本發(fā)明涉及細(xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)，更具體地說是一種細(xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

1、細(xì)胞力學(xué)作為當(dāng)今力學(xué)領(lǐng)域的重要組成部分，近些年隨著社會與科技的發(fā)展，其越來越受到重視，當(dāng)細(xì)胞處于不同環(huán)境中所受到各種力學(xué)因素的影響，其中所包含的拉應(yīng)力、壓應(yīng)力等機(jī)械力對細(xì)胞產(chǎn)生多方面的影響；

2、為此為進(jìn)一步的提高對力學(xué)因素在細(xì)胞分化、凋零、病變等方面的作用，就需要更為專業(yè)的儀器來輔助研究，以至于我們將對當(dāng)前普通力學(xué)儀器進(jìn)行提出改進(jìn)，使之能夠完全符合對細(xì)胞拉伸、壓縮力的研究，確保對細(xì)胞研究時能夠得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)效果，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是：一種細(xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)裝置，其結(jié)構(gòu)包括：控制機(jī)構(gòu)、銜接導(dǎo)管、通電軸、實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)后端兩側(cè)與銜接導(dǎo)管相連接，所述通電軸設(shè)置于銜接導(dǎo)管的側(cè)邊并進(jìn)行間距配合，所述銜接導(dǎo)管、通電軸通過控制機(jī)構(gòu)完成與實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)的固定連接。

2、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制機(jī)構(gòu)設(shè)有定位體、電源主體、人機(jī)控制端、連接板、連接端，所述定位體與電源主體下端進(jìn)行固定連接，所述人機(jī)控制端與電源主體為一體化結(jié)構(gòu)，所述連接板攜帶有連接端并設(shè)置于電源主體的前端部位與人機(jī)控制端處于同一平衡線上，所述電源主體通過連接板的連接端完成與銜接導(dǎo)管、通電軸的固定連接；所述定位體為“凹”字形狀，所述電源主體為四方形形狀，所述人機(jī)控制端表層為鋼化玻璃制品，所述連接板形狀與電源主體形狀為一致。

3、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源主體設(shè)有絕緣殼、裝配腔、plc控制體、水冷組件、聯(lián)通體、引導(dǎo)管，所述絕緣殼內(nèi)部與裝配腔為一體化結(jié)構(gòu)，所述plc控制體通過裝配腔設(shè)置于絕緣殼的內(nèi)部區(qū)域，所述水冷組件安裝于plc控制體的下方區(qū)域并進(jìn)行間距配合同時與絕緣殼內(nèi)部底層進(jìn)行定位連接，所述聯(lián)通體設(shè)置于水冷組件的右側(cè)區(qū)域并與人機(jī)控制端進(jìn)行電連接，所述引導(dǎo)管固定于水冷組件的左側(cè)區(qū)域并與實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行固定連接，所述plc控制體通過絕緣殼的定位可完成與人機(jī)控制端、實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)的電連接；所述絕緣殼為塑料材質(zhì)所制成，所述裝配腔內(nèi)部的plc控制體與水冷組件存在安全間距，所述聯(lián)通體具有通電特性，其內(nèi)部包含有金屬線絲。

4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制體設(shè)有平行塊、通電片、牽制凸塊，所述平行塊中心被通電片所貫穿并進(jìn)行固定連接，所述牽制凸塊固定于通電片的表層部位并將絕緣殼右側(cè)貫穿完成與人機(jī)控制端的電連接；所述平行塊為長方形形狀，所述通電片長度小于平行塊的長度并且寬度大于整體平行塊的寬度，所述牽制凸塊在通電片上共設(shè)有三塊并且之間存在組裝間距。

