CN219099196U - 一种干细胞培养器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干细胞培养器，包括底座、外壳、培养罐及支撑杆；外壳的底部为凸弧面构造，该外壳通过其底部的凸弧面与底座上表面的凹弧面的适配套合后设置在底座上，且外壳可相对底座作曲面滑移移动；支撑杆穿过培养罐后将培养罐纳置在外壳内，该支撑杆的两端分别固定在外壳的顶部和底部，且培养罐绕所述支撑杆可相对外壳旋转；在外壳上设有直通所述培养罐的第一通气孔和第一补液孔。该干细胞培养器，外壳与底座之间可以实现相对的曲面滑移移动，且外壳与培养罐之间还可以实现轴线旋转，这种转动设计结构使得细胞与培养液混匀充分，且有利于收集这类贴壁生长的干细胞、避免损失。

Description

一种干细胞培养器

技术领域

本实用新型涉及干细胞培养装置，尤其涉及一种干细胞培养器。

背景技术

当前干细胞培养大多还是在二维平面的细胞培养箱中进行,这种细胞培养箱操作简单、方便、省事。但这种静态、平面的细胞培养箱也存在一定的局限性，如，影响到细胞的生长方式、形态、分化、功能等，同时也造成细胞体内生理上的明显差异。

干细胞3D培养设备能为细胞提供更加接近人体的微环境，从而能够观察干细胞的生长状态，对研究人体细胞有着重大作用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的问题在于提供一种3D构造、且可以实现轴向旋转与曲面滑移转动的干细胞培养器。

本实用新型的技术方案如下：

一种干细胞培养器，包括底座、外壳、培养罐及支撑杆；其中：

所述底座的上表面设有凹弧面构造；

所述外壳的底部为凸弧面构造，该外壳通过所述凸弧面与凹弧面的适配套合设置在所述底座上，且所述外壳可相对所述底座作曲面滑移移动；

所述支撑杆穿过所述培养罐后将所述培养罐纳置在所述外壳内，该支撑杆的两端分别固定在所述外壳的顶部和底部，且所述培养罐绕所述支撑杆可相对外壳旋转；

在所述外壳上设有直通所述培养罐的第一通气孔和第一补液孔。

一实施例，所述干细胞培养器中，在所述支撑杆的两端分别设有上轴承和下轴承；所述上轴承固定设置在所述外壳的顶部，所述下轴承固定设置在所述外壳的底部；在所述上轴承上开设有第二通气孔和第二补液孔，且所述第一通气孔与所述第二通气孔密封贯通连接后直通所述培养罐；所述第一补液孔与所述第二补液孔密封贯通连接后直通所述培养罐。

一实施例，所述干细胞培养器中，在所述培养罐中分别设有通气管和补液管，所述通气管与所述第二通气孔固定贯通连接，所述补液管与所述第二补液孔固定贯通连接。

一实施例，所述干细胞培养器中，在所述底座的凹弧面上设有弧形轨槽，在所述外壳底部的凸弧面上设有连接轴；所述连接轴适配套入所述弧形轨槽中并可相对滑移移动。

一实施例，所述干细胞培养器中，在所述外壳上设有直通所述培养罐内腔的排出口。

一实施例，所述干细胞培养器中，在所述培养罐的内壁设有搅拌翼。

一实施例，所述干细胞培养器中，所述搅拌翼的数量为两个以上，且多个所述搅拌翼在所述培养罐的内壁呈等圆弧角径向分布设置。

一实施例，所述干细胞培养器中，在所述底座上设有伺服电机，该伺服电机分别驱动所述外壳相对所述底座滑移移动以及驱动所述培养罐绕所述支撑杆相对外壳旋转。

一实施例，所述干细胞培养器中，所述外壳包括上外壳和下外壳；所述上外壳和下外壳沿水平方向适配盖合后构成整个所述外壳的构造。

本实用新型提供的干细胞培养器，外壳与底座之间可以实现相对的曲面滑移移动，且外壳与培养罐之间还可以实现轴线旋转，这种3D转动设计结构使得细胞与培养液混匀充分，且有利于收集这类贴壁生长的干细胞、避免损失；同时，该3D培养器还能为干细胞培养提供更加接近模拟人体的微环境，从而能够观察干细胞的生长状态，对研究人体细胞有着重大作用。

