一種組織工程動態培養儀的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種組織工程動態培養儀，與現有技術不同的是，包括盒體、驅動電機、旋轉支座、吸引塊、培養瓶及轉子；所述驅動電機置于所述盒體內部，其動力輸出端豎直朝上；所述旋轉支座與所述驅動電機的動力輸出端固定連接，所述吸引塊置于所述旋轉支座上；所述培養瓶置于所述盒體上表面，并且瓶底正對于所述驅動電機，所述轉子放于所述培養瓶內；所述轉子與所述吸引塊至少一者為磁性材料制成，并且兩者相互吸引。該培養儀不僅結構簡單，成本較低，而且安全可靠，適用性更強。
【專利說明】
一種組織工程動態培養儀
技術領域
[0001]本發明涉及生物醫學組織工程領域，尤其涉及一種組織工程動態培養儀。
【背景技術】
[0002]組織工程學，是一門以細胞生物學和材料科學相結合，進行體外或體內構建組織或器官的新興學科。其基本原理是從機體獲取少量的活體組織，用特殊的酶或其他方法將細胞(又稱種子細胞)從組織中分離出來在體外進行培養擴增，然后將擴增的細胞與具有良好生物相容性、可降解性和可吸收的生物材料(支架)按一定的比例混合，使細胞黏附在生物材料(支架)上形成細胞-材料復合物;將該復合物植入機體的組織或器官病損部位，隨著生物材料在體內逐漸被降解和吸收，植入的細胞在體內不斷增殖并分泌細胞外基質，最終形成相應的組織或器官，從而達到修復創傷和重建功能的目的。
[0003]多年以來的組織工程發展使人們成功獲得了多種形狀及用途的組織工程軟骨，但傳統的培養方法多為靜態培養方法。靜態培養方法培育的工程組織其生物力學特性較差，抗壓性能，彈性模量等與希望修復的組織差異較大，無法實現其修復目標。為了改善工程組織的力學性能，目前多采用的是動態培養法，通常是通過攪拌引起的培養液的轉動，進而為工程組織提供了剪切力的刺激，可提高工程組織的生物力學特性。在進行動態培養中，通常需要使用帶有攪拌功能的動態培養儀，放置于無菌環境下的培養箱中進行培養，但是目前的動態培養儀一是價格高昂，對于國內高校的實驗室來說，無法實現批量購買;二是體積較大，一個標準培養箱(內徑46x46x48cm)最多放單座該儀器4個，四座該儀器I個，要針對不同組織給予不同力學刺激，則需要多個儀器多個培養箱，難以實現，四座的培養儀器使用時，四個座位的攪拌速度是相同的，不能滿足實驗分組需要;三是底座儀器無法進行高溫高壓消毒，容易破壞培養環境;四是采用220V交流供電，整體置入培養箱后，危險性高，電線直徑大，而又只能經培養箱門縫進入，破壞培養箱內密閉穩定的培養環境，加速培養箱老化;五是對培養液的攪拌的方式一般用插入培養瓶中的攪拌棒或攪拌葉片的旋轉來實現，由于培養瓶體積一般都不大，而再插入攪拌棒或者攪拌葉片會使得培養瓶內的空間更加局促，以至于無法容納較大的工程組織。
【發明內容】
[0004]為解決上述至少一個問題，本發明提供一種組織工程動態培養儀，該培養儀不僅結構簡單，成本較低，而且安全可靠，適用性更強。
[0005]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種組織工程動態培養儀，與現有技術不同的是，包括盒體、驅動電機、旋轉支座、吸引塊、培養瓶及轉子;所述驅動電機置于所述盒體內部，其動力輸出端豎直朝上;所述旋轉支座與所述驅動電機的動力輸出端固定連接，所述吸弓I塊置于所述旋轉支座上;所述培養瓶置于所述盒體上表面，并且瓶底正對于所述驅動電機，所述轉子放于所述培養瓶內；所述轉子與所述吸引塊至少一者為磁性材料制成，并且兩者相互吸引。
[0006]本發明的有益效果是，通過置于盒體內的驅動電機，帶動旋轉支座旋轉，進而帶動置于旋轉支座上的吸引塊旋轉，又由于培養瓶放于盒體的正對于驅動電機的上方，并且瓶內放有能夠與吸引塊相互吸引的轉子，所以轉子會隨著吸引塊的轉動而在瓶內轉動，進而帶動瓶內的培養液轉動，實現對培養液中的工程組織進行剪切力的刺激，改善了工程組織的力學性能。整個裝置結構簡單，成本低廉，同時安全可靠。
