CN211112044U

CN211112044U - 一种促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置

Info

Publication number: CN211112044U
Application number: CN201921808602.4U
Authority: CN
Inventors: 程黎明; 程茜; 徐峥; 徐委
Original assignee: Shanghai Tianhe Electronic Information Co ltd; Shanghai Tongji Hospital
Current assignee: Shanghai Tianhe Electronic Information Co ltd; Tongji University; Shanghai Tongji Hospital
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2029-10-25

Abstract

本实用新型涉及一种可以促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置，设有电源、驱动信号发生器、脉冲重复频率发生器、功率放大器、超声探头、水听器，所述的驱动信号发生器连接电源，将普通电流转化为高频电流，高频电流经脉冲重复频率发生器产生重复频率的脉冲信号，再经功率放大器使信号放大，最后经超声探头发射超声，所述的水听器用来接收液体中的声信号；超声探头为圆柱形，且上方设有隔离器皿。本实用新型为研究超声在脊髓损伤修复中的作用和机制提供了工具，而且能获得准确的实验结果，有效防止污染，便于使用。

Description

一种促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置

【技术领域】

本实用新型涉及物理因素促进神经再生修复技术领域，具体地说，涉及一种可以促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置。

【背景技术】

超声波是一种频率高于20000Hz的声波，具有良好的传播方向，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。

在医学方面，超声波被用于疾病的诊断和治疗。将超声波作用于人体以达到治疗目的的方法称为超声波疗法。超声波疗法的使用日益广泛。超声波疗法适应症包括：1.外科疾病：软组织扭挫伤、乳腺炎、颈椎病、运动支撑器官创伤性疾病、腰痛、肌痛、肩关节周围炎、增生性脊柱炎、颞颌关节炎、腱鞘炎、退行性骨关节病等。2.皮肤科疾病：荨麻疹、瘙痒症、硬皮病、神经性皮炎、牛皮癣、带状疱疹、湿疹等。3.神经科疾病：脑血栓形成、脑梗死、脑出血、脑外伤、神经炎、神经痛、幻肢痛、坐骨神经痛等。4.其他：脑血管病偏瘫、冠状动脉供血不足、眼视网膜炎、玻璃体混浊、营养不良性溃疡、消化性溃疡、支气管哮喘、胃肠功能紊乱等。

鉴于超声波的治疗作用，人们不断研究探索其治病原理并试图拓宽其使用范围，为一些疾病的治疗寻找新途径。但目前在超声刺激脊髓来源的内源性神经干细胞增殖与分化方面尚处研究空白。前期有部分学者尝试利用超声调控神经环路并获得了初步数据，但对于超声能否促进神经干细胞增殖分化并形成神经环路实现功能恢复尚未有报道，而且对于能够调控神经干细胞增殖分化的装置尚无报道。

专利文献CN206279211U，公告日2017.06.27，公开了一种实验用肿瘤细胞超声治疗装置，包括第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨、水箱、聚焦换能器、三爪机构、承接板和十字支撑架，第一导轨与第三导轨组成滑动副；第二导轨和第四导轨平行放置且都与第三导轨组成滑动副；第一导轨形成上下运动，第三导轨形成前后运动，第二导轨和第四导轨形成左右运动，由此构成三维精密运动机构；所述的第一导轨上装有三爪机构，聚焦换能器由所述的三爪机构固定；聚焦换能器正对水箱设置；所述的水箱内加注有脱气水，水箱中央底部通过十字支撑架装有承接板，所述的承接板带有卡槽，用于固定细胞培养板；所述的聚焦换能器的生物学焦域作用在细胞培养板上，且其在治疗过程中走弓字形路径。该实用新型的主要有益效果在于细胞培养板固定在经特殊设计的水箱中，利用三维精密运动机构带动聚焦换能器在水箱上方移动寻找合适的发射点，对肿瘤细胞进行一段时间的超声辐照后，经过一段时间的培养便可观察肿瘤细胞的灭活效果。