附图说明

图1为本实用新型提供的干细胞培养器停机时结构示意图；

图2为干细胞培养器待机时倾斜后的结构示意图；

图3为干细胞培养器的俯视图；

附图中的标识说明：

100-干细胞培养器；10-外壳，101-上外壳；102下外壳；103-第一通气孔；104-第一补液孔；11-支撑杆；12-培养罐；13-补液管；14-上转轴；141-第二通气孔；142-第二补液孔；15-下转轴；16-通气管；17-搅拌翼；18-连接轴；19-排出口；20-底座；21-弧面；211-弧形轨槽；22-电源线；23-显示屏；24-跳级按钮；25-电源开关；26-伺服电机。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较佳实施例作进一步详细说明。

如图1和2所示，本实用新型提供一种3D构造、且可以实现轴向旋转与曲面滑移的干细胞培养器100，该干细胞培养器100包括底座20、外壳10、培养罐12及支撑杆11。底座20为可以为立方体构造、圆柱块构造或者其他规则体构造。本实施例中，底座20为立方体构造，之前在底座20的上表面开设有下沉的凹弧面21，该凹弧面21可以是球弧面(如，标准球弧面、椭球弧面等)、柱形弧面或者曲线型弧面。本实施例中，凹弧面21为球弧面构造。

上述干细胞培养器100中，外壳10的底部为凸弧面构造，如，外壳10的整体外形构造可以是蛋形构造、球形构造等，本实施例中，外壳10的构造采用蛋形结构。该外壳10底部为外凸的凸弧面110，凸弧面110的曲面构造与底座20上的凹弧面21的曲面构造相适配。安装时，外壳10通过所述凸弧面110与凹弧面21的适配套合后设置在底座20上，且外壳10可相对底座20作曲面滑移移动。由于底座20的凹弧面21为球弧面构造，而外壳10的凸弧面110也是球弧面构造；这样，外壳10相对底座20滑移移动时，形成的路线轨迹包括相对垂直方向的螺旋式上升或下降移动及相对水平面上的水平滑移；同时，外壳10又可以底部的凸弧面110为支点，外壳10的顶部在在旋转离心力作用下相对其竖直轴方向做离心发散式下摆或上扬移动(如，a和b方向)，从而使得外壳10相对底座20实现3D方位的位移移动。

上述培养罐12适配纳置在外壳10所形成的腔体中，且培养罐12的外形构造与外壳10的外形构造相适配，本实施例中，培养罐12的外形构造也为蛋形结构，培养罐12是用于培养干细胞的。而培养罐12是通过支撑杆11沿垂直方向固定安装在外壳10中。具体地，培养罐12与外壳10之间有一定空隙，便于培养罐12相对外壳10旋转。支撑杆11穿过培养罐12后该支撑杆11的两端分别固定在外壳10的顶部和底部，且培养罐12绕支撑杆11可相对外壳10做轴线旋转，旋转方向为逆时针I方向或顺时针II方向。

较好地，一实施例，干细胞培养器100中，在底座20的凹弧面21上设有弧形轨槽211，在外壳10底部的凸弧面110上设有连接轴18；连接轴18适配套入弧形轨槽211中并可相对滑移移动。具体地，弧形轨槽211为曲线弧滑槽，其曲率与凹弧面21的曲率相同，但是弧形轨槽211的弧长为凹弧面21对应弧长的2/3；连接轴18也是曲线弧构造，其曲率与弧形轨槽211的曲率相同，连接轴18的弧长为弧形轨槽211弧长的2/3；且连接轴18和弧形轨槽211都采用同向偏离Z轴设计，且连接轴18和弧形轨槽211的两端都设有限位结构(图中未示出)。这种结构上的设计，可以限定确保外壳10相对底座20做曲线滑动，且只能在弧形轨槽211设定的曲率和弧长范围内沿a或b方向滑动，又可以避免外壳10相对底座20松脱。

