CN205528827U - 组织工程人工血管培养实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的技术方案是：一种组织工程人工血管培养实验装置，包括培养腔、密封卡接组件、换液接口、硅胶管和可降解膜，培养腔呈圆柱状，其包括端部支架和中部腔壁，中部腔壁为透明柔性材料，其两端分别与两个端部支架连接，两个端部支架上均设置有硅胶管进出液口和培养基换液口；密封卡接组件为两组且分别安装于两个端部支架的硅胶管进出液口上；换液接口为两个且分别安装于两个端部支架的培养基换液口上；硅胶管安装于培养腔内两组密封卡接组件之间并分别与其连接，可降解膜包裹于硅胶管上并缝合；本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置可以通过中部腔壁收缩安装覆膜的硅胶管，无需在腔体上设置加盖开口，有效降低了实验装置被污染的可能，提高细胞的存活率。

Description

组织工程人工血管培养实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种组织工程体外培养领域，特别涉及一种组织工程人工血管培养实验装置及其使用方法。

背景技术

组织工程人工血管培养实验装置通常用于实现对血管种子细胞力学刺激及生理环境模拟以促进其生长发育为新的血管，在生物医学实验中，起着较为重要的作用，组织工程人工血管培养实验装置使用方法大致为：在硅胶管外围包裹膜，在膜上种植可以生长为血管的种子细胞，然后将硅胶管植入培养腔体内，再引入流体模拟实验；现有技术中，因为组织工程人工血管培养实验装置的腔体均为硬质材料，要将负载可降解膜和细胞的植入培养腔体内，大多数的组织工程人工血管培养实验装置采用加盖开口式的结构，即打开腔体盖进行腔内操作，此种设计方式容易导致组织工程人工血管培养实验装置内部被污染，使得细胞存活率较低，现有技术中的组织工程人工血管培养实验装置结构也较为复杂，使用不便，灭菌困难，尤其是在超净台下，组装比较费力，同时，对盖板及其结合部位的加工技术要求较高，密封性较差，实验周期较短，不能较好地满足实验要求；故此，现有技术中的组织工程人工血管培养实验装置存在着密封性差、易污染，实验周期短、操作不便的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种密封性好、实验周期长、便于操作的组织工程人工血管培养实验装置及其使用方法。

实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种组织工程人工血管培养实验装置，包括培养腔、密封卡接组件、换液接口、硅胶管和可降解膜，所述培养腔呈圆柱状，其包括端部支架和中部腔壁，中部腔壁为透明柔性材料，其两端分别与两个端部支架连接，两个端部支架上均设置有硅胶管进出液口和培养基换液口；所述密封卡接组件为两组且分别安装于两个端部支架的硅胶管进出液口上；所述换液接口为两个且分别安装于两个端部支架的培养基换液口上；所述硅胶管安装于培养腔内两组密封卡接组件之间并分别与其连接，所述可降解膜包裹于硅胶管上并缝合，所述两组密封卡接组件均通过外部硅胶管与模拟脉动循环连接，两个换液接口均通过外部硅胶管与培养基循环连接。

进一步的，所述中部腔壁为透明塑料。

进一步的，所述中部腔壁为一层或一层以上。

进一步的，所述中部腔壁为三层共挤膜，由内至外分别为聚丙烯(PP)与氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)的混合材料层、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SEBS材料层和聚丙烯(PP)材料层。

进一步的，所述培养腔中部设置有一个或一个以上中部腔壁支撑架，该中部腔壁支撑架与中部腔壁连接并均匀布置于培养腔中部。

进一步的，所述密封卡接组件包括密封卡件和硅胶管接口，密封卡件固定于硅胶管进出液口，硅胶管接口卡接于密封卡件中，其一端于培养腔内硅胶管连接，另一端于外部硅胶管连接。

