專利名稱：生物活性體外評價裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料實(shí)驗(yàn)裝置，具體涉及一種生物活性體外評價裝置。
背景技術(shù)：
生物材料在替代或修復(fù)人體組織/器官方面起著重要作用，它要短期、長期甚至終身與人體相接觸，這就要求生物材料不僅要具有臨床使用所需的理化性能，還必須具有良好的生物活性。
現(xiàn)有評價生物材料生物活性的體外方法主要是將生物材料靜置于裝有模擬體液的容器中，按照預(yù)定時間點(diǎn)定期更換模擬體液，并檢測液體中的離子變化情況，從而檢測材料的鈣磷沉積速率，并對材料表面生成物進(jìn)行分析檢測；同時將材料與細(xì)胞復(fù)合靜態(tài)培養(yǎng)，通過在預(yù)定的時間點(diǎn)對材料的細(xì)胞增殖、黏附等情況的檢測，評價材料的生物活性。見1.Masaki Uchida，Hyun-Min Kim，Tadashi Kokubo，et al.Structural dependence of apatite formation ontitania gels in a simulated body fluid.J Biomed Mater Res，2003，64A164-170；2.Kokubo T，Kushitani H，Sakka S，et al.Solutions ableto reproduce in Vivo surface changes in bioactive glass-ceramic A-W3[J].J Biomed Mat Res，1990，24(6)721-734；3.杜瑞林，常江，倪似愚.58S生物玻璃陶瓷的力學(xué)性能及體外生物活性。硅酸鹽學(xué)報，2005，33(5)650-654；4.Yang Wei-zhong，Zhou Cheng-xin，Xiao Bin，et al.Bioactivity of sol-gelderived apatite/wollastonite porous bioactive glass-ceramic.Chinese Jof Clinical Res，2006，10(9)185-187。
在體內(nèi)引發(fā)生物材料發(fā)生變化的主要因素之一是體內(nèi)的摩擦，沖擊等力學(xué)動態(tài)環(huán)境，這些力學(xué)環(huán)境對于生物材料的物理性質(zhì)如材料的大小、形狀、彈性、硬度、強(qiáng)度、脆性、降解性能等變化有重要影響，現(xiàn)有方法不能模擬生物材料在體內(nèi)的真實(shí)情況，因此，不能準(zhǔn)確評價材料在體內(nèi)的生物活性。同時，現(xiàn)有方法在評價的過程中，材料獨(dú)立的被放置于各個容器中，每個容器的環(huán)境無法保證完全一致，且實(shí)驗(yàn)使用容器的大小、容積沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，隨意性很大，無法對材料進(jìn)行成批準(zhǔn)確的評價。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種生物活性體外評價裝置，目的在于克服現(xiàn)有的靜態(tài)評價方法的不足，能夠模擬體內(nèi)應(yīng)力環(huán)境，準(zhǔn)確，方便地批量評價生物材料生物活性。
本發(fā)明的一種生物活性體外評價裝置，包括N個樣品室、恒流泵和儲液池，恒流泵通過管道并行連接N個樣品室，N個樣品室分別通過管道連接儲液池，N為1～10；樣品室自下而上包括基座、卡在基座上的下固定管、上固定管，上固定管外套有頂部架，所述基座與頂部架通過連接管連接；頂部架和基座分別開有小孔，用于構(gòu)成外循環(huán)體系；所述下固定管具有下固定管上蓋、所述上固定管具有上固定管上蓋及上固定管下蓋，上固定管上、下蓋和下固定管上蓋各開有小孔，下固定管側(cè)壁下方開有小孔，用于構(gòu)成內(nèi)循環(huán)體系；工作時，被評價樣品固定于下固定管和上固定管之間。
