CN213172366U - 一种细胞培养i125粒子自动辐照箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及生物医学器械领域，公开了一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，包括箱体、I¹²⁵粒子托盘，培养皿托盘，双滑轨，动力组件和PLC控制器，箱体正面底部设有第一开口、侧面设有第二开口；I¹²⁵粒子托盘滑动装配在第一开口处，培养皿托盘滑动装配在第二开口处且位于I¹²⁵粒子盘的上方，其上放置有细胞培养皿；动力组件设置于箱体外、与第二开口相对的一侧，用于将培养皿托盘推出箱体外；PLC控制器与动力组件电连接，以实现定时将托盘推出箱体外，来停止辐照实验的目的。可以根据实验的实际情况，通过PLC控制器内设控制程序来对培养皿托盘推出箱体的时间进行自动控制，从而实现自动控制I¹²⁵粒子辐照时间的目的。

Description

一种细胞培养I125粒子自动辐照箱

技术领域

本实用新型涉及生物医学器械领域，具体涉及一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱。

背景技术

放射线治疗是治疗各种恶性肿瘤的重要方法之一，包括远距离和近距离治疗。远距离治疗即外照射，人们对它的临床应用、治疗效果以及缺陷等已经较为熟悉；近距离放疗指应用放射性同位素技术在距肿瘤组织5cm的范围内甚至在肿瘤组织内进行治疗。

在近距离放射治疗中，放射性核素I¹²⁵应用比较广泛，其剂量率较低，作用时间长，可使治疗比增加；放射源距肿瘤近，且无屏蔽，局部治疗剂量高，而使正常组织的损伤明显减少：持续照射对DNA双链断裂破坏更完全，可明显增加肿瘤细胞的杀伤作用。

但是目前，对于放射性核素I¹²⁵的应用成熟经验不多，故关于放射性核素I¹²⁵放射性治疗的问题还有待研究。低剂量率辐射的放射生物学已成为研究的热点，但是相关I¹²⁵粒子的辐射培养细胞没有专门的培养设备，目前国内相关研究机构大都使用的还是Grey实验室于2001年设计的、专为研究I¹²⁵粒子持续低剂量率照射的体外实验模型，但是该模型设计简单，无法方便调整粒子排布的方式，无法自动控制辐照时间。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对上述I¹²⁵粒子持续低剂量率照射的体外实验模型存在的时存在的无法方便调整粒子排布的方式以及无法自动控制辐照时间的问题，本实用新型提供了一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，包括：

箱体，其正面底部设有第一开口、侧面设有第二开口；

I¹²⁵粒子托盘，滑动装配在第一开口处，其上设有粒子盘放置台，所述粒子盘放置台上放置有I¹²⁵粒子盘，所述I¹²⁵粒子托盘上、位于箱体外的端部设有能够完全覆盖第一开口的第一挡板；

培养皿托盘，滑动装配在第二开口处且位于I¹²⁵粒子盘的上方，其上放置有细胞培养皿，所述培养皿托盘位于箱体外的一侧设有能够完全覆盖第二开口的第二挡板、另一侧设有配重槽，所述配重槽内放置有配重块；

双滑轨，于箱体的长度方向上、水平设置在箱体内，所述培养皿托盘底部设有与双滑轨对应的滑槽；

动力组件，设置于箱体外、与第二开口相对的一侧，用于将培养皿托盘推出箱体外；

PLC控制器，与动力组件电连接，通过内设的控制程序来实现对动力组件启停的定时控制，以实现定时将培养皿托盘推出箱体外，来停止辐照实验。

进一步地，所述箱体外、与第二开口相对的一侧设有支撑平台，所述动力组件包括电机、转盘、连杆和推杆；

所述电机固定在支撑平台下方并与PLC控制器电连接，其输出端竖直贯穿支撑平台与转盘同轴装配在一起；

所述转盘靠近外缘位置设有第一连接销，所述连杆的一端通过轴承活动装配在第一连接销上、另一端设有第二连接销；

所述推杆的一端通过轴承活动装配在第二连接销上、另一端沿水平方向伸入箱体内并作用于培养皿托盘上，用于将培养皿托盘沿双滑轨推出箱体外。

进一步地，位于所述配重槽靠近第二挡板的一侧设有能够完全覆盖第二开口的第三挡板。

进一步地，所述第二挡板与第二开口对应的一侧设有第四挡板，所述第四挡板能够刚好堵住第二开口。

进一步地，所述箱体、第一挡板、第二挡板、第三挡板和第四挡板均采用铅或者等效铅当量为1.7mmPb的金属材料制成。

进一步地，所述箱体上设有若干90°拐角型的透气孔。

进一步地，所述培养皿托盘的底板材质为有机玻璃。

进一步地，所述培养皿托盘的底板上设有与细胞培养皿对应的培养皿放置槽。

进一步地，所述I¹²⁵粒子盘为正方形，其上的I¹²⁵粒子按照4x4的阵列排布，所述粒子盘放置台上设有与I¹²⁵粒子盘对应的粒子盘放置槽，所述粒子盘放置槽的槽深小于I¹²⁵粒子盘的厚度。

