[发明专利]一种生物组织灌流培养装置

说明书

技术领域

本发明涉及组织培养领域，具体涉及一种生物组织灌流培养装置。

背景技术

随着生物医学工程学科的迅速发展，迫切需要大规模人工培养细胞和生物组织。目前，细胞的二维培养技术较为成熟，但细胞的三维培养以及组织水平的培养仍然十分困难。特别是生物组织的体外培养，如何使营养物质进入到组织内部避免“中心坏死”现象仍是一个迫切需要解决的技术难题。另一方面，生命体内存在着广泛的运动和变形，对于生物组织的生长和衰退都有关键的影响，因此如何在体外组织培养中施加力学刺激特别是模拟重力作用的体力(向心力)刺激也是有着重要应用价值的技术。目前，美国宇航局(NASA)的Johnson空间中心研发了一种旋转壁式生物反应器(RWV)，在此基础上又研制了细胞旋转培养系统(RCCS)，当系统旋转时可使悬浮细胞受到的重力矢量为零。但此类实验装置主要用于细胞水平的体外培养，并不容易实现生物组织水平的体外培养，故设计一种适用于生物组织培养的装置具有重要的应用意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种生物组织灌流培养装置，通过加载组织提供的向心力，实现对生物组织水平的体外培养。

一种生物组织灌流培养装置，包括灌流组件、加载组件和固定组件；

所述灌流组件与所述加载组件固定，加载组件用于承载灌流组件；所述固定组件与加载组件固定，为加载组件提供固定支撑；

所述灌流组件用于为生物组织提供所需的生长环境；

所述加载组件用于对灌流组件施加向心力。

较佳地，所述灌流组件包括灌流腔体、蠕动泵、步进电机驱动控制器、第一电刷、第二电刷、滑环和中转瓶；

其中，所述滑环主要包括两个铜环；

所述灌流腔体、蠕动泵和中转瓶通过橡胶管首尾依次顺连形成回路；步进电机驱动控制器与蠕动泵相连；第一电刷和第二电刷通过导线与灌流组件中的步进电机驱动控制器连接；所述第一电刷和其中一个铜环形成接触；所述第二电刷与另一个铜环形成接触，实现电流的导通。

所述加载组件包括：主轴、蠕动泵固定装置、中转瓶固定装置、轴承和轴套；

主轴与轴承配合的安装固定在固定组件的底座上，且与底座的上表面垂直；所述轴套通过其中心孔与主轴套接且固定在底座上表面；中转瓶固定装置和蠕动泵固定装置的通孔依次穿过主轴，套接在主轴外表面且固定；

所述固定组件为带有底座、支架和顶板的固定架。

其连接关系为：

滑环穿过主轴，固定在底座的上表面，且滑环的内径大于轴套外径，轴套与滑环成内外嵌套的结构；第一电刷和第二电刷分别安装中转瓶固定装置下表面的不同位置处；中转瓶置于中转瓶固定装置上；蠕动泵以及与蠕动泵连接的步进电机驱动控制器置于蠕动泵固定装置上；灌流腔体固定在主轴上；

固定架的顶板上装有电机，所述电机与主轴配合。

较佳地，所述蠕动泵固定装置和中转瓶固定装置结构如下：

蠕动泵固定装置为圆盘结构，圆盘的中心设有用于与主轴连接的通孔；沿圆盘的外圆周上开有多个用于悬挂蠕动泵的大开口；相邻两个大开口之间设有小开口；

所述中转瓶固定装置采用尼龙材料制成；所述中转瓶固定装置设有瓶托和瓶夹；所述瓶托为圆盘结构，瓶托中心位置设有用于与主轴连接的通孔，瓶托上端面沿瓶托外圆周面上设有多个瓶夹；沿所述瓶托的外圆周上设有多个开口；瓶托上设有多个用于与电刷固定的螺纹孔；

较佳地，固定在主轴上的中转瓶固定装置的开口与蠕动泵固定装置的大开口贯通。

较佳地，所述灌流组件中的灌流腔体为实体结构；在灌流腔体上设有呈中心对称的安装孔；所述灌流腔体分为三段式结构，中间段用于放置生物组织样品，两侧分别为螺纹段，且螺纹段的内径大于中间段的内径；所述灌流腔体的其中一侧的端面上还设有螺纹孔。

较佳地，所述密封螺栓为阶梯型圆筒，分为两段；其中，大直径段设有外螺纹，小直径段外表面设有倒刺。

较佳地，所述灌流组件还包括法兰组件；所述加载组件还包括用于将法兰组件与主轴固定的悬臂；

法兰组件是由法兰底盘和圆柱筒构成的整体结构；圆柱筒位于法兰底盘的上方；且圆柱筒沿轴线方向设有开口，其余部分均匀设有通孔；

所述悬臂与法兰组件中的圆柱筒结构相同，其悬臂的外径尺寸等于圆柱筒的内径尺寸；

法兰组件固定在灌流腔体的一侧，悬臂对应的嵌套在圆柱筒的内表面；其中，这里的对应是指悬臂的开口和法兰圆柱体的开口位于同一侧，且与外界贯通；悬臂与主轴的连接面设为与主轴外圆周面匹配的弧形结构。

有益效果：