[发明专利]一种血管体外保存与培养装置及其方法

说明书

本发明公开了一种血管体外保持与培养装置及其方法，属于生物医学工程领域；所述血管保存与培养装置由血管培养腔腔、循环系统压力调节器、血管变形调节器、泵、阻尼调节器、储液室、及计算机控制系统组成；其中所述血管培养腔、循环系统压力调节器、泵、阻尼调节器、储液室由管路连接成流体循环系统；所述血管变形控制器可以实现所述血管培养腔内血管的形变控制；所述循环压力调节器、血管变形调节器、泵都由所述计算机控制系统控制；整个装置除了计算机控制系统外都可以放置与CO2培养箱内进行血管保存和培养；本发明实现模拟体内血管受到的物理环境的作用，同时对于血管或者模拟血管施加了流量、压力、形变、温度的作用，从而实现模拟仿生状态下，相对长时间的体外进行血管的动态保存与培养。

技术领域

本发明属于生物医学工程领域，公开了一种血管体外保存与培养装置及其方法,提供了一种在体外模拟人体生理或者非生理环境下对血管进行仿生保存与培养的实验装置及技术方案。

背景技术

体外保存与培养细胞已经能够做到，但是在体外培养与保存组织就有了相当大的难度，在体外保存和培养组织并尽量保持其生理特性则难度更大。

细胞在静态培养环境下与模拟生理的动态环境下在形态、基因的表达等都有不同，只是越接近于生理环境的动态环境才有可能让体外保存或者培养的组织或器官更接近生理形态。血管的体内生理形态主要以静脉和动脉，为了能够实现对血管生理状态的模拟，则需要对血管的保存或培养环境给予接近于体内的环境。血管在人体内主要受到血流的刺激及血管收缩与舒张的行为，有主动有被动的反应。

发明内容

为了实现上述目的，我们以培养一段血管为对象，并给予主动进行各项刺激，包括血流刺激、血管的收缩与舒张刺激、环境温度等，实现了尽量模拟人体内的血管环境，我们发明了此装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种血管体外保存与培养装置，其特征在于包含有血管培养腔，并接入可以调节压力变化和流量变化的流体循环系统；所述可以调节压力变化和流量变化的流体循环系统除了所述血管培养腔外，还包含有用于调节流体循环系统内压力变化的循环系统压力调节器及实现流体循环系统内流量供给变化的泵，配合所述循环系统压力调节器实现压力调节的阻尼调节器及储液用的储液室及连接整个环路的管路，由所述泵通过所述管路从所述储液室内吸取液体，然后向所述流体循环系统供液，最后所述流体循环系统内的液体回流到储液室内；其中所述血管培养腔装上血管或者模拟血管时,以此所述血管或者模拟血管形成血管内血管外两部分空间，所述血管内空间连接流体循环系统受到模拟人体血管内血流和压力刺激；在所述血管培养腔内，所述血管外空间内，置有培养液；所述血管外空间相连的的所述血管培养腔连接有与大气连接的开关阀，血管变形调节器及压力传感器，当所述开关阀关闭时，血管外空间形成了一个密闭的环境，其中所述血管变形调节器与血管外空间相连的空间大小可以改变，在空间改变时，形成血管舒张和收缩，配合循环系统压力调节器实现当血管内压力发生变化时，血管舒张与收缩伴随血管内模拟血压变化效果，并直接控制血管舒张和收缩的具体尺寸。由计算机系统对所述压力传感器数据的采集及对所述泵、所述循环系统压力调节器、所述血管变形调节器的控制实现上述所述功能，并放置在CO₂培养箱中或者使培养液能够在类似所述CO₂培养箱的拥有恒温装置及5%二氧化碳的环境之中进行培养。

进一步的,所述泵可以根据需要控制所述流体循环系统内的流量按时间变化的控制，在流体循环系统环路内形成各种流量模式的供给，流量供给模式包括恒定值流量、脉冲式流量、正弦波流量、心脏泵血式流量及各种不同的流量模式，进而实现对血管培养腔内的血管施加低于生理流量，高于生理流量形成的刺激；同时泵与流体循环系统内的液体接触部分有专用的弹性隔离件，实现流体循环系统内的液体不会通过泵与泵的隔离件之外的件发生接触，所述弹性隔离件与流体循环系统内液体接触部分不会与其它固体件形成接触运动，所述弹性隔离件材料可以耐医用高温高压灭菌处理的弹性材料。