CN101368558A - 用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵，所述电动伸缩泵包括直线电机、具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊、具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座，所述直线电机、具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座分别安装在一支承座上，具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊一端与单向阀座固定连接，伸缩式泵囊的腔与单向阀座的腔连通，伸缩式泵囊的另一端设有推柱，推柱与直线电机轴固定连接，所述直线电机的轴上安装开关触块，一行程开关安装在直线电机的轴套上。它通过直线电机、具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊、具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座的组合结构，可形成培养液的循环供给，并模拟血管搏动刺激及血流的冲刷作用和人体组织液循环的生理环境。

Description

用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵

技术领域

本发明涉及一种组织工程组织仿生培养装置，具体涉及一种用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵。

背景技术

现有的用于组织工程仿生培养的供给培养液的方式主要有两种:一种是在培养器皿注入培养液，当培养液使用一段时间后，将旧的培养液倒掉，然后再从新注入新鲜培养液，为所培养的组织提供所需营养；这种方式由于在更换培养液时需打开培养器皿，既容易造成培养组织遭受污染，又会造成培养的组织短时间失去供养，因此通常是用于短时间的培养观察，尚不能应用于长时间的培养研究及临床应用。另一种是采用蠕动泵为培养组织输送培养液，这种方式虽然可以不间断输送培养液，避免污染，但是由于蠕动泵是通过装在旋转臂上的三、四个辊子将导管挤压成弧形并且向前推动输送培养液，其输送压力低，与心脏运动的压力相比，相差甚远，而且每次泵出的液体量和泵出的速度很不精确。而组织工程组织的仿生培养需要将培养的组织工程组织置于模拟体内血流动力学生理环境的体外培养条件下进行培养，以促进组织工程组织结构和功能成熟，尤其是在仿生培养组织工程血管时，更是需要在模拟血管腔内应力施加的基础上模拟血液流动生理应力环境和在培养液供给方式上模拟组织液循环的生理模式。鉴于目前用于血管组织工程制备技术的模拟生理应力的装置，都是利用蠕动泵实现血管腔内模拟血液流动施加应力，显然不能实现真正的模拟血液流动生理应力环境和模拟组织液循环的生理模式，因此现有的组织工程组织仿生培养中，尤其是在血管组织的仿生培养中，还没有能够使组织外的培养液模拟血液流动生理应力环境和模拟组织液循环的生理模式的循环供养的装置，故对组织工程组织仿生培养特别是组织工程血管仿生培养的促进作用有限，不能适应其研究的要求、临床应用及产业化的需要，改良设计用于组织工程组织仿生培养特别是组织工程血管仿生培养的，在培养液供给方式上模拟组织液循环和模拟血液流动生理应力环境的装置成为近年来组织工程技术研究的热点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，以及在组织工程组织仿生培养领域中存在的模拟血液流动生理应力环境装置的空白，提供一种用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵，它通过直线电机、具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊、具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座的组合结构，可形成培养液的循环供给，并模拟血管搏动刺激及血流的冲刷作用和人体组织液循环的生理环境。

本发明的技术方案是这样实现的：所述电动伸缩泵包括直线电机、具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊、具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座，所述直线电机、具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座分别安装在一支承座上，具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊一端与单向阀座固定连接，伸缩式泵囊的腔与单向阀座的腔连通，伸缩式泵囊的另一端设有推柱，推柱与直线电机轴固定连接，所述直线电机的轴上安装开关触块，一行程开关安装在直线电机的轴套上。

由于采用了上述方案，用直线电机作为伸缩泵工作动力的驱动，用具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊作为分配供给培养液的通道，用具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座输入、输出培养液，这样使本电动伸缩泵能够在电脑的控制下，由直线电机带动用具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊沿电机轴直线运动的方向延伸膨胀或收缩，在伸缩式泵囊膨胀时吸入培养液，在伸缩式泵囊收缩时压出培养液。由于直线电机能够在电脑的控制下工作，其运动频率和运动速度能够根据设定模拟生理的脉搏频率和血液流动速度，由此使伸缩式泵囊能够在电机的模拟生理的脉搏频率和血液流动速度的带动下的膨胀、收缩，使培养液形成模拟生理环境的运动模式。同时因本伸缩泵的输入水嘴和输出水嘴可通过输液管道与仿生组织培养室、储液装置等连通形成循环管路，由此使本伸缩泵为培养组织供给的培养液能够形成循环，实现密封式循环管路，让所培养的组织工程组织能够模拟生理血液循环的环境中得到制备培养。尤其是当本伸缩泵用于模拟仿生培养组织工程血管组织时，其模拟血管搏动刺激及血流的冲刷作用和人体组织液循环的生理环境更具优势。