进一步的，所述硅胶管接口与密封卡件之间设置有一个或一个以上密封圈。

进一步的，所述密封卡件包括管状本体、卡接弹片、弹片弹簧、卡钉和卡钉弹簧，所述管状本体一端与硅胶管进出液口螺纹连接，另一端端面设置卡接弹片滑槽，卡接弹片滑槽顶部设有弹片弹簧安装槽，卡接弹片滑槽底部设有卡钉孔；卡接弹片为倒L形，其包括竖直设置的弹片体和水平设置的延伸段，弹片体安装于卡接弹片滑槽内，延伸段安装于弹片弹簧安装槽上方，弹片弹簧安装于弹片弹簧安装槽与延伸段之间，弹片体中部设置有硅胶管接口的过孔，该过孔底部设置有上宽下窄的卡钉滑槽，卡钉穿过该卡钉滑槽插入卡钉孔内，卡钉弹簧设置于卡钉于卡钉孔底部之间，卡钉头部位置设置有与卡钉滑槽匹配的过渡斜面。

进一步的，所述两个硅胶管进出液口分别设置于两端部支架中心位置，所述两个培养基换液口分别一上一下相对设置于两端部支架上。

进一步的，根据以上所述组织工程人工血管培养实验装置，其使用方法为：

(一)硅胶管覆膜；将可降解膜包裹到硅胶管上并缝合，然后消毒灭菌保存；

(二)装置消毒；将组织工程人工血管培养实验装置清理、消毒；

(三)细胞种植；在超净台中用移液枪将种子细胞种植在覆膜的硅胶管上；

(四)密封卡件安装；将两个密封卡件分别固定于两个端部支架上血管进出液口；

(五)缝膜后的硅胶管及硅胶管接口安装；

①将硅胶管一端与硅胶管接口连接；

②按动卡接弹片的延伸段，卡钉弹出，过孔对正；

③将硅胶管穿过密封卡件插入到培养腔内，硅胶管接口插入到密封卡件中，按动卡钉，卡接弹片卡住硅胶管接口将其固定；

④推动未安装硅胶管接口一端端部支架，使中部腔壁收缩；

⑤将插入培养腔中的硅胶管从另一侧密封卡件中穿出，待穿出后与另一个硅胶管接口连接；

⑥按动另一侧卡接弹片的延伸段，卡钉弹出，过孔对正；

⑦另一侧硅胶管接口插入到密封卡件中，按动卡钉，卡接弹片卡住另一侧硅胶管接口将其固定；

(六)换液接口安装；将两个换液接口固定于培养基换液口上；

(七)接入模拟脉动循环；将两硅胶管接口通过硅胶管与模拟脉动循环连接；

(八)接入培养基循环；将两个换液接口通过硅胶管与培养基循环连接；

(九)开始组织工程人工血管培养实验。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置可以通过中部腔壁收缩安装覆膜的硅胶管，无需在腔体上设置加盖开口，有效降低了实验装置被污染的可能，提高细胞的存活率，同时，本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置密封性好，操作方便，可以适用于周期较长的实验，同时，可以实时观察实验变化，装置组装也较为简便，可以较好地适于超净台上操作。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置的主视结构示意图；

图3为本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置的左视结构示意图；

图4为图3中A-A剖面结构示意图；

图5为本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置培养腔收缩结构示意图；

图6为本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置密封卡接组件立体结构示意图；

图7为本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置密封卡接组件剖面结构示意图；

图8为本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置密封卡接组件分解结构示意图；

图9为本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置卡丁结构示意图；

图10为本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置卡接弹片结构示意图；

图11为本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置中部腔壁支撑架结构示意图；

图中，1为培养腔；1-1为端部支架；1-1-1为硅胶管进出液口；1-1-2为培养基换液口；1-2为中部腔壁；1-3为中部腔壁支撑架；2为密封卡接组件；2-1为密封卡件；2-1-1为管状本体；2-1-1-1为卡接弹片滑槽；2-1-1-2为弹片弹簧安装槽；2-1-1-3为卡钉孔；2-1-2为卡接弹片；2-1-2-1为弹片体；2-1-2-1-1为过孔；2-1-2-1-2为卡钉滑槽；2-1-2-2为延伸段；2-1-3为弹片弹簧；2-1-4为卡钉；2-1-4-1为过渡斜面；2-1-5为卡钉弹簧；2-2为硅胶管接口；3为换液接口；4为硅胶管。

