[发明专利]一种骨形成相关细胞的微振动加载装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物细胞的力学-生物学实验装置，尤其涉及用于一种体外分析与研究骨形成相关细胞对微振动的生物学响应的微振动加载装置。

背景技术

微动是指两接触界面在承受交变载荷时所发生的相对位移极小的运动。动物体内的植入体与其骨界面间不可避免存在微动，如牙种植体在口腔内行使功能时，牙种植体-骨界面会承受咀嚼交变应力而产生微动。除了与传统材料类似的微动磨损和局部疲劳损伤外，作为有生物活性的骨组织，微动在细胞水平上引起的生物学响应也在很大程度上决定了其界面的综合性能。为与组织水平的微动相区别，申请人将细胞水平上的这种机械微动称为微振动(microvibration)。分析与研究出微振动对界面的骨形成相关细胞增殖活性和功能状态的影响，能对植入体的设计、制作、植入提供更准确、更可靠的试验依据，使植入体与骨界面更好的整合，提高其治疗与修复效果。但目前尚无能模拟骨形成相关细胞微振动环境，以分析微振动对界面的骨形成相关细胞增殖活性和功能状态的影响的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种骨形成相关细胞的微振动加载装置，该装置能对骨形成相关细胞进行微振动加载，模拟出骨形成相关细胞的微振动环境，以分析出微振动对界面的骨形成相关细胞增殖活性和功能状态的影响，能对植入体的设计、制作、植入提供更准确、更可靠的试验依据，使植入体与骨界面更好的整合，提高其治疗与修复效果。

本发明实现其发明目所采取的技术方案是，一种骨形成相关细胞的微振动加载装置，其组成是：

电磁激振器的激振头与振动腔的底部螺纹连接，振动腔内设有盛装骨形成相关细胞的微振动盒；振动腔的腔盖外侧壁通过振动腔侧壁上的侧定位螺钉定位在振动腔上；电磁激振器与激振控制装置电连接；

所述的激振控制装置的具体构成是：单片机的控制信号输出端与正弦波信号发生器的输入端相连，正弦波信号发生器的输出端经功率放大器与电磁激振器的输入端相连；电磁激振器的反馈信号输出端经反馈及比较电路与单片机的反馈信号输入端相连；单片机还同时与功率放大器、显示及输入电路相连。

本发明的工作过程和原理是：

将骨形成相关细胞盛于微振动盒内，并将微振动盒置于振动腔内，盖上振动腔的腔盖；将腔盖压在微振动盒的上部，再拧紧侧定位螺钉将腔盖及微振动盒固定在振动腔内。

通过激振控制装置的显示及输入电路，输入并显示激振的加速度(0～5g)、频率(20-100Hz)、振幅(10-100μm)，单片机(41)控制正弦波信号发生器发出相应频率的正弦波信号；功率放大器在单片机的控制下输出相应幅值及频率的正弦波驱动电硫驱动电磁激振器产生相应加速度、幅值及频率的强度、频率、振幅的微振动；模拟出骨形成相关细胞的微振动环境。微振动过程中，反馈及比较电路对微振动进行反馈控制，实现微振动的自动精确控制。微振动结束后，关闭电源，松开侧定位螺钉、即可移开腔盖、取出微振动盒，对盒中的骨形成相关细胞进行相应的增殖活性和功能状态检测，完成一次试验。多次试验后即可分析出微振动对界面的骨形成相关细胞增殖活性和功能状态的影响关系。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

能方便地对骨形成相关细胞进行不同频率、振幅及时间的微振动加载，模拟出骨形成相关细胞的微振动环境，以分析出微振动对界面的骨形成相关细胞增殖活性和功能状态的影响，从而对植入体的设计、制作、植入提供更准确、更可靠的试验依据，使植入体与骨界面更好的整合，提高其治疗与修复效果。

下面结合附图和具体的实施方式，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例机械部分的结构示意图。

图2为本发明实施例电气部分(激振控制装置)的电路原理示意图。

具体实施方式

实施例

图1、图2示出，本发明的一种具体实施方式是，一种骨形成相关细胞的微振动加载装置，其组成是：

电磁激振器1的激振头1A与振动腔2的底部螺纹连接，振动腔2内设有盛装骨形成相关细胞的微振动盒3；振动腔2的腔盖2A外侧壁通过振动腔2侧壁上的侧定位螺钉2B定位在振动腔2上；电磁激振器1与激振控制装置电连接；

本例的激振控制装置的具体构成是：单片机41的控制信号输出端与正弦波信号发生器42的输入端相连，正弦波信号发生器42的输出端经功率放大器45与电磁激振器1的输入端相连；电磁激振器1的反馈信号输出端经反馈及比较电路43与单片机41的反馈信号输入端相连；单片机41还同时与功率放大器45、显示及输入电路44相连。