上述干细胞培养器100中，较好地，培养罐12为透明材质制得，如玻璃、PC、有机玻璃等材质制得；较好地，外壳10设有纵向开口105；也就是说，培养罐11部分外露；这样设计，便于观察细胞培养过程。外壳10为金属材质，可对培养罐12进行导热和控温。一实施例中，外壳10包括上外壳101和下外壳102；上外壳101和下外壳104沿水平方向适配盖合，这样可实现外壳10的上下部分拆解，方便培养罐11的取出或安装。

上述干细胞培养器100中，在外壳10内壁上设有直通培养罐12的第一通气孔104和第一补液孔103。

较好地，干细胞培养器100中，为了降低培养罐12绕支撑杆11旋转时的摩擦阻力。本实施例中，在支撑杆11的两端分别设有上轴承14和下轴承15；上轴承14固定安装在外壳10的顶部内壁(也就是上外壳101的顶部内壁)，下轴承15固定安装在外壳10的底部内壁(也就是下外壳102的底部内壁)。相应地，在上轴承14上开设有第二通气孔142和第二补液孔141，且第一通气孔104与第二通气孔142密封贯通连接后直通培养罐12的内腔；第一补液孔103与第二补液孔141密封贯通连接后直通培养罐12的内腔。

更优地，为了更方便、便捷、平顺地将细胞培养所需的培养液以及细胞培养环境所需气体氛围导入/导出培养罐12的内腔中，在培养罐12的内腔中分别设有通气管13和补液管16；其中，通气管13、第二通气孔142及第一通气孔104形成气流贯通连接；补液管16、第二补液孔141及第一补液孔103形成液路贯通连接。

如图1和2所示，干细胞培养器100中，在外壳10上设有直通培养罐12内腔的排出口19；通过排出口19，可以对培养罐12中的培养液废液排出，然后通过补液管16、第二补液孔141及第一补液孔103加入新鲜的培养液，实现培养液更换、补充等。

较好地，在一实施例中，在培养罐12的内壁设有搅拌翼17，且搅拌翼17的数量为两个以上，这些搅拌翼17在培养罐12的内壁呈等圆弧角径向分布设置。这种设计，可以在培养罐12旋转或曲线滑移时，让培养液与干细胞充分混匀。

上述干细胞培养器100中，外壳10相对底座20的滑移，以及培养罐12绕支撑杆11相对外壳10旋转，其动力来源于设置在底座20内部的伺服电机26，该伺服电机26通过传动机构，如齿轮咬合、皮带传动等分别驱动外壳10相对底座20做曲面滑移移动，以及该伺服电机26还可以同时驱动培养罐12绕支撑杆11相对外壳10旋转，这部分为现有技术，在此不再赘述。

如图3所示，底座20顶面有操控台，包括显示屏23、跳级按钮24和电源开关25，显示屏23可显示仪器运行的状态以及设置的参数，跳级按钮24可对仪器进行相关参数的设置和调出，底座20背面有电源线，用于连接外部电网的。

上述干细胞培养器100，具体地，支撑杆11与培养罐12顶端交汇处有上转轴14，上转轴14镶嵌在支撑杆11上段(即培养罐12外段)，上转轴14上端(即培养罐12外端)与培养罐12有外转轴平滑连接，转动时培养罐12罐体绕上转轴14转动，停机可拆卸；上转轴14下端(培养罐12内端)与支撑杆11下段(即培养罐12内段)有内转轴连接，支撑杆11下段与培养罐12底端交汇处有下转轴15，转动时外壳10、支撑杆11上段和上转轴14为一整体，保持相对静止，培养罐12罐体、支撑杆11下段和下转轴15为一整体，保持相对静止，并且培养罐12罐体和下转轴15以及支撑杆11下段和下转轴15两两结构连接处缝隙有涂层封边，实现培养罐12内部底端的平滑性；下转轴15与外壳10有镶嵌结构连接，并且下转轴15与外壳10镶嵌处有螺丝加固，可实现培养罐装卸，方便取出培养罐进行仪器的清洗和保养。

