專利名稱:靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型屬于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,具體涉及醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,特別涉及靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)
驗(yàn)裝置。
背景技術(shù):
本實(shí)用新型涉及靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,屬于生物流體力學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)交叉領(lǐng) 域,用于模擬體內(nèi)靜脈壁細(xì)胞受到的流體切應(yīng)力和壓力,研究體外培養(yǎng)的細(xì)胞同時(shí)受到流 體切應(yīng)力和壓力作用時(shí)的各種生理反應(yīng)。本實(shí)用新型特別適用于對妊娠期臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞 的受力研究。 人體靜脈壁細(xì)胞主要受到流體切應(yīng)力和壓力兩種類型力的影B向。在這兩種力的協(xié) 同作用下細(xì)胞發(fā)生各種生物反應(yīng)。體外研究時(shí),為了觀察靜脈壁細(xì)胞在受力條件下的生物 反應(yīng),需要有能同時(shí)施加流體切應(yīng)力和壓力的裝置來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?傳統(tǒng)的細(xì)胞力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置均只能模擬流體切應(yīng)力,忽略了壓力對細(xì)胞的影響。 經(jīng)典的流體切應(yīng)力實(shí)驗(yàn)裝置最早由JA Frangos等描述[參見JA Frangos etal, Shear stress induced stimulation of mammalian cell metabolism, Biotechnologyand Bioengineering, Vol :32,1988 :1053-1060],他在文中描述了一種雙層平行平板液體通 道,通過一定流量流體在通道中的流動(dòng)對平板上培養(yǎng)的細(xì)胞施加流體切應(yīng)力。該裝置經(jīng)過 不斷改進(jìn),已經(jīng)廣泛用于細(xì)胞力學(xué)實(shí)驗(yàn)中,可研究細(xì)胞在力學(xué)剌激下自身形態(tài)以及分泌功
能的變化、細(xì)胞與細(xì)胞之間連接功能的變化、模擬血小板在血管內(nèi)皮細(xì)胞表面的粘附過程等。 但在一些研究中,壓力對細(xì)胞的作用無法忽視。如妊娠期高血壓疾病患者的臍靜 脈壓力異常改變,將對臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞功能產(chǎn)生影響,可造成胎兒缺氧、宮內(nèi)生長發(fā)育受 限、死胎等嚴(yán)重不良妊娠結(jié)局。 同時(shí),現(xiàn)有的流體切應(yīng)力實(shí)驗(yàn)裝置操作復(fù)雜,對實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性具有一定不良影響,概 括如下 1.流體流經(jīng)雙層平行平板液體通道時(shí),在入口 、出口處流動(dòng)紊亂,流體對通道上下 壁面的切應(yīng)力不穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)時(shí),液體通道中靠近入口及出口處的細(xì)胞獲得的切應(yīng)力與流體 流量無穩(wěn)定的對應(yīng)關(guān)系。