[发明专利]一种体内力学环境模拟装置

说明书

本发明提供一种体内力学环境模拟装置，包括：一细胞培养基存储腔，用于存储细胞培养基；一细胞培养装置，具有一培养基入口和一培养基出口；所述培养基入口通过一蠕动泵与所述细胞培养基存储腔流体连接，所述培养基出口与所述细胞培养基存储腔流体连接，形成循环通路；其中，所述细胞培养装置内设置一压电陶瓷片，所述压电陶瓷片与一信号发生装置导电连接，通过所述信号发生装置控制所述压电陶瓷片的振幅和频率。

技术领域

本发明涉及细胞培养领域，尤其是一种用于细胞培养的体内力学环境模拟装置。

背景技术

细胞培养中，细胞的受力状态对于体外培养组织至关重要，目前认为生物体内如骨关节组织受到交变的正压力和体液流动时的剪切力，几乎所有的管状系统，如：动脉、静脉等系统中都存在着两种力。

传统的微流道力学环境设计，通常是通过弹性膜对细胞施加压力来模拟单方向的正应力，无法控制受力的频率，同时无法定量研究细胞受力情况对细胞生长及分化的影响。

因此，需要一种新的体内力学环境模拟装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种体内力学环境模拟装置，通过控制压电陶瓷片的振幅和频率，在细胞培养装置的流道中产生与人体体内类似的力，使得细胞能更快更好地在细胞液内生长和存活。

为解决上述问题，本发明提供一种体内力学环境模拟装置，包括：一细胞培养基存储腔，用于存储细胞培养基；一细胞培养装置，具有一培养基入口和一培养基出口；所述培养基入口通过一蠕动泵与所述细胞培养基存储腔流体连接，所述培养基出口与所述细胞培养基存储腔流体连接，形成循环通路；其中，所述细胞培养装置内设置一压电陶瓷片，所述压电陶瓷片与一信号发生装置导电连接，通过所述信号发生装置控制所述压电陶瓷片的振幅和频率。

本领域技术人员可以理解的是，所述压电陶瓷片及所述信号发生装置是本领域已知的市售商品。

在本发明一实施例中，所述细胞培养装置包括：相对设置的一上基板和一下基板，以及，一微流道芯片，所述微流道芯片夹设于所述上基板与下基板之间；其中，所述下基板上固定设置所述压电陶瓷片，使得所述压电陶瓷片与所述微流道芯片相接触。

在本发明一实施例中，所述微流道芯片包括：一微流道结构板，所述微流道结构板上形成内凹的微流道结构，并且所述微流道结构具有一流体输入端和一流体输出端；以及，一上盖板，所述上盖板覆盖于所述微流道结构板之上，并且，所述上盖板在对应于所述流体输入端与所述流体输出端处分别具有一贯穿孔，以形成所述细胞培养装置的所述培养基入口及所述培养基出口。

本领域技术人员可以理解的是，所述微流道结构可以根据实际需要进行设计并成型。

在本发明一实施例中，所述下基板上还固定设置至少一应变片，所述应变片设置于所述微流道芯片内。本领域技术人员可以理解的是，所述应变片是本领域已知的市售商品。

在本发明一实施例中，所述上基板与所述下基板通过螺栓固定连接。

在本发明一实施例中，所述培养基入口通过聚乙烯管与所述蠕动泵流体连接，所述蠕动泵通过聚乙烯管与所述细胞培养基存储腔流体连接，并且，所述培养基出口通过聚乙烯管与所述细胞培养基存储腔流体连接。

在本发明一实施例中，所述应变片与一数据分析装置导电连接，用于接收并处理所述应变片的测量数据。

在本发明一实施例中，所述数据分析装置为一数据采集卡。