一種加載流體剪切力的細(xì)胞培養(yǎng)流動(dòng)腔室的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種加載流體剪切力的細(xì)胞培養(yǎng)流動(dòng)腔室，包括上平板、下平板、硅膠密封圈、載玻片；所述上平板上設(shè)置有入水管道和出水管道；所述下平板上設(shè)置有內(nèi)槽和外環(huán)槽，所述內(nèi)槽為細(xì)胞載體區(qū)，所述外環(huán)槽的形狀與硅膠密封圈適配；所述載玻片放置在下平板的內(nèi)槽里，所述硅膠密封圈放置在下平板的外環(huán)槽上；所述上平板的底面與硅膠密封圈的頂面以及下平板的頂面相接觸。本實(shí)用新型流動(dòng)腔室不僅密封性能好，而且高度能夠精確確定，避免了由于硅膠密封圈的彈性形變而給測定帶來的不確定性，最大程度地減少了流體剪切力大小的測定誤差，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定、精確的實(shí)驗(yàn)測定，有利于擴(kuò)大和促進(jìn)平行平板流動(dòng)腔的應(yīng)用及發(fā)展。
【專利說明】一種加載流體剪切力的細(xì)胞培養(yǎng)流動(dòng)腔室
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及細(xì)胞培養(yǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種加載流體剪切力的細(xì)胞培養(yǎng)流
動(dòng)腔室。
【背景技術(shù)】
[0002]力學(xué)環(huán)境是細(xì)胞生長發(fā)育的一個(gè)重要條件，流體剪切力是其中重要的一種力學(xué)因素。流體剪切法是利用培養(yǎng)液流動(dòng)產(chǎn)生的剪切應(yīng)力作用到細(xì)胞表面，研究細(xì)胞在剪切力作用下形態(tài)、黏附和功能等的變化規(guī)律。根據(jù)使流體產(chǎn)生流動(dòng)方式的不同，流體剪切法可分為:平行平板流動(dòng)腔(parallel plate flowchamber,PPFC)、錐板式流動(dòng)腔、板一板流動(dòng)腔、圓柱管和徑向流裝置等。其中，平行平板流動(dòng)腔由于流室體積小，便于在顯微鏡載物臺(tái)上實(shí)時(shí)觀察、顯示和記錄，并且安裝操作簡便快速，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)，在研究流體剪切力對細(xì)胞作用影響方面用途甚廣。例如，在流體切應(yīng)力對血管內(nèi)皮細(xì)胞、成骨細(xì)胞作用等研究中均有應(yīng)用。
[0003]平行平板流動(dòng)腔系統(tǒng)是由動(dòng)力系統(tǒng)、流動(dòng)腔裝置和觀測系統(tǒng)三部分組成的一個(gè)循環(huán)回路系統(tǒng)。由動(dòng)力系統(tǒng)提供定?；蚍嵌ǔ５尿?qū)動(dòng)力，驅(qū)使培養(yǎng)液在系統(tǒng)中流動(dòng)，由于培養(yǎng)液的粘性作用，使粘附在流動(dòng)腔室底部的細(xì)胞受恒定或脈動(dòng)的剪切力作用，通過顯微觀測和圖像捕獲系統(tǒng)，觀察或檢測細(xì)胞在剪切應(yīng)力作用下的變化規(guī)律。
[0004]在平行平板流動(dòng)腔系統(tǒng)中，流動(dòng)腔裝置是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。目前，組織工程中流動(dòng)腔裝置的流動(dòng)腔室，主要是由無色透明的兩塊平行的平板(即上平板、下平板)和一塊位于兩塊平行板之間的很薄的起密封作用的硅膠密封圈組成，通過螺絲或采用抽真空的方式使上平板、下平板和硅膠密封圈緊密地連接在一起，從而共同圍成一個(gè)寬高比很大的矩形截面流動(dòng)腔室，其中，硅膠密封圈的厚度即為流動(dòng)腔室的高度H。在上平板的兩側(cè)分別開有小孔或狹縫，循環(huán)液從這兩開口處流進(jìn)及流出；而下平板則是細(xì)胞的載體。當(dāng)循環(huán)液在此腔室中流動(dòng)時(shí)，可產(chǎn)生較均勻的流體剪切力，流體剪切力的大小可利用以下特定公式進(jìn)行
計(jì)算：t=6nq/wh2n標(biāo)齡白勺黍腺，Q標(biāo)紐麵鮮馳S，請W側(cè)標(biāo)'流云力月空