[0007]在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0008]進一步，還包括置于所述盒體內的電池，所述驅動電機與所述電池電路連接，由所述電池為所述驅動電機供電。
[0009]采用上述進一步方案的有益效果是，用電池為驅動電機提供電能，簡單易得，成本低廉，同時可以方便的放入盒體內。
[0010]進一步，所述吸引塊為紐扣磁鐵，并且所述吸引塊與所述驅動電機的旋轉軸線之間的距離可調。利用紐扣磁鐵對瓶內轉子提供吸引力，簡單可靠，同時由于吸引塊與所述驅動電機的旋轉軸線之間的距離可調，可以調整吸引塊的回轉半徑，以適應不同大小的培養瓶，同時也可以滿足實驗中的更多的參數需求。
[0011]進一步，所述旋轉支座為鐵磁性材料制成，所述吸引塊吸附于所述旋轉支座上而固定，所述旋轉支座上設有凹槽，所述吸引塊置于所述凹槽內且可在所述凹槽內向靠近或遠離旋轉軸線的方向移動。
[0012]采用上述進一步方案的有益效果是，在旋轉支座上設有凹槽，可以使吸引塊穩定的置于旋轉支座上，并且方便調節吸引塊的回轉半徑。
[0013]進一步，還包括支撐座，所述支撐座置于所述盒體內部，所述驅動電機固定于所述支撐座上。
[0014]采用上述進一步方案的有益效果是，利用支撐座的固定作用，可以保證驅動電機工作時的穩定性，提高培養儀的使用效果。
[0015]進一步，還包括電源開關，所述電源開關安裝于所述支撐座的上表面，并與所述驅動電機電路連接，用于控制所述驅動電機的啟停。
[0016]采用上述進一步方案的有益效果是，通過電源開關可以方便的實現儀器的開啟與關閉。
[0017]進一步，還包括電路控制器及旋鈕，所述驅動電機、所述旋鈕均所述電路控制器電路連接，所述電路控制器置于所述盒體內部，所述旋鈕安裝于所述支撐座的上側，所述旋鈕通過所述電路控制器調節所述驅動電機的轉速。
[0018]采用上述進一步方案的有益效果是，由于在工程組織的培養過程中，經常需要不同的剪切力刺激，通過調節驅動電機的轉速，可以得到培養液的不同攪拌速度，進而得到不同的剪切力刺激，滿足各種工程組織的培養需求。
[0019]進一步，還包括安裝于所述支撐座上側的電子顯示屏，所述電子顯示屏與所述電路控制器電路連接，用于顯示所述驅動電機當前的轉速。
[0020]采用上述進一步方案的有益效果是，通過電子顯示屏顯示所述驅動電機當前的轉速，可以方便的對工程組織的培養實驗進行數據記錄，以及可以根據需要調節到所需的轉速。
[0021]進一步，所述盒體為耐高溫高壓的材質制成，所述盒體包括上蓋和底座，所述上蓋與所述底座在一側鉸接。
[0022]采用上述進一步方案的有益效果是，由于培養儀需要置于無菌的培養箱之前，必須確保是無菌狀態，需要對其進行消毒處理，而實驗室中最常用的消毒方式即為高溫高壓消毒，所以盒體采用耐高溫高壓的材質制成可以方便的進行實驗室消毒，同時上蓋和底座鉸接后，可以方便的進行開合。
[0023]進一步，所述盒體上部設有與所述培養瓶外徑大小相適應的凸出于所述盒體上表面的圓環狀擋圈，所述擋圈的中心位于所述驅動電機的旋轉軸線上。
[0024]采用上述進一步方案的有益效果是，由于培養瓶需要放置于盒體上，為了確保培養瓶的中心盡可能的位于驅動電機的旋轉軸線上，在盒體上部設有與所述培養瓶外徑大小相適應的凸出于所述盒體上表面的圓環狀擋圈，有助于操作人員進行準確的放置培養瓶，放置時只需要放入擋圈內，即可確保已經對正驅動電機，而無需透過上蓋找驅動電機的中心，而且一旦上蓋采用的不是透明材質，則更難以進行準確、有效的放置。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明所提供的一種組織工程動態培養儀的具體實施例的整體立體結構示意圖；
[0026]圖2為圖1所示的具體實施例中打開上蓋后的結構示意圖；
[0027]圖3為圖1所示的具體實施例中打開上蓋并拆去前面板后的結構示意圖；
[0028]圖4為圖1所不具體實施例的立面結構不意圖；
[0029]圖5為圖1所示具體實施例的無培養瓶的結構示意圖。
