CN113046245A - 一种内部环境可控的干细胞培养装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内部环境可控的干细胞培养装置，涉及干细胞培养技术领域；为了解决三维模拟时，结构复杂成本较高的问题；具体包括箱体，所述箱体的内部设置有三维模拟组件，所述三维模拟组件包括“U”型架、传动合件和快速连接合件，所述传动合件与快速连接合件均通过一个连接轴转动连接于“U”型架的两侧外壁上，所述“U”型架的一侧外壁通过主轴转动连接于箱体的内壁上，主轴的一侧通过联轴器连接有驱动电机，且所述箱体的内壁固定安装有与主轴同轴且不接触的链轮一。本发明可实现整个培养皿组件的三维转动，模拟三维效果，且单驱动源、无需设置锁止与连接驱动装置，结构简单，成本低。

Description

一种内部环境可控的干细胞培养装置

技术领域

本发明涉及干细胞培养技术领域，尤其涉及一种内部环境可控的干细胞培养装置。

背景技术

多能干细胞具有分化出多种细胞组织的潜能，在器官再生、修复和疾病治疗方面极具应用价值，因此，对于多能干细胞的研究具有重大意义，近年来，干细胞在培养时，一般利用三维培养模式，以模仿体内环境。

经检索，中国专利公开号为CN109679848A的专利，公开了一种多能干细胞的培养装置及该装置的应用，包括培养箱体以及固定连通在培养箱体侧面中央的三通管，所述三通管远离培养箱体的一端固定连通有培养液储存箱，所述培养箱体侧面边缘固定连通有控制器；所述培养箱体内部开有空腔，所述空腔内均布有放置装置。

上述专利存在以下不足：为了模仿人体三维环境，其将培养皿以两个互相垂直的轴线方向进行旋转，而旋转需要电机作为驱动力，两个旋向就需要布置两个电机，而电机需要用导线电，其中一个旋转时，另一个也会随之旋转，导致线束难以布置，且载荷较大，而上述专利为了避免这一问题，采用了分离锁止件来独立控制两个旋向，避免电机随转，此种设置，一方面，仍需要两组独立的驱动源，另一方面，分离锁止件还需要驱动源，这就导致整个装置结构较为复杂，且成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种内部环境可控的干细胞培养装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种内部环境可控的干细胞培养装置，包括箱体，所述箱体的内部设置有三维模拟组件，所述三维模拟组件包括“U”型架、传动合件和快速连接合件，所述传动合件与快速连接合件均通过一个连接轴转动连接于“U”型架的两侧外壁上，所述“U”型架的一侧外壁通过主轴转动连接于箱体的内壁上，主轴的一侧通过联轴器连接有驱动电机，且所述箱体的内壁固定安装有与主轴同轴且不接触的链轮一，链轮一的外壁通过链条传动连接有链轮二，链轮二的内壁通过键连接有传动轴，传动轴转动连接于“U”型架的内壁，且所述传动轴的一侧外壁通过锥齿轮一与锥齿轮二的啮合作用与连接轴传动配合，所述传动合件与快速连接合件的相对一侧共同固定有一组培养皿组件。

优选地：所述传动合件包括传动块和配合凸环二，所述配合凸环二固定安装于培养皿组件的外壁上，传动块固定安装于连接轴的外壁上。

进一步地：所述传动块的外壁设置有两个对称的键状凸起，配合凸环二的内壁开设有两个对称的键状凹槽。

在前述方案的基础上：所述键状凸起与键状凹槽过渡配合。

在前述方案中更佳的方案是：所述快速连接合件包括弹簧和配合凸环一，所述配合凸环一固定安装于培养皿组件的另一侧外壁上，且所述配合凸环一与连接轴滑动连接，连接轴的外壁设置有限位凸起，所述弹簧套设于连接轴的外壁上，且位于限位凸起与配合凸环一的相对一侧外壁。

作为本发明进一步的方案：所述培养皿组件包括通过螺栓相互固定的盒体和盒盖，所述盒体位于其中一条直径处的内部固定安装有隔板，隔板将整个盒体分割为两个培养腔。

同时，两个所述培养腔的顶部均设置有密封环一。

作为本发明的一种优选的：所述盒盖的底部设置有与两个密封环一配合的密封环二。

同时，所述盒盖位于两个培养腔处的内壁均开设有三个透气孔，三个透气孔的外壁分别连接有单向充气阀、定压气阀和压力表。

作为本发明的一种更优的方案：所述箱体的底部内壁通过螺栓固定有温度传感器，箱体的对称两侧内壁均通过螺栓固定有温控管，箱体的外壁通过密封滑槽滑动连接有箱门。

本发明的有益效果为：

1.该内部环境可控的干细胞培养装置，首先，驱动电机通过主轴带动“U”型架转动，从而带动培养皿组件与主轴同轴转动，其次，“U”型架转动时，链轮二相对链轮一转动，而链轮一固定、链轮二与链轮一通过链条传动连接，从而带动链轮二带动传动轴转动，随后通过锥齿轮一与锥齿轮二的啮合带动连接轴以及培养皿组件转动，实现整个培养皿组件的三维转动，模拟三维效果，且单驱动源、无需设置锁止与连接驱动装置，结构简单，成本低。

