專利名稱：人耳廓軟骨體外構(gòu)建裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利屬于生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，涉及一種體外動態(tài)培養(yǎng)人耳廓的裝置。
背景技術(shù)：
采用組織工程的方法將細(xì)胞與生物可降解材料復(fù)合構(gòu)建組織工程人耳廓軟骨時， 導(dǎo)致體外構(gòu)建的人耳廓的形態(tài)與正常人的形態(tài)相差甚遠(yuǎn)，人耳廓軟骨內(nèi)部組織容易形成中空等缺陷，力學(xué)性能與正常的人耳廓軟骨相比相差甚遠(yuǎn)，無法到達(dá)臨床移植的要求。目前培養(yǎng)人耳廓的方法是手工塑性，體外靜態(tài)培養(yǎng)，只能構(gòu)建小尺度的人耳廓模型，無法實現(xiàn)正常對正常人耳廓軟骨的構(gòu)建。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種基于施加不同頻率和大小的壓應(yīng)力和灌注流動，動態(tài)構(gòu)建人耳廓軟骨裝置。該裝置可以對人耳廓軟骨培養(yǎng)的壓應(yīng)力頻率、大小和灌注流動的流量和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，在最佳的參數(shù)下進(jìn)行培養(yǎng)，同時該裝置可任意組合，同時培養(yǎng)多個人耳廓軟骨。由于是全密封的培養(yǎng)，避免了人耳廓軟骨培養(yǎng)時易受污染的情況。本實用新型包括人耳廓生物反應(yīng)器、控制單元和測量單元三個部分。人耳廓生物反應(yīng)器包括調(diào)整手柄、上固定端、培養(yǎng)液進(jìn)液口、培養(yǎng)液出液口、滑動自鎖螺桿、滑動穩(wěn)定光桿、軟體下固定壓板、培養(yǎng)室下固定板、支撐臺、人耳廓軟骨模型培養(yǎng)室、支撐臺固定板、右軸承支承座、軸承擋板、聯(lián)接軸、軸承擋板固定螺釘、聯(lián)接定位銷、移動調(diào)整板、傳感器固定螺釘、壓力傳感器、培養(yǎng)室上壓板、培養(yǎng)室上固定板、軟體上壓固定板、 軟體套管、下固定板固定螺釘、上固定板固定螺釘、培養(yǎng)室下壓板、移動導(dǎo)桿箱、定位彈簧、 移動導(dǎo)桿、滑輪、左軸承支承座、凸輪、轉(zhuǎn)軸、定位固定螺釘、定位銷固定座和底座。控制單元由觸摸屏、可編程控制器、電機(jī)、調(diào)速器等元件組成。測量單元由壓力傳感器、流量傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、測量軟件等部分組成。人耳廓軟骨生物反應(yīng)器由凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、位移調(diào)整機(jī)構(gòu)、人耳廓軟骨培養(yǎng)機(jī)構(gòu)和定位聯(lián)接機(jī)構(gòu)五部分組成。凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括聯(lián)接軸、左軸承支承座、軸承擋板、軸承、軸承擋板固定螺釘、轉(zhuǎn)軸、凸輪和右軸承支承座。聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)軸相連，轉(zhuǎn)軸固定在左、右放置的軸承中，軸承固定在左、右軸承支承座上，由軸承擋板和固定螺釘固定與定位，凸輪放置在轉(zhuǎn)軸的中央，整個凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)放置在底座上。移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括移動導(dǎo)桿、滑輪、移動導(dǎo)桿箱、定位彈簧、固定螺釘、培養(yǎng)室下壓板、支撐臺和支撐臺固定板。移動導(dǎo)桿及滑輪放置在移動導(dǎo)桿箱中由定位彈簧預(yù)緊，移動導(dǎo)桿的另一端與培養(yǎng)室下壓板聯(lián)接，移動導(dǎo)桿箱置于支撐臺上，支撐臺由支撐臺固定板定位固定，移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的滑輪置于凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上方。位移調(diào)整機(jī)構(gòu)包括調(diào)整手柄、上固定端、滑動自鎖螺桿、滑動穩(wěn)定光桿、移動調(diào)整板、傳感器固定螺釘、壓力傳感器、培養(yǎng)室上壓板和底座，調(diào)整手柄通過上固定端與滑動自鎖螺桿和滑動穩(wěn)定光桿聯(lián)接，滑動自鎖螺桿和滑動穩(wěn)定光桿與底座聯(lián)接固定，在滑動自鎖螺桿和滑動穩(wěn)定光桿之間裝有移動調(diào)整板，壓力傳感器通過固定螺釘與移動調(diào)整板聯(lián)接， 傳感器的另一端與培養(yǎng)室上壓板聯(lián)接。