所以,傳統(tǒng)方法讓細(xì)胞長滿整個(gè)平板,通過流動(dòng)的流體來施加切應(yīng) 力,由于液體通道入口及出口處附近區(qū)域的紊亂流動(dòng)使細(xì)胞實(shí)際所受切應(yīng)力與理論施加力 存在較大誤差,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不準(zhǔn)確。 2.雙層平行平板液體通道為了達(dá)到生理切應(yīng)力大小并且保證流體流速較小不影 響細(xì)胞貼壁,必須將通道高度控制在1毫米以內(nèi)。在儀器加工過程中,如此高精度的加工成 本高、精度很難保證?,F(xiàn)有的流體切應(yīng)力實(shí)驗(yàn)裝置均沒有有效的誤差控制方法。 3.雙層平行平板液體通道在加工過程中雙層平板需要具有一定的厚度,以方便兩 側(cè)液體出入口的加工。但是平板的厚度與透光度成反比,平板過厚使顯微鏡下觀察細(xì)胞時(shí) 采光差,不方便鏡下觀察細(xì)胞、采集圖像。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的任務(wù)是提供靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置可同時(shí)施加所需要的
流體切應(yīng)力和壓力,具有力學(xué)效果更好、使用更方便、實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確等特點(diǎn),克服了現(xiàn)有 實(shí)驗(yàn)裝置的諸多不足。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 本實(shí)用新型提供的這種靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置由儲(chǔ)液缸(1)、平行平板裝置 (2)和蠕動(dòng)泵(3)組成, 儲(chǔ)液缸(1)為一密閉的空腔結(jié)構(gòu)構(gòu)成。密閉的空腔構(gòu)成儲(chǔ)液槽(4),儲(chǔ)液槽(4)側(cè) 面下部設(shè)置有儲(chǔ)液缸進(jìn)液口 (5)和儲(chǔ)液缸出液口 (6),儲(chǔ)液缸進(jìn)液口 (5)和儲(chǔ)液缸出液口 (6)可位于同一側(cè)面,也可以位于不同的側(cè)面上;在儲(chǔ)液缸(1)的頂部設(shè)置有加氣口 (7)和 氣壓表(9),加氣口 (7)上安裝有氣閥(8); 平行平板裝置(2)由位于上部的蓋板(10)、位于下部的底板(12)和位于蓋板
(10) 和底板(12)之間的密封圈(11)組成,蓋板(10)由蓋板平板(13)和蓋板平臺(tái)(14)兩 層平板構(gòu)成,蓋板平臺(tái)(14)位于蓋板平板(13)的底部中央?yún)^(qū)域,長度寬度均小于蓋板平板 (13),在蓋板平板(13)的兩長邊的近邊緣處各均勻分布有3至5個(gè)定位螺絲孔(22); 密封圈(11)由一與蓋板平板(13)長度寬度均相同、厚度略大于蓋板平臺(tái)(14)的 硅膠墊構(gòu)成,密封圈(11)的中央有一空心區(qū)域,該空心區(qū)域與蓋板平臺(tái)(14)的長度寬度相 同,并與蓋板平臺(tái)(14)的位置對應(yīng),密封圈(11)與蓋板(10)重疊后蓋板平臺(tái)(14)恰好可 以從密封圈(11)的中央空心區(qū)域突出,在密封圈(11)的兩長邊的近邊緣處各均勻分布有 3至5個(gè)定位螺絲孔(22),與蓋板(10)上的定位螺絲孔(22)位置相對應(yīng); 底板(12)由一長方體底板平板(16)構(gòu)成,在底板平板(16)的一端的側(cè)面近底部 處設(shè)置有一底板進(jìn)液口 (17),在底板平板(16)的另一端的側(cè)面近底部處設(shè)置有底板出液 口 (18),底板進(jìn)液口 (17)和底板出液口 (18)分別位于底板平板(16)的兩個(gè)窄側(cè)面,通入 底板平板(16)內(nèi)部; 在底板平板(16)上靠近底板進(jìn)液口 (17)的一端有一由長方體槽構(gòu)成的流入緩沖 