2.该内部环境可控的干细胞培养装置，键状凸起与键状凹槽在模仿键传动可靠性的基础上，将键状凸起与键状凹槽设置为过渡配合，一方面可保证传动的稳定性，不会出现相对震动，另一方面还能保证培养皿组件与传动合件的安装与拆卸的便捷性。

3.该内部环境可控的干细胞培养装置，在对培养皿组件安装时，先将配合凸环一与连接轴对其，并施加平行于连接轴轴线的压力，此时弹簧压缩，随后将键状凸起与键状凹槽对齐，引导键状凸起插入键状凹槽内，随后松开，此时通过弹簧的弹力即可，在保证培养皿组件与三维模拟组件的稳固配合，进一步增加培养皿组件与传动合件安装于拆卸的便捷性。

4.该内部环境可控的干细胞培养装置，一方面，通过设置有两个密封环一和密封环二，两个密封环一与密封环二之间能形成对个横向和纵向的配合密封面，保证盒体与盒盖之间的密封，从而保证整个培养皿组件在模拟三维环境时的可靠性，另一方面，隔板将盒体隔成两个培养腔的设计，能使得干细胞培养时，两个培养腔内的干细胞形成对照组，从而对干细胞培养环境进行变量对比，从而得到最佳培养方式和环境。

5.该内部环境可控的干细胞培养装置，当干细胞放置好，盒盖固定后，可利用气泵对单向充气阀进行充气，并且定压气阀能单独控制培养腔内的压力情况，具体压力可通过压力表进行读取，另外，通过向温控管内通入冷或热的媒介对箱体内部温度进行控制，温度传感器可对温度进行监测读取，从而使得本装置能对干细胞培养时内部环境的压力、温度进行控制。

附图说明

图1为本发明提出的一种内部环境可控的干细胞培养装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种内部环境可控的干细胞培养装置的三维模拟组件结构示意图；

图3为本发明提出的一种内部环境可控的干细胞培养装置的快速连接合件剖视结构示意图；

图4为本发明提出的一种内部环境可控的干细胞培养装置的传动合件爆炸结构示意图；

图5为本发明提出的一种内部环境可控的干细胞培养装置的培养皿组件结构示意图；

图6为本发明提出的一种内部环境可控的干细胞培养装置的培养皿组件爆炸结构示意图。

图中：1-箱体、2-温度传感器、3-密封滑槽、4-箱门、5-温控管、6-培养皿组件、7-三维模拟组件、8-“U”型架、9-链轮一、10-驱动电机、11-链条、12-链轮二、13-传动轴、14-锥齿轮一、15-连接轴、16-锥齿轮二、17-传动合件、18-快速连接合件、19-限位凸起、20-弹簧、21-配合凸环一、22-传动块、23-键状凸起、24-键状凹槽、25-配合凸环二、26-盒体、27-盒盖、28-单向充气阀、29-定压气阀、30-压力表、31-密封环一、32-密封环二、33-培养腔、34-隔板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

一种内部环境可控的干细胞培养装置，如图1-2所示，包括箱体1，所述箱体1的内部设置有三维模拟组件7，所述三维模拟组件7包括“U”型架8、传动合件17和快速连接合件18，所述传动合件17与快速连接合件18均通过一个连接轴15转动连接于“U”型架8的两侧外壁上，所述“U”型架8的一侧外壁通过主轴转动连接于箱体1的内壁上，主轴的一侧通过联轴器连接有驱动电机10，且所述箱体1的内壁固定安装有与主轴同轴且不接触的链轮一9，链轮一9的外壁通过链条11传动连接有链轮二12，链轮二12的内壁通过键连接有传动轴13，传动轴13转动连接于“U”型架8的内壁，且所述传动轴13的一侧外壁通过锥齿轮一14与锥齿轮二16的啮合作用与连接轴15传动配合，所述传动合件17与快速连接合件18的相对一侧共同固定有一组培养皿组件6；本装置在使用时，将干细胞放置于培养皿组件6中，并将培养皿组件6通过传动合件17与快速连接合件18固定，启动驱动电机10，首先，驱动电机10通过主轴带动“U”型架8转动，从而带动培养皿组件6与主轴同轴转动，其次，“U”型架8转动时，链轮二12相对链轮一9转动，而链轮一9固定、链轮二12与链轮一9通过链条11传动连接，从而带动链轮二12带动传动轴13转动，随后通过锥齿轮一14与锥齿轮二16的啮合带动连接轴15以及培养皿组件6转动，实现整个培养皿组件6的三维转动，模拟三维效果，且单驱动源、无需设置锁止与连接驱动装置，结构简单，成本低。