具体实施方式

如图1至图11所示，一种组织工程人工血管培养实验装置，包括培养腔1、密封卡接组件2、换液接口3、硅胶管4和可降解膜，所述培养腔1呈圆柱状，其包括端部支架1-1和中部腔壁1-2，中部腔壁1-2为透明柔性材料，其两端分别与两个端部支架1-1连接，两个端部支架1-1上均设置有硅胶管进出液口1-1-1和培养基换液口1-1-2；所述密封卡接组件2为两组且分别安装于两个端部支架1-1的硅胶管进出液口1-1-1上；所述换液接口3为两个且分别安装于两个端部支架1-1-1的培养基换液口1-1-2上；所述硅胶管4安装于培养腔1内两组密封卡接组件2之间并分别与其连接，所述可降解膜包裹于硅胶管4上并缝合，所述两组密封卡接组件2均通过外部硅胶管与模拟脉动循环连接，两个换液接口3均通过外部硅胶管与培养基循环连接。本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置可以通过中部腔壁1-2收缩安装覆膜的硅胶管4，无需在培养腔1上设置加盖开口，有效降低了实验装置被污染的可能，提高细胞存活率，本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置密封性好，避免漏液问题，且操作方便，可以适用于周期较长的实验，同时，可以实时观察实验变化，装置组装也较为简便，可以较好地适于超净台上操作。本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置的中部腔壁1-2选用透明柔性材料，可以在培养过程中的实时动态观察；且由于其柔软可塑，利于形变操作，可在超净台中快速安装，节约大量时间，具有较高使用效率。

如图1至图11所示，所述中部腔壁1-2为透明塑料，选择透明塑料这种材料可以大大降低中部腔壁1-2的成本，同时具有透明、易塑的优点，而且材料容易取得，实用性较广；所述中部腔壁1-2为一层或一层以上。中部腔壁1-2为多层结构首先可以提高中部腔壁1-2结构强度，其次可以综合各种材料优势，提升中部腔壁1-2的功能与效果。所述中部腔壁为三层共挤膜，由内至外分别为聚丙烯(PP)与氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)的混合材料层、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物SEBS材料层和聚丙烯(PP)材料层。共挤膜层与层之间是靠热熔结合而无需粘合剂，因此效果较好，明显优于早期的复合膜；中部腔壁1-2内层与营养基接触，材料要求较高，聚丙烯(PP)与氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)的混合材料层为聚丙烯(PP)与氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)混合组成，为无毒的惰性聚合物，化学性性稳定，不脱落或降解出异物，故此，选用聚丙烯(PP)与氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)的混合材料层最为合适；中部腔壁1-2中层主要考虑致密且稳定性高、耐候性好的材料，具有优良的水、气阻隔性能，可以选择氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)材料层；中部腔壁1-2外层主要考虑结构强度，故此，可选用具有良好的力学性能、成型性较好的聚丙烯(PP)材料层。