槽(19),該流入緩沖槽(19)向底板平板(16)的上部開口,流入緩沖槽(19)的底部平面在 底板平板(16)內(nèi)部與底板進(jìn)液口 (17)的底部位于同一高度,流入緩沖槽(19)的長邊與底 板平板(16)的窄邊平行,長度與蓋板平臺(tái)(14)的寬度相同; 在底板平板(16)上靠近底板出液口 (18)的一端有一流出緩沖槽(20),該流出緩 沖槽(20)向底板平板(16)的上部開口,與流入緩沖槽(19)規(guī)格相同并相互對稱,底板進(jìn) 液口 (17)在底板平板(16)內(nèi)部與流入緩沖槽(19)的底部相連通,底板出液口 (18)在底 板平板(16)內(nèi)部與流出緩沖槽(20)的底部相連通; 在底板平板(16)上靠近流出緩沖槽(20) —端接近底板平板(16)中央處有一透 光區(qū)(21),該透光區(qū)(21)由位于底板平板(16)底部的向上凹陷的長方體槽構(gòu)成,在底板平 板(16)的兩長邊近邊緣處各均勻分布有3至5個(gè)定位螺絲孔(22),與蓋板(10)和密封圈
(11) 上的定位螺絲孔(22)相對應(yīng); 蓋板(10)、密封圈(11)、底板(12)三層自上而下對齊疊放,通過定位壓緊螺絲 (23)經(jīng)各定位螺絲孔(22)將三層結(jié)構(gòu)固定在一起,蓋板平臺(tái)(14)的底部平面與底板平板(16)的上平面之間構(gòu)成一長方體空腔,該長方體空腔為液體通道(15); 儲(chǔ)液缸(1)的儲(chǔ)液缸出液口 (6)與平行平板裝置(2)的底板進(jìn)液口 (17)相連通, 底板出液口 (18)與蠕動(dòng)泵入口 (25)通過橡膠管(24)相連通,蠕動(dòng)泵出口 (26)與儲(chǔ)液缸 進(jìn)液口 (5)通過橡膠管(24)相連通; 儲(chǔ)液缸(1)、平行平板裝置(2)可用玻璃、有機(jī)玻璃、塑料等材料制作,密封圈(11) 可用硅膠、橡膠等材料制作。 使用時(shí)將培養(yǎng)好的細(xì)胞傳代至蓋板平臺(tái)(14)的下表面與透光區(qū)(21)相對應(yīng)的區(qū) 域,待細(xì)胞生長穩(wěn)定后將平行平板裝置(2)的蓋板(10)、密封圈(11)、底板(12)三層如上 所述組裝好,并順次連接好其他各部位組件。打開氣閥(8),通過儲(chǔ)液缸進(jìn)液口 (5)向儲(chǔ)液 槽(4)中注入細(xì)胞培養(yǎng)液,開啟蠕動(dòng)泵(3),使細(xì)胞培養(yǎng)液充滿整個(gè)管道,并通過氣閥(8)排 走各部位原有的空氣。待細(xì)胞培養(yǎng)液循環(huán)穩(wěn)定后將加氣口 (7)連接0)2鋼瓶以通入0)2,加 入(A的同時(shí)觀測氣壓表(9)讀數(shù)以控制氣壓值。流動(dòng)的細(xì)胞培養(yǎng)液可對蓋板平臺(tái)(14)上 的細(xì)胞施加切應(yīng)力,儲(chǔ)液缸(1)中的氣壓可對蓋板平臺(tái)(14)上的細(xì)胞施加壓力。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于 1.本實(shí)用新型使用時(shí),通過儲(chǔ)液缸上部的加氣口向密閉流動(dòng)環(huán)路中充入具有一定 壓力的C02氣體,利用氣壓表控制儲(chǔ)液缸內(nèi)液體上表面的氣壓值。根據(jù)流體力學(xué)原理,該壓 力通過液體傳遞到通道中培養(yǎng)的細(xì)胞。此設(shè)計(jì)不但可以獲得穩(wěn)定的壓力,而且成本低廉,同 時(shí)又給生長的細(xì)胞提供了 C02??蔀榧?xì)胞同時(shí)施加壓力和切應(yīng)力是本實(shí)用新型優(yōu)于傳統(tǒng)的 切應(yīng)力施加裝置的主要優(yōu)點(diǎn)之一。 2.本實(shí)用新型選擇受力最穩(wěn)定區(qū)域作為細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)域,避免了傳統(tǒng)裝置中液體入 口和出口端附近細(xì)胞受力不穩(wěn)定的弊端。 3.本實(shí)用新型的蓋板采用了底部突出平臺(tái)結(jié)構(gòu),并使用較厚的具有彈性的密封
