[发明专利]细胞周期性压力电动施加装置及施加方法

说明书

本发明涉及一种细胞周期性压力电动施加装置及施加方法，包括：磁性盖玻片，置于细胞上，包括盖玻片本体以及内置在该盖玻片本体内的第一导磁片；压力施加机构，承载细胞培养皿，包括承载板、内置在承载板内的电磁发生片、与电磁发生片电连接的可变电阻、以及设置在上下承载板上的第二导磁片；任意波形发生器，与压力施加机构电连接。对细胞施加压力时，先将磁性盖玻片清洁处理后置于细胞培养皿中，覆盖于细胞上，并将细胞培养皿放置于压力施加机构上；然后将压力施加机构与任意波形发生器连接，通过调整磁场的场强、频率，调节周期性压力的大小及频率，进而产生各种参数的周期性压力。

技术领域

本发明属于细胞培养技术领域，具体涉及一种细胞周期性压力电动施加装置及施加方法。

背景技术

细胞力学(cell mechanics)是生物力学的一个前沿领域，也是组织工程学的一个重要组成部分。它涉及细胞在力学载荷作用下细胞膜、细胞骨架的变形、弹性常数、粘弹性、粘附力等力学性能的研究，以及力学因素对细胞生长、发育、成熟、增殖、衰老和死亡等的影响及其机制研究。

生长于普通培养皿中的贴壁细胞，以目前的技术，无法直接施加任何周期性机械压力。目前文献报道的各种周期性压力产生装置均需将细胞培养在特殊的介质上，如Bioflex板、细胞爬片等，或者压力产生装置庞大、结构复杂、价格昂贵，或者细胞需要移出培养箱进行应力施加，导致无法长时间施加应力。

为了解决上述技术问题，发明人早前发明了一种机械式细胞周期性压力施加装置，将细胞爬片覆盖以盖玻片，以液滴下落垂直滴于其上产生的震荡压力完成周期性压力的施加。尽管实现了机械式周期性压力施加，但压力施加过程中，整个装置多暴露于空气中，存在诸多缺点：1)容易污染；2)爬片过程复杂；3)整个装置体积较大，占用培养箱内的宝贵空间资源；4)压力参数只能大致估算，不精确；5)装置需高温高压消毒，准备时间长；6)耗费大量的PBS或者培养液。

发明内容

本发明是为解决上述问题进行的，在早前机械式细胞周期性压力施加装置的基础上进行改进，提供了一种简易式的细胞周期性压力电动施加装置及施加方法。

本发明的第一方面，提供了一种细胞周期性压力电动施加装置，包括：磁性盖玻片，置于细胞上，包括盖玻片本体以及内置在该盖玻片本体内的第一导磁片；压力施加机构，承载细胞培养皿，包括承载板、内置在承载板内的电磁发生片、与电磁发生片电连接的可变电阻、以及设置在上下承载板上的第二导磁片；任意波形发生器，与压力施加机构电连接。

优选的，在本发明提供的细胞周期性压力电动施加装置中，磁性盖玻片和第一导磁片均为圆形，第一导磁片的直径为磁性盖玻片直径的1/7～1/5，尽量保持盖玻片重量不变。

优选的，在本发明提供的细胞周期性压力电动施加装置中，第一导磁片和第二导磁片均为铁片，电磁发生片为电磁线圈或电磁铁。

优选的，在本发明提供的细胞周期性压力电动施加装置中，电磁发生片的功率为2.5W，吸力为2KC，跳转电压为12V和24V。

优选的，在本发明提供的细胞周期性压力电动施加装置中，电磁发生片的个数为多个，在承载板内矩阵式排布。

优选的，在本发明提供的细胞周期性压力电动施加装置中，第二导磁片的尺寸至少等于第一导磁片尺寸。放置磁性盖玻片时，将第一导磁片与第二导磁片对应即可。

本发明的第二方面，提供了一种对细胞施加周期性压力的方法，包括如下步骤：

A、将磁性盖玻片清洁处理后置于细胞培养皿中，覆盖于细胞上，并将细胞培养皿放置于压力施加机构上；

B、将压力施加机构与任意波形发生器连接，通过调整磁场的场强、频率，调节周期性压力的大小及频率，进而产生各种参数的周期性压力。