專利名稱:多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)生長(zhǎng)過(guò)程中的細(xì)胞施加一維(單軸)拉伸(牽張)力或壓縮力的儀器。
背景技術(shù)：
機(jī)體組織和細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育處于復(fù)雜的力學(xué)微環(huán)境中，力學(xué)刺激對(duì)細(xì)胞的生理、 病理狀態(tài)和功能的執(zhí)行起著重要的調(diào)節(jié)作用。用細(xì)胞力學(xué)方法研究各種組織和細(xì)胞在不同力學(xué)載荷下的反應(yīng)以探討組織在正常和異常力學(xué)狀態(tài)下生長(zhǎng)、改建的機(jī)理成為國(guó)際研究的執(zhí)占之一。
開展細(xì)胞力學(xué)方法研究，需要細(xì)胞力學(xué)加載儀。公開號(hào)為CN 1425905A的專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N四點(diǎn)彎曲細(xì)胞力學(xué)加載儀，此種儀器在一定程度上滿足了小應(yīng)變量的加載需要，但隨著細(xì)胞力學(xué)研究的深入，這樣的應(yīng)變量已不能滿足大應(yīng)變量研究的需要。公開號(hào)為 CN 1932510A的專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N細(xì)胞拉伸加載裝置，授權(quán)公告號(hào)為CN100514059C的專利提供了一種正弦拉伸細(xì)胞加載裝置，這兩種細(xì)胞加載裝置雖然可滿足大應(yīng)變量的需要， 但均只能對(duì)細(xì)胞施加一維周期性拉伸力(牽張力)，而不能對(duì)細(xì)胞施加一維持續(xù)性拉伸力， 更不能對(duì)細(xì)胞施加一維周期性或持續(xù)性壓縮力，且其一次只能對(duì)一個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)單元進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，因此適用范圍受到限制，影響研究效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置， 以便同時(shí)對(duì)多個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)單元中的細(xì)胞施加一維周期性或持續(xù)性動(dòng)態(tài)拉伸力或一維周期性或持續(xù)性動(dòng)態(tài)壓縮力，從而擴(kuò)大儀器的應(yīng)用范圍、提高研究效率和減少各處理組間的結(jié)
本發(fā)明所述多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置由控制單元、按鍵單元、顯示單元、驅(qū)動(dòng)單元、動(dòng)力加載單元、細(xì)胞培養(yǎng)單元及向控制單元和驅(qū)動(dòng)單元提供工作電流的電源組成。動(dòng)力加載單元包括電機(jī)、螺桿、螺母、橫梁、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器和細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器，各構(gòu)件和元器件的組裝方式電機(jī)的動(dòng)力輸出軸與螺桿的一端連接，螺母安裝在螺桿上與螺桿組成螺旋傳動(dòng)副，橫梁與螺母連接且套裝在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上，細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器、細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器分別與控制單元連接，用于向控制單元發(fā)出實(shí)施細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸或壓縮的起始位置信息及對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸或壓縮后是否已回歸起始位置的信息；所述細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器由拉伸原位檢測(cè)塊和拉伸原位檢測(cè)觸頭組成，所述細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器由壓縮原位檢測(cè)塊和壓縮原位檢測(cè)觸頭組成，拉伸原位檢測(cè)塊和壓縮原位檢測(cè)塊分別安裝在橫梁兩側(cè)的底板上，拉伸原位檢測(cè)觸頭安裝在橫梁上且安裝位置與拉伸原位檢測(cè)塊相對(duì)應(yīng)，壓縮原位檢測(cè)觸頭安裝在橫梁上且安裝位置與壓縮原位檢測(cè)塊相對(duì)應(yīng)。細(xì)胞培養(yǎng)單元至少為兩個(gè)，各細(xì)胞培養(yǎng)單元分別與橫梁連接。