[实用新型]一种多通道细胞牵张应力加载装置

说明书

本实用新型提供了一种多通道细胞牵张应力加载装置，所述装置包括多通道细胞牵张应力控制仪，所述多通道细胞牵张应力控制仪上方设有应力加载基板，所述应力加载基板上方设有应力加载平台，所述应力加载平台内设有六孔弹性细胞培养板，所述弹性基底膜的下方设有支撑柱；所述多通道细胞牵张应力控制仪包括真空泵、压力传感器、电磁阀、调节阀和单片机，所述单片机与所述压力传感器相连接。本实用新型公开的多通道细胞牵张应力加载装置解决了以往装置细胞加载数量有限、加力力值不均一、集成度低以及操控复杂等缺点。不仅适用于细胞、血管平滑肌细胞、肌腿细胞的研究，还可推广到其他细胞生物力学的加载应用。

技术领域

本实用新型属于医学实验仪器领域，具体涉及一种多通道细胞牵张应力加载装置。

背景技术

经过多年的发展，国外已经研制出多种对体外细胞进行拉伸加载的装置,主要有气液压源拉伸装置、机械压杆拉伸装置和真空负压加载装置,而国内对于拉伸加载装置的研制仍处于初级阶段。

目前主要的体外应力的加载方法有：离心加力、流体静压加力、重物加力、压力板加力等，以上应力加载装置的特点如下：

①离心加力：有学者通过对成骨细胞施加间断离心力来研究成骨细胞力学信号转导亦有研究者用水平微板转盘对牙周膜细胞施加持续的离心力。并且研究发现，施加力值为33.5g/cm²的离心力，可以模拟临床上的正畸力值。但是因为加载离心力时细胞并不处于一致的离心半径，故而细胞所受离心力大小不同，其应用受到限制。

②流体静压加力：根据传压介质的不同，可以分为气体静压力和液体静压力，是指向放置于密闭培养小室中的细胞培养皿注入一定的气体或液体加压或抽真空产生负压，进而使培养室内的细胞受压。国内学者通过使用静液压装置向牙周膜细胞施加压应力的研究发现该装置可以给牙周膜细胞施加的压应力，且此力值与咀嚼力值很接近。近年来，学者自行研究设计的液体静压力加载装置广泛应用于骨髓基质干细胞的生物力学研究过程中。流体静压力加载装置的制作简单，操作方便，并且易于控制，载荷易传递，可使细胞受力均匀。但是因为随着细胞的生长代谢，密闭培养小室中的分压、分压和值等指标都会发生改变，进而使实验干扰因素增加，故该装置不适用于长时间的实验研究。

③重物加力：是一种用重物直接对细胞或组织加力的方法，通过改变物体的重量来调节施加的压应力的大小。该加力方法产生的力为持续性的静压力。由于此种压力与正畸过程中口腔内压力侧牙周膜的受力形式非常接近，故而许多学者都沿用这一方法，尤其在研究应力诱导破骨细胞的生成时这一方法运用得相当广泛。

④压力板加载装置：是指利用压板或滚筒对组织、细胞直接进行加力。实验研究中一般利用此装置向软骨组织施加动静态压力负荷。压力板加载装置设备制作简单，并且可以使样本大范围变形，实验环境也与体内环境极为相似。但是在样本与压板接触区的营养物质与代谢产物的流动会受到不同程度的影响并且样本与压板间的摩擦会导致细胞应变的不均匀性与应变区域的各向异性。

周期性牵张力加载装置属于圆形弹性基底膜形变加载装置。其基本原理是将所要研究的细胞培养在弹性膜板上，待其生长到一定程度后将机械拉伸力作用于弹性膜,由于细胞贴壁生长，因此应力通过拉伸弹性膜使其形变而传递给细胞。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多通道细胞牵张应力加载装置，解决以往装置中细胞加载数量有限、加力力值不均一、集成度低以及操控复杂的问题。

为了实现上述目的，本实用性新型提供了以下技术方案：

一种多通道细胞牵张应力加载装置，所述装置包括多通道细胞牵张应力控制仪，所述多通道细胞牵张应力控制仪上方设有应力加载基板，所述应力加载基板上方设有应力加载平台，所述应力加载平台内设有六孔弹性细胞培养板，所述六孔弹性细胞培养板的弹性基底膜的下方设有支撑柱；所述多通道细胞牵张应力控制仪包括真空泵、压力传感器、电磁阀、调节阀和单片机，所述单片机与所述压力传感器相连接，所述真空泵分别与应力加载基板的管道、调节阀相连接。