專利名稱：一種雙向灌流力學實驗裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料力學的實驗裝置及工藝，具體地講，是用于生物材料實驗的 一種雙向灌流力學實驗裝置及工藝。
背景技術(shù)：
隨著生物學的發(fā)展，細胞微環(huán)境對生物材料生物相容性和細胞的生長的影響，越 來越受到重視，特別是力學刺激對生物材料和細胞的影響研究。為此，發(fā)明了許多力學實驗
直ο中國專利CN1846606A(2006)公開了一種模擬關(guān)節(jié)腔復合機械應力細胞加載裝 置，模擬關(guān)節(jié)腔滑膜組織在生理狀況下所承受的機械應力，既可單獨施加脈動流體剪切 力、拉應力或壓應力、沖擊力，又可以施加兩、三種機械應力結(jié)合的復合應力。中國專利 CN1847847A(2006)公開了一種細胞力學加載系統(tǒng)，可產(chǎn)生平面的等雙軸的周期性拉應力或 壓應力。中國專利CN101298592A(2008)公開了一種細胞拉伸加載裝置，具有控制部分、機 械部分和電磁部分，它是將細胞種在彈性硅膠膜上，然后通過動力系統(tǒng)使細胞進行周向的 拉伸/壓縮加載，同時，使用包被四氧化三鐵的磁珠膠原通過整合素家族粘附到細胞表面， 再在細胞培養(yǎng)盒子的上下底部加載一個交變的磁場，使細胞除了在基底應變場中受周向應 力外還可以在磁力作用下拉伸細胞。這些力學加載裝置的一個共同的缺點就是不能進行 針對生物支架材料及生長的細胞的灌流力學的實驗，而且，裝置結(jié)構(gòu)相對復雜，制作比較困 難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有力學加載裝置的以上不足之處，提出一種灌流力學刺激 對生物材料疲勞和細胞生長影響研究的實驗裝置及工藝。為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種雙向灌流力學實驗裝置及工藝，包 括蠕動泵、流體壓力傳導室，其特征在于蠕動泵與流體壓力傳導室通過管道相連；流體壓 力傳導室有3 6個充滿骨細胞/培養(yǎng)液的培養(yǎng)室，培養(yǎng)室被硅膠膜包裹，里面可以放入需 要實驗的支架材料，在培養(yǎng)室上部有透氣蓋。上述技術(shù)方案中，所述流體壓力傳導室頂部有空氣出口。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實施例，所述蠕動泵可以向流體壓力傳導室循環(huán)往復壓 入和放出滅菌蒸餾水。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具的優(yōu)點在于本發(fā)明模仿了體內(nèi)真實的復雜多樣的力 學環(huán)境，可以實現(xiàn)培養(yǎng)細胞的同時，實現(xiàn)可控的灌流力學刺激對生物材料疲勞和細胞生長 的影響研究。


圖1是本發(fā)明雙向灌流力學實驗裝置的示意圖。
圖中1.蠕動泵；2.滅菌蒸餾水；3.硅膠膜；4.骨細胞/培養(yǎng)液；5.支架材料； 6.培養(yǎng)室；7.透氣蓋；8.空氣出口 ；9.流體壓力傳導室。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例進一步對本發(fā)明加以說明。參見圖1，一種雙向灌流力學實驗裝置及工藝，包括蠕動泵1、流體壓力傳導室9， 其特征在于蠕動泵1與流體壓力傳導室9通過管道相連；流體壓力傳導室9有3 6個充 滿骨細胞/培養(yǎng)液4的培養(yǎng)室6，培養(yǎng)室6被硅膠膜3包裹，里面可以放入需要實驗的支架 材料5，在培養(yǎng)室6上部有透氣蓋7。