可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置。所述可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置包括控制設備、降溫裝置、電動缸、若干器皿、拉伸裝置、機殼和基座，機殼固定在所述基座上，電動缸固定在基座的一端，且電動缸位于機殼內，拉伸裝置與電動缸的絲杠固定，拉伸裝置固定在基座的另一端，若干器皿平行排列固定在拉伸裝置上，控制設備與電動缸電連接，降溫裝置包括控制箱、溫度傳感器和至少兩個熱交換器，兩個熱交換器分別固定在電動缸的兩側，控制箱與兩個熱交換器通過水管相連，溫度傳感器固定在電動缸上，溫度傳感器與控制箱電連接。本發明可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置可降溫、能進行高頻率牽伸實驗。
【專利說明】可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種醫學器械，特別是涉及一種可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置。
【背景技術】
[0002]體外細胞單軸牽伸裝置主要有：FleXCell細胞應力加載系統主要是使用真空泵產生負壓吸引彈性硅膠膜實現對細胞的牽伸，其與體內肌腱干細胞（Tendon Stem CellsTSCs)及肌腱細胞受力方式不同；STREX細胞牽拉儀的牽伸頻率最大為1HZ，不能滿足高頻率牽伸實驗。進行細胞牽伸實驗時，細胞牽伸裝置須放在細胞孵箱中進行實驗，而細胞孵箱本身不帶降溫系統，由于牽伸裝置機械部分產熱，細胞孵箱內的溫度往往會升高（> 37°C)而影響實驗結果。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種可降溫、能進行高頻率牽伸實驗的體外細胞單軸牽伸裝置。
[0004]為解決上述問題，本發明提供一種可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置，所述可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置包括控制設備、降溫裝置、電動缸、用于培養細胞的若干器皿、拉伸裝置、機殼和基座，所述機殼固定于所述基座上，所述電動缸固定在所述基座的一端，且電動缸位于所述機殼內，所述拉伸裝置與所述電動缸的絲杠固定，所述拉伸裝置固定在所述基座的另一端，所述若干器皿呈平行排列固定在所述拉伸裝置上，所述電動缸用于為拉伸裝置提供動力，以帶動拉伸裝置拉伸器皿；所述控制設備與所述電動缸電連接，以控制電動缸的啟動、停止以及電動缸的工作頻率；所述降溫裝置包括控制箱、溫度傳感器和至少兩個熱交換器，所述兩個熱交換器分別固定在所述電動缸的兩側，所述控制箱與所述兩個熱交換器通過水管相連，所述溫度傳感器固定在所述電動缸上， 所述溫度傳感器與所述控制箱電連接，當所述電動缸的溫度達到預設溫度，所述溫度傳感器發出控制信號給控制箱，控制箱控制熱交換器對電動缸進行降溫。
[0005]進一步的，所述控制箱包括第一箱體、水箱、溫度控制儀、水泵、散熱器和散熱風機，所述水泵、水箱和散熱器均固定在所述第一箱體內，所述散熱風機固定在所述散熱器上，所述溫度控制儀鑲嵌在所述第一箱體上，所述溫度控制儀分別與所述溫度傳感器和水泵電連接，所述溫度傳感器固定在所述電動缸上，所述兩個熱交換器分別固定在所述電動缸的兩側，所述水箱、水泵、兩個熱交換器和散熱器依次通過水管連接，且首尾相連。
[0006]進一步的，所述降溫裝置還包括水閥，所述水閥設置在所述水泵和熱交換器之間的水管上。
[0007]進一步的，所述控制設備包括可編程控制器、信號輸入裝置、伺服電機驅動器以及第二箱體，所述可編程控制器和伺服電機驅動器固定在所述第二箱體內，所述信號輸入裝置鑲嵌在所述第二箱體上，所述信號輸入裝置、可編程控制器和伺服電機驅動器依次電連接，所述伺服電機驅動器與所述電動缸電連接。[0008]進一步的，所述信號輸入裝置為觸摸屏。
[0009]進一步的，所述拉伸裝置包括固定支架和活動支架，所述活動支架滑動固定在所述固定支架上，所述固定支架與所述活動支架均固定在所述基座上，所述每個器皿的兩端分別固定在所述活動支架和固定支架上。