进一步地，所述粒子盘放置台的高度可调节。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、可以根据实验的实际情况，通过PLC控制器内设控制程序来对培养皿托盘推出箱体的时间进行自动控制，从而实现自动控制I¹²⁵粒子辐照时间的目的；

2、I¹²⁵粒子托盘上设有高度可调的粒子盘放置台，可以根据实际情况来调节辐照高度，并且可以自行选择I¹²⁵粒子盘的形状以及I¹²⁵粒子的排布形式，方便灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图，

图2为带有粒子盘放置台3的I¹²⁵粒子托盘2的结构示意图，

图3为I¹²⁵粒子盘7上I¹²⁵粒子排布示意图，

图4为辐照过程中整个辐照箱的状态示意图，

图5是在图4的基础上，移除了箱体1的前面板和顶板后的一种立体示意图，展示了箱体1内部结构以及动力组件9的组成，

图6为培养皿托盘5的结构示意图，

图7为图5的正视图，

图8为移除了箱体1的前面板和顶板后，辐照结束后，将细胞培养皿6推进箱体1外的状态示意图，

图9为图8的正视图，

图10为图9中Ⅰ的局部放大图，展示了90°拐角型透气孔13的结构，

附图标记如下：

箱体1，第一开口11，第二开口12，透气孔13，I¹²⁵粒子托盘2，第一挡板21，粒子盘放置台3，粒子盘放置槽31，I¹²⁵粒子盘4，培养皿托盘5，第二挡板51，配重槽52，滑槽53，第三挡板54，第四挡板55，培养皿放置槽56，细胞培养皿6，配重块7，双滑轨8，动力组件9，电机91，转盘92，第一连接销921，连杆93，第二连接销931，推杆94，PLC控制器10，支撑平台100。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1至图10，本实用新型提供一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，包括箱体1、I¹²⁵粒子托盘2、培养皿托盘5、双滑轨8、动力组件9和PLC控制器10；

如图1，箱体1的正面底部设有第一开口11、侧面设有第二开口12，为了减少粒子对外部环境的辐射，保证安全，箱体1应该采用防辐射的材料，优选采用铅，或者是其他等效铅当量为1.7mmPb的金属材料；

I¹²⁵粒子托盘2滑动装配在第一开口11处，其上设有粒子盘放置台3，粒子盘放置台3上放置有I¹²⁵粒子盘4，I¹²⁵粒子托盘2上、位于箱体1外的端部设有能够完全覆盖第一开口11的第一挡板21，如图5，具体为：第一挡板21的大小要比第一开口11大，这样就可以完全将第一开口11覆盖住，实验过程中，将放置有I¹²⁵粒子盘4的粒子盘放置台3，通过I¹²⁵粒子托盘2推入箱体1内进行辐照时，可以通过第一挡板21从箱体1外侧将第一开口11完全挡住来防止辐射泄露，保证实验安全；

培养皿托盘5滑动装配在第二开口12处且位于I¹²⁵粒子盘4的上方，培养皿托盘5的底板材质为有机玻璃，其上放置有细胞培养皿6，培养皿托盘5位于箱体1外的一侧设有能够完全覆盖第二开口12的第二挡板51，如图6和图7，具体为：第二挡板51的大小比第二开口12大，实验过程中，将放置有细胞培养皿6的培养皿托盘5推入箱体1内进行辐照实验时，可以通过设置第二挡板51从箱体1外侧将第二开口12完全挡住来防止辐射泄露，保证实验安全；

如图5、图6和图8，培养皿托盘5的另一侧设有配重槽52，配重槽52设有配重块7，这样可以使得细胞培养皿6被推出箱体1后，在外部没有支撑的情况下培养皿托盘5能够保持平衡；

如图6和图9，在细胞培养皿6被完全推出箱体1的情况下，为了防止箱体1内的辐射泄露，在位于配重槽52靠近第二挡板51的一侧设有能够完全覆盖第二开口12的第三挡板54，这样，当细胞培养皿6被推出箱体1后，通过设置的第三挡板54从箱体1内侧将第二开口12完全挡住，防止辐射泄露；

