[实用新型]用于细胞力学研究的开放式动态压力控制细胞培养系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种细胞培养系统。

背景技术

人体内的很多种细胞，如血管内皮细胞、视网膜神经节细胞、心肌细胞、关节软骨细胞等都处在一定的压力环境下，压力升高将导致细胞发生病变。例如：高血压、高眼压、高颅内压等。血压升高是导致各类心脑血管疾病的主要根源；眼压升高则是青光眼和高眼压病的特征之一，也是导致青光眼和高眼压病视功能损伤的主要原因。相关研究已经证实，高血压是中风、心肌梗塞(心梗)、心衰竭、动脉瘤(如主动脉瘤)及外周动脉疾病等重症的主要危险因素之一，也是慢性肾病的起因之一。而眼压持续升高或者波动，可以导致视网膜神经节细胞、色素上皮细胞等的功能损伤或者死亡，最终导致失明。因此能够模拟人体环境的细胞培养系统对于医学研究具有非常重要的意义。

目前存在一种用于青光眼基础研究的开放式压力控制细胞培养系统，该系统包括二氧化碳培养箱、培养瓶、压力表、流量计、气泵、变频器、流量阀、瓶塞、控制系统；其中，所述培养瓶、压力表、流量计、气泵、变频器、流量阀、瓶塞均设置于二氧化碳培养箱内。所述气泵的入口处和流量阀的出口均在二氧化碳培养箱内部；所述压力表、流量阀、流量计输出管道均通过瓶塞插入培养瓶内。所述压力表、流量计、变频器、流量阀分别通过信号线与控制系统相连。所述控制系统位于二氧化碳培养箱外。该系统在每次更换培养的细胞时，都需要将带有三条管道的瓶塞打开，使用不方便，而且不适用于使用大的培养皿培养。通过多条信号线与控制系统连接，线路连接麻烦。二氧化碳培养箱内的气泵、变频器、流量阀、压力表、流量计全部分立放置，使用不方便。中间使用变频器控制气泵，占用空间大。

有一种能够精确控制气体压力的细胞组织培养系统。该装置是使用预混气体，通过控制进气的量控制培养室内的压力，虽然满足了压力的要求，但是在气体传输过程中容易对气体的温度和湿度产生影响，从而导致实验条件与真实活体环境存在较大差异。

另外，还有一种方法是压力控制的执行机构位于细胞培养箱外部，向细胞培养箱内部加入的气体取自细胞培养箱外部，随着实验时间的延长，可能会导致培养液pH值的变化。细胞培养箱完全没有使用二氧化碳培养箱内的气体，没有体现二氧化碳培养箱的价值，只是让细胞培养箱箱体处在二氧化碳培养箱内的温度环境内。

实用新型内容

本实用新型是要解决现有的细胞培养系统的预混气体在传输过程中温度和湿度会发生变化，从而导致实验条件与真实活体环境存在较大差异，使用不方便的问题，提供一种用于细胞力学研究的开放式动态压力控制细胞培养系统。

本实用新型用于细胞力学研究的开放式动态压力控制细胞培养系统包括细胞培养箱、气体交换室、节流气阀、压力变送器、微型气泵、手动阀门、控制信号线、压力控制系统和细胞培养箱密封盖；

所述气体交换室内部包含压力变送器、节流气阀和微型气泵，所述节流气阀通过管道与所述细胞培养箱连通，所述压力变送器通过管道与所述细胞培养箱连通，所述微型气泵通过管道与所述细胞培养箱连通，所述细胞培养箱的侧壁上设置有排气口，所述排气口上设有手动阀门，所述节流气阀、压力变送器、微型气泵分别通过控制信号线与所述压力控制系统连接，所述细胞培养箱的顶部设有细胞培养箱密封盖。

进一步的，所述细胞培养箱和气体交换室置于二氧化碳培养箱内部，为细胞培养系统提供合适的气体环境。

进一步的，所述压力控制系统置于二氧化碳培养箱外部。

所述排气口上设置的手动阀门，用于手动设置细胞培养箱漏气速度。

进一步的，所述手动阀门上还设有机械式气压表，用于校准系统精度。

进一步的，所述控制信号线为一根5芯的控制信号线。

本实用新型的工作原理：

压力控制系统通过调节微型气泵的转速从而调节微型气泵的流量。

压力控制系统通过采集压力变送器返回的电流值，从而换算成细胞培养箱内部的实时压力。

使用本实用新型时，打开压力控制系统，压力控制系统上显示压力变送器探测到的细胞培养箱内部的压力，通过压力控制系统控制微型气泵运转，为细胞培养箱通入气体，之后气体依次通过细胞培养箱、节流气阀并从节流气阀的出口排出，通过压力控制系统可以控制节流气阀的开合程度，从而控制细胞培养箱内的压力，实现细胞培养箱内部与二氧化碳培养箱内部进行气体交换。

本实用新型的有益效果：