5、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)設(shè)有適配端、直線電機(jī)機(jī)箱、蘑菇型伸縮頭、細(xì)胞培養(yǎng)模具、模具壓套，所述適配端與直線電機(jī)機(jī)箱側(cè)邊為一體化結(jié)構(gòu)，所述直線電機(jī)機(jī)箱上端與蘑菇型伸縮頭相連接，所述細(xì)胞培養(yǎng)模具設(shè)置于蘑菇型伸縮頭的上端區(qū)域，所述模具壓套覆蓋于細(xì)胞培養(yǎng)模具的頂部區(qū)域，所述細(xì)胞培養(yǎng)模具通過蘑菇型伸縮頭、直線電機(jī)機(jī)箱定位于控制機(jī)構(gòu)的側(cè)邊上方；所述直線電機(jī)機(jī)箱內(nèi)部包含有六臺直線電機(jī)，所述蘑菇型伸縮頭以垂直方位進(jìn)行布置并且自身同樣設(shè)有六組，所述細(xì)胞培養(yǎng)模具為長方體形態(tài)其以平行方位設(shè)置于蘑菇型伸縮頭的頂部，所述模具壓套為實(shí)心形態(tài)并且形狀與細(xì)胞培養(yǎng)模具頂部形狀為一致。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述細(xì)胞培養(yǎng)模具設(shè)有穿透壁、平行板、卡塊、承載套、細(xì)胞薄膜，所述穿透壁與平行板下端為一體化結(jié)構(gòu)，所述平行板上端與卡塊相互堆疊，所述承載套落入于卡塊的表層區(qū)域并與穿透壁相聯(lián)通，所述細(xì)胞薄膜與承載套相互適配，所述承載套通過卡塊、平行板設(shè)置于蘑菇型伸縮頭的上方并處于同一垂直中心線上；所述穿透壁包含有六處圓形通槽，所述平行板上端的卡塊表層為精拋光形態(tài)并且上端攜帶有六組圓形承載套。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述承載套設(shè)有套體、貼合層、垂直塊、限位環(huán)，所述套體與貼合層為一體化結(jié)構(gòu)，所述垂直塊通過貼合層設(shè)置于套體表層邊緣，所述限位環(huán)固定于套體的圓心區(qū)域并與垂直塊進(jìn)行間距配合，所述套體通過貼合層上的垂直塊固定于卡塊的表層區(qū)域并且下方與蘑菇型伸縮頭處于同一垂直線上；所述套體的貼合層為拋平形態(tài)，所述貼合層表層邊緣攜帶有四塊實(shí)心垂直塊，所述限位環(huán)直徑小于套體的直徑。

8、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

9、1.該系統(tǒng)對二維、三維細(xì)胞和組織各種培養(yǎng)物提供軸向和圓周應(yīng)力加載；不但具有雙軸向拉伸力加載，還具備單軸向加力功能。

10、2.plc控制的應(yīng)力加載系統(tǒng)，為體外培育的細(xì)胞提供較精確的、可控制的、可重復(fù)的、靜態(tài)的或者周期性的應(yīng)力變化。

11、3.使用直線電機(jī)，抻拉培養(yǎng)板底部的彈性硅膠模，細(xì)胞培養(yǎng)板底部z高伸展度可達(dá)到20%。

12、4.基于柔性膜基底變形、受力均勻。

13、5.可實(shí)時觀察細(xì)胞、組織在應(yīng)力作用下的反應(yīng)。

14、6.通過設(shè)置擠壓頭初始位置，可以兼?zhèn)涠嗤ǖ兰?xì)胞壓縮、拉伸加載功能。

15、7.該儀器多達(dá)6通道，可6個不同程序同時運(yùn)行，進(jìn)行多個不同拉伸形變率對比實(shí)驗(yàn)。

16、8.同一程序中可以運(yùn)行多種頻率，多種振幅和多種波形。

17、9.加載模擬波形種類豐富：靜態(tài)波形、正旋波形、心動波形、三角波形、矩形以及各種特制波形。

18、?10.plc控制系統(tǒng)對牽張拉伸力加載周期、大小、頻率、持續(xù)時間較精確智能調(diào)控。

19、11.伸展度范圍廣：0-20%。

20、12.牽拉頻率范圍廣：0.1-2hz（要求0.5hz）。

21、13.電機(jī)溫度可控：37±0.5℃?通過水冷裝置對電機(jī)進(jìn)行冷卻，避免因電機(jī)溫度過高使細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境發(fā)生變化。

