[发明专利]一种体外细胞培养装置

摘要

本发明公开一种双轴旋转在线剪切体外细胞培养装置，包括三维随机回转模块、力学加载模块、供液回路模块、图像采集模块、系统监测与控制模块。通过本发明的技术方案，可在生物力学工程技术领域中研究探索在模拟微重力作用下，细胞受到力学刺激后的生物学效应。实现模拟三维空间内的随机微重力效应，同时能够实现可控的在线流体剪切作用，避免了传统设计中不能实现模拟太空中真实的三维随机微重力效应并同时施加流体剪切作用的缺陷。

主权项

1.一种体外细胞培养装置，其特征在于，包括三维随机回转模块、力学加载模块、供液回路模块、图像采集模块、系统监测与控制模块，其中，/n所述三维随机回转模块包括支架(1)、电源(2)、底板(3)、外转轴(4)、内转轴(5)、外转框(6)、内转框(7)、电机控制器(8)、主电机(9)、从电机(10)、V带(11)、两个带轮(12)、两个齿轮(13)、主导电滑环(14)、从导电滑环(15)，/n所述支架(1)通过螺钉固定于所述底板(3)上用于支撑所述外转轴(4)和固定转接头(18)，所述转接头(18)包括第一转接头(181)、第二转接头(182)、第三转接头(183)和第四转接头(184)；/n所述外转框(6)为“日”字型框，所述内转框(7)上下两端固定连接于所述内转轴(5)中部，所述内转轴(5)通过轴承固定于所述外转框(6)的顶端和底端，所述第一转接头(181)套于所述内转轴(5)上端，所述第二转接头(182)套于所述内转轴(5)的下端，所述外转框(6)和内转框(7)能够相对转动，所述外转框(6)能够相对于所述底板(3)转动；/n所述从电机(10)通过螺钉固定在所述外转框(6)的左侧边框的凹槽，所述一个带轮(12)与所述从电机(10)固定连接，所述另一个带轮(12)固定在所述内转轴(5)与轴承连接处，V带(11)固定于所述两个带轮(12)上，形成带传动机构，通过所述从电机(10)驱动所述内转轴(5)转动，进而带动所述内转框(7)转动；/n所述外转轴(4)分为左侧外转轴和右侧外转轴，所述左侧外转轴的一端通过轴承固定于所述外转框(6)的左侧边框，所述第三转接头(183)套于所述左侧外转轴的另一端，所述右侧外转轴的一端通过轴承固定于所述外转框(6)的右侧边框，所述第四转接头(184)套于所述右侧外转轴的另一端，所述主导电滑环(14)固定于所述左侧外转轴上，一个所述齿轮(13)固定于所述主导电滑环(14)和所述第三转接头(183)之间，另一个所述齿轮(13)固定连接于所述主电机(9)，两个所述齿轮(13)相互配合，形成齿轮传动机构，所述主电机(9)驱动两个所述齿轮(13)转动，进而带动所述外转框(6)转动；/n所述电机控制器(8)和所述主电机(9)均固定于所述底板(3)上，所述从导电滑环(15)固定于所述内转轴(5)上；/n所述力学加载模块为细胞培养容器(17)，所述细胞培养容器(17)固定于所述内转框(7)内，细胞贴壁生长于所述细胞培养容器(17)中；/n所述供液回路模块包括硅胶管(16)、转接头(18)、泵(19)、缓冲瓶(20)和储液瓶(21)，所述转接头(18)均由转子和定子组成，所述第一转接头(181)和所述第二转接头(182)的转子分别固定于所述内转轴(5)上，所述第三转接头(183)和所述第四转接头(184)的转子分别固定于所述外转轴(4)上，所述转接头(18)的定子分别固定于所述支架(1)，所述硅胶管(16)从所述储液瓶(21)的出口经由所述第三转接头(183)的转子、所述外转轴(4)内部、所述外转框(6)侧边的凹槽连接至所述第一转接头(181)的转子，进而通过所述内转轴(5)内部连接至所述细胞培养容器(17)的入口，由所述细胞培养容器(17)的出口通过所述内转轴(5)内部依次连接所述第二转接头(182)的转子、所述第四转接头(184)的转子、所述缓冲瓶(20)的入口，由所述缓冲瓶(20)的出口依次连接所述泵(19)、所述储液瓶(21)的入口，形成供液回路，所述供液回路通过所述硅胶管(16)连接，培养液在所述泵(19)的驱动下在所述硅胶管(16)内流动；/n所述图像采集模块为微型相机(22)，安装在所述培养装置表面，实时监测所述细胞培养容器(17)中细胞的状态；/n所述系统监测与控制模块监测培养装置的状态并与上位机通讯进而实时控制所述主电机(9)、所述从电机(10)和所述泵(19)的工作状态。/n