人耳廓軟骨培養(yǎng)機(jī)構(gòu)包括培養(yǎng)室上固定板、培養(yǎng)室下固定板、軟體套管、軟體下固定壓板、軟體上壓固定板、固定螺釘和人耳廓軟骨模型培養(yǎng)室。人耳廓軟骨模型培養(yǎng)室通過梯形連接塊與培養(yǎng)室上固定板聯(lián)接，下部鑲?cè)肱囵B(yǎng)室下固定板的槽中，在培養(yǎng)室上固定板和下固定板之間，通過軟體上、下固定板將軟體套管固定在中間，使得人耳廓軟骨模型培養(yǎng)室與外界完全隔開，培養(yǎng)液進(jìn)、出液口與培養(yǎng)室上、下固定板的管路相連，構(gòu)成一個培養(yǎng)液的循環(huán)流動回路。定位聯(lián)接機(jī)構(gòu)包括聯(lián)接定位銷、定位固定螺釘、定位銷固定座，聯(lián)接定位銷置于定位銷固定座中由固定螺釘緊固，分布放置在底座上，與其他的人耳廓軟骨生物反應(yīng)器相聯(lián)接，構(gòu)成聯(lián)動組合培養(yǎng)系統(tǒng)?？刂茊卧捎|摸屏、可編程控制器、電機(jī)、調(diào)速器等元件組成。通過觸摸屏可以對人耳廓軟骨生物反應(yīng)器進(jìn)出參數(shù)設(shè)置和運行操作，觸摸屏的指令通過數(shù)據(jù)線傳給控制器， 可編程控制器根據(jù)預(yù)先編制的軟件完成對電機(jī)的控制，調(diào)速器能夠?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行調(diào)速。測量單元由壓力傳感器、流量傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、測量軟件等部分組成。壓力傳感器和流量傳感器分別設(shè)置在培養(yǎng)液進(jìn)液口、培養(yǎng)液出液口 ；壓力傳感器和流量傳感器采集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線傳遞給數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡通過測量軟件將數(shù)據(jù)顯示在電腦上。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是它采用壓應(yīng)力和灌流的方式實現(xiàn)了人耳廓軟骨體外全自動的動態(tài)培養(yǎng)，人耳廓軟骨生物反應(yīng)器能夠由單臺組合成多頭進(jìn)行規(guī)?；呐囵B(yǎng)與構(gòu)建，完全改變了以往手工操作和靜態(tài)培養(yǎng)的模式。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中人耳廓軟骨培養(yǎng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是人耳廓軟骨生物反應(yīng)器單機(jī)組合進(jìn)行動態(tài)培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。如圖1，一種基于壓應(yīng)力和灌流的動態(tài)培養(yǎng)人耳廓軟骨生物反應(yīng)器包括凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、位移調(diào)整機(jī)構(gòu)、人耳廓軟骨培養(yǎng)機(jī)構(gòu)和定位聯(lián)接機(jī)構(gòu)五部分組成。凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括聯(lián)接軸13、左軸承支承座27、軸承擋板11、軸承12、軸承擋板固定螺釘14、轉(zhuǎn)軸29、凸輪觀、右軸承支承座10。聯(lián)軸器13與轉(zhuǎn)軸四相連，轉(zhuǎn)軸固定在左、 右放置的軸承12中，軸承固定在左、右軸承支承座(27、10)上，由軸承擋板11和固定螺釘 14固定與定位，凸輪觀放置在轉(zhuǎn)軸四的中央，整個凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)放置在底座32上。位移調(diào)整機(jī)構(gòu)包括調(diào)整手柄1、上固定端2、滑動自鎖螺桿4、滑動穩(wěn)定光桿5、移動調(diào)整板16、傳感器固定螺釘17、壓力傳感器18、培養(yǎng)室上壓板19、底座32，調(diào)整手柄1通過上固定端2與滑動自鎖螺桿4和滑動穩(wěn)定光桿5聯(lián)接，滑動自鎖螺桿4和滑動穩(wěn)定光桿5與底座32聯(lián)接固定，在滑動自鎖螺桿4和滑動穩(wěn)定光桿5之間裝有移動調(diào)整板16，壓力傳感器18通過傳感器固定螺釘17與移動調(diào)整板16聯(lián)接，傳感器的另一端與培養(yǎng)室上壓板 19聯(lián)接。