驅(qū)動(dòng)單元的輸入端與控制單元連接，其輸出端與動(dòng)力加載單元中的電機(jī)連接，根據(jù)單片機(jī)的控制指令向動(dòng)力加載單元中的電機(jī)輸出電脈沖以驅(qū)動(dòng)電機(jī)按要求運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)螺桿、螺母及橫梁運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)單元內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)膜的一維周期性或持續(xù)性拉伸或一維周期性或持續(xù)性壓縮。按鍵單元與控制單元連接，用于輸入工作模式的設(shè)置和確認(rèn)、工作參數(shù)的設(shè)置和確認(rèn)、啟動(dòng)或停止運(yùn)行的指令，所述工作模式有周期性拉伸(牽張)、周期性壓縮、持續(xù)性拉伸(牽張)、持續(xù)性壓縮，所述工作參數(shù)包括周期性拉伸或壓縮的位移、頻率、等待時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、間隔時(shí)間和循環(huán)次數(shù)，持續(xù)性拉伸或壓縮的位移、等待時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、間隔時(shí)間和循環(huán)次數(shù)。顯示單元與控制單元連接，用于接收控制單元的輸出信號(hào)，并將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成文字予以顯示。控制單元在預(yù)設(shè)程序控制下根據(jù)按鍵單元輸入的信息設(shè)置工作模式和工作參數(shù)，結(jié)合動(dòng)力加載單元中細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器或細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器輸入的信息控制驅(qū)動(dòng)單元輸出的電脈沖類型，實(shí)時(shí)向顯示單元輸送顯示信號(hào)。
為了提高運(yùn)行的平穩(wěn)性，動(dòng)力加載單元中的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)置了兩套，兩導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分別位于螺桿的兩側(cè)且與螺桿之間的距離相等，各套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)均包括導(dǎo)向桿、支座、直線軸承和消回差彈簧，導(dǎo)向桿的兩端固定在支座上，直線軸承和消回差彈簧套裝在導(dǎo)向桿上。
為了便于觀察拉伸或壓縮位移，動(dòng)力加載單元中還設(shè)置有位移指示器，所述位移指示器的觸頭與橫梁接觸。
本發(fā)明所述多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置中的細(xì)胞培養(yǎng)單元具有預(yù)加載功能，其構(gòu)件包括盒底、盒體、玻窗、定端壓塊、定端鎖緊螺釘、細(xì)胞培養(yǎng)膜換向軸、動(dòng)端夾座、夾座導(dǎo)條、動(dòng)端壓塊、動(dòng)端鎖緊螺釘和預(yù)加載螺釘；各構(gòu)件的組裝方式盒體安裝在盒底的一端， 夾座導(dǎo)條安裝在盒底的另一端，玻窗安裝在盒底與盒體之間且覆蓋盒底所開設(shè)的窗口，定端壓塊位于盒體遠(yuǎn)離夾座導(dǎo)條的一端，通過(guò)定端鎖緊螺釘與盒體連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)膜一端的固定，細(xì)胞培養(yǎng)膜換向軸為兩根，兩細(xì)胞培養(yǎng)膜換向軸相隔一間距安裝在盒體靠近夾座導(dǎo)條的一端，動(dòng)端夾座安裝在夾座導(dǎo)條上與夾座導(dǎo)條組成移動(dòng)副，動(dòng)端壓塊位于動(dòng)端夾座上，通過(guò)動(dòng)端鎖緊螺釘與動(dòng)端夾座連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)膜另一端的固定，預(yù)加載螺釘穿過(guò)動(dòng)端夾座插入夾座導(dǎo)條，用于動(dòng)端夾座的定位，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)膜的預(yù)加載。
本發(fā)明所述的多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置，其控制單元為單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)單元為程控驅(qū)動(dòng)器，顯示單元由多位LED數(shù)碼管組成。
本發(fā)明所述的多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置，其按鍵單元由設(shè)置鍵、確認(rèn)鍵、增加鍵、減少鍵、啟停鍵組成，設(shè)置鍵用于工作模式和工作參數(shù)的設(shè)置與清零，確認(rèn)鍵用于對(duì)所設(shè)置的工作模式和工作參數(shù)的確認(rèn)及對(duì)終止加載的確認(rèn)，增加鍵、減少鍵用于對(duì)已設(shè)置的工作參數(shù)的增加或減少，啟停鍵用于該細(xì)胞拉伸與壓縮裝置的啟動(dòng)或停止。