[0010]進一步的，所述固定支架包括兩個固定柱、固定塊和兩根滑條，所述固定塊固定在所述兩個固定柱上，所述兩根滑條分別垂直固定在所述固定塊的兩端，所述活動支架滑動固定在所述滑條上，所述固定塊有一凸臺。
[0011]進一步的,所述活動支架包括兩個活動支撐座和活動塊,所述每個活動支撐座上有一凹槽，所述活動塊的兩端固定在所述滑槽內，所述活動塊有一凸臺，所述每個器皿的一端固定在所述活動塊的凸臺上，所述每個器皿的另一端固定在所述固定塊的凸臺上。
[0012]進一步的，所述器皿為彈性器皿。
[0013]進一步的，所述可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置還包括若干器皿玻璃蓋，所述器皿玻璃蓋的數量與所述器皿的數量相同，所述若干器皿玻璃蓋分別設置在所述若干器皿上。
[0014]本發明可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置包括了降溫裝置，可進行降溫；本發明采用電動缸，從能進行高頻率牽伸實驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖I是本發明可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置的較佳實施方式的結構示意圖。【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0017]如圖I所示，本發明可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置的較佳實施方式包括控制設備I、降溫裝置2、拉伸裝置3、電動缸4、機殼5、基座6、用于培養細胞的五個器皿7和五個密封器皿的器皿玻璃蓋8。本實施方式中米用五個器皿7,在其他實施方式中可根據需求設定器皿7數量。
[0018]所述機殼5固定在所述基座6上，所述電動缸4固定在所述基座6的一端,且電動缸4位于所述機殼5內，所述拉伸裝置3與所述電動缸4固定，所述拉伸裝置3固定在所述基座6的另一端，所述五個器皿7平行排列通過固定柱固定在所述拉伸裝置3上，所述每個器皿玻璃蓋8卡設在固定柱之間，且與所述每個器皿7相抵觸，所述電動缸4用于為拉伸裝置3提供動力，以帶動拉伸裝置3拉伸每個器皿7。所述控制設備I與所述電動缸4電連接，以控制電動缸4的啟動、停止以及電動缸4的工作頻率。所述降溫裝置2包括控制箱、溫度傳感器（圖未示出)和四個熱交換器21，所述四個熱交換器21分別固定在所述電動缸4的兩側，所述控制箱與所述四個熱交換器21通過水管相連，所述溫度傳感器固定在所述電動缸4上，所述溫度傳感器與所述控制箱電連接，當所述電動缸4的溫度達到預設溫度，所述溫度傳感器發出控制信號給控制箱，控制箱控制四個熱交換器21對電動缸4進行降溫。
[0019]其中，所述電動缸4包括伺服電機41和絲杠42，所述伺服電機41固定在所述絲杠42的一端。所述基座6包括防震柱62和支撐板61，所述防震柱62固定在所述支撐板61的一面,所述拉伸裝置3、電動缸4和機殼5均固定在所述支撐板61的另一面。為使散熱效果更好，本發明專利采用四個熱交換器21，其它實施方式中，也可以采用兩個及兩個以上的熱交換器21。
[0020]所述降溫裝置2包括控制箱、溫度傳感器和四個熱交換器21，所述控制箱包括第一箱體22、水箱26、水泵24、散熱風機23、散熱器25、水閥27和溫度控制儀28。所述水泵24、水箱26和散熱器25均固定在所述第一箱體22內，所述溫度控制儀28分別與所述水泵24和溫度傳感器電連接；所述散熱風機23固定在所述散熱器25上；所述溫度傳感器固定在所述電動缸4上，所述四個熱交換器21分別固定在所述電動缸4的兩側，具體而言：其中兩個熱交換器21固定在所述絲杠42的兩側，另外兩個熱交換器21固定在所述伺服電機41的兩側；所述水箱26、水泵24、四個熱交換器21和散熱器25依次通過水管連接，且首尾相連，形成一個回路，如此才可持續降溫，且重復利用水資源；所述水閥27設置在所述水泵24和熱交換器21之間的水管上，所述溫度控制儀28鑲嵌在所述第一箱體22上，所述溫度控制儀28包括了顯示屏，用于顯示電動缸4的實時溫度；所述降溫裝置2為一個獨立系統。