的高度和寬度)。根據(jù)上述計(jì)算公式，由于n、W以及H均一定，因此通過調(diào)節(jié)循環(huán)液流量Q可調(diào)節(jié)流體剪切力的大小T。
[0005]在具體的實(shí)驗(yàn)過程中，通常將硅膠密封圈的厚度定義為流動(dòng)腔室的高度H。為保證流動(dòng)腔室的密封性，在實(shí)驗(yàn)中需對硅膠密封圈進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄D壓。由于硅膠密封圈具有一定的彈性，因此擠壓后存在一定的形變。但這部分形變量較小，且具體難于定量，因而在實(shí)驗(yàn)中通常被忽略?？梢娏鲃?dòng)腔室的高度H實(shí)際上存在著很大的變數(shù)，無法精確確定。但是，由于流動(dòng)腔室高度本身較小，微小的誤差將會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)腔室高度的較大改變，根據(jù)上述流體剪切力大小計(jì)算公式，高度H的變化將會(huì)引起流體剪切力的大小T的較大誤差，因而成為了平行平板流動(dòng)腔應(yīng)用的一大瓶頸。實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適合細(xì)胞生長、能夠精確高度的加載流體剪切力的細(xì)胞培養(yǎng)流動(dòng)腔室，以最大程度地減少流體剪切力大小的測定誤差，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、精確的測定，擴(kuò)大和促進(jìn)平行平板流動(dòng)腔的應(yīng)用及發(fā)展。
[0007]本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0008]本實(shí)用新型提供的一種加載流體剪切力的細(xì)胞培養(yǎng)流動(dòng)腔室，包括上平板、下平板、硅膠密封圈、載玻片；所述上平板上設(shè)置有入水管道和出水管道；所述下平板上設(shè)置有內(nèi)槽和外環(huán)槽，其中所述內(nèi)槽為細(xì)胞載體區(qū)，所述外環(huán)槽的形狀與硅膠密封圈適配；所述載玻片放置在下平板的內(nèi)槽里，所述硅膠密封圈放置在下平板的外環(huán)槽上；所述上平板的底面與硅膠密封圈的頂面以及下平板的頂面相接觸。
[0009]本實(shí)用新型通過在下平板上設(shè)置外環(huán)槽以放置硅膠密封圈，裝配上平板后，上平板的的底面與硅膠密封圈的頂面以及下平板的頂面相接觸。這樣，不僅通過硅膠密封圈實(shí)現(xiàn)了密閉而構(gòu)成流動(dòng)腔室，而且該流動(dòng)腔室的高度可以精確確定，即為上平板底面與放置在下平板內(nèi)槽里的載玻片之間的距離，從而避免了由于流動(dòng)腔室高度的不確定而帶來的流體剪切力大小的測定誤差。
[0010]進(jìn)一步地，為更好地適應(yīng)硅膠密封圈的形變，并提高流動(dòng)腔室的密閉性，本實(shí)用新型所述外環(huán)槽的寬度大于硅膠密封圈的寬度，外環(huán)槽的深度小于硅膠密封圈的厚度，使得外環(huán)槽能夠容納和適應(yīng)受擠壓后的硅膠密封圈的形變，并進(jìn)一步提高了流動(dòng)腔室的密閉性。
[0011]本實(shí)用新型具有以下有益效果:本實(shí)用新型流動(dòng)腔室不僅密封性能好，而且高度能夠精確確定，避免了由于硅膠密封圈的彈性形變而給測定帶來的不確定性，最大程度地減少了流體剪切力大小的測定誤差，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定、精確的實(shí)驗(yàn)測定，有利于擴(kuò)大和促進(jìn)平行平板流動(dòng)腔的應(yīng)用及發(fā)展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0013]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的裝配示意圖；
[0014]圖2是圖1所示實(shí)施例中上平板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3是圖1所示實(shí)施例的外觀示意圖；
[0016]圖4是圖3的A-A剖面圖。
