CN201834910U - 双向灌流力学实验装置 - Google Patents

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徐文峰
杨方洲
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Abstract

本实用新型公开了一种双向灌流力学实验装置，包括蠕动泵、流体压力传导室，其特征在于：蠕动泵与流体压力传导室通过管道相连；流体压力传导室有3～6个充满骨细胞/培养液的培养室，培养室被硅胶膜包裹，里面可以放入需要实验的支架材料，在培养室上部有透气盖。本实用新型可以满足三维动态流体微环境对三维生物支架材料的疲劳力学研究实验，可获得生物支架材料的设计与制备所需要的实验数据。

Description

双向灌流力学实验装置 
技术领域
本实用新型涉及一种材料力学的实验装置，具体地讲，是用于生物材料实验的一种双向灌流力学实验装置。 
背景技术
随着生物学的发展，细胞微环境对生物材料生物相容性和细胞的生长的影响，越来越受到重视，特别是力学刺激对生物材料和细胞的影响研究。为此，发明了许多力学实验装置。 
中国专利CN1846606A(2006)公开了一种模拟关节腔复合机械应力细胞加载装置，模拟关节腔滑膜组织在生理状况下所承受的机械应力，既可单独施加脉动流体剪切力、拉应力或压应力、冲击力，又可以施加两、三种机械应力结合的复合应力。中国专利CN1847847A(2006)公开了一种细胞力学加载系统，可产生平面的等双轴的周期性拉应力或压应力。中国专利CN101298592A(2008)公开了一种细胞拉伸加载装置，具有控制部分、机械部分和电磁部分，它是将细胞种在弹性硅胶膜上，然后通过动力系统使细胞进行周向的拉伸/压缩加载，同时，使用包被四氧化三铁的磁珠胶原通过整合素家族粘附到细胞表面，再在细胞培养盒子的上下底部加载一个交变的磁场，使细胞除了在基底应变场中受周向应力外还可以在磁力作用下拉伸细胞。这些力学加载装置的一个共同的缺点就是：不能进行针对生物支架材料及生长的细胞的灌流力学的实验，而且，装置结构相对复杂，制作比较困难。 
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有力学加载装置的以上不足之处，提出一种灌 流力学刺激对生物材料疲劳和细胞生长影响研究的实验装置。 
为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为：一种双向灌流力学实验装置，包括蠕动泵、流体压力传导室，其特征在于：蠕动泵与流体压力传导室通过管道相连；流体压力传导室有3～6个充满骨细胞/培养液的培养室，培养室被硅胶膜包裹，里面可以放入需要实验的支架材料，在培养室上部有透气盖。 
上述技术方案中，所述流体压力传导室顶部有空气出口。 
作为上述技术方案的优选实施例，所述培养室是一个设有六个面的长方形棱柱体，上接透气盖，四个侧面和底面被硅胶膜包裹。 
采用上述技术，蠕动泵可以向流体压力传导室循环往复压入和放出灭菌蒸馏水。与现有技术相比，本实用新型具的优点在于：本实用新型模仿了体内真实的复杂多样的力学环境，可以实现培养细胞的同时，实现可控的灌流力学刺激对生物材料疲劳和细胞生长的影响研究。 
附图说明
图1是本实用新型双向灌流力学实验装置的示意图。 
图中1.蠕动泵；2.灭菌蒸馏水；3.硅胶膜；4.骨细胞/培养液；5.支架材料；6.培养室；7.透气盖；8.空气出口；9.流体压力传导室。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步对本实用新型加以说明。 
参见图1，一种双向灌流力学实验装置，包括蠕动泵1、流体压力传导室9，其特征在于：蠕动泵1与流体压力传导室9通过管道相连；流体压力传导室9有3～6个充满骨细胞/培养液4的培养室6，培养室6被硅胶膜3包裹，里面可以放入需要实验的支架材料5，在培养室6上部有透气盖7。流体压力传导室9顶部有空气出口8。培养室6是一个设有六个面的长方形棱柱体，上接透气盖7，四个侧面和底面被硅胶膜3包裹。 
具体实施：培养室6以及流体压力传导室9用透明塑料制作，并通过不锈钢螺旋装置组装和加固材料，培养室6侧面由均由硅胶膜3密封，硅胶膜3外部为流体压力传导室9，并且传导室9通过硅胶管与蠕动泵1相连通，里面用充满灭菌蒸馏水2，并从空气出口8除净所有气体。当进行灌流培养时，启动蠕动泵1，蠕动泵1向流体压力传导室9循环往复压入和放出灭菌蒸馏水2。液体因此以可精密控制的模式，往返灌流于流体压力传导室9产生交变压力，带动硅胶膜3随之运动，从而培养室6内的骨细胞/培养液4将在多孔支架材料5内上下往复灌流。 
打开培养室6的透气盖7放入支架材料5，将含有大鼠原代成骨细胞悬液，从支架材料5顶面缓慢滴入支架材料5种植后，按上述步骤打开蠕动泵1，使细胞悬液在支架材料5内缓慢往复灌流，让种子细胞能均匀分布于支架材料5内进行培养，同时，进行三维动态流体微环境对三维生物支架材料5的疲劳力学研究实验。 
结合实验中的数据，并与静态培养对照组比较，分析三维动态流体微环境对成骨细胞生命活动及成骨能力的影响，揭示三维生物支架材料5疲劳机理，揭示骨细胞/三维支架材料5之间的力学生物学相互作用机制，从理论上指导生物支架材料5的设计与制备。 

Claims (3)

1.一种双向灌流力学实验装置，包括蠕动泵(1)、流体压力传导室(9)，其特征在于：蠕动泵(1)与流体压力传导室(9)通过管道相连；流体压力传导室(9)有3～6个充满骨细胞/培养液(4)的培养室(6)，培养室(6)被硅胶膜(3)包裹，里面可以放入需要实验的支架材料(5)，在培养室(6)上部有透气盖(7)。
2.根据权利要求1所述的一种双向灌流力学实验装置，其特征在于：流体压力传导室(9)顶部有空气出口(8)。
3.根据权利要求1所述的一种双向灌流力学实验装置，其特征在于：培养室(6)是一个设有六个面的长方形棱柱体，上接透气盖(7)，四个侧面和底面被硅胶膜(3)包裹。 
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101974404A (zh) * 2010-09-21 2011-02-16 重庆文理学院 一种双向灌流力学实验装置及工艺
CN106119079A (zh) * 2016-07-06 2016-11-16 四川大学 一种间隙流细胞力学生物学实验装置

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