[发明专利]一种在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置及其方法

权利要求书

1.一种在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置，其特征在于，包括密封腔、弹性培养腔和运动发生器，所述弹性培养腔设于所述密封腔内，且所述弹性培养腔的一端固定于所述密封腔上，所述弹性培养腔的另一端与所述运动发生器上的联动驱动杆的一端连接；所述运动发生器的另一端连接有一压力驱动腔，所述联动驱动杆的另一端设于所述压力驱动腔内；所述运动发生器还连接有一运动驱动器，所述运动驱动器与所述联动驱动杆连接；所述压力驱动腔还连接有一压力调整装置和压力补偿装置，所述压力补偿装置的一侧与所述压力调整装置连接，所述压力补偿装置的另一侧与所述密封腔连接，所述压力补偿装置还与所述运动驱动器连接，通过所述运动驱动器驱动调节；所述密封腔、压力驱动腔、压力调整装置的内腔和压力补偿装置的内腔形成一密封环路；所述密封环路上还装设有一用于检测密封环路内气压值的压力传感器；

所述弹性培养腔内放置有培养液，所述弹性培养腔与一储液瓶连接，所述弹性培养腔与所述储液瓶通过进液管与出液管的连接形成循环回路；所述压力传感器、压力调整装置、压力补偿装置、运动驱动器均与外置的计算机系统连接。

2.根据权利要求1所述的在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置，其特征在于，所述弹性培养腔为顶部开口的可储放液体的槽，所述弹性培养腔的底部设有可种植细胞的弹性培养膜，所述弹性培养膜的材料为具有弹性的生物相融性材料，所述弹性培养腔的两侧面均设有弹性材料，所述弹性材料的应变范围为0～50％。

3.根据权利要求1所述的在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置，其特征在于，所述弹性培养腔两端的端块均为刚性体材料，所述刚性体材料为不锈钢、钛合金、硬质塑料或橡胶无毒材料。

4.根据权利要求1所述的在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置，其特征在于，所述运动驱动器通过液压、气压、螺杆拖动或马达的方式驱动所述运动发生器和压力补偿装置。

5.根据权利要求1所述的在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置，其特征在于，所述储液瓶的上端还设有一过滤器，所述过滤器固定于一插入所述储液瓶中的管道上。

6.根据权利要求1所述的在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置，其特征在于，所述密封腔为由上盖和与所述上盖适配的下盖组成的密封腔。

7.根据权利要求1所述的在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置，其特征在于，所述弹性培养腔通过出液蠕动泵及与所述出液蠕动泵连接的出液管与所述储液瓶连接，所述储液瓶通过进液蠕动泵及与所述进液蠕动泵连接的进液管与所述弹性培养腔连接，所述弹性培养腔、出液蠕动泵、出液管、储液瓶、进液蠕动泵和进液管形成循环回路，所述出液蠕动泵和进液蠕动泵均与所述计算机系统连接。

8.根据权利要求7所述的在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置，其特征在于，所述出液蠕动泵的出液管通过第一专用接头通入所述储油瓶内，所述进液蠕动泵的进液管通过第二专用接头接入所述弹性培养腔的培养液液面以下。

9.根据权利要求1所述的在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置，其特征在于，所述弹性培养腔的压力在0～0.5MKPa范围内，所述弹性培养腔的应变范围值为0～50％。

10.一种权利要求1-9任一项所述的在压力与单一方向应变关联作用下的细胞培养装置的培养方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对弹性培养腔进行灭菌消毒，在所述弹性培养腔的底部种植内皮细胞；

(2)往弹性培养腔倒入培养液，使内皮细胞与培养液接触，对所述弹性培养腔与密封环路的连接处进行灭菌后烘干；

(3)将所述细胞培养装置的所有组成设备放置于生物安全柜内进行组装与连接，形成环路，连接完成后检测所述细胞培养装置中压力传感器的压力值，确保培养液不泄漏；

(4)在联动驱动杆对所述弹性培养腔进行拉伸前，由计算机实现自动程序控制或手动调整目标压力；将所述压力调整装置调整至自身腔内的最大空间位置，将压力补偿装置调整至自身空腔的中间空间位置；密封整个所述环路，调整压力调整装置压缩其空腔空间，使得气压传感器的气压值显示到期望的低压值时停止；

(5)通过所述联动驱动杆和运动发生器对弹性培养腔进行拉伸，拉伸到目标最大拉伸值后停下；调整压力补偿装置的压缩空间行程，当达到目标压力值时确定压力补偿装置的运动限位；

(6)设定好时间，运行所述细胞培养装置，即可进行细胞培养。