本發(fā)明具有以下有益效果
1、本發(fā)明所述多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置能在細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)細(xì)胞施加一維 (單軸)的周期性或持續(xù)性動(dòng)態(tài)拉伸(牽張)力或壓縮力，拉伸或壓縮應(yīng)變可調(diào)，拉伸或壓縮頻率可調(diào)，能夠模擬在節(jié)律性心血管搏動(dòng)、肺擴(kuò)張過(guò)程中心血管、肺相關(guān)細(xì)胞所受的周期性動(dòng)態(tài)拉伸力，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程(跑步、咀嚼等)中骨相關(guān)細(xì)胞受到的周期性動(dòng)態(tài)壓縮力、在長(zhǎng)骨頌面骨牽張成骨過(guò)程中骨相關(guān)細(xì)胞受到的持續(xù)性拉伸力以及在正畸牙移動(dòng)過(guò)程中牙周組織相關(guān)細(xì)胞受到的持續(xù)性拉伸力和壓縮力等細(xì)胞受力狀態(tài)，特別適用于長(zhǎng)骨頌面骨牽張成骨研究、正畸矯治力學(xué)研究、牙周組織在正常生理和病理狀態(tài)下受合力刺激后的反應(yīng)研究、口腔種植材料與組織結(jié)合強(qiáng)度研究以及肌腱再生、心肌收縮、血管節(jié)律性擴(kuò)張、肺擴(kuò)張等研究。
2、本發(fā)明所述多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置可同時(shí)對(duì)多個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)單元(多通道) 進(jìn)行周期性或持續(xù)性動(dòng)態(tài)拉伸或壓縮，因而可大大提高研究效率且使各處理組細(xì)胞受力條件一致，減少誤差。
3、本發(fā)明所述多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置中的各細(xì)胞培養(yǎng)單元彼此獨(dú)立，便于與動(dòng)力加載單元分離，通過(guò)操作預(yù)加載螺釘，一個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)單元單獨(dú)使用也可對(duì)細(xì)胞進(jìn)行預(yù)加載培養(yǎng)和后續(xù)結(jié)果檢測(cè)，給使用者帶來(lái)了很大的方便。
4、本發(fā)明所述多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工制作，使用時(shí)操作方便，運(yùn)行平穩(wěn)。


圖1是本發(fā)明所述多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是動(dòng)力加載單元的結(jié)構(gòu)示意圖及動(dòng)力加載單元與各細(xì)胞培養(yǎng)單元的連接關(guān)系圖；
圖3是動(dòng)力加載單元中的電機(jī)與驅(qū)動(dòng)單元的連接關(guān)系圖及動(dòng)力加載單元中的細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器、細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器與控制單元的連接關(guān)系圖；
圖4是動(dòng)力加載單元中螺母與橫梁的安裝方式圖；
圖5是細(xì)胞培養(yǎng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是圖5的A-A剖視圖；
圖7是圖5的B-B剖視圖；
圖8是本發(fā)明所述多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置的面板圖。
圖中，1-控制單元、2-顯示單元、3-按鍵單元、4-驅(qū)動(dòng)單元、5-動(dòng)力加載單元、 6-細(xì)胞培養(yǎng)單元、7-電源、8-底板、9-電機(jī)、10-螺桿、11-螺母、12-橫梁、13-支座、14-導(dǎo)向桿、15-直線軸承、16-消回差彈簧、17-拉伸原位檢測(cè)塊、18-拉伸原位檢測(cè)觸頭、19-壓縮原位檢測(cè)塊、20-拉壓縮原位檢測(cè)觸頭、21-滑槽、22-位移指示器、23-牽引銷、24-螺桿過(guò)孔、25-盒底、26-盒體、27-定端壓塊、28-定端鎖緊螺釘、29-細(xì)胞培養(yǎng)膜、30-換向軸支架、 31-細(xì)胞培養(yǎng)膜換向軸、32-玻窗、33-夾座導(dǎo)條、34-動(dòng)端夾座、35-預(yù)加載螺釘、36-動(dòng)端壓塊、37-動(dòng)端鎖緊螺釘、38-密封圈、39-面板、40-電源開關(guān)、41-設(shè)置鍵、42-確認(rèn)鍵、43-增加鍵、44-減少鍵、45-啟停鍵、46-工作模式顯示、47-位移顯示、48-頻率顯示、49-定時(shí)顯