所述培养腔1中部设置有一个或一个以上中部腔壁支撑架1-3，该中部腔壁支撑架1-3与中部腔壁1-2连接并均匀布置于培养腔1中部。设置该中部腔壁支撑架1-3对于中部腔壁1-2可以起到一定支撑作用，同时在中部腔壁1-2收缩时，可有效减小中部腔壁1-2的内折程度，以免硅胶管4无法顺利穿过培养腔1，造成细胞损伤和污染。所述密封卡接组件2包括密封卡件2-1和硅胶管接口2-2，密封卡件2-1固定于硅胶管进出液口1-1-1，硅胶管接口2-2卡接于密封卡件2-1中，其一端于培养腔1内硅胶管4连接，另一端于外部硅胶管连接，此种设计密封性好，结构巧妙，且组装快捷，便于使用。所述硅胶管接口2-2与密封卡件2-1之间设置有一个或一个以上密封圈。为了使硅胶管接口2-2与密封卡件2-1之间密封效果更好，有效加强密封效果，提升装置实验周期。所述密封卡件2-1包括管状本体2-1-1、卡接弹片2-1-2、弹片弹簧2-1-3、卡钉2-1-4和卡钉弹簧2-1-5，所述管状本体2-1-1一端与硅胶管进出液口1-1-1螺纹连接，另一端端面设置卡接弹片滑槽2-1-1-1，卡接弹片滑槽2-1-1-1顶部设有弹片弹簧安装槽2-1-1-2，卡接弹片滑槽2-1-1-1底部设有卡钉孔2-1-1-3；卡接弹片2-1-2为倒L形，其包括竖直设置的弹片体2-1-2-1和水平设置的延伸段2-1-2-2，弹片体2-1-2-1安装于卡接弹片滑槽2-1-1-1内，延伸段2-1-2-2安装于弹片弹簧安装槽2-1-1-2上方，弹片弹簧2-1-3安装于弹片弹簧安装槽2-1-1-2与延伸段2-1-2-2之间，弹片体2-1-2-1中部设置有硅胶管接口2-2的过孔2-1-2-1-1，该过孔2-1-2-1-1底部设置有上宽下窄的卡钉滑槽2-1-2-1-2，卡钉2-1-4穿过该卡钉滑槽2-1-2-1-2插入卡钉孔2-1-1-3内，卡钉弹簧2-1-5设置于卡钉2-1-4与卡钉孔2-1-1-3底部之间，卡钉2-1-4头部位置设置有与卡钉滑槽2-1-2-1-2匹配的过渡斜面2-1-4-1。该密封卡件2-1一端固定于硅胶管进出液口1-1-1，通过螺纹固定，另一端卡接硅胶管接口2-2，具体为：按动卡接弹片2-1-2的延伸段2-1-2-2，压缩弹片弹簧2-1-3，卡接弹片2-1-2下移，卡钉2-1-4由卡钉滑槽2-1-2-1-2的窄槽划入宽槽，在卡钉弹簧2-1-5作用下，卡钉2-1-4沿过渡斜面2-1-4-1弹出，过孔2-1-2-1-1对准硅胶管接口2-2卡入位置，此时，将硅胶管接口2-2卡入密封卡件2-1内，再按动卡钉2-1-4，压缩卡钉弹簧2-1-5，卡接弹片2-1-2在弹片弹簧2-1-3作用力下沿卡钉2-1-4的过渡斜面2-1-4-1滑动向上移动，从而在卡接弹片2-1-2向上移动的作用力下将硅胶管接口2-2固定于密封卡件2-1内。所述两个硅胶管进出液口1-1-1分别设置于两端部支架1-1中心位置，便于实验观察，所述两个培养基换液口1-1-2分别一上一下相对设置于两端部支架1-1上。该设计可有效提升培养腔1内培养基流动效果，尽量使培养腔1内营养基充分流动，无死角。