[0017]圖中:上平板1，入水管道由入水口 11，入水緩沖管道12，入水緩沖管流道13，出水口 14，出水緩沖管道15，出水緩沖管流道16，下平板2，內(nèi)槽21，外環(huán)槽22，硅膠密封圈3，載玻片4，螺孔5，
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1?圖4所示為本實(shí)用新型一種加載流體剪切力的細(xì)胞培養(yǎng)流動(dòng)腔室的實(shí)施例,如圖1所示，包括上平板1、下平板2、硅膠密封圈3、載玻片4。如圖2所示,上平板I上設(shè)置有入水管道和出水管道，入水管道由入水口 11、入水緩沖管道12、入水緩沖管流道13組成，出水管道由出水口 14、出水緩沖管道15、出水緩沖管流道16組成。[0019]如圖3所示，下平板2上設(shè)置有內(nèi)槽21和外環(huán)槽22，其中內(nèi)槽21為細(xì)胞載體區(qū)，用以放置承載細(xì)胞的載玻片4，外環(huán)槽22的形狀與硅膠密封圈3適配，且外環(huán)槽22的寬度略大于硅膠密封圈3的寬度，外環(huán)槽22的深度略小于硅膠密封圈3的厚度，以容納和適應(yīng)受擠壓后的硅膠密封圈3的形變，在提高密封性能的同時(shí)致使上平板I和下平板2相接觸。
[0020]如圖1和圖4所示，硅膠密封圈3放置在下平板2的外環(huán)槽22上，載玻片4放置在下平板22的內(nèi)槽21里。上平板I的底面與硅膠密封圈3的頂面以及下平板2的頂面相接觸(見圖4)，并通過蝶形螺絲經(jīng)螺孔5連接固定而構(gòu)成流動(dòng)腔室整體(見圖3)。
[0021]工作時(shí)，循環(huán)液由入水口 11進(jìn)入入水緩沖管道12，再經(jīng)入水緩沖管道12下方的入水緩沖管流道13進(jìn)入放置有載玻片4的內(nèi)槽21，對預(yù)先放置在載玻片4上的細(xì)胞產(chǎn)生可控的流體剪切力，模擬活體內(nèi)血液的流動(dòng)對血管壁的流體剪切力作用。再經(jīng)出水緩沖管流道16回流到出水緩沖管道15，最后經(jīng)出水口 14流出。整個(gè)系統(tǒng)可由蠕動(dòng)泵等驅(qū)動(dòng)，通過蠕動(dòng)泵對流動(dòng)腔室循環(huán)液流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對流體剪切力大小的調(diào)控。



6n O
[0022]本實(shí)施例根據(jù)流體剪切力特定的計(jì)算公式T = —fr進(jìn)行測定計(jì)算，其中流動(dòng)腔室




WlI ~
的高度H為上平板I與放置在下平板2內(nèi)槽21里的載玻片4之間的距離。由于此距離固定，因此流動(dòng)腔室 的高度H不受硅膠密封墊圈3形變量大小的影響，從而在保證流動(dòng)腔室密封性的同時(shí)又能使流動(dòng)腔室的高度H精確。由于流動(dòng)腔室的尺寸固定，因此流動(dòng)腔室底部的流體剪切力的大小僅由流量Q決定，從而避免了由于硅膠密封圈3的彈性形變而給測定帶來的不確定性，最大程度地減少了流體剪切力大小的測定誤差。
【權(quán)利要求】
1.一種加載流體剪切力的細(xì)胞培養(yǎng)流動(dòng)腔室，包括上平板(I)、下平板(2)、硅膠密封圈(3)、載玻片(4);所述上平板(I)上設(shè)置有入水管道和出水管道；其特征在于:所述下平板(2)上設(shè)置有內(nèi)槽(21)和外環(huán)槽(22)，其中所述內(nèi)槽(21)為細(xì)胞載體區(qū)，所述外環(huán)槽(22)的形狀與硅膠密封圈(3)適配；所述載玻片⑷放置在下平板⑵的內(nèi)槽(21)里，所述硅膠密封圈(3)放置在下平板(2)的外環(huán)槽(22)上；所述上平板(I)的底面與硅膠密封圈(3)的頂面以及下平板(2)的頂面相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加載流體剪切力的細(xì)胞培養(yǎng)流動(dòng)腔室，其特征在于:所述外環(huán)槽(22)的寬度大于硅膠密封圈(3)的寬度，外環(huán)槽(22)的深度小于硅膠密封圈(3)的厚度。
【文檔編號】C12M1/34GK203546035SQ201320714106
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】梁偉國, 姚依村, 戴麗冰, 葉冬平 申請人:梁偉國