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具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置的結(jié)構(gòu)和使用作進(jìn)一步說(shuō)明。
本實(shí)施例中，多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由控制單元1、按鍵單元3、顯示單元2、驅(qū)動(dòng)單元4、動(dòng)力加載單元5、細(xì)胞培養(yǎng)單元6及向控制單元和驅(qū)動(dòng)單元提供工作電流的電源7組成；按鍵單元3、顯示單元2、驅(qū)動(dòng)單元4分別與控制單元1連接， 電源7與控制單元1和驅(qū)動(dòng)單元4連接，為它們提供工作電流。
控制單元1為單片機(jī)，所述單片機(jī)的型號(hào)為0842A0M(Microchip生產(chǎn))；驅(qū)動(dòng)單元4為程控驅(qū)動(dòng)器，所述程控驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)為Kinco 2M860 (Kinco Electric Ltd.生產(chǎn))；電源 7 選用 MEAN WELL S-201-24 和 S-15-5 (MEAN WELL 生產(chǎn))。
按鍵單元3安裝在面板39上，如圖8所示，由設(shè)置鍵41、確認(rèn)鍵42、增加鍵43、減少鍵44、啟停鍵45組成，設(shè)置鍵41用于工作模式和工作參數(shù)的設(shè)置與清零，確認(rèn)鍵42用于對(duì)所設(shè)置的工作模式和工作參數(shù)的確認(rèn)及對(duì)終止加載的確認(rèn)，增加鍵43、減少鍵44用于對(duì)已設(shè)置的工作參數(shù)的增加或減少，啟停鍵45用于本細(xì)胞拉伸與壓縮裝置的啟動(dòng)或停止。
顯示單元2安裝在面板39上，如圖8所示，由多位LED數(shù)碼管組成，包括工作模式顯示46、位移顯示47、頻率顯示48、定時(shí)顯示49，分別用于顯示多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置的工作模式(周期性拉伸或周期性壓縮或持續(xù)性拉伸或持續(xù)性壓縮)、拉伸或壓縮位移、工作頻率、工作時(shí)間等。
動(dòng)力加載單元5的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括底板8、電機(jī)9、螺桿10、螺母11、橫梁12、 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器、細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器和位移指示器22 ；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為兩套，各套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)均包括導(dǎo)向桿14、支座13、直線軸承15和消回差彈簧16，支座13安裝在底板8上，導(dǎo)向桿14的兩端固定在支座13上，直線軸承15和消回差彈簧16 套裝在導(dǎo)向桿14上；所述細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器由拉伸原位檢測(cè)塊17和拉伸原位檢測(cè)觸頭18組成，所述細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器由壓縮原位檢測(cè)塊19和壓縮原位檢測(cè)觸頭20組成；各構(gòu)件和元器件的組裝方式電機(jī)9為步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)導(dǎo)線與驅(qū)動(dòng)單元4連接， 如圖3所示，驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)單片機(jī)的控制指令向電機(jī)輸出電脈沖，驅(qū)動(dòng)電機(jī)按要求運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)9安裝在底板8上，其動(dòng)力輸出軸通過(guò)連軸器與螺桿的一端連接；螺母安裝在螺桿上與螺桿組成螺旋傳動(dòng)副，橫梁與螺母螺紋連接，橫梁上設(shè)置有螺桿過(guò)孔對(duì)，如圖4所示，在運(yùn)行中，螺桿的自由端可進(jìn)入螺桿過(guò)孔M或穿出螺桿過(guò)孔M ；兩導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的支座13分別安裝在螺桿的兩側(cè)且與螺桿之間的距離相等，橫梁套裝在兩導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的直線軸承上；細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器、細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器分別通過(guò)導(dǎo)線與控制單元1連接，如圖3所示，細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器中的拉伸原位檢測(cè)塊17為設(shè)置有觸頭的滑塊，安裝在橫梁一側(cè)底板上所設(shè)置的滑槽21中，細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器中的拉伸原位檢測(cè)觸頭18安裝在橫梁12上且安裝位置與拉伸原位檢測(cè)塊17相對(duì)應(yīng)，細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器中的壓縮原位檢測(cè)塊19為設(shè)置有觸頭的滑塊，安裝在橫梁另一側(cè)底板上所設(shè)置的滑槽21中，細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器中的壓縮原位檢測(cè)觸頭20安裝在橫梁12上且安裝位置與壓縮原位檢測(cè)塊19相對(duì)應(yīng)；位移指示器22 (成都成量量具集團(tuán)有限公司生產(chǎn))安裝在底板8上， 其觸頭與橫梁12接觸，可顯示拉伸(牽張)或壓縮位移。
細(xì)胞培養(yǎng)單元6為六個(gè)，分別與動(dòng)力加載單元5中的橫梁連接，如圖2所示。各細(xì)胞培養(yǎng)單元的結(jié)構(gòu)相同，如圖5、圖6所示，包括盒底25、盒體沈、玻窗32、定端壓塊27、定端鎖緊螺釘觀、細(xì)胞培養(yǎng)膜換向軸31、動(dòng)端夾座34、夾座導(dǎo)條33、動(dòng)端壓塊36、動(dòng)端鎖緊螺釘37和預(yù)加載螺釘35 ；各構(gòu)件的組裝方式盒體沈安裝在盒底25的一端，通過(guò)螺釘與盒底25固連，夾座導(dǎo)條33安裝在盒底25的另一端，通過(guò)螺釘與盒底25固連；玻窗32安裝在盒底與盒體之間且覆蓋盒底所開設(shè)的窗口，玻窗32周邊設(shè)置有密封圈38，以防止細(xì)胞培養(yǎng)液泄漏；定端壓塊27位于盒體遠(yuǎn)離夾座導(dǎo)條的一端，通過(guò)定端鎖緊螺釘觀與盒體連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)膜一端的固定；細(xì)胞培養(yǎng)膜換向軸31為兩根，兩細(xì)胞培養(yǎng)膜換向軸相隔一間距通過(guò)支架30安裝在盒體靠近夾座導(dǎo)條的一端；動(dòng)端夾座34與夾座導(dǎo)條33為燕尾形直線移動(dòng)副，如圖7所示，動(dòng)端夾座34遠(yuǎn)離盒體26的一端端部設(shè)置有銷孔，在牽引銷23的配合下通過(guò)該銷孔與橫梁連接；動(dòng)端壓塊36位于動(dòng)端夾座上，通過(guò)動(dòng)端鎖緊螺釘37與動(dòng)端夾座連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)膜另一端的固定，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)時(shí)，橫梁則帶動(dòng)動(dòng)端夾座運(yùn)動(dòng)，使細(xì)胞培養(yǎng)膜被拉伸或壓縮；預(yù)加載螺釘35穿過(guò)動(dòng)端夾座插入夾座導(dǎo)條，用于動(dòng)端夾座的定位，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)膜的預(yù)加載。使用時(shí)，細(xì)胞培養(yǎng)膜四的一端由定端壓塊27和定端鎖緊螺釘觀固定，細(xì)胞培養(yǎng)膜四的另一端繞過(guò)兩換向軸31由動(dòng)端壓塊36和動(dòng)端鎖緊螺釘37固定；當(dāng)單獨(dú)使用一個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)單元對(duì)細(xì)胞進(jìn)行預(yù)加載時(shí)，操作者將細(xì)胞培養(yǎng)單元從橫梁上取出，然后將動(dòng)端夾座沿夾座導(dǎo)條移動(dòng)至所需要的預(yù)加載位置，再將預(yù)加載螺釘35 穿過(guò)動(dòng)端夾座插入夾座導(dǎo)條即可。
本發(fā)明所述多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置的操作步驟
1、將各細(xì)胞培養(yǎng)單元6與動(dòng)力加載單元中的橫梁12連接；
2、操作按鍵單元3啟動(dòng)儀器并設(shè)置工作模式和工作參數(shù)；
3、根據(jù)設(shè)置的工作模式和工作參數(shù)，將拉伸原位檢測(cè)塊17或壓縮原位檢測(cè)塊19 固定在滑槽的一定位置；
4、當(dāng)設(shè)置工作模式為周期性牽張和持續(xù)性牽張時(shí)，將拉伸原位檢測(cè)觸頭18與拉伸原位檢測(cè)塊17接觸，啟動(dòng)控制單元工作；當(dāng)設(shè)置工作模式為周期性壓縮和持續(xù)性壓縮時(shí)，將壓縮原位檢測(cè)觸頭20與壓縮原位檢測(cè)塊19接觸，啟動(dòng)控制單元工作。
5、加載運(yùn)行中可隨時(shí)操作按鍵單元3中的啟停鍵45暫停加載運(yùn)行，如果需要繼續(xù)加載可再次操作按鍵單元3中的啟停鍵45恢復(fù)加載，也可操作按鍵單元3中的確認(rèn)鍵42 終止加載。
