[实用新型]一种对细胞实施持续牵张应力作用的培养装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及医学生物技术领域，尤其涉及一种用于实现对培养细胞进行牵张刺激的实验装置。

技术背景

在生物医学实验中，细胞力学的研究是一个广受关注的领域，主要研究机械应力在细胞内传导以及细胞在机械应力作用下结构和功能的改变。因此研究中需要模拟一个符合自然应力条件的细胞培养或实验的条件，目前对离体培养细胞施加机械应力的实验方法有多种包括牵拉张力、压力和流体剪切力等。根据文献报道，研究者建立了多种离体培养细胞的力学实验方法，同时离体培养细胞在机械应力改变时所产生变化的研究已日渐增多，相应地用于研究离体培养细胞的应力加载装置也有相应报道，大致可以分为离心加载、流体加载、单细胞加载、压力传导加载和基底形变加载装置等，其中基底变形加载装置是实现牵张应力的主要方式，在实验研究中被广泛的应用。如中国专利申请细胞牵张应力控制装置(申请号200520079070.7)、细胞力学周期加载系统(申请号200610054278.2)、细胞基底单轴拉伸装置(申请号200720123317.X)分别提出了不同的基底变形加载装置实现对细胞的牵张应力加载。但这些装置都不同程度的存在设备复杂、体积庞大、操作较烦琐或者成本较高等不足；而且更为重要的是对活体细胞给予应力加载时，除了考虑力学本身的因素外，细胞生长的环境必须和普通细胞生长的环境一致，这样才能较好的模拟在体环境，保持细胞良好的生长状态，从而保障研究结果的科学性。而上述装置在进行应力加载时均需要将基底从培养环境中取出，实现基底变形加载。这样一来，非常容易造成培养细胞的二次污染以及对细胞的适时观察困难，更为重要的是使细胞频繁或者是长时间离开模拟的在体环境，将会对细胞的生长与代谢产生影响，甚至导致细胞死亡，从而影响实验研究的准确性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术对培养细胞进行牵张刺激的装置容易造成培养细胞二次污染、细胞额外损伤以及观察困难等缺陷，提出一种可以用于常规培养箱内实现持续牵张应力加载细胞实验的细胞培养装置，该装置结构简单，成本低廉，并且可以不用将细胞基底取出培养环境而实现持续牵张应力加载。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：设计一种持续牵张应力细胞培养装置。该培养装置包括：细胞培养单元1、加压单元2和培养装置上盖3。采用弹性硅胶基底膜制作细胞培养单元1的细胞培养基底4，在细胞培养单元1底部加工有内螺纹；加压单元2顶部加工有与细胞培养单元1内螺纹实现配合的外螺纹，在加压单元2底部分别设置有注水加压孔5、顶部有排气测压孔6，细胞培养单元1和加压单元2通过螺纹连接为一体，培养装置上盖覆盖在细胞培养单元1的上口，培养细胞7种植在有弹性的细胞培养基底4进行培养。根据离体细胞应力培养实验的特点，本装置采用细胞基底变形加载应力的方式实现对培养细胞的持续牵张应力培养，细胞应力培养装置通过螺纹连接将加压单元2和细胞培养单元1连接为一体，通过无菌注射器向持续牵张应力细胞培养装置的加压单元底部的注水加压孔中注入生理盐水；打开加压单元顶部的排气测压孔，将加压单元内的空气排空，充满生理盐水；继续通过注水加压孔注入确定体积的生理盐水，细胞培养基底在加压单元内生理盐水作用下产生牵张形变，对种植在其上的培养细胞施加持续的牵张应力。

针对现有细胞牵张应力加载装置进行应力加载时需要将基底从培养环境中取出，进行基底变形加载过程中容易造成培养细胞二次污染以及影响细胞活性的缺点，本实用新型设计一种细胞培养单元和加压单元一体化的细胞牵张应力培养装置，实现了细胞培养过程中持续牵张应力施加，并且细胞在应力施加的过程中不离开培养环境而有效避免了二次污染和应力实施过程中由于细胞离开培养环境对细胞产生额外损伤的缺点。

附图说明

图1持续牵张应力培养装置主剖视图

图2持续牵张应力培养方法示意图

具体实施方法

本实用新型设计了一种用于实现对培养细胞进行持续牵张应力实验的细胞培养装置，采用该装置实现细胞牵张应力培养。该装置中细胞培养单元和加压单元一体化设计，通过向加压单元注入确定体积的蒸馏水或生理盐水，使细胞培养基底产生相应的牵张形变，从而对培养细胞施加相应的牵张应力，实现细胞培养过程中不离开培养环境的持续牵张应力培养，有效避免了细胞造成二次污染和额外损伤的缺点。

下面结合附图和具体实例对本实用新型持续牵张应力细胞培养装置的构造进行详细的说明。