CN110760444A - 一种复杂杆负压生物反应装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复杂杆负压生物反应装置及方法,结构包括培养罐罐体、培养罐罐体之上设置有罐盖，培养罐盖与培养罐体之间紧密连接橡胶膜片，培养罐罐体一侧开口处设置有杆三及密封垫，杆三伸进培养罐罐体内的部分通过杆二与杆一活动连接，杆一顶部设置有球头，杆三末端环扣杆四一端，加压组件作用于杆四另一端，通过杠杆原理施加给杆三水平向外的力，通过机械传到将杆一球头顶起，产生相应的负压；本发明结构简单，且按照其反应方法能够很好的模拟人体关节腔的负压状态，另负压达到人体关节腔负压，在培养软骨时每天固定放入生物反应器培养，更好的模拟体内真实环境，从而更好促进软骨形成。

Description

一种复杂杆负压生物反应装置及方法
技术领域
本发明涉及生化试验反应器皿领域，具体为一种复杂杆负压生物反应装置及方法。
背景技术
生物反应器，是指利用自然存在的微生物或具有特殊降解能力的微生物接种至液相或固相的反应系统，也用来培养生物细胞组织的实验用工具，为细胞组织每天提供1小时的高压培养环境，必须满足细胞组织培养需要严格的无菌条件，一旦污染细胞组织将会受到不可挽回的致命一击，无菌这是细胞培养基础，充分的营养环境(包括营养(各类细胞必须的生物因子的降解速率快)的供应和废物的清除)，为满足生物组织的需要常规隔天换液。
专利2018112940730一种生物培养反应装置，包括培养舱和加压组件，所述加压组件由内压头、上压板、下压板、压簧组成；所述内压头上端面用螺栓固定连接上压板，内压头下端套接有下压板，且内压头下部设有凸台，下压板通孔上端设有凸环，下压板通过凸环与内压头下部凸台配合轴向定位，使下压板可随内压头向上一起移动；内压头外套接有压簧，压簧的两端分别与上压板、下压板接触连接。内压头和下压板分别与培养舱中的硅胶膜片压触连接，其中，下压板用于压紧硅胶膜片与培养罐体上端面，使硅胶膜片与培养罐体上端面之间紧密封，内压头通过硅胶膜片向培养罐体内的液体施加设定的压力。此专利技术解决的主要技术问题是密封条件好，减少了反应器的污染。但是仅仅在正压的环境下是不能很好的模拟关节腔内软骨所承受的物理环境。
目前有研究表明负压会促进细胞生长，但是市场上并没有负压生物反应器，并且人体关节等处是长期以负压存在的，所以负压生物反应器也是一种仿生技术。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是如何提供一种复杂杆负压生物反应方法及其装置，可以模拟关节腔内关节运动和静息状态负压存在的情况，更好存进软骨形成和促进软骨的定向分化。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下所述：
一种复杂杆负压生物反应装置及方法，其特征在于：结构包括培养罐罐体、培养罐罐体之上设置有罐盖，培养罐盖与培养罐体之间紧密连接橡胶膜片，培养罐盖与橡胶膜片之间设有垫板，使得密封时受力均匀；为了增加培养罐放置时的稳固性，培养罐罐体底部设置有固定小臂，固定小臂与固定槽口相合卡接旋转5°左右拧紧使得与培养罐罐体体固定；培养罐罐体一侧开口处设置有杆三及密封垫，杆三伸进培养罐罐体内的部分通过杆二与杆一活动连接，杆一顶部设置有球头，末端与培养罐内壁活动连接，杆三末端环扣杆四一端，加压组件作用于杆四另一端，通过杠杆原理施加给杆三水平向外的力，通过机械传到将杆一球头顶起，产生相应的负压。
作为优选，杆二和杆三之间角度为30°。
