CN101967448A

CN101967448A - 圆管流动腔内皮细胞培养装置

Info

Publication number: CN101967448A
Application number: CN2010105191543A
Authority: CN
Inventors: 丁皓; 赵灵犀; 尚昆; 陈齐欧; 徐晶晶; 沈力行
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2011-02-09

Abstract

本发明涉及一种圆管流动腔内皮细胞培养装置，密闭腔体内部含有一段模拟血管，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。

Description

圆管流动腔内皮细胞培养装置

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脉动流环境中，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

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力，切应力和周向应力。

发明内容

本发明是要提供一种圆管流动腔内皮细胞培养装置，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，本发明采用技术方案是：一种圆管流动腔内皮细胞培养装置，包括心泵，蓄能器，分支，分支后负载，密闭腔体，后负载，储液槽及恒温装置，模拟血管，其特点是：密闭腔体内部包含一段模拟血管，密闭腔体外部连接比例调压稳流装置；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。

比例调压稳流装置由空气压缩机，储气罐，比例压力阀，气罐压力传感器组成，空气压缩机出气口连接储气罐和比例压力阀，储气罐上连接有气罐压力传感器。

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，用于测量模拟血管近端和远端压力。

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血管的流量。

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血管为内径4～5 mm，长度80 mm的硅胶管。

本发明的有益效果是：

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.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。

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，本发明的圆管流动腔内皮细胞培养装置，包括心泵1，蓄能器2，分支3，分支后负载4，密闭腔体5，模拟血管6，近、远压力传感器11，12，后负载13，电磁流量计14，储液槽及恒温装置15，比例调压稳流装置16。所有接口均以硅胶管连接。

比例调压稳流装置16包括空气压缩机7，储气罐8，比例压力阀9，气罐压力传感器10。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。

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13模拟人体毛细血管对动脉的外周阻力，密闭腔体5内部包含了一段模拟血管6，密闭腔体5的外部连接着空气压缩机7为密闭腔体5供气，储气罐8稳定气流，比例压力阀9控制密闭腔体5内部压力，压力传感器10测量储气罐8内部压力。压力传感器11、12分别安放在密闭腔体5的液体流入流出端，电磁流量计14测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。

如图2所示，圆管流动腔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血管7为内径4～5 mm，长度80 mm的硅胶管。近、远测点A、B分别放置近、远压力传感器11、12，测量模拟血管6近端和远端压力。

模拟血管6内种植内皮细胞后安放于密闭腔体5内，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13，前一条支路起到分流的作用。当流经分支3的液体增加，流经模拟血管6的液体流量减少，内皮细胞受到切应力减小。

空气压缩机7充气，气体通过储气罐8稳压，储气罐8顶部放置压力传感器10用以测量罐内压力即模拟血管6外壁压力，气体流经比例压力阀9，最终进入密闭腔体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，外壁压力越大，周向应力越小。当储气罐8内部压力到达30 kpa，空气压缩机7停止供气；当密闭腔体5内气压小于预定值，储气罐8内存储的气体通过比例压力阀9持续向其供气；当密闭腔体5内气压大于预定值，储气罐8停止供气，比例压力阀9开启释放气体以实现减压。

近、远压力传感器11、12分别测量模拟血管6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血管6近端和远端分别受到的周向应力。电磁流量计14测量流经模拟血管6的液体流量从而计算切应力。增大后负载13即增加外周阻力，从而增加内皮细胞受到的正应力。

Claims

1.一种圆管流动腔内皮细胞培养装置，包括心泵（1），蓄能器（2），分支（3），分支后负载（4），密闭腔体（5），模拟血管（6），后负载（13），储液槽及恒温装置（15），其特征在于：所述密闭腔体（5）内部包含一段模拟血管（6），密闭腔体（5）外部连接比例调压稳流装置（16）；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（15），另一条流经密闭腔体（5）和后负载（13）后进入储液槽及恒温装置（15）。

2.根据权利要求1所述的圆管流动腔内皮细胞培养装置，其特征在于：所述比例调压稳流装置由空气压缩机（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）。

3.根据权利要求1所述的圆管流动腔内皮细胞培养装置，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（11、12），并分别放置在近、远测点（A、B），用于测量模拟血管（6）近端和远端压力。

4.根据权利要求1所述的圆管流动腔内皮细胞培养装置，其特征在于：所述后负载（13）和储液槽及恒温装置（15）之间管路上装有电磁流量计（14），用于测量液体流经模拟血管的流量。

5.根据权利要求1或2所述的圆管流动腔内皮细胞培养装置，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。

6.根据权利要求1所述的圆管流动腔内皮细胞培养装置，其特征在于：所述模拟血管（6）为内径4～5 mm，长度80 mm的硅胶管。