上转轴14内部和外壳10各有两个直径大小相同、位置对齐的孔(如，第二通气孔142和第二补液孔141)，可分别接入两个相应大小孔径的导管(如，通气管13，补液管16)实现培养罐12与外界的连接并进行物料投放或气体排放与通入；上转轴14的第二补液孔141和第二通气孔142分别与补液管13和通气管16对应连接，补液管13和通气管16为硬塑料材质，可拆卸清洗，补液管13可进行细胞、微载体和培养基等液体原料的投放，通气管16可进行CO₂、N₂的单一或混合气体投放，可实现低氧或常氧培养；培养罐12侧底端有搅拌翼17，与培养罐12为一体玻璃结构设计，为弧面三角凸起结构，数量为2-3个，可实现投料的充分混匀；培养罐12侧下端有排出口19，可连通导管进行投料培养完后的抽取或清洗罐体时清洗液的注入；

干细胞培养器100停机时为竖立(如图1所示)状态，待机时可进行竖立或倾斜(如图2所示)状态切换，状态的切换由连接轴18沿底座20的凹弧面21的相对位移进行实现；运行时自动调整为倾斜状态，对培养罐12内细胞进行倾斜旋转搅拌培养，其中有间歇时间，参数可调整，倾斜旋转搅拌培养可加速干细胞和微载体的接触，同时避免细胞沉淀堆积在底面。

应当理解的是，上述针对本实用新型较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本实用新型的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种干细胞培养器，其特征在于，包括底座、外壳、培养罐及支撑杆；其中：

所述底座的上表面设有凹弧面构造；

所述外壳的底部为凸弧面构造，该外壳通过所述凸弧面与凹弧面的适配套合后设置在所述底座上，且所述外壳可相对所述底座作曲面滑移移动；

所述支撑杆穿过所述培养罐后将所述培养罐纳置在所述外壳内，该支撑杆的两端分别固定在所述外壳的顶部和底部，且所述培养罐绕所述支撑杆可相对外壳旋转；

在所述外壳上设有直通所述培养罐的第一通气孔和第一补液孔。

2.根据权利要求1所述的干细胞培养器，其特征在于，在所述支撑杆的两端分别设有上轴承和下轴承；所述上轴承固定设置在所述外壳的顶部，所述下轴承固定设置在所述外壳的底部；在所述上轴承上开设有第二通气孔和第二补液孔，且所述第一通气孔与所述第二通气孔密封贯通连接后直通所述培养罐；所述第一补液孔与所述第二补液孔密封贯通连接后直通所述培养罐。

3.根据权利要求2所述的干细胞培养器，其特征在于，在所述培养罐中分别设有通气管和补液管，所述通气管与所述第二通气孔固定贯通连接，所述补液管与所述第二补液孔固定贯通连接。

4.根据权利要求1所述的干细胞培养器，其特征在于，在所述底座的凹弧面上设有弧形轨槽，在所述外壳底部的凸弧面上设有连接轴；所述连接轴适配套入所述弧形轨槽中并可相对滑移移动。

5.根据权利要求1所述的干细胞培养器，其特征在于，在所述外壳上设有直通所述培养罐内腔的排出口。

6.根据权利要求1所述的干细胞培养器，其特征在于，在所述培养罐的内壁设有搅拌翼。

7.根据权利要求6所述的干细胞培养器，其特征在于，所述搅拌翼的数量为两个以上，且多个所述搅拌翼在所述培养罐的内壁呈等圆弧角径向分布设置。

8.根据权利要求1所述的干细胞培养器，其特征在于，在所述底座上设有伺服电机，该伺服电机分别驱动所述外壳相对所述底座滑移移动以及驱动所述培养罐绕所述支撑杆相对外壳旋转。

9.根据权利要求1所述的干细胞培养器，其特征在于，所述外壳的一侧设有纵向开口。

10.根据权利要求1至9任一所述的干细胞培养器，其特征在于，所述外壳包括上外壳和下外壳；所述上外壳和下外壳沿水平方向适配盖合后构成整个所述外壳的构造。

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