技術(shù)特征：

1.一種細(xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)裝置，其結(jié)構(gòu)包括：控制機(jī)構(gòu)（1）、銜接導(dǎo)管（2）、通電軸（3）、實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)（4），其特征在于：所述控制機(jī)構(gòu)（1）后端兩側(cè)與銜接導(dǎo)管（2）相連接，所述通電軸（3）設(shè)置于銜接導(dǎo)管（2）的側(cè)邊并進(jìn)行間距配合，所述銜接導(dǎo)管（2）、通電軸（3）通過控制機(jī)構(gòu)（1）完成與實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)（4）的固定連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述控制機(jī)構(gòu)（1）設(shè)有定位體（11）、電源主體（12）、人機(jī)控制端（13）、連接板（14）、連接端（15），所述定位體（11）與電源主體（12）下端進(jìn)行固定連接，所述人機(jī)控制端（13）與電源主體（12）為一體化結(jié)構(gòu)，所述連接板（14）攜帶有連接端（15）并設(shè)置于電源主體（12）的前端部位與人機(jī)控制端（13）處于同一平衡線上，所述電源主體（12）通過連接板（14）的連接端（15）完成與銜接導(dǎo)管（2）、通電軸（3）的固定連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種細(xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述電源主體（12）設(shè)有絕緣殼（121）、裝配腔（122）、plc控制體（123）、水冷組件（124）、聯(lián)通體（125）、引導(dǎo)管（126），所述絕緣殼（121）內(nèi)部與裝配腔（122）為一體化結(jié)構(gòu)，所述plc控制體（123）通過裝配腔（122）設(shè)置于絕緣殼（121）的內(nèi)部區(qū)域，所述水冷組件（124）安裝于plc控制體（123）的下方區(qū)域并進(jìn)行間距配合同時與絕緣殼（121）內(nèi)部底層進(jìn)行定位連接，所述聯(lián)通體（125）設(shè)置于水冷組件（124）的右側(cè)區(qū)域并與人機(jī)控制端（13）進(jìn)行電連接，所述引導(dǎo)管（126）固定于水冷組件（124）的左側(cè)區(qū)域并與實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)（4）進(jìn)行固定連接，所述plc控制體（123）通過絕緣殼（121）的定位可完成與人機(jī)控制端（13）、實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)（4）的電連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種細(xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述plc控制體（123）設(shè)有平行塊（a1）、通電片（a2）、牽制凸塊（a3），所述平行塊（a1）中心被通電片（a2）所貫穿并進(jìn)行固定連接，所述牽制凸塊（a3）固定于通電片（a2）的表層部位并將絕緣殼（121）右側(cè)貫穿完成與人機(jī)控制端（13）的電連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種細(xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)（4）設(shè)有適配端（41）、直線電機(jī)機(jī)箱（42）、蘑菇型伸縮頭（43）、細(xì)胞培養(yǎng)模具（44）、模具壓套（45），所述適配端（41）與直線電機(jī)機(jī)箱（42）側(cè)邊為一體化結(jié)構(gòu)，所述直線電機(jī)機(jī)箱（42）上端與蘑菇型伸縮頭（43）相連接，所述細(xì)胞培養(yǎng)模具（44）設(shè)置于蘑菇型伸縮頭（43）的上端區(qū)域，所述模具壓套（45）覆蓋于細(xì)胞培養(yǎng)模具（44）的頂部區(qū)域，所述細(xì)胞培養(yǎng)模具（44）通過蘑菇型伸縮頭（43）、直線電機(jī)機(jī)箱（42）定位于控制機(jī)構(gòu)（1）的側(cè)邊上方。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種細(xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述細(xì)胞培養(yǎng)模具（44）設(shè)有穿透壁（441）、平行板（442）、卡塊（443）、承載套（444）、細(xì)胞薄膜（445），所述穿透壁（441）與平行板（442）下端為一體化結(jié)構(gòu)，所述平行板（442）上端與卡塊（443）相互堆疊，所述承載套（444）落入于卡塊（443）的表層區(qū)域并與穿透壁（441）相聯(lián)通，所述細(xì)胞薄膜（445）與承載套（444）相互適配，所述承載套（444）通過卡塊（443）、平行板（442）設(shè)置于蘑菇型伸縮頭（43）的上方并處于同一垂直中心線上。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種細(xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述承載套（444）設(shè)有套體（b1）、貼合層（b2）、垂直塊（b3）、限位環(huán)（b4），所述套體（b1）與貼合層（b2）為一體化結(jié)構(gòu)，所述垂直塊（b3）通過貼合層（b2）設(shè)置于套體（b1）表層邊緣，所述限位環(huán)（b4）固定于套體（b1）的圓心區(qū)域并與垂直塊（b3）進(jìn)行間距配合，所述套體（b1）通過貼合層（b2）上的垂直塊（b3）固定于卡塊（443）的表層區(qū)域并且下方與蘑菇型伸縮頭（43）處于同一垂直線上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種細(xì)胞拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)裝置，其結(jié)構(gòu)包括：控制機(jī)構(gòu)、銜接導(dǎo)管、通電軸、實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)后端兩側(cè)與銜接導(dǎo)管相連接，通電軸設(shè)置于銜接導(dǎo)管的側(cè)邊并進(jìn)行間距配合，銜接導(dǎo)管、通電軸通過控制機(jī)構(gòu)完成與實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)的固定連接；該系統(tǒng)對二維、三維細(xì)胞和組織各種培養(yǎng)物提供軸向和圓周應(yīng)力加載；不但具有雙軸向拉伸力加載，還具備單軸向加力功能，PLC控制的應(yīng)力加載系統(tǒng)，為體外培育的細(xì)胞提供較精確的、可控制的、可重復(fù)的、靜態(tài)的或者周期性的應(yīng)力變化，使用直線電機(jī)，抻拉培養(yǎng)板底部的彈性硅膠模，細(xì)胞培養(yǎng)板底部Z高伸展度可達(dá)到20%，基于柔性膜基底變形、受力均勻，可實(shí)時觀察細(xì)胞、組織在應(yīng)力作用下的反應(yīng)。

技術(shù)研發(fā)人員：張志義,王坤,段福斌,朱潤江,應(yīng)聞鋒,殷晨杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19