如图1至图11所示，根据以上所述组织工程人工血管培养实验装置，其使用方法为：

(一)硅胶管4覆膜；将可降解膜包裹到硅胶管4上并缝合，然后消毒灭菌保存；

(二)装置消毒；将组织工程人工血管培养实验装置清理、消毒；

(三)细胞种植；在超净台中用移液枪将种子细胞种植在覆膜的硅胶管4上；

(四)密封卡件2-1安装；将两个密封卡件2-1分别固定于两个端部支架1-1上血管进出液口1-1-1；

(五)缝膜后的硅胶管4及硅胶管接口2-2安装；

①将硅胶管4一端与硅胶管接口2-2连接；

②按动卡接弹片2-1-2的延伸段2-1-2-2，卡钉2-1-4弹出，过孔2-1-2-1-1对正；

③将硅胶管4穿过密封卡件2-1插入到培养腔1内，硅胶管接口2-2插入到密封卡件2-1中，按动卡钉2-1-4，卡接弹片2-1-2卡住硅胶管接口2-2将其固定；

④推动未安装硅胶管接口2-2一端端部支架1-1，使中部腔壁1-2收缩；

⑤将插入培养腔1中的硅胶管4从另一侧密封卡件2-1中穿出，待穿出后与另一个硅胶管接口2-2连接；

⑥按动另一侧卡接弹片2-1-2的延伸段2-1-2-2，卡钉弹出2-1-4，过孔2-1-2-1-1对正；

⑦另一侧硅胶管接口2-2插入到密封卡件2-1中，按动卡钉2-1-4，卡接弹片2-1-2卡住另一侧硅胶管接口2-2将其固定；

(六)换液接口3安装；将两个换液接口3固定于培养基换液口1-1-2上；

(七)接入模拟脉动循环；将两硅胶管接口2-2通过硅胶管4与模拟脉动循环连接；

(八)接入培养基循环；将两个换液接口3通过硅胶管4与培养基循环连接；

(九)开始组织工程人工血管培养实验。

本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置的使用方法中，首先，消毒处理更加方便，例如：现有技术中，为了全面对实验装置消毒，包括加盖开口位置，需要预先对开口位置消毒处理有，再进行盖体锁紧，锁紧盖体时较易造成污染，故此，即使要加倍小心，也无法避免可能会再次污染的问题；而本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置无加盖开口，不需考虑此问题，消毒处理较为方便；其次，基于本实用新型的组织工程人工血管培养实验装置的使用方法更加简便，可以通过中部腔壁1-2收缩安装覆膜后的硅胶管4，由于无加盖开口设计，节省了打开盖体和锁紧盖体等繁琐且容易造成污染的步骤，有效降低了实验装置被污染的可能，提高细胞的存活率。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种组织工程人工血管培养实验装置，其特征在于，包括培养腔、密封卡接组件、换液接口、硅胶管和可降解膜，所述培养腔呈圆柱状，其包括端部支架和中部腔壁，中部腔壁为透明柔性材料，其两端分别与两个端部支架连接，两个端部支架上均设置有硅胶管进出液口和培养基换液口；所述密封卡接组件为两组且分别安装于两个端部支架的硅胶管进出液口上；所述换液接口为两个且分别安装于两个端部支架的培养基换液口上；所述硅胶管安装于培养腔内两组密封卡接组件之间并分别与其连接，所述可降解膜包裹于硅胶管上并缝合，所述两组密封卡接组件均通过外部硅胶管与模拟脉动循环连接，两个换液接口均通过外部硅胶管与培养基循环连接。

2.根据权利要求1所述组织工程人工血管培养实验装置，其特征在于，所述中部腔壁为透明塑料。

3.根据权利要求2所述组织工程人工血管培养实验装置，其特征在于，所述中部腔壁为一层或一层以上。

4.根据权利要求3所述组织工程人工血管培养实验装置，其特征在于，所述中部腔壁为三层共挤膜，由内至外分别为聚丙烯(PP)与氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)的混合材料层、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)材料层和聚丙烯(PP)材料层。

5.根据权利要求1所述组织工程人工血管培养实验装置，其特征在于，所述培养腔中部设置有一个或一个以上中部腔壁支撑架，该中部腔壁支撑架与中部腔壁连接并均匀布置于培养腔中部。

6.根据权利要求1所述组织工程人工血管培养实验装置，其特征在于，所述密封卡接组件包括密封卡件和硅胶管接口，密封卡件固定于硅胶管进出液口，硅胶管接口卡接于密封卡件中，其一端于培养腔内硅胶管连接，另一端于外部硅胶管连接。

7.根据权利要求6所述组织工程人工血管培养实验装置，其特征在于，所述硅胶管接口与密封卡件之间设置有一个或一个以上密封圈。

8.根据权利要求6或7所述组织工程人工血管培养实验装置，其特征在于，所述密封卡件包括管状本体、卡接弹片、弹片弹簧、卡钉和卡钉弹簧，所述管状本体一端与硅胶管进出液口螺纹连接，另一端端面设置卡接弹片滑槽，卡接弹片滑槽顶部设有弹片弹簧安装槽，卡接弹片滑槽底部设有卡钉孔；卡接弹片为倒L形，其包括竖直设置的弹片体和水平设置的延伸段，弹片体安装于卡接弹片滑槽内，延伸段安装于弹片弹簧安装槽上方，弹片弹簧安装于弹片弹簧安装槽与延伸段之间，弹片体中部设置有硅胶管接口的过孔，该过孔底部设置有上宽下窄的卡钉滑槽，卡钉穿过该卡钉滑槽插入卡钉孔内，卡钉弹簧设置于卡钉于卡钉孔底部之间，卡钉头部位置设置有与卡钉滑槽匹配的过渡斜面。

9.根据权利要求1所述组织工程人工血管培养实验装置，其特征在于，所述两个硅胶管进出液口分别设置于两端部支架中心位置，所述两个培养基换液口分别一上一下相对设置于两端部支架上。