[0021]控制設備I包括可編程控制器（PLC) 11、信號輸入裝置12、伺服電機驅動器13以及第二箱體14，所述PLCll和伺服電機驅動器13固定在所述第二箱體14內，所述信號輸入裝置12鑲嵌在所述第二箱體14上，所述信號輸入裝置12、PLCll和伺服電機驅動器13依次電連接，所述伺服電機驅動器13與所述電動缸4電連接。所述信號輸入裝置12為觸摸屏，信號可通過觸摸屏輸入給PLCl I，且觸摸屏還用于顯示控制設備I的各數據。
[0022]所述拉伸裝置3包括固定支架31和活動支架32，所述活動支架32滑動固定在所述固定支架31上，所述固定支架31與所述活動支架32均固定在所述基座6的支撐板61上，所述每個器皿7的兩端分別固定在所述活動支架32和固定支架31上。所述固定支架31包括兩個固定柱311、固 定塊312和兩根滑條313，所述固定塊312固定在所述兩個固定柱311上，所述兩根滑條313分別垂直固定在所述固定塊312的兩端，所述活動支架32滑動固定在所述滑條313上，所述固定塊312有一凸臺。所述活動支架32包括兩個活動支撐座321和活動塊322，所述每個活動支撐座321上有一凹槽，所述活動塊322的兩端固定在所述滑槽內，所述活動塊322包括一凸臺，所述每個器皿7的一端固定在所述活動塊322的凸臺上，所述每個器皿7的另一端固定在所述固定塊312的凸臺上。
[0023]所述器皿7為彈性器皿。所述器皿7采用硅樹脂制成，所述器皿7呈長方體，所述長為5. 1cm，寬為3. 5cm。根據不同的的貼壁細胞的性質，使用的器皿7的結構不同；對于普通的貼壁細胞采用表面光滑的器皿7，對于肌腱細胞（TSCs)使用的是表面帶微溝槽的器皿7，槽間寬和槽寬均為10um，槽深3um。
[0024]下面對本發明可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置的工作原理做簡單的闡述。
[0025]本發明可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置通過信號輸入裝置12將器皿牽伸率設置為0%~20%，牽伸頻率設置為O~3. OHZ0本實施例中，溫度傳感器的感應溫度設置為37°C。上述參數設置好之后，啟動控制設備1，所述控制設備I的PLCll將信號傳輸給伺服電機驅動器13，所述伺服電機驅動器13控制伺服電機41啟動；所述伺服電機41帶動絲杠42做直線運動，又因絲杠42與拉伸裝置3相連接，所述器皿7固定在拉伸裝置上，因此所述伺服電機41轉動時，所述拉伸裝置也對器皿7進行拉伸，即開始對貼壁細胞進行實驗。
[0026]當電動缸4的溫度超過37°C，所述溫度傳感器對所述溫度控制儀28發出信號，所述溫度控制儀28控制水泵24啟動，所述水泵24將所述水箱26的水通過水管依次流過四個熱交換器21和散熱器25最終回到水箱26。當所述水管里的水流過熱交換器21里時，水吸收所述電動缸4所發出的熱量，水的溫度升高；溫度升高的水流進散熱器25，因所述散熱風機23對散熱器25進行風冷卻，最終將散熱器25里的水冷卻，最后水又回流至水箱26中，如此往復循環，即可對電動缸4進行降溫，從而保障了實驗時的溫度達到要求。若所述電動缸4的溫度低于37°C時，溫度傳感器發出停止信號給所述溫度控制儀28，所述溫度控制儀28控制所述水泵24停止工作。
[0027]本發明可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置與傳統的凸輪結構牽拉器相比結構簡單、運行平穩，牽拉參數直接通過信號輸入裝置12輸入，設定、調整方便，無需通過更換機械部件來改變牽伸條件、且參數組合細膩，運行精度高。
[0028]以上僅為本發明的實施方式，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構，直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理在本發明的專利保護 范圍之內。
【權利要求】