如圖1及圖2所示人耳廓軟骨培養(yǎng)機(jī)構(gòu)包括培養(yǎng)室上固定板20、培養(yǎng)室下固定板7、軟體套管22、軟體下固定壓板6、軟體上壓固定板21、固定螺釘23、梯形連接塊34、人 耳廓軟骨模型培養(yǎng)室(人耳廓型腔35、人耳廓軟骨上壓模39、人耳廓軟骨下壓模40)、培養(yǎng)液進(jìn)液口 3、培養(yǎng)液出液口 37、培養(yǎng)液出口流道36、培養(yǎng)液進(jìn)口流道38。人耳廓軟骨模型培養(yǎng)室通過梯形連接塊34與培養(yǎng)室上固定板20聯(lián)接，下部鑲?cè)肱囵B(yǎng)室下固定板7的槽中，放置在培養(yǎng)室上固定板和下固定板之間，通過軟體上、下固定板(21，6)將軟體套管22固定在中間，使得人耳廓軟骨模型培養(yǎng)室與外界完全隔開，培養(yǎng)液進(jìn)、出液口(3、37)與培養(yǎng)室上、 下固定板的管路(36、38)相連，構(gòu)成一個培養(yǎng)液的循環(huán)流動回路。如圖1及圖3所示移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括移動導(dǎo)桿26及滑輪47、移動導(dǎo)桿箱25及定位彈簧46、固定螺釘23、培養(yǎng)室下壓板24、支撐臺8、支撐臺固定板9。移動導(dǎo)桿26及滑輪47放置在移動導(dǎo)桿箱25中由定位彈簧46預(yù)緊，移動導(dǎo)桿的另一端與培養(yǎng)室下壓板24聯(lián)接，移動導(dǎo)桿箱25及定位彈簧46置于支撐臺8上，支撐臺8由支撐臺固定板9定位固定， 移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的滑輪置于凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上方。如圖1所示定位聯(lián)接機(jī)構(gòu)包括聯(lián)接定位銷15、定位固定螺釘30、定位銷固定座 31，聯(lián)接定位銷15置于定位銷固定座31中由固定螺釘30緊固，分布放置在底座32上，與其他的人耳廓軟骨生物反應(yīng)器相聯(lián)接，構(gòu)成聯(lián)動組合培養(yǎng)系統(tǒng)。如圖4所示人耳廓軟骨生物反應(yīng)器通過固定在電機(jī)底座33上的電機(jī)41，實現(xiàn)人耳廓的動態(tài)培養(yǎng)，反應(yīng)器可以通過多個組合(42、43、44、45)，實現(xiàn)多人耳廓軟骨的培養(yǎng)。利用該人耳廓軟骨生物反應(yīng)器構(gòu)建人耳廓軟骨的工作過程如下1、將細(xì)胞(包括軟骨細(xì)胞、干細(xì)胞等)與生物可降解材料復(fù)合物在無菌環(huán)境下置于人耳廓軟骨上壓模39與人耳廓軟骨下壓模40形成的人耳廓型腔35中，將這個整體通過梯形連接塊34固定置于培養(yǎng)室上固定板20和培養(yǎng)室下固定板7之間，套上軟體套管22，通過軟體上、下固定板(21，6)將軟體套管22與培養(yǎng)室上固定板20和培養(yǎng)室下固定板7聯(lián)接。2、將人耳廓軟骨培養(yǎng)機(jī)構(gòu)置于培養(yǎng)室下壓板24與培養(yǎng)室上壓板19之間，旋轉(zhuǎn)調(diào)整手柄1將人耳廓軟骨培養(yǎng)機(jī)構(gòu)固定好，使得移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)具有一定的移動空間。將培養(yǎng)液進(jìn)液口 3、培養(yǎng)液出液口 37與培養(yǎng)液管路向聯(lián)通，開啟蠕動泵注入培養(yǎng)液。3、設(shè)置好電機(jī)的轉(zhuǎn)速與傳感器的初始值，開啟電機(jī)按鈕進(jìn)行動態(tài)培養(yǎng)，同時對人耳廓軟骨生物反應(yīng)器進(jìn)行參數(shù)微調(diào)。4、以上三步組裝成幾個人耳廓軟骨生物反應(yīng)器，通過定位機(jī)構(gòu)將其連在一起，進(jìn)行多人耳廓的培養(yǎng)與構(gòu)建。