圈,通過密封圈與平臺(tái)的高度差獲得液體通道所需的微米級(jí)高度,此種設(shè)計(jì)對液體通道的
高度可靈活調(diào)控,不但密封性好,而且液體通道的高度準(zhǔn)確、成本低,避免了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝
置在獲得液體通道所需的微米級(jí)高度時(shí),加工精度無法保證且成本高昂的弊端。 4.本實(shí)用新型中底板下底面與細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域設(shè)置了一個(gè)透光區(qū)。該設(shè)
計(jì)使得在實(shí)驗(yàn)過程中利用顯微鏡觀察細(xì)胞時(shí)的透光度增加,大大提高觀測效果。
圖1為本實(shí)用新型靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置整體結(jié)構(gòu)圖; 圖2為圖1的橫向中軸垂直剖面圖; 圖3為蓋板結(jié)構(gòu)圖; 圖4為密封圈結(jié)構(gòu)圖; 圖5為底板、儲(chǔ)液缸連接示意圖 圖6為蓋板橫剖面圖; 圖7為蓋板縱剖面圖 圖8為底板俯視圖; 圖9為底板仰視圖; 圖10為圖8之A-A'剖面圖;[0039]圖11為圖8之B-B'剖面圖;圖12為圖8之C-C'剖面圖;圖13為圖8之D-D'剖面圖。圖中數(shù)字標(biāo)識(shí)所指部位名稱是[0043]1-儲(chǔ)液缸2-平行平板裝置3_蠕動(dòng)泵4_儲(chǔ)液槽5-儲(chǔ)液缸進(jìn)液口6-儲(chǔ)液缸出液口7_加氣口8-氣閥9-氣壓表10-蓋板11-密封圈12-底板13-蓋板平板14-蓋板平臺(tái)15-液體通道16-底板平板17-底板進(jìn)液口18-底板出液口19-流入緩沖槽20-流出緩沖槽21-透光區(qū)22-定位螺絲孔23-定位壓緊螺絲24-橡膠管25-蠕動(dòng)泵入口26-蠕動(dòng)泵出口
具體實(shí)施方式實(shí)施例1 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。 本實(shí)用新型提供的靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,由儲(chǔ)液缸(1)、平行平板裝置(2)和 蠕動(dòng)泵(3)組成,儲(chǔ)液缸(1)為一密閉的空腔結(jié)構(gòu),密閉的空腔構(gòu)成儲(chǔ)液槽(4),儲(chǔ)液槽(4) 側(cè)面下部設(shè)置有儲(chǔ)液缸進(jìn)液口 (5)和儲(chǔ)液缸出液口 (6),在儲(chǔ)液缸(1)的頂部設(shè)置有加氣 口 (7)和氣壓表(9),加氣口 (7)上安裝有氣閥(8);平行平板裝置(2)由位于上部的蓋板 (10)、位于下部的底板(12)和位于蓋板(10)和底板(12)之間的密封圈(11)組成,蓋板
6(10)由蓋板平板(13)和蓋板平臺(tái)(14)兩層平板構(gòu)成,蓋板平臺(tái)(14)位于蓋板平板(13) 的底部中央?yún)^(qū)域,長度寬度均小于蓋板平板(13),在蓋板平板(13)的兩長邊的近邊緣處各 均勻分布有3至5個(gè)定位螺絲孔(22);密封圈(11)由一與蓋板平板(13)長度寬度均相同、 厚度略大于蓋板平臺(tái)(14)的硅膠墊構(gòu)成,密封圈(11)的中央有一空心區(qū)域,該空心區(qū)域與 蓋板平臺(tái)(14)的長度寬度相同,并與蓋板平臺(tái)(14)的位置對應(yīng),密封圈(11)與蓋板(10) 重疊后蓋板平臺(tái)(14)恰好可以從密封圈(11)的中央空心區(qū)域突出,在密封圈(11)的兩長 邊的近邊緣處各均勻分布有3至5個(gè)定位螺絲孔(22),與蓋板(10)上的定位螺絲孔(22) 位置相對應(yīng);底板(12)由一長方體底板平板(16)構(gòu)成,在底板平板(16)的一端的側(cè)面近 底部處設(shè)置有一底板進(jìn)液口 (17),在底板平板(16)的另一端的側(cè)面近底部處設(shè)置有底板 出液口 (18),底板進(jìn)液口 (17)和底板出液口 (18)分別位于底板平板(16)的兩個(gè)窄側(cè)面, 通入底板平板(16)內(nèi)部;在底板平板(16)上靠近底板進(jìn)液口 (17)的一端有一由長方體 槽構(gòu)成的流入緩沖槽(19),該流入緩沖槽(19)向底板平板(16)的上部開口,流入緩沖槽 (19)的底部平面在底板平板(16)內(nèi)部與底板進(jìn)液口 (17)的底部位于同一高度,流入緩沖 槽(19)的長邊與底板平板(16)的窄邊平行,長度與蓋板平臺(tái)(14)的寬度相同;在底板平 板(16)上靠近底板出液口 (18)的一端有一流出緩沖槽(20),該流出緩沖槽(20)向底板平 板(16)的上部開口,與流入緩沖槽(19)規(guī)格相同并相互對稱,底板進(jìn)液口 (17)在底板平 板(16)內(nèi)部與流入緩沖槽(19)的底部相連通,底板出液口 (18)在底板平板(16)內(nèi)部與流 出緩沖槽(20)的底部相連通;在底板平板(16)上靠近流出緩沖槽(20) —端接近底板平板 (16)中央處有一透光區(qū)(21),該透光區(qū)(21)由位于底板平板(16)底部的向上凹陷的長方 體槽構(gòu)成,在底板平板(16)的兩長邊近邊緣處各均勻分布有3至5個(gè)定位螺絲孔(22),與 蓋板(10)和密封圈(11)上的定位螺絲孔(22)相對應(yīng);蓋板(10)、密封圈(1D、底板(12) 三層自上而下對齊疊放,通過定位壓緊螺絲(23)經(jīng)各定位螺絲孔(22)將三層結(jié)構(gòu)固定在 一起,蓋板平臺(tái)(14)的底部平面與底板平板(16)的上平面之間構(gòu)成一長方體空腔,該長方 體空腔為液體通道(15);儲(chǔ)液缸(1)的儲(chǔ)液缸出液口 (6)與平行平板裝置(2)的底板進(jìn)液 口 (17)相連通,底板出液口 (18)與蠕動(dòng)泵入口 (25)通過橡膠管(24)相連通,蠕動(dòng)泵出口 (26)與儲(chǔ)液缸進(jìn)液口 (5)通過橡膠管(24)相連通。 實(shí)施例2 靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置是由儲(chǔ)液缸(1)、平行平板裝置(2)、蠕動(dòng)泵(3)通過橡 膠管(24)連接形成的密閉循環(huán)系統(tǒng)。儲(chǔ)液缸(1)為70X40X80mm3的長方體空腔結(jié)構(gòu)構(gòu) 成。密閉的空腔構(gòu)成儲(chǔ)液槽(4),儲(chǔ)液槽(4)側(cè)面下部設(shè)置有儲(chǔ)液缸進(jìn)液口 (5)和儲(chǔ)液缸出 液口 (6),儲(chǔ)液缸進(jìn)液口 (5)和儲(chǔ)液缸出液口 (6)分別位于儲(chǔ)液缸(1)的兩側(cè)面并左右對 稱;在儲(chǔ)液缸(1)的頂部中央?yún)^(qū)域設(shè)置有加氣口 (7)和氣壓表(9),加氣口 (7)上安裝有氣 閥(8)。平行平板裝置(2)由位于上部的蓋板(10)、位于下部的底板(12)和位于蓋板(10) 和底板(12)之間的密封圈(11)組成。蓋板(10)由蓋板平板(13)和蓋板平臺(tái)(14)兩層 平板構(gòu)成,蓋板平板(13)為150X70X2mn^的長方體平板,蓋板平臺(tái)(14)為125X45X3mm3 的長方體平板。蓋板平臺(tái)(14)位于蓋板平板(13)的底部中央?yún)^(qū)域,蓋板平臺(tái)(14)的邊界 與相鄰蓋板平板(13)的邊界的距離均為12. 5mm。蓋板平板(13)的兩長邊側(cè)各均勻?qū)ΨQ分 布有5個(gè)定位螺絲孔(22)。蓋板平板(13)與蓋板平臺(tái)(14)連接為一整體。密封圈(11) 為一 150X70X4mm3的長方體硅膠,中央?yún)^(qū)域有一 125X45X4mm3的長方體空心區(qū)域,四周