作为优选，杆四底部设置有支撑杆。
作为优选，培养罐罐体底部通过螺纹开口与压力传感器拧紧连接。
作为优选，杆四与气缸、油缸以及伺服电机或者直线电机连接；当正常状态下，杆三水平，工作时，通过给杆四末端施加压力，使得球头顶起橡胶膜片，产生负压，负压刺激完成后，松弛加压组件，使得所有杆回归最初状态。
一种复杂杆负压生物反应方法步骤如下：
步骤1：将培养物放到本发明所述的培养罐体内，加入相应的培养液，盖上相匹配的培养皿盖为了让氧气和二氧化碳进入同时又可以防止污染，原理同原有培养皿，放入细胞培养箱正常培养；
步骤2：每天固定时间内进行负压刺激，在进行负压刺激之前，将培养罐罐体从培养箱取出，将培养皿盖拿下，盖上消毒好的硅胶膜片并将培养罐盖盖上，之后利用与培养罐盖相匹配的同轴扳手拧紧；
步骤3：之后放入加压反应箱，将杆三末端先与杆四一端环扣，将培养罐固定；
步骤4：打开程序化加压装置，通过加压装置给杆四压力，使其向下移动，通过杠杆原理使得球头顶硅胶膜片，产生负压，之后加压装置松弛，如此反复；
步骤5：再负压刺激完成后，取下培养罐罐体，将培养罐盖拧松，之后将罐盖和膜片在通风橱取下，换上培养皿盖，放入细胞培养箱再次进行常规培养，以此完成负压生物反应。
具体实施过程中，步骤3所述加压反应箱内的温度设置为37度恒温。
本发明有益效果：
本发明结构简单，且能够很好的模拟人体关节腔的负压状态，另负压达到人体关节腔负压-0.17——-0.6bar，在培养软骨时每天固定放入生物反应器培养，更好的模拟体内真实环境，从而更好促进软骨形成。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明反应器与杆四连接结构示意图；
附图标记：
1-培养罐罐体；2-培养罐盖；3-橡胶膜片；4-固定小臂；5-固定槽口；6-杆三；7-密封垫；8-杆二；9-杆一；91-球头；10-杆四；11-压力传感器；12-支撑杆。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，在本发明的一个具体实施例中一种复杂杆负压生物反应装置及方法，其特征在于：结构包括培养罐罐体1、培养罐罐体1之上设置有罐盖2，培养罐盖2与培养罐体1之间紧密连接橡胶膜片3，培养罐盖2与橡胶膜片3之间设有垫板，使得密封时受力均匀；为了增加培养罐放置时的稳固性，培养罐罐体1底部设置有固定小臂4，固定小臂4与固定槽口5相合卡接旋转5°左右拧紧使得与培养罐罐体体固定；培养罐罐体1一侧开口处设置有杆三6及密封垫7，杆三6伸进培养罐罐体1内的部分通过杆二8与杆一9活动连接，杆一9顶部设置有球头91，末端与培养罐内壁活动连接，杆三6与杆四10环扣固定，加压组件作用于杆四10末端，通过杠杆原理施加给杆三水平向外的力，通过机械传到将杆一球头顶起，产生相应的负压。
具体实施过程中，杆二8和杆三6之间角度为30°。
具体实施过程中，杆四10底部设置有支撑杆12。
具体实施过程中，培养罐罐体1底部通过螺纹开口与压力传感器11拧紧连接。
具体实施过程中，杆四10与气缸、油缸以及伺服电机或者直线电机连接；当正常状态下，杆三水平，工作时，通过给杆三6末端施加压力，使得球头91顶起橡胶膜片3，产生负压，负压刺激完成后，松弛加压组件，使得所有杆回归最初状态。
一种复杂杆负压生物反应方法步骤如下：
步骤1：将培养物放到本发明所述的培养罐体内，加入相应的培养液，盖上相匹配的培养皿盖为了让氧气和二氧化碳进入同时又可以防止污染，原理同原有培养皿，放入细胞培养箱正常培养；
