CN101948750A

CN101948750A - 心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置

Info

Publication number: CN101948750A
Application number: CN 201010289056
Authority: CN
Inventors: 丁皓; 赵灵犀; 尚昆; 沈力行; 陈齐欧; 徐晶晶
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: CN101948750B

Abstract

本发明涉及一种心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置，密闭腔体内部含有一对心肌桥压块和模拟冠状动脉，电机驱动心肌桥压块压迫模拟冠状动脉，密闭腔体外部连接由空气压缩机，储气罐，比例压力阀，气罐压力传感器组成的比例调压稳流装置；心泵产生周期性脉动流经过蓄能器后液体分两条支路，一条流经分支和分支后负载进入储液槽及恒温装置，另一条流经密闭腔体和后负载后进入储液槽及恒温装置。本发明使内皮细胞在脉动流中培养，同时可以模拟冠状动脉受到心肌桥周期性压迫的生理环境，冠状动脉中内皮细胞受到的应力可相对独立调节，为研究心肌桥存在的情况下，内皮细胞形态功能与冠状动脉近端好发粥样硬化疾病两者之间的联系提供了实验手段。

Description

心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置

技术领域

本发明涉及一种血管内皮细胞的培养装置，尤其是一种模拟内皮细胞在冠状动脉中受到心肌桥周期性压迫，并在周向应力，切应力，正应力协同作用下的培养装置。

背景技术

心肌桥是一种较普遍的解剖现象，由于心肌桥影响, 冠状动脉近端好发粥样硬化疾病，而桥下段和远端却少见粥样硬化。血管内皮细胞的形态功能跟粥样硬化形成有密切联系。如今，通过内皮细胞培养的方法研究冠状动脉近端粥样硬化形成机制已经得到了广泛的应用，内皮细胞培养装置的种类和方法也越来越多。

静态培养法的内皮细胞没有承受血流切应力的作用，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力对内皮细胞形态及功能的影响，但是这两种装置都无法模拟心肌桥存在的情况下冠状动脉中内皮细胞的受力情况。

在心肌桥存在的情况下，血管内皮细胞除受到血流流动的切应力和来自血管壁的正应力、周向应力，还受到心肌桥的周期性压迫。

发明内容

本发明是要提供一种心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置，使内皮细胞在脉动流中培养，同时该装置可以模拟冠状动脉受到心肌桥周期性压迫的生理环境，冠状动脉中内皮细胞受到的应力（周向应力，切应力，正应力）可相对独立调节，为研究心肌桥存在的情况下，内皮细胞形态功能与冠状动脉近端好发粥样硬化疾病两者之间的联系提供了实验手段。

为了实现上述目的，本发明采用技术方案是：一种心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置，包括心泵，蓄能器，分支，分支后负载，密闭腔体，心肌桥压块，电机，后负载，储液槽及恒温装置，模拟冠状动脉，其特点是：密闭腔体内部包含有一对心肌桥压块和模拟冠状动脉，电机驱动心肌桥压块压迫模拟冠状动脉，密闭腔体外部连接由空气压缩机，储气罐，比例压力阀，气罐压力传感器组成的比例调压稳流装置；心泵产生周期性脉动流经过蓄能器后液体分两条支路，一条流经分支和分支后负载进入储液槽及恒温装置，另一条流经密闭腔体和后负载后进入储液槽及恒温装置。

密闭腔体液体流入、流出端分别安装有近、远压力传感器，并分别放置在近、远测点，用于测量模拟冠状动脉近端和远端压力。

后负载和储液槽及恒温装置之间管路上装有电磁流量计，用于测量液体流经模拟冠状动脉的流量。

密闭腔体为长方体，内壁长125 mm，宽110 mm，高55 mm，容积为756250 mm³；承载内皮细胞的模拟冠状动脉为内径4～5 mm，长度80 mm的硅胶管；心肌桥压块宽度L为10mm、20mm、30mm中的任一种，心肌桥压块6压迫程度分别为：50%、80%、100%三档可调。

本发明的士有益效果是：

本发明可以实现以下功能：

1.使血管内皮细胞在脉动流下培养；

2.模拟冠状动脉中内皮细胞受到不同类型心肌桥压迫；

3.内皮细胞同时受到的正应力，切应力，周向应力的作用，这些力可以相对独立调节。

因此，本发明使内皮细胞在脉动流中培养，同时可以模拟冠状动脉受到心肌桥周期性压迫的生理环境，冠状动脉中内皮细胞受到的应力（周向应力，切应力，正应力）可相对独立调节，为研究心肌桥存在的情况下，内皮细胞形态功能与冠状动脉近端好发粥样硬化疾病两者之间的联系提供了实验手段。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是是本发明的密闭腔体结构示意。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明的心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置，包括心泵1，蓄能器2，分支3，分支后负载4，空气压缩机9，储气罐10，气罐压力传感器12，近、远压力传感器13，14，比例压力阀11，密闭腔体5，模拟冠状动脉7，电机8，心肌桥压块6，电磁流量计16，储液槽及恒温装置17。所有接口均以硅胶管连接。