6、所設(shè)置的加載完成后，預(yù)設(shè)程序使加載儀處于待機(jī)狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置，由控制單元(1)、按鍵單元(3)、顯示單元O)、驅(qū)動(dòng)單元G)、動(dòng)力加載單元(5)、細(xì)胞培養(yǎng)單元(6)及向控制單元和驅(qū)動(dòng)單元提供工作電流的電源(7)組成，其特征在于動(dòng)力加載單元(5)包括電機(jī)(9)、螺桿(10)、螺母(11)、橫梁(12)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器和細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器；電機(jī)的動(dòng)力輸出軸與螺桿的一端連接， 螺母安裝在螺桿上與螺桿組成螺旋傳動(dòng)副，橫梁與螺母連接且套裝在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上；細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器、細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器分別與控制單元(1)連接，用于向控制單元發(fā)出實(shí)施細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸或壓縮的起始位置信息及對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸或壓縮后是否已回歸起始位置的信息；所述細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器由拉伸原位檢測(cè)塊(17)和拉伸原位檢測(cè)觸頭(18)組成，所述細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器由壓縮原位檢測(cè)塊(19)和壓縮原位檢測(cè)觸頭00)組成，拉伸原位檢測(cè)塊(17)和壓縮原位檢測(cè)塊(19)分別安裝在橫梁兩側(cè)的底板(8)上，拉伸原位檢測(cè)觸頭(18)安裝在橫梁(12)上且安裝位置與拉伸原位檢測(cè)塊(17)相對(duì)應(yīng)，壓縮原位檢測(cè)觸頭00)安裝在橫梁(12)上且安裝位置與壓縮原位檢測(cè)塊 (19)相對(duì)應(yīng)；細(xì)胞培養(yǎng)單元(6)至少為兩個(gè)，各細(xì)胞培養(yǎng)單元分別與橫梁(1 連接，所述細(xì)胞培養(yǎng)單元(6)包括盒底(25)、盒體( )、玻窗(32)、定端壓塊(27)、定端鎖緊螺釘(觀)、細(xì)胞培養(yǎng)膜換向軸(31)、動(dòng)端夾座(34)、夾座導(dǎo)條(33)、動(dòng)端壓塊(36)、動(dòng)端鎖緊螺釘(37)和預(yù)加載螺釘(35)；盒體06)安裝在盒底05)的一端，夾座導(dǎo)條(33)安裝在盒底05)的另一端，玻窗(3 安裝在盒底與盒體之間且覆蓋盒底所開設(shè)的窗口，定端壓塊(XT)位于盒體遠(yuǎn)離夾座導(dǎo)條的一端，通過(guò)定端鎖緊螺釘08)與盒體連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)膜一端的固定，細(xì)胞培養(yǎng)膜換向軸(31)為兩根，兩細(xì)胞培養(yǎng)膜換向軸相隔一間距安裝在盒體靠近夾座導(dǎo)條的一端，動(dòng)端夾座(34)安裝在夾座導(dǎo)條(3 上與夾座導(dǎo)條組成移動(dòng)副，動(dòng)端壓塊(36) 位于動(dòng)端夾座上，通過(guò)動(dòng)端鎖緊螺釘(37)與動(dòng)端夾座連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)膜另一端的固定，預(yù)加載螺釘(3 穿過(guò)動(dòng)端夾座插入夾座導(dǎo)條，用于動(dòng)端夾座的定位，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)膜的預(yù)加載；驅(qū)動(dòng)單元的輸入端與控制單元(1)連接，其輸出端與動(dòng)力加載單元中的電機(jī)(9) 連接，根據(jù)單片機(jī)的控制指令向動(dòng)力加載單元中的電機(jī)輸出電脈沖以驅(qū)動(dòng)電機(jī)按要求運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞培養(yǎng)單元內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)膜的一維周期性或持續(xù)性拉伸或一維周期性或持續(xù)性壓縮；按鍵單元(3)與控制單元(1)連接，用于輸入工作模式的設(shè)置和確認(rèn)、工作參數(shù)的設(shè)置和確認(rèn)、啟動(dòng)或停止運(yùn)行的指令；顯示單元(2)與控制單元(1)連接，用于接收控制單元的輸出信號(hào)，并將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成文字予以顯示；控制單元(1)在預(yù)設(shè)程序控制下根據(jù)按鍵單元( 