专利文献CN104004656A，公开日2014.08.27，公开了一种多角度超声波加载的体外细胞学实验装置及方法，所述装置包括超声波发生器以及至少一台与超声波发生器连接的超声波加载设备；所述每台超声波加载设备包括壳体和多条凹形旋转螺杆，所述每条凹形旋转螺杆包括旋转头、主长杆、第一连杆以及第二连杆，所述主长杆上设有多个超声波发射探头，每条凹形旋转螺杆上的多个超声波发射探头一起构成阵列排布的超声波发射探头；在细胞培养多孔板固定在壳体上部时，所述每个超声波发射探头可在任意角度对准细胞培养多孔板的每个孔中心。该发明的主要有益效果在于可实现研究不同入射角的超声波作用对细胞单独培养或生物材料与细胞共同培养实验的影响，可以满足多组实验的同时进行，提高实验过程的效率。

然而以上超声设备不能够监测实验对象实际受到的超声强度，超声探头与培养皿形状不匹配，不能有效防止培养物的污染，并不适用于超声与脊髓源性神经干细胞增殖分化关系的精细化和科学性研究。

【发明内容】

本实用新型的目的是，提供一种适用于超声与脊髓源性神经干细胞增殖分化关系研究，能获得准确检测结果，能有效防止培养物的污染，便于使用，可以促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种可以促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置，设有电源、驱动信号发生器、脉冲重复频率发生器、功率放大器、超声探头、水听器，所述的驱动信号发生器连接电源，将普通电流转化为高频电流，高频电流经脉冲重复频率发生器产生重复频率的脉冲信号，再经功率放大器使信号放大，最后经超声探头发射超声，所述的水听器用来接收液体中的声信号。

作为一个优选例，所述的超声探头是圆柱形。

作为另一优选例，所述的超声探头高度2-6cm，直径10-20cm。

作为另一优选例，所述的超声探头的上方设有隔离器皿。

作为另一优选例，所述的隔离器皿包括上盖和底板。

作为另一优选例，所述的隔离器皿内部盛放细胞培养皿。

作为另一优选例，所述超声探头的数量为4-8个。

本实用新型优点在于：

1、本实用新型提供了一种可以促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置，为研究超声在脊髓损伤修复中的作用和机制提供了工具。

2、本实用新型的超声刺激装置设有水听器，可以接收实验细胞培养液中的声信号，通过声信号的变化来检测超声的变化，可了解到实验细胞实际受到的超声强度，因此获得准确的实验结果。

3、所述的超声探头为圆柱形，与常规的细胞培养皿形状匹配，便于细胞培养皿的放置，其大小为直径10-20cm，能满足所有常规细胞培养皿的规格，适用范围广。

4、所述的隔离器皿将置于内部的实验细胞与外界隔离，能有效防止污染。

【附图说明】

附图1是本实用新型一种可以促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置的结构示意图。

附图2是本实用新型另一种可以促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置的结构示意图。

附图3是本发明可以促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置的整体照片。

附图4是超声探头照片。

【具体实施方式】

下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步描述。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1.电源 2.驱动信号发生器

3.脉冲重复频率发生器 4.功率放大器

5.超声探头 6.水听器

7.隔离器皿 71.上盖

72.底板 8.细胞培养皿

实施例1

请参见图1，图1是本实用新型一种可以促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置的结构示意图。所述的超声刺激装置设有电源1、驱动信号发生器2、脉冲重复频率发生器3、功率放大器4、超声探头5、水听器6。所述的驱动信号发生器2是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。所述的脉冲重复频率发生器3即PRF发生器，用于产生重复频率的脉冲信号。所述的功率放大器4用于产生更大的功率输出。所述的超声探头5是在超声检测中使用的探头，利用材料的压电效应实现电能、声能转换的换能器，可以发射和接收超声。所述的水听器6是将声信号转换成电信号的换能器，用来接收水中的声信号，可通过声信号的变化来检测超声的变化。工作状态下，所述的驱动信号发生器2连接电源1，将普通电流转化为高频电流，高频电流经脉冲重复频率发生器3产生重复频率的脉冲信号，再经功率放大器4使信号放大，最后经超声探头5发射超声，发射的超声作用于实验细胞，所述的水听器6接收实验细胞培养液中的声信号，通过声信号的变化来检测超声的变化。

