[发明专利]一种引导磁感应强度点阵状分布的装置

说明书

本发明公开了一种引导磁感应强度点阵状分布的装置，包括永磁铁和通过固定模块安装在永磁铁表面的呈阵列布置的若干软磁铁丝；在固定模块上设有若干贯穿固定模块上下表面的软磁铁丝容置孔，软磁铁丝容置孔呈阵列布置，软磁铁丝一一对应并安装在每个软磁铁丝容置孔中，软磁铁丝容置孔的深度和软磁铁丝的长度匹配；软磁铁丝容置孔的横截面大小和软磁铁丝的横截面大小匹配；固定模块安装在永磁铁上表面，且软磁铁丝容置孔对应的阵列区域位于永磁铁中心弱磁场强度区域中，软磁铁丝被吸附在永磁铁表面并在软磁铁丝容置孔的限位下保持直立状态。本装置可以抵抗流体扰动，能够精确控制细胞微载体的空间位置，从而在液体环境下实现细胞微载体有序布置。

技术领域

本发明涉及利用细胞微载体构建人工组织支架技术，具体涉及一种磁性细胞微载体组装时辅助用的引导磁感应强度点阵状分布的装置，属于组织工程中细胞三维组装技术领域。

背景技术

各种难以预料的自然灾害和行为事故容易造成人体组织损伤和器官缺失，组织和器官的衰老和退化也威胁着人类健康。组织工程通过细胞的三维组装开发具有人体器官功能的人工组织，为器官修复和再生提供了一种新途径。人体组织是由多种细胞组成的有序结构，如何实现不同细胞的精确空间布置是目前细胞三维组装技术发展面临的难题。

细胞微载体通过生物材料对细胞进行包裹，为细胞提供基本的生命活动场所从而可以提高存活率。通过操作细胞微载体构建人工组织支架比直接对细胞进行三维组装更有效，还可以减少对细胞的机械损伤。细胞微载体操作需要三个关键条件：第一，柔和而又充分的组装作用力；第二，有效的空间位置控制；第三，模拟原位环境进行微操作。

微操作机器人系统可以将机器人操作的准确性、灵活性和高效性带入细胞微载体的三维组装中。但常规的微操作方法需要复杂的外围设备和较高的制作成本，还存在直接接触等问题。机器人微操作在空气中进行三维组装具有一定的控制精度，但是在液体环境受到流体扰动的影响难以精准控制细胞微载体的空间位置。

细胞微载体由于具有细小、柔软、易变形和可控性差等特点，难以有效布置在空间中期望的位置。在细胞微载体中加入磁性纳米粒子对细胞的影响较小，可以增加对外部磁场的快速响应特性，从而提高细胞微载体的可控性。电磁感应装置产生微弱的磁力难以满足磁性细胞微载体的三维组装的需求；具有非均匀磁场的永磁铁会把磁性细胞微载体聚集到表面边缘并使其难以有序布置，不利于构建复杂的人工组织支架。

针对上述问题，通过磁引导操作细胞微载体来构建人工组织支架需要具有强大的磁感应强度和高的磁场梯度。为了对磁性细胞载体进行有序的三维组装，还需要提供一种空间分布形状可控的磁场，这是本领域技术人员的一个研究方向。

发明内容

针对现有技术在液体环境下操作细胞微载体构建人工组织支架的过程中存在直接接触破坏性大、效率低，细胞布置定位难，流体扰动影响导致难以精确控制细胞微载体的空间位置致使难以有序布置等问题，本发明的目的在于提供一种引导磁感应强度点阵状分布的装置，本装置可以抵抗流体扰动，能够精确控制细胞微载体的空间位置，从而在液体环境下实现细胞微载体有序布置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种引导磁感应强度点阵状分布的装置，包括永磁铁和通过固定模块安装在永磁铁表面的呈阵列布置的若干软磁铁丝；在固定模块上设有若干贯穿固定模块上下表面的软磁铁丝容置孔，软磁铁丝容置孔呈阵列布置，软磁铁丝一一对应并安装在每个软磁铁丝容置孔中，软磁铁丝容置孔的深度和软磁铁丝的长度匹配；软磁铁丝容置孔的横截面大小和软磁铁丝的横截面大小匹配；固定模块安装在永磁铁上表面，且软磁铁丝容置孔对应的阵列区域位于永磁铁中心弱磁场强度区域中，软磁铁丝被吸附在永磁铁表面并在软磁铁丝容置孔的限位下保持直立状态。

进一步地，还包括永磁铁固定支架，永磁铁固定支架上设有容置永磁铁的永磁铁容置腔，永磁铁设置在永磁铁容置腔中且周围由永磁铁容置腔的侧壁限位。