步骤2：每天固定时间内进行负压刺激，在进行负压刺激之前，将培养罐罐体从培养箱取出，将培养皿盖拿下，盖上消毒好的硅胶膜片并将培养罐盖盖上，之后利用与培养罐盖相匹配的同轴扳手拧紧；
步骤3：之后放入加压反应箱，将杆三末端先与杆四一端环扣，将培养罐固定；
步骤4：打开程序化加压装置，通过加压装置给杆四压力，使其向下移动，通过杠杆原理使得球头顶硅胶膜片，产生负压，之后加压装置松弛，如此反复；
步骤5：再负压刺激完成后，取下培养罐罐体，将培养罐盖拧松，之后将罐盖和膜片在通风橱取下，换上培养皿盖，放入细胞培养箱再次进行常规培养，以此完成负压生物反应。
具体实施过程中，步骤3所述加压反应箱内的温度设置为37度恒温。
本发明有益效果：
本发明结构简单，且能够很好的模拟人体关节腔的负压状态，另负压达到人体关节腔负压-0.17——-0.6bar，在培养软骨时每天固定放入生物反应器培养，更好的模拟体内真实环境，从而更好促进软骨形成。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种复杂杆负压生物反应装置及方法，其特征在于：反应装置结构包括培养罐罐体、培养罐罐体之上设置有罐盖，培养罐盖与培养罐体之间紧密连接橡胶膜片，培养罐盖与橡胶膜片之间设有垫板，使得密封时受力均匀；为了增加培养罐放置时的稳固性，培养罐罐体底部设置有固定小臂，固定小臂与固定槽口相合卡接旋转5°左右拧紧使得与培养罐罐体体固定；培养罐罐体一侧开口处设置有杆三及密封垫，杆三伸进培养罐罐体内的部分通过杆二与杆一活动连接，杆一顶部设置有球头，末端与培养罐内壁活动连接，杆三末端环扣杆四一端，加压组件作用于杆四另一端，通过杠杆原理施加给杆三水平向外的力，通过机械传到将杆一球头顶起，产生相应的负压；
复杂杆负压生物反应方法步骤如下：
步骤1：将培养物放到本发明所述的培养罐体内，加入相应的培养液，盖上相匹配的培养皿盖为了让氧气和二氧化碳进入同时又可以防止污染，原理同原有培养皿，放入细胞培养箱正常培养；
步骤2：每天固定时间内进行负压刺激，在进行负压刺激之前，将培养罐罐体从培养箱取出，将培养皿盖拿下，盖上消毒好的硅胶膜片并将培养罐盖盖上，之后利用与培养罐盖相匹配的同轴扳手拧紧；
步骤3：之后放入加压反应箱，将杆三末端先与杆四一端环扣，将培养罐固定；
步骤4：打开程序化加压装置，通过加压装置给杆四另一端压力，通过杠杆原理使杆三向外移动，最终带动球头顶硅胶膜片，产生负压，之后加压装置松弛，将所有杆送回最初位置，如此反复；
步骤5：再负压刺激完成后，取下培养罐罐体，将培养罐盖拧松，之后将罐盖和膜片在通风橱取下，换上培养皿盖，放入细胞培养箱再次进行常规培养，以此完成负压生物反应。
2.根据权利要求1所述的一种复杂杆负压生物反应装置及方法，其特征在于：杆二和杆三之间角度为30°。
3.根据权利要求1所述的一种复杂杆负压生物反应装置及方法，其特征在于：培养罐罐体底部通过螺纹开口与压力传感器拧紧连接。
4.根据权利要求1所述的一种复杂杆负压生物反应装置及方法，其特征在于：杆四底部设置有支撑杆。
5.根据权利要求1所述的一种复杂杆负压生物反应装置及方法，其特征在于：杆四与气缸、油缸以及伺服电机或者直线电机连接；当正常状态下，杆三水平，工作时，通过给杆四末端施加压力，使得球头顶起橡胶膜片，产生负压，负压刺激完成后，松弛加压组件，使得所有杆回归最初状态。
6.根据权利要求1所述的一种复杂杆负压生物反应装置及方法，其特征在于：
步骤3所述加压反应箱内的温度设置为37度恒温。
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