[发明专利]一种环状组织工程支架轴向渗透的实验装置及使用方法

说明书

一种环状组织工程支架轴向渗透的实验装置及使用方法，属于生物医学工程技术领域，本发明的目的是解决目前现有轴向渗透实验装置无法有效对空心柱状组织工程支架进行渗透试验的问题，本发明通过在实验装置内放置一定量的液体，液体在单位时间内通过进水口连接件、空心柱状组织工程支架、底部渗透工作室，最后通过排水口进入溢水杯，液体在此装置中的渗流情况较为真实的反应了空心柱状组织工程支架的轴向渗流。此发明原理易懂，设备零部件易于加工和装配，通过调整实心柱塞和底部渗透工作室的几何尺寸，可以适用于各种尺寸的空心柱状组织工程支架的轴向渗透实验。特别是随着组织工程受到越来越多的关注，此装置具有良好的推广价值。

技术领域

本发明属于生物医学工程技术领域，具体涉及一种环状组织工程支架轴向渗透的实验装置及使用方法。

背景技术

20世纪90年代初期，Robert Langer教授和Joseph Vacanti教授在Science上发文，首先提出并定义了“组织工程(tissue engineering)”。其目的主要是为了制造出具有生物活性的组织或器官的替代物(支架)，来替代、修复组织器官的功能。理想的组织工程支架应具有良好的孔隙结构、生物活性、机械性能等。支架的孔隙结构对蛋白吸附、细胞扩散和营养物质、氧气、生长因子、废物等的有效运输起到关键作用。特别是随着细胞三维动态培养技术的发展，营养液在组织工程支架的渗透性得到越来越多的关注。有文献报道针对长方体组织工程支架开发出测定支架沿X、Y、Z方向的渗透实验装置(Zhang X Y,Yan X C,Fang G,et al.Biomechanical influence of structural variation strategies onfunctionally graded scaffolds constructed with triply periodic minimalsurface[J].Additive Manufacturing,2020,32:101015)，但对于空心柱状的组织工程支架如何测定其轴向方向的渗透性能尚待解决。虽然在水土保持、土力学、建筑学等领域，针对土样的渗透试验具有国家的检测标准和标准化设备(GB/T50123-1999)，但是土壤具有不定形态，可以放置于标准化实验设备中进行测定。对于一个不可拆分的具有整体结构的组织工程支架，使用针对土样的渗透实验装置显然是不现实的。因此，如何设计一种能够测定空心柱状组织工程支架的轴向渗透实验装置，是我们尚待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是解决目前现有轴向渗透实验装置无法有效对空心柱状组织工程支架进行渗透试验问题，进而提供一种环状组织工程支架轴向渗透的实验装置及使用方法；

一种环状组织工程支架轴向渗透的实验装置，所述实验装置包括顶部进液室、进水口连接件、一号多孔过滤网、实心柱塞、底部渗透工作室、二号多孔过滤网、排水口和溢水杯，所述顶部进液室、进水口连接件和底部渗透工作室由上至下同轴依次设置，且顶部进液室的底端与进水口连接件的顶端拆卸连接，进水口连接件的底端和底部渗透工作室的顶端拆卸连接，一号多孔过滤网设置进水口连接件中，且一号多孔过滤网与进水口连接件拆卸连接，二号多孔过滤网设置在底部渗透工作室中，且二号多孔过滤网与底部渗透工作室拆卸连接，实心柱塞设置在二号多孔过滤网顶部中心处，且实心柱塞与底部渗透工作室同轴设置，实心柱塞与底部渗透工作室内壁之间用于设置空心柱状组织工程支架，底部渗透工作室侧壁的下部设有排水口，溢水杯设置在底部渗透工作室的下方，且溢水杯的顶部开口与排水口对应设置；

进一步地，所述顶部进液室的底端套设有一号法兰盘，且顶部进液室与一号法兰盘一体成型设置，进水口连接件的顶端套设有二号法兰盘，且进水口连接件与二号法兰盘一体成型设置，一号法兰盘与二号法兰盘通过若干个连接组件拆卸连接；

进一步地，所述进水口连接件的底端套设有三号法兰盘，且进水口连接件与三号法兰盘一体成型设置，底部渗透工作室的顶端套设有四号法兰盘，且底部渗透工作室与四号法兰盘一体成型设置，三号法兰盘与四号法兰盘通过若干个连接组件拆卸连接；