所述的生物活性體外評價裝置，其特征在于所述基座、連接管、頂部架之間通過螺紋連接，連接管和頂部架之間具有O型密封圈，基座和連接管之間具有O型密封圈；所述上固定管和上固定管下蓋、下固定管和下固定管上蓋之間通過螺紋連接。
本發(fā)明的恒流泵采用12通道蠕動泵。蠕動泵采用變頻調(diào)速電機(jī)，可在較寬范圍內(nèi)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，在規(guī)定時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速制動，且能滿足長時間培養(yǎng)的要求。
本發(fā)明樣品室的每個部分都被設(shè)計成允許快速的裝配和拆卸，便于整個裝置的清洗和消毒，所有的部分都可以進(jìn)行蒸氣或氣體消毒。上固定管的下蓋和下固定管上蓋(即與材料接觸的上下端)是可以拆卸的活動裝置，可以根據(jù)材料的尺寸和數(shù)量更換零件。擴(kuò)大了裝置的適用范圍。
當(dāng)樣品室裝配完畢，放置在系統(tǒng)固定架中，同時將儲液池放置其上。系統(tǒng)固定架采用有機(jī)玻璃的材質(zhì)，整個系統(tǒng)由硅膠管連通，并構(gòu)成整體，裝配完成后可進(jìn)行體外鈣磷沉積實(shí)驗(yàn)操作，并將整套裝置放置于培養(yǎng)箱中，用于材料一細(xì)胞復(fù)合培養(yǎng)，評價材料的生物活性。
本發(fā)明提供的動態(tài)環(huán)境更接近人體真實(shí)環(huán)境，能夠準(zhǔn)確，方便地批量評價被評價樣品的生物活性。


圖1是本發(fā)明組成示意圖；圖2是本發(fā)明樣品室結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明儲液池結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)固定架俯視圖。
圖中標(biāo)記樣品室1、恒流泵2、儲液池3、上固定管4、上固定管下蓋5、上固定管上蓋6、下固定管7、下固定管上蓋8、基座9、連接管10、頂部架11、O型密封圈12、內(nèi)循環(huán)入水孔13、外循環(huán)進(jìn)水口14、內(nèi)循環(huán)出水口15、外循環(huán)出水口16、內(nèi)循環(huán)材料入水孔17、內(nèi)循環(huán)材料出水口18、池蓋19、儲液池進(jìn)液口20、儲液池出液口21、箱體22、培養(yǎng)室放置孔23、儲液池放置槽24。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的一個實(shí)施例包括6個樣品室1、恒流泵2和儲液池3，恒流泵2通過管道并行連接6個樣品室1，6個樣品室分別通過管道連接儲液池3。
如圖2所示，樣品室包括上固定管4，上固定管4上方與管道相連接的上固定管上蓋6，設(shè)置在上固定管上蓋6上的內(nèi)循環(huán)進(jìn)水口13，上固定管4下方的可替換的上固定管下蓋5，設(shè)置在上固定管下蓋5上的與材料接觸的內(nèi)循環(huán)材料入水孔17，與上固定管4共同固定材料的下固定管7，放置在下固定管7上的下固定管上蓋8上的內(nèi)循環(huán)材料出水口18，放置下固定管7的基座9，設(shè)置在下固定管7下端的內(nèi)循環(huán)出水口15，設(shè)置在基座9下端的外循環(huán)出水口16，放置在基座9上的連接管10，在基座9和連接管10之間設(shè)置有保證裝置密封性的O型密封圈12，放置在連接管10上部的中空的頂部架11，在頂部架11和連接管10之間放置有O型密封圈12，設(shè)置在頂部架11上的外循環(huán)進(jìn)水口14。
恒流泵由多通道恒流泵構(gòu)成，采用12通道蠕動泵。為整個系統(tǒng)提供模擬體液流動的動力。
如圖3所示，儲液池采用有機(jī)玻璃的材料，為有蓋的長方體，由箱體22和箱體上方的池蓋19組成，在池蓋19上設(shè)置有進(jìn)液口20、出液口21，分別用于連通蠕動泵和6個樣品室。