1.一種可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置，其特征在于：所述可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置包括控制設備、降溫裝置、電動缸、用于培養細胞的若干器皿、拉伸裝置、機殼和基座，所述機殼固定于所述基座上，所述電動缸固定在所述基座的一端，且電動缸位于所述機殼內，所述拉伸裝置與所述電動缸的絲杠固定，所述拉伸裝置固定在所述基座的另一端，所述若干器皿呈平行排列固定在所述拉伸裝置上，所述電動缸用于為拉伸裝置提供動力，以帶動拉伸裝置拉伸器皿；所述控制設備與所述電動缸電連接，以控制電動缸的啟動、停止以及電動缸的工作頻率；所述降溫裝置包括控制箱、溫度傳感器和至少兩個熱交換器，所述兩個熱交換器分別固定在所述電動缸的兩側，所述控制箱與所述兩個熱交換器通過水管相連，所述溫度傳感器固定在所述電動缸上，所述溫度傳感器與所述控制箱電連接，當所述電動缸的溫度達到預設溫度，所述溫度傳感器發出控制信號給控制箱，控制箱控制熱交換器對電動缸進行降溫。
2.如權利要求1所述的可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置，其特征在于：所述控制箱包括第一箱體、水箱、溫度控制儀、水泵、散熱器和散熱風機，所述水泵、水箱和散熱器均固定在所述第一箱體內，所述散熱風機固定在所述散熱器上，所述溫度控制儀鑲嵌在所述第一箱體上，所述溫度控制儀分別與所述溫度傳感器和水泵電連接，所述溫度傳感器固定在所述電動缸上，所述兩個熱交換器分別固定在所述電動缸的兩側，所述水箱、水泵、兩個熱交換器和散熱器依次通過水管連接，且首尾相連。
3.如權利要求2所述的可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置，其特征在于：所述降溫裝置還包括水閥，所述水閥設置在所述水泵和熱交換器之間的水管上。
4.如權利要求1所述的可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置，其特征在于：所述控制設備包括可編程控制器、信號輸入裝置、伺服電機驅動器以及第二箱體，所述可編程控制器和伺服電機驅動器固定在所述第二箱體內，所述信號輸入裝置鑲嵌在所述第二箱體上，所述信號輸入裝置、可編程控制器和伺服電機驅動器依次電連接，所述伺服電機驅動器與所述電動缸電連接。
5.如權利要求4所述的可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置，其特征在于：所述信號輸入裝置為觸摸屏。
6.如權利要求1所述的可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置，其特征在于：所述拉伸裝置包括固定支架和活動支架，所述活動支架滑動固定在所述固定支架上，所述固定支架與所述活動支架均固定在所述基座上，所述每個器皿的兩端分別固定在所述活動支架和固定支架上。
7.如權利要求6所述的可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置，其特征在于：所述固定支架包括兩個固定柱、固定塊和兩根滑條，所述固定塊固定在所述兩個固定柱上，所述兩根滑條分別垂直固定在所述固定塊的兩端，所述活動支架滑動固定在所述滑條上，所述固定塊有一凸臺。
8.如權利要求6所述的可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置，其特征在于：所述活動支架包括兩個活動支撐座和活動塊，所述每個活動支撐座上有一凹槽，所述活動塊的兩端固定在所述滑槽內，所述活動塊有一凸臺，所述每個器皿的一端固定在所述活動塊的凸臺上，所述每個器皿的另一端固定在所述固定塊的凸臺上。
9.如權利要求1所述的可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置，其特征在于：所述器皿為彈性器皿。
10.如權利要求1所述的可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置，其特征在于：所述可降溫的體外細胞單軸牽伸裝置還包括若干器皿玻璃蓋，所述器皿玻璃蓋的數量與所述器皿的數量相同，所述若干器皿玻璃蓋分別設置在所述若干器皿上。
【文檔編號】C12M3/00GK103484367SQ201310449166
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】楊廣華, 唐康來, 馬林, 陳萬, 穆米多, 袁成松, 胡超 申請人:中國人民解放軍第三軍醫大學第一附屬醫院