为了解决传动问题；如图4所示，所述传动合件17包括传动块22和配合凸环二25，所述配合凸环二25固定安装于培养皿组件6的外壁上，传动块22固定安装于连接轴15的外壁上，传动块22的外壁设置有两个对称的键状凸起23，配合凸环二25的内壁开设有两个对称的键状凹槽24，所述键状凸起23与键状凹槽24过渡配合，在对培养皿组件6进行安装时，仅需将键状凸起23与键状凹槽24对齐，将培养皿组件6的另一端与快速连接合件18配合即可完成安装，并且键状凸起23与键状凹槽24在模仿键传动可靠性的基础上，将键状凸起23与键状凹槽24设置为过渡配合，一方面可保证传动的稳定性，不会出现相对震动，另一方面还能保证培养皿组件6与传动合件17的安装与拆卸的便捷性。

为了解决快速安装拆卸问题；如图3所示，所述快速连接合件18包括弹簧20和配合凸环一21，所述配合凸环一21固定安装于培养皿组件6的另一侧外壁上，且所述配合凸环一21与连接轴15滑动连接，连接轴15的外壁设置有限位凸起19，所述弹簧20套设于连接轴15的外壁上，且位于限位凸起19与配合凸环一21的相对一侧外壁，本装置，在对培养皿组件6安装时，先将配合凸环一21与连接轴15对其，并施加平行于连接轴15轴线的压力，此时弹簧20压缩，随后将键状凸起23与键状凹槽24对齐，引导键状凸起23插入键状凹槽24内，随后松开，此时通过弹簧20的弹力即可，在保证培养皿组件6与三维模拟组件7的稳固配合，进一步增加培养皿组件6与传动合件17安装于拆卸的便捷性。

为了解决密封问题；如图5、6所示，所述培养皿组件6包括通过螺栓相互固定的盒体26和盒盖27，所述盒体26位于其中一条直径处的内部固定安装有隔板34，隔板34将整个盒体26分割为两个培养腔33，两个培养腔33的顶部均设置有密封环一31，盒盖27的底部设置有与两个密封环一31配合的密封环二32；进行干细胞培养时，将干细胞放入两个培养腔33内，并在其内加入相应营养液，随后将盒盖27盖上并固定，本装置，一方面，通过设置有两个密封环一31和密封环二32，两个密封环一31与密封环二32之间能形成对个横向和纵向的配合密封面，保证盒体26与盒盖27之间的密封，从而保证整个培养皿组件6在模拟三维环境时的可靠性，另一方面，隔板34将盒体26隔成两个培养腔33的设计，能使得干细胞培养时，两个培养腔33内的干细胞形成对照组，从而对干细胞培养环境进行变量对比，从而得到最佳培养方式和环境。

为了解决环境控制问题；如图1、5、6所示，所述盒盖27位于两个培养腔33处的内壁均开设有三个透气孔，三个透气孔的外壁分别连接有单向充气阀28、定压气阀29和压力表30，所述箱体1的底部内壁通过螺栓固定有温度传感器2，箱体1的对称两侧内壁均通过螺栓固定有温控管5，箱体1的外壁通过密封滑槽3滑动连接有箱门4，当干细胞放置好，盒盖27固定后，可利用气泵对单向充气阀28进行充气，并且定压气阀29能单独控制培养腔33内的压力情况，具体压力可通过压力表30进行读取，另外，通过向温控管5内通入冷或热的媒介对箱体1内部温度进行控制，温度传感器2可对温度进行监测读取，从而使得本装置能对干细胞培养时内部环境的压力、温度进行控制。