7邊框的寬度均為12.5mm。密封圈(11)的兩長邊側(cè)各均勻分布有5個(gè)定位螺絲孔(22),與 蓋板(10)上的定位螺絲孔(22)位置相對應(yīng)。底板(12)為一長方體底板平板(16)構(gòu)成, 底板平板(16)為一 150X70X14mm3的長方體平板。在底板平板(16)的側(cè)面中央距底端 4mm高處分別有一底板進(jìn)液口 (17)和底板出液口 (18)通入底板平板(16)內(nèi)部各15mm, 底板進(jìn)液口 (17)和底板出液口 (18)分別位于底板平板(16)的兩個(gè)窄側(cè)面。在底板平板 (16)上部靠近底板進(jìn)液口 (17) —端有一45X10X10m^的長方體槽為入緩沖槽(19),底 部與底板進(jìn)液口 (17)的底部在同一平面并與其連通,開口向底板平板(16)的上表面。流 入緩沖槽(19)的長邊與底板平板(16)的窄邊平行。在靠近底板出液口 (18) —端有一流 出緩沖槽(20),與流入緩沖槽(19)規(guī)格相同,左右對稱。在底板平板(16)下部靠近流出緩 沖槽(20)端有一 35X35X 10mm3的長方體槽構(gòu)成透光區(qū)(21),距底板平板(16)近底板出 液口 (18)端距離為35mm,距底板平板(16)兩長邊界距離各17. 5mm。底板平板(16)的兩 長邊側(cè)各均勻分布有5個(gè)定位螺絲孔(22),與蓋板(10)及密封圈(11)上的各定位螺絲孔 (22)位置相對應(yīng)。蓋板(10)、密封圈(11)、底板(12)三層自上而下對齊疊放,通過定位壓 緊螺絲(23)經(jīng)各定位螺絲孔(22)將三層結(jié)構(gòu)固定在一起,蓋板平臺(tái)(14)下部與底板平板 (16)上部之間構(gòu)成一長方體空腔,為液體通道(15)。 儲(chǔ)液缸(1)的儲(chǔ)液缸出液口 (6)與平行平板裝置(2)的底板進(jìn)液口 (17)相連通。 底板出液口 (18)與蠕動(dòng)泵入口 (25)通過橡膠管(24)相連通,蠕動(dòng)泵出口 (26)與儲(chǔ)液缸 進(jìn)液口 (5)通過橡膠管(24)相連通。儲(chǔ)液缸(1)、平行平板裝置(2)為醫(yī)用有機(jī)玻璃制成, 密封圈(11)為醫(yī)用硅膠制成。 實(shí)施例3 本實(shí)用新型提供的靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置是由儲(chǔ)液缸(1)、平行平板裝置(2)、 蠕動(dòng)泵(3)通過橡膠管(24)連接形成的密閉循環(huán)系統(tǒng)。使用時(shí)液體從儲(chǔ)液槽(4)通過儲(chǔ) 液缸出液口 (6)經(jīng)底板進(jìn)液口 (17)到達(dá)流入緩沖槽(19),液體由流入緩沖槽(19)進(jìn)入液 體通道(15),經(jīng)流出緩沖槽(20)通過底板出液口 (18)通過橡膠管(24)接入蠕動(dòng)泵(3), 液體經(jīng)過蠕動(dòng)泵(3)后通過橡膠管(24)經(jīng)儲(chǔ)液缸進(jìn)液口 (5)重新回到儲(chǔ)液槽(4),完成一 輪循環(huán)。具體使用方法 1、培養(yǎng)細(xì)胞在蓋板平臺(tái)(14)的下表面與透光區(qū)(21)對應(yīng)的區(qū)域培養(yǎng)細(xì)胞。首 先將蓋板平臺(tái)(14)的下表面與透光區(qū)對應(yīng)的區(qū)域用1%明膠包被過夜,然后將原代培養(yǎng)的 人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞傳代至該區(qū)域,使細(xì)胞呈單層貼壁生長。 2、組合靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置待蓋板平臺(tái)(14)上的細(xì)胞穩(wěn)定后,將蓋板 (10)、密封圈(11)、底板(12)三層自上而下對齊疊放,通過定位壓緊螺絲(23)經(jīng)各定位螺 絲孔(22)將三層結(jié)構(gòu)固定在一起,形成液體通道(15)。液體通道(15)組裝前先利用螺旋測 微器測定蓋板(10)、底板(12)各定位螺孔部位的高度,組裝后再用螺旋測微器測定各定位 螺絲孔(22)部位的高度,由此高度與蓋板(10)、底板(12)高度的差值算得液體通道(15) 的高度。