[0030]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0031 ]盒體I，驅動電機2，旋轉支座3，吸引塊4，培養瓶5，轉子6，電池7，支撐座8，電源開關9，電路控制器10，旋鈕11，電子顯示屏12，擋圈13，凹槽31，上蓋101，底座102。
【具體實施方式】
[0032]以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0033]如圖1至圖5所示，圖1為本發明所提供的一種組織工程動態培養儀的具體實施例的整體立體結構示意圖；圖2為圖1所示的具體實施例中打開上蓋后的結構示意圖；圖3為圖1所示的具體實施例中打開上蓋并拆去前面板后的結構示意圖；圖4為圖1所示具體實施例的立面結構示意圖；圖5為圖1所示具體實施例的除去培養瓶后的結構示意圖。
[0034]在本發明所提供的一種組織工程動態培養儀的具體實施例中，一種組織工程動態培養儀，包括盒體1、驅動電機2、旋轉支座3、吸引塊4、培養瓶5及轉子6;還包括置于所述盒體I內的電池7，所述驅動電機2與所述電池7電路連接，由所述電池7為所述驅動電機2供電。所述盒體I為耐高溫高壓的材質制成，比如醫用耐高溫高壓塑料、玻璃等，所述盒體I包括上蓋101和底座102，所述上蓋101與所述底座102在一側鉸接。上蓋101可以用透明材料制成，以便于對內部進行觀察。
[0035]所述盒體I上部設有與所述培養瓶5外徑大小相適應的凸出于所述盒體I上表面的圓環狀擋圈13，所述擋圈13的中心位于所述驅動電機2的旋轉軸線上。
[0036]還包括支撐座8，所述支撐座8置于所述盒體I內部，所述驅動電機2固定于所述支撐座8上。支撐座8可以設成板式，并且卡座于所述底座102的上部，以便于為底座2的下部空間足夠放置電池7等部件。
[0037]所述驅動電機2置于所述盒體I內部，其動力輸出端豎直朝上;所述旋轉支座3與所述驅動電機2的動力輸出端固定連接，所述吸引塊4置于所述旋轉支座3上;所述培養瓶5置于所述盒體I上表面，并且瓶底正對于所述驅動電機2，所述轉子6放于所述培養瓶5內；所述轉子6與所述吸引塊4至少一者為磁性材料制成，并且兩者相互吸引。
[0038]在一種優選的實施方式中，所述吸引塊4為紐扣磁鐵，所述旋轉支座3為鐵磁性材料制成，所述吸引塊4吸附于所述旋轉支座3上而固定，并且所述吸引塊4與所述驅動電機2的旋轉軸線之間的距離可調。轉子6也為磁性材料制成，可采用目前市場上較多的磁力攪拌子，外層包有防腐蝕材料，形狀為圓球形或膠囊形或者橄欖球形或者其它形狀。為了更加方便的調節吸引塊4與驅動電機2的旋轉軸線之間的距離，可以在所述旋轉支座3上設有凹槽31，使所述吸引塊4置于所述凹槽31內且可在所述凹槽31內向靠近或遠離旋轉軸線的方向移動。
[0039]本具體實施例中，還包括電源開關9，所述電源開關9安裝于所述支撐座8的上表面，用于控制所述驅動電機2的啟停。還包括電路控制器10及旋鈕11，所述驅動電機2、所述旋鈕11均所述電路控制器10電路連接，所述電路控制器10置于所述盒體I內部，所述旋鈕11安裝于所述支撐座8的上側，所述旋鈕11通過所述電路控制器10調節所述驅動電機2的轉速。
[0040]為了準確得到當前驅動電機2的轉速，在支撐座8上側的電子顯示屏12，所述電子顯示屏12與所述電路控制器10電路連接，用于顯示所述驅動電機當前的轉速。
[0041]在本具體實施例中，盒體I呈大體長方體結構，長寬高尺寸分別為12x8x5cm，在培養瓶的使用中，多數情況下都使用100和250ml兩種規格，其高度分別為99mm和138mm，所以在一個46x46x48cm的培養箱中，至少可以放置兩層，每層放置三排四列即十二個，共計至少可以放置24個培養儀，足以滿足實驗分組的需求。
[0042]而且由于每個培養儀均為獨立控制，可以分別設定所需的轉速，所以可以同時對多個培養儀分別采用不同的轉速，為培育不同的目標組織提供不同的力學刺激，以滿足多個實驗分組的需求，而現有技術中四座該儀器要針對不同組織給予不同力學刺激，則需要多個儀器多個培養箱，無疑會增加成本并且效率低下;而且四座的培養儀器使用時，四個座位的攪拌速度是相同的，不能滿足實驗分組需要。