更进一步的，第二挡板51与第二开口12对应的一侧设有第四挡板55，第四挡板55能够刚好堵住第二开口12，第四挡板55的大小应当与第二开口12的大小相当，当把培养皿托盘5推进箱体1内后，第四挡板55能够刚好将第二开口12封住，可以进一步防止辐射泄露；

上述第一挡板21、第二挡板51、第三挡板54和第四挡板55均应该采用铅或者等效铅当量为1.7mmPb的金属材料制成；

如图7，当培养皿托盘5进入箱体1内进行辐照时，培养皿托盘5上放置的细胞培养皿6的位置应该正好位于I¹²⁵粒子盘4的正上方，如图4，为了方便定位，在设计时，应该在培养皿托盘5的底板上设有培养皿放置槽56，如图2，在粒子盘放置台3上设有粒子盘放置槽31，当培养皿托盘5进入箱体1内进行辐照实验，培养皿放置槽56应该刚好位于粒子盘放置槽31的正上方；

需要说明的是，为了方便细胞培养皿6和I¹²⁵粒子盘4的拿取，培养皿放置槽56的深度应该小于细胞培养皿6的高度，粒子盘放置槽31的深度也应该小于I¹²⁵粒子盘4的厚度；

双滑轨8于箱体1的长度方向上、水平设置在箱体1内，培养皿托盘5的底部设有与双滑轨8对应的滑槽53，培养皿托盘5通过滑槽53滑动装配在双滑轨8上；

动力组件9设置于箱体1外、与第二开口12相对的一侧，用于将培养皿托盘5推出箱体1外；

作为一种优选的方案，动力组件9包括电机91、转盘92、连杆93和推杆94；

其中，箱体1外、与第二开口12相对的一侧设有支撑平台100，电机91固定在支撑平台100下方并与PLC控制器10电连接，其输出端竖直贯穿支撑平台100与转盘92同轴装配在一起，支撑平台100上设有与电机91的输出端相对应的通孔；

转盘92靠近外缘位置设有第一连接销921，连杆93的一端通过轴承活动装配在第一连接销921上、另一端设有第二连接销931；

推杆94的一端通过轴承活动装配在第二连接销931上、另一端沿水平方向伸入箱体1内并作用于培养皿托盘5上，用于将培养皿托盘5沿双滑轨8推出箱体1外，

电机91提供动力，带动转盘92旋转，再通过连杆93的传动作用，使得推杆94给培养皿托盘5提供一个推力，将其沿双滑轨8的方向推出箱体1外，需要说明的，推杆94的最大推行距离应该是：推杆94的初始位置到第三挡板54刚好抵在第二开口12时的距离；

当然还可以采用其他的传动机构来替代上述的优选方案，具体可以根据实际需求自行设计；

PLC控制器10与动力组件9电连接，通过内设的控制程序来实现对动力组件9启停的定时控制，以实现定时将培养皿托盘5推出箱体1外，来停止辐照实验，具体实验过程中，实验人员可以根据实际情况自行设置时间；

需要说明的是，为了精确控制电机91的停机时间，可以在第三挡板54上设有感应贴片，感应贴片与PLC控制器10电连接，当感应贴片抵在箱体1内侧时，信号传给PLC控制器10，然后通过PLC控制器10控制电机停机，PLC控制器10内设的控制程序均为常规的现有技术，这里不做赘述。

优选的是，如图3所示，I¹²⁵粒子盘4为正方形，I¹²⁵粒子盘4上的I¹²⁵粒子按照4x4的阵列排布，实验人员可以根据实际情况来选择I¹²⁵粒子的排布形式。

粒子盘放置台3的高度可调节，这样的设置可以增加实验的灵活性，如图2所示，粒子盘放置台3底部设有高度可调的多个支撑脚，当然调节高度的结构还可以自行设计。

如图9和图10所示，基于低剂量率辐射的射线的辐射轨迹为直线，不能拐弯，为了实现箱体1的透气，同时避免辐射泄露，在箱体1上设有若干90°拐角型的透气孔13。

实验人员可以通过第一开口11对整个辐照箱进行日常的内部维护和检修工作。

工作原理：如图5和图7，开始辐照实验之前，首先将放置有I¹²⁵粒子盘4的粒子盘放置台3通过I¹²⁵粒子托盘2推出箱体内，并使得第一挡板21将第一开口11封住，然后再将放置有细胞培养皿6的培养皿托盘5推入箱体1内进行辐照实验，并通过在PLC控制器10上设置辐照时间；