需要说明的是，所述的水听器6可以接收实验细胞培养液中的声信号以通过声信号的变化来检测超声的变化，得出细胞实际受到的超声强度，因此能获得准确的实验结果，真实地了解超声刺激对于脊髓源性神经干细胞增殖分化的影响。所述超声探头5可以有一个或多个，设置多个超声探头5方便同时对多个培养物同时进行超声刺激，优选地，所述超声探头5的数量为4-8个。以上各部件组成简单，便于实验操作。本实用新型提供的超声刺激装置能可调控的发射低频脉冲超声促进脊髓来源的内源性神经干细胞增殖分化，研究超声在脊髓损伤修复中的作用和机制。

本实用新型的超声刺激装置使用方法如下：

1.使用水听器6进行校准；

2.在超声探头5上涂上均匀的耦合剂，将细胞培养皿置于探头上；

3.通过驱动信号发生器2、脉冲重复频率发生器3来调节超声频率、功率、刺激间隔、刺激时程等参数；

4.每次刺激选择固定的参数进行超声刺激，即可对神经元实施一定时长、天数的稳定超声刺激。

实施例2

请参见图2，图2是本实用新型另一种可以促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置的结构示意图。所述的超声刺激装置设有电源1、驱动信号发生器2、脉冲重复频率发生器3、功率放大器4、超声探头5、水听器6。所述的驱动信号发生器2是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。所述的脉冲重复频率发生器3即PRF发生器，用于产生重复频率的脉冲信号。所述的功率放大器4用于产生更大的功率输出。所述的超声探头5是在超声检测中使用的探头，利用材料的压电效应实现电能、声能转换的换能器，可以发射和接收超声。所述的水听器6是将声信号转换成电信号的换能器，用来接收水中的声信号，可通过声信号的变化来检测超声的变化。工作状态下，所述的驱动信号发生器2连接电源1，将普通电流转化为高频电流，高频电流经脉冲重复频率发生器3产生重复频率的脉冲信号，再经功率放大器4使信号放大，最后经超声探头5发射超声，发射的超声作用于实验细胞，所述的水听器6接收实验细胞培养液中的声信号，通过声信号的变化来检测超声的变化。所述的超声探头5是圆柱形，高度2-6cm，直径10-20cm。超声探头5的上方设有隔离器皿7，所述的隔离器皿7包括上盖71和底板72，所述的上盖71扣合在底板72上部以实现隔离器皿7内部与外部的隔离。使用过程中，将盛放培养基和实验细胞的细胞培养皿8放置于隔离器皿7的底板72上，然后盖好上盖71，即可开启超声，以刺激实验细胞。

本实施例中，所述的超声探头5为圆柱形，与常规的细胞培养皿形状匹配，便于细胞培养皿的放置；其大小为直径10-20cm，能满足所有常规细胞培养皿的规格，适用范围广。所述的隔离器皿7在使用前需灭菌，用于将置于内部的实验细胞与外界隔离，有效防止污染；隔离器皿7可以是圆柱形、正方体或长方体。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种可以促进脊髓源性神经干细胞增殖分化的超声刺激装置，其特征在于，设有电源、驱动信号发生器、脉冲重复频率发生器、功率放大器、超声探头、水听器，所述的驱动信号发生器连接电源，将普通电流转化为高频电流，高频电流经脉冲重复频率发生器产生重复频率的脉冲信号，再经功率放大器使信号放大，最后经超声探头发射超声，所述的水听器用来接收液体中的声信号。

2.根据权利要求1所述的超声刺激装置，其特征在于，所述的超声探头是圆柱形。

3.根据权利要求2所述的超声刺激装置，其特征在于，所述的超声探头高度2-6cm，直径10-20cm。

4.根据权利要求1所述的超声刺激装置，其特征在于，所述的超声探头的上方设有隔离器皿。

5.根据权利要求4所述的超声刺激装置，其特征在于，所述的隔离器皿包括上盖和底板。

6.根据权利要求4所述的超声刺激装置，其特征在于，所述的隔离器皿内部盛放细胞培养皿。

7.根据权利要求1所述的超声刺激装置，其特征在于，所述超声探头的数量为4-8个。