心泵1能模拟人体心脏周期性射血，蓄能器2模拟动脉弹性腔功能，将脉动心泵1的间隙性射血变成连续的脉动流，分支3用于调节另一支路的液体流量大小，分支后负载4和后负载15模拟人体毛细血管对动脉的外周阻力，密闭腔体5内部包含了心肌桥压块6一对和模拟冠状动脉7，电机8驱动心肌桥压块6压迫模拟冠状动脉7，密闭腔体5的外部连接着空气压缩机9为密闭腔体5供气，储气罐10稳定气流，比例压力阀11控制密闭腔体5内部压力，压力传感器12测量储气罐10内部压力。压力传感器13、14分别安放在密闭腔体5的液体流入流出端，电磁流量计16测量液体流经模拟冠状动脉的流量，储液槽及恒温装置17为流动的液体提供恒定的温度。

如图2所示， “心肌桥-冠状动脉”内皮细胞培养装置的密闭腔体5为长方体，内壁长125 mm，宽110 mm，高55 mm，容积为756250 mm³。棱边为不锈钢，面板为有机玻璃，顶盖可拆卸，承载内皮细胞的模拟冠状动脉7为内径4～5 mm，长度80 mm的硅胶管。心肌桥压块6尺寸可更换，有10mm、20mm、30mm三种宽度L，压迫程度三档可调，分别是50%、80%、100%。近、远测点A、B分别放置近、远压力传感器13、14，测量模拟冠状动脉7近端和远端压力。

模拟冠状动脉7内种植内皮细胞后安放于密闭腔体5内，接通电源心泵1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，另一条流经密闭腔体5和后负载15，前一条支路起到分流的作用。当流经分支3的液体增加，流经模拟冠状动脉7的液体流量减少，内皮细胞受到切应力减小。

空气压缩机9充气，气体通过储气罐10稳压，储气罐10顶部放置压力传感器12用以测量罐内压力即模拟冠状动脉7外壁压力，气体流经比例压力阀11，最终进入密闭腔体5，改变模拟冠状动脉7外壁压力，从而调节内皮细胞受到的周向应力，外壁压力越大，周向应力越小。当储气罐10内部压力到达30 kpa，空气压缩机9停止供气；当密闭腔体5内气压小于预定值，储气罐10内存储的气体通过比例压力阀11持续向其供气；当密闭腔体5内气压大于预定值，储气罐10停止供气，比例压力阀11开启释放气体以实现减压。

驱动电机8驱动心肌桥压块6压迫模拟冠状动脉7。其压迫程度可以分为50%、80%、100%，其压迫宽度有10mm、20mm、30mm三种，压迫频率与心泵射血频率一致。近、远压力传感器13、14分别测量模拟冠状动脉7流入流出端的压力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冠状动脉7近端和远端分别受到的周向应力。电磁流量计16测量流经模拟冠状动脉7的液体流量从而计算切应力。增大后负载15即增加外周阻力，从而增加内皮细胞受到的正应力。

Claims

1.一种心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置，包括心泵（1），蓄能器（2），分支（3），分支后负载（4），密闭腔体（5），心肌桥压块（6），模拟冠状动脉（7），电机（8），后负载（15），储液槽及恒温装置（17），其特征在于：所述密闭腔体（5）内部包含有一对心肌桥压块（6）和模拟冠状动脉（7），电机（8）驱动心肌桥压块（6）压迫模拟冠状动脉（7），密闭腔体（5）外部连接由空气压缩机（9），储气罐（10），比例压力阀（11），气罐压力传感器（12）组成的比例调压稳流装置；所述心泵（1）产生周期性脉动流经过蓄能器（2）后液体分两条支路，一条流经分支（3）和分支后负载（4）进入储液槽及恒温装置（17），另一条流经密闭腔体（5）和后负载（15）后进入储液槽及恒温装置（17）。

2.根据权利要求1所述的心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置，其特征在于：所述密闭腔体（5）液体流入、流出端分别安装有近、远压力传感器（13、14），并分别放置在近、远测点（A、B），用于测量模拟冠状动脉7近端和远端压力。

3.根据权利要求1所述的心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置，其特征在于：所述后负载（15）和储液槽及恒温装置(17）之间管路上装有电磁流量计（16），用于测量液体流经模拟冠状动脉的流量。

4.根据权利要求1或2所述的心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置，其特征在于：所述密闭腔体（5）为长方体，内壁长125 mm，宽110 mm，高55 mm，容积为756250 mm³。

5.根据权利要求1所述的心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置，其特征在于：所述模拟冠状动脉（7）为内径4～5 mm，长度80 mm的硅胶管。

6.根据权利要求1所述的心肌桥冠状动脉内皮细胞培养装置，其特征在于：所述心肌桥压块（6）宽度L为10mm、20mm、30mm中的任一种，心肌桥压块（6）压迫程度分别为：50%、80%、100%三档可调。