[实用新型]用于软骨培养的加载装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及组织工程领域的生物反应器，特别是涉及一种用于软骨培养的加载装置。

背景技术

组织工程是近年来正在兴起的一门新学科，是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学发展史上又一个新的里程碑，标志着医学将走出器官移植的范畴，步入制造组织和器官的新时代。

关节软骨缺损是外科常见的疾病之一，通常由外伤、手术切除、骨性关节炎等慢性疾病引起。临床上自体移植或异体移植也存在较大的限制和弊端。特别是在力学环境作用下培养的不同形状、具有承力功能的人工软骨可以更好地满足临床需求。生物反应器是组织工程化培养的重要因素，使用生物反应器的目的是为体外组织工程构建提供合适的生长条件，使工程化组织获得与活体组织相似的结构与功能。软骨组织工程、骨组织工程是一门仿生科学，因此培养环境尽可能接近自然条件，软骨、骨是人体的承力组织，力学对软骨、骨结构、功能都有重要影响。

滚动载荷确实是关节软骨力学环境的重要组成部分，在关节运动过程中还有滑动现象，人工软骨培养的力学环境应当尽可能模拟其天然环境，因此，在软骨培养中滚动加载与滑动载荷同时作用是人体膝关节软骨真实的力学环境。

中国实用新型专利ZL200720096199.8(发明名称为：施加滚动载荷与滑动载荷的生物反应器”)就设计了滚动与滑动复合加载的力学环境，其中采用曲柄连杆机构作为滚动、滑动的连接机构。该反应器施载过程中培养物所受滚动载荷、滑动载荷不均匀，滚动、滑动速比难精确给出，且结构相对分散。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、简单，施加的滚动载荷与滑动载荷可以按不同的速度比同时均匀作用的人工软骨或骨软骨体外培养的加载装置。

为此，本实用新型的用于软骨培养的加载装置包括：底板、设置在底板上的机架和设置在机架上的托板槽，所述的托板槽为顶部开放的长方体形，在托板槽的底部设置有一可升降的升降滑块，升降滑块的大小与托板槽的底部形状相适应，在升降滑块上面设置有培养室，培养室是顶部开放的长方体形，其底面形状与升降滑块相同，在培养室内设置有滚动加载体，滚动加载体的轴的两侧通过键配合分别与一导向齿轮连接，在托板槽两侧的机架上分别设置有齿条，导向齿轮与齿条啮合，滚动加载体的轴的两端通过一叉形连杆连接在传动机构上，所述的托板槽能够相对于机架前后滑动，所述的传动机构包括伺服电机、与伺服电机可操作地连接的变速箱，所述的变速箱具有两个输出轴，每个输出轴分别与一齿轮副的主、从动齿轮连接，所述的主、从动齿轮分别通过丝杠带动所述的叉形连杆和机架平行移动。

所述的变速箱的的两个输出轴各自通过一轴套与相应的输入轴连接，所述的轴套内形成有键，轴套的两端设置有紧固输出轴、输入轴用的紧定螺钉，在输出轴、输入轴上分别形成有滑槽，所述的输入轴上形成的滑槽足够长，使轴套沿着输入轴滑离输出轴后，在轴套与输出轴之间形成足够的用来更换齿轮副24的间隙。

所述的托板槽的底板上安装有至少一个高度调节螺栓；所述的滚动加载体的直径与所述的导向齿轮的节圆直径相等。

本实用新型的用于软骨培养的加载装置结构紧凑、简单，可以实现滚动载荷与滑动载荷同时作用，且可获得准确的滚动与滑动的速度比，使其加载方式更接近软骨组织生长发育的力学环境，更有利于细胞、组织的生长、发育。

附图说明

图1为本实用新型的加载装置的主视示意图；

图2为图1中加载装置的俯视示意图；

图3为图1中加载装置的A-A剖视图；

图4为本实用新型中变速箱输入轴的结构示意图；

图5为本实用新型中变速箱轴套的结构示意图；

图6为本实用新型中变速箱输出轴的结构示意图；

图7为更换齿轮副前变速箱内轴套与输入轴、输出轴的相对位置示意图；

图8为更换齿轮副后变速箱内轴套与输入轴、输出轴的相对位置示意图；

图中：

1.伺服电机；       2.第1连轴器；    3.变速箱；

4.第2连轴器；      5.滑动支架；     6A、6B.丝杠；

7.连接螺栓；       8.叉形连杆；     9.导向齿轮；

10.培养室；        11.滚动加载体；  12.滚动加载体轴；

13.键；            14.轴端螺母；    15.齿条；

16.机架；          17.托板槽；      18.升降滑块；