[发明专利]一种基于水凝胶的可控3D拉伸训练生物反应器

权利要求书

1.一种用于培养水凝胶构建体中的细胞/组织或用于向基于水凝胶的构建体施加力学载荷的系统，其特征在于，所述基于水凝胶的构建体包括一个主体和至少一个臂，所述臂的自由端可加载磁珠从而带动该分支臂完成载荷，所述系统包括：

模具，所述模具用于加载水凝胶、细胞和磁珠等部件，并使所述基于水凝胶的构建体按既定尺寸和规模成形，其中所述模具具有符合所述基于水凝胶的构建体的所述主体的尺寸的主体凹面以及符合所述基于水凝胶的构建体的所述臂的尺寸的臂凹面；以及

磁力产生装置，所述磁力产生装置被配置成向所述臂的所述自由端处的所述磁珠周期性地施加磁力。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磁力产生装置是基于导轨滑块的结构，所述导轨滑块包括：

轨道，

永磁体，所述永磁体安置于所述轨道上，以及

平台，所述平台安置在所述轨道上用于固持所述基于水凝胶的构建体，

其中所述永磁体和所述平台中的至少一者被配置成周期性地朝另一者移动，由此向所述臂的所述自由端处的所述磁珠周期性地施加磁力。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述导轨滑块进一步包括控制器，所述控制器被配置成控制所述导轨滑块的操作参数。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，被配置成控制所述导轨滑块的所述控制器的所述操作参数是当所述永磁体和所述平台中的至少一者朝另一者移动时所述永磁体与所述臂的所述自由端之间的最小距离、所述永磁体和/或所述平台的移动速度或循环周期。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磁力产生装置包括电磁体和平台，所述平台用于固持所述基于水凝胶的构建体，并且所述电磁体被配置成周期性地激活和去激活，由此向所述臂的所述自由端处的所述磁珠周期性地施加磁力。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述磁力产生装置进一步包括控制器，所述控制器被配置成控制所述力产生装置的操作参数。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，被配置成控制所述力产生装置的所述控制器的所述操作参数是所述电磁体被激活时的磁强度、所述电磁体与所述臂的所述自由端之间的距离或所述电磁体的激活循环周期。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的系统，其特征在于，所述模具由聚合材料形成。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述聚合材料是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述主体凹面和/或所述臂凹面是使用软光刻方法和/或3D打印形成的。

11.根据权利要求1到10中任一项所述的系统，其特征在于，所述基于水凝胶的构建体由以下材料的至少一种形成：甲基丙烯酰化明胶(GelMA)、胶原、聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)、甲基丙烯酸酯化透明质酸(MeHA)、甲基丙烯酸酯化硫酸软骨素、甲基丙烯酰胺壳聚糖(MAC)、甲基丙烯酸酯化藻酸盐、甲基丙烯酸酯和赖氨酸官能化葡聚糖(Dex-MA-Ly)、甲基丙烯酸酯化结冷胶、甲基丙烯酸酯化乙二醇壳聚糖(MeGC)、聚(环氧乙烷)(PEO)和/或聚(乙二醇)(PEG)。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统用于培养包封在所述基于水凝胶的构建体中的所述细胞、组织或细胞和组织的组合。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述细胞或组织包封在所述基于水凝胶的构建体的所述臂中。