[实用新型]一种双层可组装式细胞力学加载载体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种双层可组装式细胞力学加载载体装置，特别涉及到需要对大量细胞施加力学刺激，以解决相关细胞生物力学研究中，载体有效力学加载面积较小，细胞收获数量较少，不能达到高通量检测要求的问题。

背景技术

随着细胞生物学，生物力学及生物材料学的快速发展，通过模拟体内生物力学环境，使观察力学刺激对细胞增殖、分化及细胞生理功能的研究成为可能，力学微环境对细胞的影响也越来越受到重视，并且出现了多种力学加载方式，如四点弯曲加载，基底拉伸加载，液体或气体静压力加载，离心力以及流体剪切力等，同时也设计了多种力学加载仪。现有的牵张应力加载方式，主要是依赖拉伸细胞生长附着的弹性基底膜，使基底膜发生形变，从而把力传导给细胞，并通过控制基底膜变形的大小和频率，从而实现对细胞实施有效的力学刺激。专利CN1425905发明了一种四点弯曲力学加载仪器，通过步进电机的动力，推动螺杆上的两个偏心接触点，实现对上面培养板的向上形变，从而实现对细胞的力学加载。但是其培养板不同接触点间距不同，以及整个培养板的受力不均，都不能保证细胞受到相同的力学刺激。专利CN101092595A发明了一种通过一个可上下移动的机械顶板来改变培养有细胞的弹性基底膜，以实现对细胞的力学刺激。与四点弯曲原理一样，该设计亦存在不能保证力学加载的统一性和同质性。专利CN1932511A设计了一种单轴正弦拉伸力学加载装置，通过对弹性膜的轴向拉伸来实现对细胞的力学刺激，虽然可满足较大应变量的加载需要，但一次只能对一个细胞培养单元实施加载，影响了其适用范围和研究效率。

上述已有专利还均存在一下缺点和不足：一、加载的培养板或拉伸的基底膜面积较小，严重影响了目标细胞的收获数量，无法实现高通量检测，如实时定量PCR和基因芯片分析等。二、细胞加载单元不能独立，不利于装卸及细胞的实时显微镜下观察。三、基底膜或细胞载体装置等，安装到力学加载设备的过程亦较为复杂，同时还存在基底膜的灭菌、细胞接种均不方便。以上不足严重的限制了弹性基底膜在细胞生物力学研究领域的使用和推广。

发明内容

本发明是针对现有牵张应力加载装置的以上不足之处,而提出的一种通用的细胞力学加载载体装置。本发明装置通过聚碳酸酯夹持卡具和螺钉，来拓宽细胞培养基底膜的面积，同时采用双层设计，大大的增加了受力细胞的培养面积。可以同时加载两层基底膜，一次可以对四层细胞培养面，实施力学加载（基底膜的正反面），解决高通量检测对细胞的高数量级要求。其中夹持卡具、螺钉及基底膜均为透明材料，无细胞毒性，生物相容性优良。透明基底膜可实现实时的显微镜下细胞常规染色及形态学观察。整个装置组装及接种细胞过程简捷，组装后作为整体适配到以轴向拉伸为设计原理的现有各种力学加载设备上，同时可以高压蒸汽、放射线或环氧乙烷灭菌，方便且高效。

本发明是通过以下技术方案实现的：

1、由上层夹持卡具、中层夹持卡具及下层夹持卡具、若干螺钉和上层硅橡胶膜、下层硅橡胶膜组成，通过三层长条形夹持卡具和两层长方形硅橡胶膜的互相匹配，以上层夹持卡具、上层硅橡胶膜、中层夹持卡具、下层硅橡胶膜及下层夹持卡的组装顺序，以螺钉组装在一起。

2、上层夹持卡具、中层夹持卡具及下层夹持卡具和螺钉，为聚碳酸酯材料，共同完成整个装置的固定。

3、装置的组装顺序自上而下为，上层夹持卡具，上层硅橡胶膜，中层夹持卡具，下层硅橡胶膜，下层夹持卡具，各层组装完成后，用螺钉自上而下的予以固定。整个装置即固定为一体，通过对夹持卡具的力学加载，即可将同质的力传递给两层硅橡胶膜，从而实现对硅橡胶膜上生长的细胞实施力学加载。

4、上层夹持卡具、中层夹持卡具及下层夹持卡具各一对，均为长条型。通过调整夹持卡具的

长度，可以实现调整硅橡胶膜有效加载面积的大小。

5、上层夹持卡具及下层夹持卡具的中间，设计有正方形的夹持区；中层夹持卡具无夹持区。

6、上层夹持卡具及下层夹持卡具的夹持区，进行交叉刻纹处理。以增加夹持摩擦力，使其在力学设备上被夹持的更牢固。

7、上层夹持卡具、中层夹持卡具及下层夹持卡具的两端，设有与螺钉配套的夹持卡具螺孔。

8、上层硅橡胶膜和下层硅橡胶膜为长方形的薄片状。硅橡胶膜为透明材料，且生物相容性良好。显微镜下可直接进行细胞染色及形态学观察。

9、上层硅橡胶膜和下层硅橡胶膜的四个角，在相应螺钉穿过的位置，设有与螺钉匹配的硅橡

胶膜螺孔。