輸入的信息設(shè)置工作模式和工作參數(shù)，結(jié)合動(dòng)力加載單元中細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器或細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器輸入的信息控制驅(qū)動(dòng)單元輸出的電脈沖類型，實(shí)時(shí)向顯示單元( 輸送顯示信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置，其特征在于動(dòng)力加載單元中的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為兩套，兩導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分別位于螺桿的兩側(cè)且與螺桿之間的距離相等，各套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)均包括導(dǎo)向桿(14)、支座(13)、直線軸承(15)和消回差彈簧(16)，導(dǎo)向桿(14)的兩端固定在支座(1 上，直線軸承(1 和消回差彈簧(16)套裝在導(dǎo)向桿(14)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置，其特征在于控制單元為單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)單元為程控驅(qū)動(dòng)器，顯示單元由多位LED數(shù)碼管組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置，其特征在于按鍵單元由設(shè)置鍵(41)、確認(rèn)鍵(42)、增加鍵(43)、減少鍵(44)、啟停鍵(45)組成，設(shè)置鍵(41)用于工作模式和工作參數(shù)的設(shè)置與清零，確認(rèn)鍵G2)用于對(duì)所設(shè)置的工作模式和工作參數(shù)的確認(rèn)及對(duì)終止加載的確認(rèn)，增加鍵(43)、減少鍵04)用于對(duì)已設(shè)置的工作參數(shù)的增加或減少， 啟停鍵G5)用于該細(xì)胞拉伸與壓縮裝置的啟動(dòng)或停止。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置，其特征在于按鍵單元由設(shè)置鍵 (41)、確認(rèn)鍵(42)、增加鍵(43)、減少鍵(44)、啟停鍵(45)組成，設(shè)置鍵(41)用于工作模式和工作參數(shù)的設(shè)置與清零，確認(rèn)鍵G2)用于對(duì)所設(shè)置的工作模式和工作參數(shù)的確認(rèn)及對(duì)終止加載的確認(rèn)，增加鍵(43)、減少鍵04)用于對(duì)已設(shè)置的工作參數(shù)的增加或減少，啟停鍵G5)用于該細(xì)胞拉伸與壓縮裝置的啟動(dòng)或停止。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置，其特征在于動(dòng)力加載單元中還設(shè)置有位移指示器(22)，所述位移指示器0 的觸頭與橫梁(1 接觸。
專利摘要
一種多單元細(xì)胞拉伸與壓縮裝置，由控制單元、按鍵單元、顯示單元、驅(qū)動(dòng)單元、動(dòng)力加載單元、細(xì)胞培養(yǎng)單元及向控制單元和驅(qū)動(dòng)單元提供工作電流的電源組成。動(dòng)力加載單元包括電機(jī)、螺桿、螺母、橫梁、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、細(xì)胞培養(yǎng)膜拉伸原位檢測(cè)器和細(xì)胞培養(yǎng)膜壓縮原位檢測(cè)器，細(xì)胞培養(yǎng)單元至少為兩個(gè)，各細(xì)胞培養(yǎng)單元分別與橫梁連接。細(xì)胞培養(yǎng)單元具有預(yù)加載功能，其構(gòu)件包括盒底、盒體、玻窗、定端壓塊、定端鎖緊螺釘、動(dòng)端夾座、夾座導(dǎo)條、動(dòng)端壓塊、動(dòng)端鎖緊螺釘和預(yù)加載螺釘。此種細(xì)胞力拉伸與壓縮裝置能同時(shí)對(duì)多個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)單元中的細(xì)胞在生長(zhǎng)過(guò)程中施加一維周期性或持續(xù)性動(dòng)態(tài)拉伸伸力或壓縮力，且拉伸或壓縮應(yīng)變可調(diào)，拉伸或壓縮頻率可調(diào)。
文檔編號(hào)C12M3/00GKCN101649291 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200910164248
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2009年8月25日
發(fā)明者唐海, 曾軍, 楊孝勤, 胡靜 申請(qǐng)人:四川大學(xué), 電子科技大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (5), 非專利引用 (2),