采用本发明用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵作为培养液的供给装置，可以实现通过培养液的缓慢流动和不断更新从而改善组织工程组织内部的传质及供养，因此能够对组织结构成熟的整个过程产生关键性影响。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

附图为本发明的结构示意图。

附图中，1为防护罩，2为电机支架，3为行程开关座，4为电机轴，5为连接套，6为阀座支架，7为支承座，8为垫圈，9为开关触块，10为轴套，11为行程开关，12为直线电机，13为推柱，14为压紧螺盖，15为单向阀座，16a为输入水嘴，16b为输出水嘴，17为具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊，18为插座。

具体实施方式

参见附图，本实施例的用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵包括直线电机12、具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊17、具有输入水嘴16a和输出水嘴16b的单向阀座15等。所述直线电机12、具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座15分别安装在一支承座7上。支承座7的上部设有阀座支架6，阀座支架6用螺钉固定连接在支承座7上，或者采用铆钉固定或焊接固定也可以，具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座15用螺钉固定在阀座支架7上。支承座7的下部设有电机支架2，电机支架2用螺钉固定在支承座7上，或者采用铆钉固定或焊接固定也可以，直线电机12用螺钉固定在电机支架2上，支承座7上还设有防护罩1，该防护罩1用螺钉固定在支承座7上，或者采用铆钉固定或焊接固定也可以，用以对直线电机12起保护作用。所述直线电机12的轴上压装固定连接一开关触块9，一行程开关11通过行程开关座3安装在直线电机12的轴套10上，行程开关座3用螺钉固定在轴套10上，以便于安装、拆卸及维修更换。所述支承座7上设有插座18，插座18也可以设置在防护罩1上，插座18通过导线分别与直线电机12、行程开关11连接。所述插座18采用航空插座，既保证线路连接的安全性，又解决了线路连接的集中性。具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊17位于单向阀座15与直线电机12之间，具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊17的一端与单向阀座15固定连接，伸缩式泵囊17的该端紧套在单向阀座15的连接头(未图示)上，采用螺母压紧密封连接以及扎条扎紧密封连接，或采用粘接密封都可以，使伸缩式泵囊17的腔与单向阀座15的腔连通。伸缩式泵囊17的另一端设有推柱13，伸缩式泵囊17的该端套在推柱13上，同样采用螺母压紧密封连接以及扎条扎紧密封连接，或采用粘接密封都可以，使该端形成封闭端。推柱13与直线电机轴4固定连接，所述直线电机轴4上螺纹连接一连接套5，该连接套5同时将开关触块9紧固压装在电机轴4上，具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊17设有的推柱13插入连接套5中，并用压紧螺盖14与连接套5螺纹连接，将推柱13与直线电机轴4固定连接，使直线电机轴4运动时能够通过推柱13带动具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊17延伸膨胀或收缩。所述具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊17的制作材料采用医用塑料，采用韧性较好的PVC材料或聚碳酸脂材料均可，尤以聚碳酸脂材料制作为佳。所述具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊17为吹塑成型的薄壁泵囊。

本发明用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵工作时，其伸缩范围控制在0～15mm，可调增量：0.1mm。

在不背离本发明精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变，但这些相应的改变都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵，其特征在于：所述电动伸缩泵包括直线电机、具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊、具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座，所述直线电机、具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座分别安装在一支承座上，具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊一端与单向阀座固定连接，伸缩式泵囊的腔与单向阀座的腔连通，伸缩式泵囊的另一端设有推柱，推柱与直线电机轴固定连接，所述直线电机的轴上安装开关触块，一行程开关安装在直线电机的轴套上。

2.根据权利要求1所述的用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵，其特征在于：所述支承座的上部设有阀座支架，具有输入水嘴和输出水嘴的单向阀座固定在阀座支架上，支承座的下部设有电机支架，直线电机固定在电机支架上。

3.根据权利要求1或2所述的用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵，其特征在于：所述支承座上设有插座，插座通过导线分别与直线电机、行程开关连接。

4.根据权利要求3所述的用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵，其特征在于：所述插座采用航空插座。

5.根据权利要求1所述的用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵，其特征在于：所述直线电机轴上螺纹连接一连接套，具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊设有的推柱插入连接套中，并用压紧螺盖与连接套螺纹连接，将推柱与直线电机轴固定连接。

6.根据权利要求1或5所述的用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵，其特征在于：所述具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊的制作材料采用医用塑料。

7.根据权利要求6所述的用于组织工程仿生培养的电动伸缩泵，其特征在于：所述具有褶皱腔壁的伸缩式泵囊为吹塑成型的泵囊。

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