如圖4所示，6個樣品室分別被放置在系統(tǒng)固定架的6個樣品室放置孔23中，儲液池被放置在系統(tǒng)固定架的儲液池放置槽24中，以便成為一個整體，方便移動。
被評價樣品被放置在上固定管4和下固定管7之間，被上固定管4壓??；打開恒流泵，模擬體液由儲液池出液口21出發(fā)，通過恒流泵由外循環(huán)進(jìn)水口14和內(nèi)循環(huán)進(jìn)水口13分別進(jìn)入培養(yǎng)室，由內(nèi)循環(huán)出水口15和外循環(huán)出水口16流出培養(yǎng)室，經(jīng)儲液池進(jìn)液口20流回儲液池完成循環(huán)。其中外循環(huán)體系中，模擬體液從被評價樣品的表面流過，為被評價樣品表面提供剪應(yīng)力。內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)中，模擬體液從被評價樣品的支架內(nèi)部微管道中流過，為多孔被評價樣品內(nèi)部提供剪應(yīng)力。由于被評價樣品被固定在上固定管4和材料下固定架7之間，上固定管4的自重為材料提供了類似于人體自重的靜態(tài)壓力，使得裝置提供的動態(tài)環(huán)境更接近人體真實(shí)環(huán)境。
上固定管下蓋5和下固定管上蓋8是可以拆卸的，可具有不同數(shù)量的內(nèi)循環(huán)材料入水孔17和內(nèi)循環(huán)材料出水口18，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的樣品數(shù)量進(jìn)行更換，同時放置多個被評價樣品。將被評價樣品放置在下固定管7上的內(nèi)循環(huán)材料出水口18上，將上固定管下蓋5上的內(nèi)循環(huán)材料入水口17對準(zhǔn)被評價樣品放下，利用上固定管4的自重固定被評價樣品。
權(quán)利要求
1.一種生物活性體外評價裝置，包括N個樣品室、恒流泵和儲液池，恒流泵通過管道并行連接N個樣品室，N個樣品室分別通過管道連接儲液池，N為1～10；樣品室自下而上包括基座、卡在基座上的下固定管、上固定管，上固定管外套有頂部架，所述基座與頂部架通過連接管連接；頂部架和基座分別開有小孔，用于構(gòu)成外循環(huán)體系；所述下固定管具有下固定管上蓋、所述上固定管具有上固定管上蓋及上固定管下蓋，上固定管上、下蓋和下固定管上蓋各開有小孔，下固定管側(cè)壁下方開有小孔，用于構(gòu)成內(nèi)循環(huán)體系；工作時，被評價樣品固定于下固定管和上固定管之間。
2.如權(quán)利要求1所述的生物活性體外評價裝置，其特征在于所述基座、連接管、頂部架之間通過螺紋連接，連接管和頂部架之間具有O型密封圈，基座和連接管之間具有O型密封圈；所述上固定管和上固定管下蓋、下固定管和下固定管上蓋之間通過螺紋連接。
全文摘要
生物活性體外評價裝置，屬于生物醫(yī)用材料實(shí)驗(yàn)裝置，目的在于克服現(xiàn)有靜態(tài)評價方法的不足，準(zhǔn)確，方便地評價生物材料生物活性。本發(fā)明恒流泵通過管道并行連接N個樣品室，N個樣品室分別通過管道連接儲液池；樣品室包括基座、下固定管、上固定管，上固定管外套有頂部架，基座與頂部架通過連接管連接；頂部架和基座分別開有小孔，構(gòu)成外循環(huán)體系；下固定管具有下固定管上蓋、上固定管具有上固定管上、下蓋，上固定管上、下蓋和下固定管上蓋各開有小孔，下固定管側(cè)壁下方開有小孔，構(gòu)成內(nèi)循環(huán)體系；工作時，被評價樣品固定于下固定管和上固定管之間。本發(fā)明提供的動態(tài)環(huán)境更接近人體真實(shí)環(huán)境，能夠準(zhǔn)確，方便地批量評價被評價樣品的生物活性。
文檔編號C12Q1/02GK101059502SQ20071005238
公開日2007年10月24日 申請日期2007年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月5日
發(fā)明者張勝民, 林婷 申請人:華中科技大學(xué)