CN203904359U - 静水压力刺激装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种静水压力刺激装置，包括静水压力装置，伺服控制系统。静水压力装置由上部的培养腔和下部的气体腔组成，培养腔与气体腔之间通过可移动的阀门隔离，培养腔上部连接有压力传感器；气体腔下部连接有伺服控制系统。培养腔与气体腔的面积比为1:N，N>1。当在气体腔内输入压缩空气时，阀门向培养腔移动。培养腔还连接有蠕动泵。本实用新型能实现循环、持续、常压三种类型的静水压力刺激，并可以比较三种类型的静水压力刺激对保持细胞大量、稳定分化所起的作用。同时也会对骨科疾病的一些病理研究也会有一定的提示作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种为使骨髓源性间充质干细胞(Bone marrow—derived mesenchymal stem cells.BMSC)向软骨细胞表型多量、稳定分化，而建立的静水压力刺激装置。
背景技术
随着生物医学工程的发展，组织工程概念被引入到骨科领域的治疗中。软骨组织工程的基本方法是将种子细胞经体外培养扩增后，接种到一种组织相容性好、并且可以降解吸收的三维生物支架上，将细胞生物支架复合体植入软骨缺损部位，生物材料逐渐被降解吸收，而种植的细胞继续增生繁殖，形成新的有功能的软骨组织，最终形成一个与正常软骨在组织学及生化组成上相同的组织，从而完成软骨缺损的修复。
组织工程化软骨结构形成的重要条件之一是必须获得大量的有功能和活力的软骨细胞，其中自体软骨细胞因其功能相同、无免疫排斥反应，是组织工程软骨的种子细胞最理想的细胞来源。但软骨细胞在体外培养过程中扩增能力有限，且软骨细胞取材会造成再损伤。因此，源于自体软骨组织的种子细胞目前难以满足构建组织工程软骨的需要。
BMSC是一种存在于成年动物和人骨髓支持细胞中的终身潜伏的间充质干细胞，它能长期保持未分化状态，又具有向多种间充质细胞系，如：骨、软骨、脂肪和肌肉等组织分化的潜能。被认为是多种组织器官改建和损伤后修复反应的细胞源。
但是骨髓中BMSC含量极少且随年龄增长而成几何级数下降，因此利用BMSC的自我扩增能力，将其在体外大量扩增后再用于治疗就成为一种理想的方法。软骨损伤的完全修复需要植入的BMSC完全分化为成熟的软骨细胞，并且新生软骨要与周围软骨组织完全融合。软骨细胞培养中的一个主要问题是软骨细胞在体外传代培养时存在凋亡、增殖效率不高及去分化等特点。
已有研究指出在循环静水压力下培养，软骨细胞有较高的细胞增殖率，生理水平的循环静水压越高，软骨细胞表型越稳定；持续静水压力培养的软骨细胞更早失去软骨细胞的特有表型，并且持续静水压力越大，表型改变越早。
发明内容
本实用新型是要提供一种静水压力刺激装置，为体外培养的软骨细胞提供了循环静水压力、持续静水压力和常压三种类型的静水压力刺激，并比较三种类型的静水压力对于维持软骨细胞连续培养过程中表型稳定所起的作用。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种静水压力刺激装置，包括静水压力装置，伺服控制系统，其特点是：静水压力装置由上部的培养腔和下部的气体腔组成，培养腔与气体腔之间通过可移动的阀门隔离，培养腔上部连接有压力传感器；气体腔下部连接有伺服控制系统。
培养腔与气体腔的面积比为1:N ，N>1。气体腔通入压缩空气时，阀门向培养腔移动。培养腔连接有蠕动泵。
本实用新型的有益效果：
本实用新型装置可实现：
1.通过伺服控制系统可对培养腔内细胞施加循环静水压力；
2.通过伺服控制系统可对培养腔内细胞施加持续静水压力；
3.比较不同类型的静水压力刺激对维持细胞传代培养时细胞表型的不同影响；
4.可诱导BMSC向骨、软骨、脂肪、肌肉等组织定向分化。
因此，本实用新型能实现循环、持续、常压三种类型的静水压力刺激，并可以比较三种类型的静水压力刺激对维持细胞大量、稳定分化所起的作用。同时也会对骨科疾病的一些病理研究也会有一定的提示作用。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型的结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1、2所示，本实用新型的静水压力刺激装置，包括静水压力装置1，伺服控制系统7等。
静水压力装置1分为上下两部分，分别为培养腔2和气体腔3，培养腔2和气体腔3的面积比为1:N（N大于1）, 培养腔2和气体腔3之间由一个可移动的阀门4隔离。当压缩空气进入气体腔时，就会推动阀门4向培养腔2移动，培养液受到压迫。培养腔内产生了大小为气体腔3内压力N倍的静水压力。
培养腔2上部有开孔，连接有压力传感器6，用于监测培养腔2内压力。
气体腔3下方连接有伺服电机控制系统7，控制压缩空气的输入量，并且配置有压力传感器，供数据采集系统进行数据采集，并显示与数据分析。
伺服电机控制系统7可控制压缩气体的输入量。当要在培养腔2内产生循环静水压力时，就通过伺服电机控制系统7在气体腔3内产生呈正弦波或方波的气体量，该气体量变化规律也可通过压力传感器观察到；同样的，当要在培养腔2内产生持续静水压力时，就通过伺服电机控制系统7在气体腔3内产生稳定的气体量；常压即指对培养腔2内细胞不施加任何静水压力，作为对照组用。因而，可以在培养腔2中产生在循环、持续、常压三种类型的静水压力。
蠕动泵5连接着静水压力装置1中的培养腔2，在不施加静水压力刺激时，为培养腔2补充培养液。
Claims (4)
1.一种静水压力刺激装置，包括静水压力装置（1），伺服控制系统（7），其特征在于：所述静水压力装置（1）由上部的培养腔（2）和下部的气体腔（3）组成，培养腔（2）与气体腔（3）之间通过可移动的阀门（4）隔离；培养腔（2）上部连接有压力传感器（6），气体腔（3）下部连接有伺服控制系统（7）。
2.根据权利要求１所述的静水压力刺激装置，其特征在于：所述培养腔（2）与气体腔（3）的面积比为1:N，N>1。
3.根据权利要求１所述的静水压力刺激装置，其特征在于：所述气体腔（3）通入压缩空气时，阀门（4）向培养腔（2）移动。
4.根据权利要求１所述的静水压力刺激装置，其特征在于：所述培养腔（2）连接有蠕动泵（5）。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107858285A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-03-30 | 刘延群 | 分体式生物反应器 |
| CN111808747A (zh) * | 2019-04-11 | 2020-10-23 | 上海天引生物科技有限公司 | 一种双应力刺激培养装置及其方法 |
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