[发明专利]基于介电弹性体驱动器的动态细胞培养装置及方法

说明书

本发明提供一种基于介电弹性体驱动器的动态细胞培养装置及方法，其中装置包括一容器、一支架模块和一温度控制机构；容器包括一容器本体、一盖体、一高压电源正极接口、一高压电源负极接口和一二氧化碳输入接口；内腔的底部形成一水槽；支架模块悬置固定于内腔内，支架模块包括一支架本体和一介电弹性体薄膜驱动器安装结构，介电弹性体薄膜驱动器安装结构包括一第一电极件和一第二电极件，第一电极件与高压电源正极接口电连接，第二电极件与高压电源负极接口电连接。本发明的一种基于介电弹性体驱动器的动态细胞培养装置及方法，将标准的细胞培养环境和介电弹性体驱动器技术结合起来，可实现培养过程中给细胞施加拉伸、压缩等机械刺激。

技术领域

本发明涉及细胞培养装置领域，尤其涉及一种基于介电弹性体驱动器的动态细胞培养装置及方法。

背景技术

介电弹性体是一种可在高电压下发生形变的新型电敏感材料，因其柔软轻巧、有较高的机电转换效率、不易疲劳损坏等独特优点，目前已在软体机器人、软体驱动器、航空航天和医疗卫生等领域展开应用研究。基于该材料制成的促动器具有结构简单、成本低、形变能力强、动态响应快等特点，加之部分材料具有非细胞毒性、良好的生物相容性等优点，可用于给细胞提供机械刺激来对细胞的生长进行诱导，但此应用需要在标准的细胞培养条件下开展。

现有的细胞培养箱几乎都体型庞大，质量较重，便携性差，造价昂贵，且不便给予介电弹性体驱动技术需要的高电压供应，因此不能满足在培养过程中给细胞施加机械刺激的需要。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于介电弹性体驱动器的动态细胞培养装置及方法，将标准的细胞培养环境和介电弹性体驱动器技术结合起来，可实现培养过程中给细胞施加拉伸、压缩等机械刺激。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于介电弹性体驱动器的动态细胞培养装置，包括一容器、一支架模块和一温度控制机构；所述容器包括一容器本体、一盖体、一高压电源正极接口、一高压电源负极接口和一二氧化碳输入接口；所述盖体可开启地固定于所述容器本体顶部，所述高压电源正极接口、所述高压电源负极接口和所述二氧化碳输入接口固定于所述容器本体的外表面，所述二氧化碳输入接口与所述容器本体的一内腔导通，所述内腔的底部形成一水槽；所述支架模块悬置固定于所述内腔内，所述支架模块包括一支架本体和一介电弹性体薄膜驱动器安装结构，所述介电弹性体薄膜驱动器安装结构包括一第一电极件和一第二电极件，所述第一电极件与所述高压电源正极接口电连接，所述第二电极件与所述高压电源负极接口电连接。

优选地，所述支架本体采用绝缘材料且中部形成一驱动器容纳槽，所述介电弹性体薄膜驱动器安装结构包括所述驱动器容纳槽；所述第一电极件固定于所述驱动器容纳槽的内侧壁，所述第二电极件通过一弹性件固定于所述驱动器容纳槽的内侧壁并与所述第一电极件位置对置；所述第二电极件邻近所述第一电极件的一侧下凹形成一弧面；所述弧面与所述第二电极件的两侧面之间分别形成一平面。

优选地，所述驱动器容纳槽的底面形成多个第一通孔。

优选地，所述支架本体两端分别形成一开口，两所述开口至所述驱动器容纳槽之间分别形成一电路通道；所述第一电极件通过穿设于一所述电路通道内的第一导电件与所述高压电源正极接口电连接；所述第二电极件通过穿设于另一所述电路通道内的第二导电件与所述高压电源负极接口电连接。

优选地，所述容器还包括一发热片隔层，所述发热片隔层固定于所述容器本体，且所述发热片隔层与所述容器本体之间配合形成一发热片放置层，所述发热片放置层位于所述水槽的上方；所述温度控制机构包括一温度传感器、一控制器和至少一发热片，所述发热片和所述温度传感器连接所述控制器；所述温度传感器设置于所述内腔内并邻近所述介电弹性体薄膜驱动器安装结构；所述发热片设置于所述发热片放置层内。

优选地，所述发热片隔层形成有多个第二通孔。