流體壓力傳導室9頂部有空氣出口 8。蠕動泵1可以 向流體壓力傳導室9循環(huán)往復壓入和放出滅菌蒸餾水2。具體實施培養(yǎng)室6以及流體壓力傳導室9用透明塑料制作，并通過不銹鋼螺旋裝 置組裝和加固材料，培養(yǎng)室6側(cè)面由均由硅膠膜3密封，硅膠膜3外部為流體壓力傳導室9， 并且傳導室9通過硅膠管與蠕動泵1相連通，里面用充滿滅菌蒸餾水2，并從空氣出口 8除 凈所有氣體。當進行灌流培養(yǎng)時，啟動蠕動泵1，液體因此以可精密控制的模式，往返灌流于 流體壓力傳導室9產(chǎn)生交變壓力，帶動硅膠膜3隨之運動，從而培養(yǎng)室6內(nèi)的骨細胞/培養(yǎng) 液4將在多孔支架材料5內(nèi)上下往復灌流。打開培養(yǎng)室6的透氣蓋7放入支架材料5，將含有大鼠原代成骨細胞懸液，從支架 材料5頂面緩慢滴入支架材料5種植后，按上述步驟打開蠕動泵1，使細胞懸液在支架材料 5內(nèi)緩慢往復灌流，讓種子細胞能均勻分布于支架材料5內(nèi)進行培養(yǎng)，同時，進行三維動態(tài) 流體微環(huán)境對三維生物支架材料5的疲勞力學研究實驗。結(jié)合實驗中的數(shù)據(jù)，并與靜態(tài)培養(yǎng)對照組比較，分析三維動態(tài)流體微環(huán)境對成骨 細胞生命活動及成骨能力的影響，揭示三維生物支架材料5疲勞機理，揭示骨細胞/三維支 架材料5之間的力學生物學相互作用機制，從理論上指導生物支架材料5的設(shè)計與制備。
權(quán)利要求
一種雙向灌流力學實驗裝置及工藝，包括蠕動泵(1)、流體壓力傳導室(9)，其特征在于蠕動泵(1)與流體壓力傳導室(9)通過管道相連；流體壓力傳導室(9)有3～6個充滿骨細胞/培養(yǎng)液(4)的培養(yǎng)室(6)，培養(yǎng)室(6)被硅膠膜(3)包裹，里面可以放入需要實驗的支架材料(5)，在培養(yǎng)室(6)上部有透氣蓋(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向灌流力學實驗裝置及工藝，其特征在于流體壓力 傳導室(9)頂部有空氣出口(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向灌流力學實驗裝置及工藝，其特征在于蠕動泵(1) 可以向流體壓力傳導室(9)循環(huán)往復壓入和放出滅菌蒸餾水(2)。
4.一種雙向灌流力學實驗裝置及工藝，其工藝特征在于當進行灌流培養(yǎng)時，啟動蠕 動泵(1)，液體因此以可精密控制的模式，往返灌流于流體壓力傳導室(9)產(chǎn)生交變壓力， 帶動硅膠膜⑶隨之運動，從而培養(yǎng)室(6)內(nèi)的骨細胞/培養(yǎng)液⑷將在多孔支架材料(5) 內(nèi)上下、左右往復灌流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙向灌流力學實驗裝置及工藝，包括蠕動泵、流體壓力傳導室，其特征在于蠕動泵與流體壓力傳導室通過管道相連；流體壓力傳導室有3～6個充滿骨細胞/培養(yǎng)液的培養(yǎng)室，培養(yǎng)室被硅膠膜包裹，里面可以放入需要實驗的支架材料，在培養(yǎng)室上部有透氣蓋。本發(fā)明可以滿足三維動態(tài)流體微環(huán)境對三維生物支架材料的疲勞力學研究實驗，可獲得生物支架材料的設(shè)計與制備所需要的實驗數(shù)據(jù)。
文檔編號C12M1/00GK101974404SQ201010288258
公開日2011年2月16日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者廖曉玲, 徐文峰, 楊方洲 申請人:重慶文理學院