[发明专利]细胞动态牵张应力培养装置

说明书

本发明提出了一种细胞动态牵张应力培养装置，包括：细胞培养装置以及机械施压装置；细胞培养装置包括容器主体以及设置在容器主体上的培养孔，培养孔的底部设有用于施加压力的弹性膜；机械施压装置包括：底座，在底座上设有与培养孔一一对应的顶件，在底座的两侧分别设有行程齿条；夹持装置，分别夹持于容器主体的两侧，在夹持装置内设有动力机构，行程齿条穿过该夹持装置，并在动力机构的驱动下，带动细胞培养装置按照行程齿条的径向方向上下移动。本发明结构简单，结构设置合理，能够在维持弹性膜张力的情况下换液或补充营养物质，便于后续的实验研究；能直接搭配现有细胞弹力培养皿和细胞培养箱使用，应用广泛，便于移动。

技术领域

本发明涉及实验仪器领域，特别是指一种细胞动态牵张应力培养装置。

背景技术

细胞的生长环境对细胞至关重要，生物内的细胞处于不同的复杂的微环境刺激中。近些年来，在体外实验的情况下模拟体内微环境对细胞影响的相关研究正在呈现逐年上升的趋势。

细胞在生物体中，处于一个复杂的生物力学环境中，在细胞生物学实验中，常常会应用到力学刺激对细胞的影响，方法为将细胞悬液接种在一个具有弹性膜结构的细胞培养皿中，在细胞贴壁生长后，通过外界施加干预，使弹性膜产生一定程度上的形变，从而对贴在弹性膜上的细胞提供机械牵张刺激。细胞在受到机械牵张应力刺激下，会导致细胞形态和生物学功能的相应变化。以此来模拟细胞，如Rodriguez T等人研究发现，人来源的脂肪间充质干细胞在受到多轴向的机械张力刺激下，细胞分泌的BLC，VEGF，MDC，MIP3α，LAP，MMP13 等细胞因子水平提高。Cheng Li等人则发现骨髓间充质干细胞在受到机械张力负载的情况下MMP2,TGFβ,FGF的旁分泌增多，增加成骨作用。因此，细胞机械牵张应力研究具有很大的潜在应用前景。

目前细胞应力培养装置的施压方式有负压吸引或机械加压。(1)负压吸引的如传统细胞牵张培养装置(Flexcell细胞牵张培养装置)体积庞大，需要购买配套相应的仪器，价格昂贵，无法与常规仪器直接搭配使用，一次最多只能对4 块培养皿施加张力，因此，一般的实验室难以开展，限制了该研究领域的发展。另外，细胞在生长过程中，需要不断补充和更换新的营养物质，即培养基，在使用传统牵张装置时，更换培养基需要将培养皿从牵张装置中拆卸下来，就会在较长一段时间内中断牵张刺激的干预，对试验结果产生一定影响。(2)机械加压的如在培养皿的底部采用直线同步电机施加压力或采用杠杆施压压力，但是该结构较复杂，设备相对较大，不方便实验室使用；另外也不方便在不停止施加压力的情形下补加营养物质。

有鉴于此，需要研究一种结构简单、不停止干扰的情形下及时补加营养物质的细胞应力培养装置的出现就很有必要了。

发明内容

本发明提出一种细胞动态牵张应力培养装置，解决了现有技术中设备结构复杂、不方便在不停止运动的情况下及时补加营养物质的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种细胞动态牵张应力培养装置，包括：细胞培养装置以及机械施压装置；其中：

所述细胞培养装置包括容器主体以及设置在容器主体上的培养孔，所述培养孔的底部设有用于施加压力的弹性膜；

所述机械施压装置包括：

底座，在所述底座上设有与所述培养孔一一对应的顶件，在所述底座的两侧分别设有行程齿条；

夹持装置，分别夹持于所述容器主体的两侧，在所述夹持装置内设有动力机构，所述行程齿条穿过该夹持装置，并在所述动力机构的驱动下，带动所述细胞培养装置按照所述行程齿条的径向方向上下移动。

作为优选的技术方案，所述顶件为圆柱体或棱柱体；所述顶件的顶面为弧面或平面，如球形弧面结构、或曲面结构。

作为优选的技术方案，所述顶件的顶面和/或侧面设有用于测量所述弹性膜的形变量的刻度；或者