權(quán)利要求1.人耳廓軟骨體外構(gòu)建裝置，其特征在于包括多個人耳廓生物反應(yīng)器，每個人耳廓軟骨生物反應(yīng)器由凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、位移調(diào)整機(jī)構(gòu)、人耳廓軟骨培養(yǎng)機(jī)構(gòu)和定位聯(lián)接機(jī)構(gòu)五部分組成；所述的凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括聯(lián)接軸、左軸承支承座、軸承擋板、軸承、軸承擋板固定螺釘、 轉(zhuǎn)軸、凸輪和右軸承支承座；聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)軸相連，轉(zhuǎn)軸固定在左、右放置的軸承中，軸承固定在左、右軸承支承座上，由軸承擋板和固定螺釘固定與定位，凸輪放置在轉(zhuǎn)軸的中央，整個凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)放置在底座上；所述的移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括移動導(dǎo)桿、滑輪、移動導(dǎo)桿箱、定位彈簧、固定螺釘、培養(yǎng)室下壓板、支撐臺和支撐臺固定板；移動導(dǎo)桿及滑輪放置在移動導(dǎo)桿箱中由定位彈簧預(yù)緊，移動導(dǎo)桿的另一端與培養(yǎng)室下壓板聯(lián)接，移動導(dǎo)桿箱置于支撐臺上，支撐臺由支撐臺固定板定位固定，移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的滑輪置于凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上方；所述的位移調(diào)整機(jī)構(gòu)包括調(diào)整手柄、上固定端、滑動自鎖螺桿、滑動穩(wěn)定光桿、移動調(diào)整板、傳感器固定螺釘、壓力傳感器、培養(yǎng)室上壓板和底座；調(diào)整手柄通過上固定端與滑動自鎖螺桿和滑動穩(wěn)定光桿聯(lián)接，滑動自鎖螺桿和滑動穩(wěn)定光桿與底座聯(lián)接固定，在滑動自鎖螺桿和滑動穩(wěn)定光桿之間裝有移動調(diào)整板，壓力傳感器通過固定螺釘與移動調(diào)整板聯(lián)接，壓力傳感器的另一端與培養(yǎng)室上壓板聯(lián)接；所述的人耳廓軟骨培養(yǎng)機(jī)構(gòu)包括培養(yǎng)室上固定板、培養(yǎng)室下固定板、軟體套管、軟體下固定壓板、軟體上壓固定板、固定螺釘和人耳廓軟骨模型培養(yǎng)室；人耳廓軟骨模型培養(yǎng)室通過梯形連接塊與培養(yǎng)室上固定板聯(lián)接，下部鑲?cè)肱囵B(yǎng)室下固定板的槽中，在培養(yǎng)室上固定板和下固定板之間，通過軟體上、下固定板將軟體套管固定在中間，使得人耳廓軟骨模型培養(yǎng)室與外界完全隔開，培養(yǎng)液進(jìn)、出液口與培養(yǎng)室上、下固定板的管路相連，構(gòu)成一個培養(yǎng)液的循環(huán)流動回路；所述的定位聯(lián)接機(jī)構(gòu)包括聯(lián)接定位銷、定位固定螺釘和定位銷固定座，聯(lián)接定位銷置于定位銷固定座中由固定螺釘緊固，分布放置在底座上，與其他的人耳廓軟骨生物反應(yīng)器相聯(lián)接，構(gòu)成聯(lián)動組合培養(yǎng)系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型涉及一種人耳廓軟骨體外構(gòu)建裝置。目前培養(yǎng)人耳廓的方法是手工塑性，體外靜態(tài)培養(yǎng)，只能構(gòu)建小尺度的人耳廓模型，無法實現(xiàn)正常對正常人耳廓軟骨的構(gòu)建。本實用新型包括人耳廓生物反應(yīng)器、控制單元和測量單元三個部分。人耳廓軟骨生物反應(yīng)器由凸輪旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、移動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、位移調(diào)整機(jī)構(gòu)、人耳廓軟骨培養(yǎng)機(jī)構(gòu)和定位聯(lián)接機(jī)構(gòu)五部分組成?？刂茊卧捎|摸屏、可編程控制器、電機(jī)、調(diào)速器組成。測量單元由壓力傳感器、流量傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、測量軟件組成。本實用新型采用壓應(yīng)力和灌流的方式實現(xiàn)了人耳廓軟骨體外全自動的動態(tài)培養(yǎng)，人耳廓軟骨生物反應(yīng)器能夠由單臺組合成多頭進(jìn)行規(guī)模化的培養(yǎng)與構(gòu)建，完全改變了以往手工操作和靜態(tài)培養(yǎng)的模式。
文檔編號C12M1/36GK202039066SQ201120136359

公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者厲力華, 吳開華, 應(yīng)南嬌, 徐銘恩, 李宏, 高力 申請人:杭州電子科技大學(xué)