本实施例在使用时,将干细胞放入两个培养腔33内，并在其内加入相应营养液，随后将盒盖27盖上并固定，随后利用气泵对单向充气阀28进行充气，并且定压气阀29能单独控制培养腔33内的压力情况，具体压力可通过压力表30进行读取，接着先将配合凸环一21与连接轴15对其，并施加平行于连接轴15轴线的压力，此时弹簧20压缩，随后将键状凸起23与键状凹槽24对齐，引导键状凸起23插入键状凹槽24内，随后松开，此时通过弹簧20的弹力即可整个培养皿组件6的固定，最后启动驱动电机10，首先，驱动电机10通过主轴带动“U”型架8转动，从而带动培养皿组件6与主轴同轴转动，其次，“U”型架8转动时，链轮二12相对链轮一9转动，而链轮一9固定、链轮二12与链轮一9通过链条11传动连接，从而带动链轮二12带动传动轴13转动，随后通过锥齿轮一14与锥齿轮二16的啮合带动连接轴15以及培养皿组件6转动，实现整个培养皿组件6的三维转动，模拟三维效果，并且可通过向温控管5内通入冷或热的媒介对箱体1内部温度进行控制，温度传感器2可对温度进行监测读取。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内部环境可控的干细胞培养装置，包括箱体（1），其特征在于，所述箱体（1）的内部设置有三维模拟组件（7），所述三维模拟组件（7）包括“U”型架（8）、传动合件（17）和快速连接合件（18），所述传动合件（17）与快速连接合件（18）均通过一个连接轴（15）转动连接于“U”型架（8）的两侧外壁上，所述“U”型架（8）的一侧外壁通过主轴转动连接于箱体（1）的内壁上，主轴的一侧通过联轴器连接有驱动电机（10），且所述箱体（1）的内壁固定安装有与主轴同轴且不接触的链轮一（9），链轮一（9）的外壁通过链条（11）传动连接有链轮二（12），链轮二（12）的内壁通过键连接有传动轴（13），传动轴（13）转动连接于“U”型架（8）的内壁，且所述传动轴（13）的一侧外壁通过锥齿轮一（14）与锥齿轮二（16）的啮合作用与连接轴（15）传动配合，所述传动合件（17）与快速连接合件（18）的相对一侧共同固定有一组培养皿组件（6）。

2.根据权利要求1所述的一种内部环境可控的干细胞培养装置，其特征在于，所述传动合件（17）包括传动块（22）和配合凸环二（25），所述配合凸环二（25）固定安装于培养皿组件（6）的外壁上，传动块（22）固定安装于连接轴（15）的外壁上。

3.根据权利要求2所述的一种内部环境可控的干细胞培养装置，其特征在于，所述传动块（22）的外壁设置有两个对称的键状凸起（23），配合凸环二（25）的内壁开设有两个对称的键状凹槽（24）。

4.根据权利要求3所述的一种内部环境可控的干细胞培养装置，其特征在于，所述键状凸起（23）与键状凹槽（24）过渡配合。

5.根据权利要求1所述的一种内部环境可控的干细胞培养装置，其特征在于，所述快速连接合件（18）包括弹簧（20）和配合凸环一（21），所述配合凸环一（21）固定安装于培养皿组件（6）的另一侧外壁上，且所述配合凸环一（21）与连接轴（15）滑动连接，连接轴（15）的外壁设置有限位凸起（19），所述弹簧（20）套设于连接轴（15）的外壁上，且位于限位凸起（19）与配合凸环一（21）的相对一侧外壁。

6.根据权利要求1所述的一种内部环境可控的干细胞培养装置，其特征在于，所述培养皿组件（6）包括通过螺栓相互固定的盒体（26）和盒盖（27），所述盒体（26）位于其中一条直径处的内部固定安装有隔板（34），隔板（34）将整个盒体（26）分割为两个培养腔（33）。

7.根据权利要求6所述的一种内部环境可控的干细胞培养装置，其特征在于，两个所述培养腔（33）的顶部均设置有密封环一（31）。

8.根据权利要求7所述的一种内部环境可控的干细胞培养装置，其特征在于，所述盒盖（27）的底部设置有与两个密封环一（31）配合的密封环二（32）。

9.根据权利要求8所述的一种内部环境可控的干细胞培养装置，其特征在于，所述盒盖（27）位于两个培养腔（33）处的内壁均开设有三个透气孔，三个透气孔的外壁分别连接有单向充气阀（28）、定压气阀（29）和压力表（30）。

10.根据权利要求9所述的一种内部环境可控的干细胞培养装置，其特征在于，所述箱体（1）的底部内壁通过螺栓固定有温度传感器（2），箱体（1）的对称两侧内壁均通过螺栓固定有温控管（5），箱体（1）的外壁通过密封滑槽（3）滑动连接有箱门（4）。

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