通過調(diào)節(jié)定位壓緊螺絲(23)的松緊,獲得所需的液體通道高度。 然后按照附圖一所示,將組合好的裝置與蠕動(dòng)泵(3)通過橡膠管(24)連接成密閉 環(huán)路。 3、對培養(yǎng)細(xì)胞施加切應(yīng)力和壓力通過儲(chǔ)液缸進(jìn)液口 (5)向儲(chǔ)液槽(4)中加入 30ml細(xì)胞培養(yǎng)液。開啟蠕動(dòng)泵(3)的電源,使細(xì)胞培養(yǎng)液從儲(chǔ)液槽(4)通過儲(chǔ)液缸出液口緩沖槽(19)進(jìn)入液體通道(15),經(jīng) 流出緩沖槽(20)通過底板出液口 (18)通過橡膠管(24)接入蠕動(dòng)泵(3),經(jīng)過蠕動(dòng)泵(3) 通過橡膠管(24)將細(xì)胞培養(yǎng)液重新經(jīng)儲(chǔ)液缸進(jìn)液口 (5)泵回到儲(chǔ)液槽(4),完成一輪循環(huán)。 實(shí)驗(yàn)時(shí),在細(xì)胞培養(yǎng)液未充滿整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)前,保持氣閥(8)為開啟狀態(tài),使循環(huán)系統(tǒng)中原 有的空氣經(jīng)加氣口 (7)排出。當(dāng)整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)充滿細(xì)胞培養(yǎng)液后,將加氣口 (7)與0)2 鋼瓶連接,向密閉的儲(chǔ)液缸中充入C02氣體,加入C02的同時(shí)觀測氣壓表(9)讀數(shù)以控制氣 壓值。流動(dòng)的細(xì)胞培養(yǎng)液可對蓋板平臺(tái)(14)上的細(xì)胞施加切應(yīng)力,儲(chǔ)液缸(1)中的氣壓可 對蓋板平臺(tái)(14)上的細(xì)胞施加壓力。 4、顯微鏡下觀察施加了切應(yīng)力和壓力后的細(xì)胞變化將靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置 放于倒置相差顯微鏡的載物臺(tái)上,顯微鏡鏡頭對準(zhǔn)透光區(qū)(21),打開光源,在顯微鏡下觀察 施加了切應(yīng)力和壓力后蓋板平臺(tái)(14)上貼壁的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的形態(tài)變化。通過對加 力后細(xì)胞形態(tài)的觀察以及加力前后細(xì)胞培養(yǎng)液中蛋白濃度和活性的檢測,分析切應(yīng)力和壓 力對人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的生長狀態(tài)及分泌功能的影響。
權(quán)利要求靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于,它由儲(chǔ)液缸(1)、平行平板裝置(2)和蠕動(dòng)泵(3)組成,儲(chǔ)液缸(1)為一密閉的空腔結(jié)構(gòu),密閉的空腔構(gòu)成儲(chǔ)液槽(4),儲(chǔ)液槽(4)側(cè)面下部設(shè)置有儲(chǔ)液缸進(jìn)液口(5)和儲(chǔ)液缸出液口(6),在儲(chǔ)液缸(1)的頂部設(shè)置有加氣口(7)和氣壓表(9),加氣口(7)上安裝有氣閥(8);平行平板裝置(2)由位于上部的蓋板(10)、位于下部的底板(12)和位于蓋板(10)和底板(12)之間的密封圈(11)組成,蓋板(10)由蓋板平板(13)和蓋板平臺(tái)(14)兩層平板構(gòu)成,蓋板平臺(tái)(14)位于蓋板平板(13)的底部中央?yún)^(qū)域,長度寬度均小于蓋板平板(13),在蓋板平板(13)的兩長邊的近邊緣處各均勻分布有3至5個(gè)定位螺絲孔(22);密封圈(11)由一與蓋板平板(13)長度寬度均相同、厚度略大于蓋板平臺(tái)(14)的硅膠墊構(gòu)成,密封圈(11)的中央有一空心區(qū)域,該空心區(qū)域與蓋板平臺(tái)(14)的長度寬度相同,