循环进水口14。

恒流泵由多通道恒流泵构成，采用12通道蠕动泵。为整个系统提供模拟体液流动的动力。

如图3所示，储液池采用有机玻璃的材料，为有盖的长方体，由箱体22和箱体上方的池盖19组成，在池盖19上设置有进液口20、出液口21，分别用于连通蠕动泵和6个样品室。

如图4所示，6个样品室分别被放置在系统固定架的6个样品室放置孔23中，储液池被放置在系统固定架的储液池放置槽24中，以便成为一个整体，方便移动。

被评价样品被放置在上固定管4和下固定管7之间，被上固定管4压住；打开恒流泵，模拟体液由储液池出液口21出发，通过恒流泵由外循环进水口14和内循环进水口13分别进入培养室，由内循环出水口15和外循环出水口16流出培养室，经储液池进液口20流回储液池完成循环。其中外循环体系中，模拟体液从被评价样品的表面流过，为被评价样品表面提供剪应力。内循环系统中，模拟体液从被评价样品的支架内部微管道中流过，为多孔被评价样品内部提供剪应力。由于被评价样品被固定在上固定管4和材料下固定架7之间，上固定管4的自重为材料提供了类似于人体自重的静态压力，使得装置提供的动态环境更接近人体真实环境。

上固定管下盖5和下固定管上盖8是可以拆卸的，可具有不同数量的内循环材料入水孔17和内循环材料出水口18，根据实验的样品数量进行更换，同时放置多个被评价样品。将被评价样品放置在下固定管7上的内循环材料出水口18上，将上固定管下盖5上的内循环材料入水口17对准被评价样品放下，利用上固定管4的自重固定被评价样品。

Claims (2)

1.一种生物活性体外评价装置，包括N个样品室、恒流泵和储液池，恒流泵通过管道并行连接N个样品室，N个样品室分别通过管道连接储液池，N为1～10；样品室自下而上包括基座、卡在基座上的下固定管、上固定管，上固定管外套有顶部架，所述基座与顶部架通过连接管连接；顶部架和基座分别开有小孔，用于构成外循环体系；所述下固定管具有下固定管上盖、所述上固定管具有上固定管上盖及上固定管下盖，上固定管上、下盖和下固定管上盖各开有小孔，下固定管侧壁下方开有小孔，用于构成内循环体系；工作时，被评价样品固定于下固定管和上固定管之间。

2.如权利要求1所述的生物活性体外评价装置，其特征在于：所述基座、连接管、顶部架之间通过螺纹连接，连接管和顶部架之间具有O型密封圈，基座和连接管之间具有O型密封圈；所述上固定管和上固定管下盖、下固定管和下固定管上盖之间通过螺纹连接。

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