[0043]另外，盒體還可以設成圓柱形，結構更加緊湊，占用體積更小。盒體也可以設計為其它各種形狀比如橢圓形、多邊形等，應當理解，盒體的各種形狀均屬于本發明的精神和原則只內，均應包含在本發明的保護范圍之內。
[0044]在本發明所提供的一種組織工程動態培養儀中，由于盒體I和內部元件相互獨立，所以在使用時，盒體I內部的器件可以單獨拿出進行紫外線消毒，而盒體I可以進行高溫高壓消毒，然后把內部各器件裝入底座102內，調好吸引塊4的回轉半徑，開啟電源開關9，調節轉速后蓋好上蓋101，再把培養瓶放于上蓋101上面的擋圈13內，即可整體放入培養箱中。
[0045]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種組織工程動態培養儀，其特征在于，包括盒體(I)、驅動電機(2)、旋轉支座(3)、吸引塊(4)、培養瓶(5)及轉子(6); 所述驅動電機(2)置于所述盒體(I)內部，其動力輸出端豎直朝上； 所述旋轉支座(3)與所述驅動電機(2)的所述動力輸出端固定連接，所述吸引塊(4)固定于所述旋轉支座(3)上； 所述培養瓶(5)置于所述盒體(I)上表面，并且瓶底正對于所述驅動電機(2)，所述轉子(6)放于所述培養瓶(5)內； 所述轉子(6)與所述吸引塊(4)至少一者為磁性材料制成，并且兩者相互吸引。2.根據權利要求1所述的一種組織工程動態培養儀，其特征在于，還包括置于所述盒體(I)內的電池(7)，所述驅動電機(2)與所述電池(7)電路連接，由所述電池(7)為所述驅動電機(2)供電。3.根據權利要求1所述的一種組織工程動態培養儀，其特征在于，所述吸引塊(4)為紐扣磁鐵，并且所述吸引塊(4)與所述驅動電機(2)的旋轉軸線之間的距離可調。4.根據權利要求3所述的一種組織工程動態培養儀，其特征在于，所述旋轉支座(3)為鐵磁性材料制成，所述吸引塊(4)吸附于所述旋轉支座(3)上而固定，所述旋轉支座(3)上設有凹槽(31)，所述吸引塊(4)置于所述凹槽(31)內且可在所述凹槽(31)內向靠近或遠離旋轉軸線的方向移動。5.根據權利要求1所述的一種組織工程動態培養儀，其特征在于，還包括支撐座(8)，所述支撐座(8)置于所述盒體(I)內部，所述驅動電機(2)固定于所述支撐座(8)上。6.根據權利要求5所述的一種組織工程動態培養儀，其特征在于，還包括電源開關(9)，所述電源開關(9)安裝于所述支撐座(8)的上表面，并與所述驅動電機(2)電路連接，用于控制所述驅動電機(2)的啟停。7.根據權利要求6所述的一種組織工程動態培養儀，其特征在于，還包括電路控制器(10)及旋鈕(11)，所述驅動電機(2)、所述旋鈕(11)均所述電路控制器(10)電路連接，所述電路控制器(10)置于所述盒體(I)內部，所述旋鈕(11)安裝于所述支撐座(8)的上表面，所述旋鈕(11)通過所述電路控制器(10)調節所述驅動電機(2)的轉速。8.根據權利要求7所述的一種組織工程動態培養儀，其特征在于，還包括安裝于所述支撐座(8)上側的電子顯示屏(12)，所述電子顯示屏(12)與所述電路控制器(10)電路連接，用于顯示所述驅動電機(2)當前的轉速。9.根據權利要求1至8任一項所述的一種組織工程動態培養儀，其特征在于，所述盒體(I)為耐高溫高壓的材質制成，所述盒體(I)包括上蓋(101)和底座(102)，所述上蓋(101)鉸接在所述底座(I 02)上。10.根據權利要求1至8任一項所述的一種組織工程動態培養儀，其特征在于，所述盒體(I)上部設有與所述培養瓶(5)外徑大小相適應的凸出于所述盒體(I)上表面的圓環狀擋圈(13)，所述擋圈(13)的中心位于所述驅動電機(2)的旋轉軸線上。
【文檔編號】C12M3/00GK106085855SQ201610702394
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月22日
【發明人】陸曉娜, 徐奕昊, 范飛
【申請人】中國醫學科學院整形外科醫院