并與蓋板平臺(tái)(14)的位置對應(yīng),密封圈(11)與蓋板(10)重疊后蓋板平臺(tái)(14)恰好可以從密封圈(11)的中央空心區(qū)域突出,在密封圈(11)的兩長邊的近邊緣處各均勻分布有3至5個(gè)定位螺絲孔(22),與蓋板(10)上的定位螺絲孔(22)位置相對應(yīng);底板(12)由一長方體底板平板(16)構(gòu)成,在底板平板(16)的一端的側(cè)面近底部處設(shè)置有一底板進(jìn)液口(17),在底板平板(16)的另一端的側(cè)面近底部處設(shè)置有底板出液口(18),底板進(jìn)液口(17)和底板出液口(18)分別位于底板平板(16)的兩個(gè)窄側(cè)面,通入底板平板(16)內(nèi)部;在底板平板(16)上靠近底板進(jìn)液口(17)的一端有一由長方體槽構(gòu)成的流入緩沖槽(19),該流入緩沖槽(19)向底板平板(16)的上部開口,流入緩沖槽(19)的底部平面在底板平板(16)內(nèi)部與底板進(jìn)液口(17)的底部位于同一高度,流入緩沖槽(19)的長邊與底板平板(16)的窄邊平行,長度與蓋板平臺(tái)(14)的寬度相同;在底板平板(16)上靠近底板出液口(18)的一端有一流出緩沖槽(20),該流出緩沖槽(20)向底板平板(16)的上部開口,與流入緩沖槽(19)規(guī)格相同并相互對稱,底板進(jìn)液口(17)在底板平板(16)內(nèi)部與流入緩沖槽(19)的底部相連通,底板出液口(18)在底板平板(16)內(nèi)部與流出緩沖槽(20)的底部相連通;在底板平板(16)上靠近流出緩沖槽(20)一端接近底板平板(16)中央處有一透光區(qū)(21),該透光區(qū)(21)由位于底板平板(16)底部的向上凹陷的長方體槽構(gòu)成,在底板平板(16)的兩長邊近邊緣處各均勻分布有3至5個(gè)定位螺絲孔(22),與蓋板(10)和密封圈(11)上的定位螺絲孔(22)相對應(yīng);蓋板(10)、密封圈(11)、底板(12)三層自上而下對齊疊放,通過定位壓緊螺絲(23)經(jīng)各定位螺絲孔(22)將三層結(jié)構(gòu)固定在一起,蓋板平臺(tái)(14)的底部平面與底板平板(16)的上平面之間構(gòu)成一長方體空腔,該長方體空腔為液體通道(15);儲(chǔ)液缸(1)的儲(chǔ)液缸出液口(6)與平行平板裝置(2)的底板進(jìn)液口(17)相連通,底板出液口(18)與蠕動(dòng)泵入口(25)通過橡膠管(24)相連通,蠕動(dòng)泵出口(26)與儲(chǔ)液缸進(jìn)液口(5)通過橡膠管(24)相連通。
專利摘要本實(shí)用新型提供的靜脈血流動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置是由儲(chǔ)液缸(1)、平行平板裝置(2)、蠕動(dòng)泵(3)通過橡膠管(24)連接形成的密閉循環(huán)系統(tǒng),通過儲(chǔ)液缸上部的加氣口(7)向密閉流動(dòng)環(huán)路中充入具有一定壓力的CO2氣體,該壓力通過液體傳遞至流室中培養(yǎng)的細(xì)胞,為細(xì)胞施加壓力,同時(shí)流動(dòng)的流體為細(xì)胞施加切應(yīng)力,具有較好的力學(xué)效果;透光區(qū)(21)的設(shè)置,使顯微鏡觀察細(xì)胞時(shí)的透光度增加,大大提高了觀測效果;液體通道(15)的高度具有很高的可調(diào)節(jié)性,且密封性好,細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)受力穩(wěn)定,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)C12M3/00GK201512538SQ20092022788
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者劉瓊, 吳健康, 周福昌, 尹宗智, 肖娟, 艾繼輝, 陳素華 申請人:華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院