到达辐照时间后，PLC控制器10控制电机91启动，带动转盘92旋转，再通过连杆93的传动作用，使得推杆94给培养皿托盘5提供一个推力，将其沿双滑轨8的方向推出箱体1外，当第三挡板54抵在第二开口12处电机91停机，辐照结束，如8和图9；

进行下一次实验时，将需要辐照的细胞培养皿6放入，重复以上操作即可。

本实用新型通过PLC控制器10对电机91的定时控制，实现了定时将细胞培养皿6推出箱体1外，从而实现自动控制辐照时间。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，其特征在于，包括：

箱体(1)，其正面底部设有第一开口(11)、侧面设有第二开口(12)；

I¹²⁵粒子托盘(2)，滑动装配在第一开口(11)处，其上设有粒子盘放置台(3)，所述粒子盘放置台(3)上放置有I¹²⁵粒子盘(4)，所述I¹²⁵粒子托盘(2)上、位于箱体(1)外的端部设有能够完全覆盖第一开口(11)的第一挡板(21)；

培养皿托盘(5)，滑动装配在第二开口(12)处且位于I¹²⁵粒子盘(4)的上方，其上放置有细胞培养皿(6)，所述培养皿托盘(5)位于箱体(1)外的一侧设有能够完全覆盖第二开口(12)的第二挡板(51)、另一侧设有配重槽(52)，所述配重槽(52)内放置有配重块(7)；

双滑轨(8)，于箱体(1)的长度方向上、水平设置在箱体(1)内，所述培养皿托盘(5)底部设有与双滑轨(8)对应的滑槽(53)；

动力组件(9)，设置于箱体(1)外、与第二开口(12)相对的一侧，用于将培养皿托盘(5)推出箱体(1)外；

PLC控制器(10)，与动力组件(9)电连接，通过内设的控制程序来实现对动力组件(9)启停的定时控制，以实现定时将培养皿托盘(5)推出箱体(1)外，来停止辐照实验。

2.根据权利要求1所述的一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，其特征在于，所述箱体(1)外、与第二开口(12)相对的一侧设有支撑平台(100)，所述动力组件(9)包括电机(91)、转盘(92)、连杆(93)和推杆(94)；

所述电机(91)固定在支撑平台(100)下方并与PLC控制器(10)电连接，其输出端竖直贯穿支撑平台(100)与转盘(92)同轴装配在一起；

所述转盘(92)靠近外缘位置设有第一连接销(921)，所述连杆(93)的一端通过轴承活动装配在第一连接销(921)上、另一端设有第二连接销(931)；

所述推杆(94)的一端通过轴承活动装配在第二连接销(931)上、另一端沿水平方向伸入箱体(1)内并作用于培养皿托盘(5)上，用于将培养皿托盘(5)沿双滑轨(8)推出箱体(1)外。

3.根据权利要求1所述的一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，其特征在于：位于所述配重槽(52)靠近第二挡板(51)的一侧设有能够完全覆盖第二开口(12)的第三挡板(54)。

4.根据权利要求3所述的一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，其特征在于：所述第二挡板(51)与第二开口(12)对应的一侧设有第四挡板(55)，所述第四挡板(55)能够刚好堵住第二开口(12)。

5.根据权利要求4所述的一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，其特征在于：所述箱体(1)、第一挡板(21)、第二挡板(51)、第三挡板(54)和第四挡板(55)均采用铅或者等效铅当量为1.7mmPb的金属材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，其特征在于：所述箱体(1)上设有若干90°拐角型的透气孔(13)。

7.根据权利要求1所述的一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，其特征在于：所述培养皿托盘(5)的底板材质为有机玻璃。

8.根据权利要求1所述的一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，其特征在于：所述培养皿托盘(5)的底板上设有与细胞培养皿(6)对应的培养皿放置槽(56)。

9.根据权利要求1所述的一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，其特征在于：所述I¹²⁵粒子盘(4)为正方形，其上的I¹²⁵粒子按照4x4的阵列排布，所述粒子盘放置台(3)上设有与I¹²⁵粒子盘(4)对应的粒子盘放置槽(31)，所述粒子盘放置槽(31)的槽深小于I¹²⁵粒子盘(4)的厚度。

10.根据权利要求1所述的一种细胞培养I¹²⁵粒子自动辐照箱，其特征在于：所述粒子盘放置台(3)的高度可调节。

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