[实用新型]疲劳加载实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种材料力学的实验装置，具体地讲，是用于生物材料实验的一种疲劳加载实验装置。

背景技术

随着生物学的发展，细胞微环境对生物材料生物相容性和细胞的生长的影响，越来越受到重视，特别是力学刺激对生物材料和细胞的影响研究。为此，发明了许多力学实验装置。

专利US5348879-A(1994)发明了一种可以对培养在弹性膜上的细胞施加双轴力学刺激的装置，该装置弹性膜周围被固定，弹性膜下面放置一个平台，该平台在动力驱动下向上推进使得弹性膜被拉伸。专利CN 101092595A(数控机械应变细胞加载实验机，2007)发明了一种对生长在弹性膜上的细胞施加力学刺激的装置，弹性膜下面有一个机械顶板，由机械顶板顶压弹性膜产生拉伸作用。专利US6107081-A(2000)发明了一种可以对培养在弹性膜上的细胞施加单轴力学刺激的装置，该装置中条形弹性膜两端被夹住，一端固定在固定的架子土，另一端固定在活动的架子上，活动的架子在动力驱动下沿单轴来回运动，从而沿单轴拉伸或压缩弹性膜。专利CN1932511A(正弦拉伸细胞加载装置，2007)发明了一种对生长在弹性膜上的细胞施加单轴力学刺激的装置，该装置中条形弹性膜两端被夹住，一端固定在固定的架子上，另一端固定在活动的架子上，活动的架子在动力驱动下沿单轴来回运动，从而沿单轴拉伸或压缩弹性膜。专利US6472202-B1(2002)发明了一种在培养皿底面(弹性膜)之下的密封腔内放置一平台，平台上表面与弹性膜下表面接触，这样在施加负压时平台上面的弹性膜在该平台上表面上被拉伸，改变平台上表面的形状可以对弹性膜进行等轴或单轴拉伸，变换不同形状的平台可以对同一样品施加各种等轴或单轴不同方向的力学刺激。专利CN1846606A(模拟关节腔复合机械应力细胞加载装置；2006)发明了可以对生长在弹性膜上的细胞施加多种力学刺激的装置，其弹性膜周围固定在一个机械平台上，由机械传动装置拉伸弹性膜。

这些基于弹性膜的力学加载技术的一个共同的缺点就是：力学加载装置一般都是进行单一类型的拉伸，等轴或单轴拉伸；而且，这些装置的弹性膜需要复杂的额外部件进行固定，结构复杂，制作费时。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有力学加载装置的以上不足之处，提出一种对生物材料疲劳和细胞生长影响研究的力学刺激装置。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为：一种疲劳加载实验装置，由蠕动泵、水管、三通阀A、培养及实验槽、控制和数据记录仪等组成，其特征在于：控制和数据记录仪通过控制电路线连接蠕动泵；蠕动泵的进水口与储水瓶上口相连通，其出水口通过水管与三通阀A相连通；三通阀A的一个支管与电磁阀的一个进口连通，电磁阀的另一个出口与储水瓶下口相连通；三通阀A的另一个支管与培养及实验槽内的弹性水囊的一端相连通；弹性水囊的另一端与培养及实验槽外的三通阀B相连通。

上述技术方案中，所述培养及实验槽内的弹性水囊外套有实验的生物膜材料，其用固定夹固定在弹性水囊外部；实验的生物膜材料在卷成筒状前或卷成筒状后种植有培养的细胞。

上述技术方案中，所述实验的生物膜材料外部还可以加装横向固定筒、径向限定挡板。

上述技术方案中，所述横向固定筒由光滑薄板卷成，其开口处的两边固定在两个行程马达上，行程马达可以在滑轨上移动和静止固定；开口处可以设在上、下、左、右处，滑轨对应放置；两个径向限定挡板的上、下、左、右处的任意部位固定在两个行程马达上；行程马达可以在滑轨上移动和静止固定；横向固定筒的行程马达的滑轨和两个径向限定挡板的行程马达的滑轨可以在培养及实验槽内的上、下、左、右处分别单独设置位置，也可以在培养及实验槽的一个部位，呈两根十字交叉的滑轨；行程马达通过控制电路线与控制和数据记录仪相连。

采用上述技术，通过对弹性膜水囊及横向固定筒和径向限定挡板的控制，可以得到等轴拉伸、单轴拉伸、或复杂类型的双向拉伸模式，满足生物材料体内仿真力学加载疲劳实验测试。采用上述技术，培养及实验槽内充满着培养介质，培养介质可以是组织培养液、缓冲溶液等；培养介质将实验的生物膜材料和弹性水囊，及其实验加装的横向固定筒或径向限定挡板完全浸没。

本实用新型模仿了体内真实的力学环境的复杂多样，可以实现培养细胞的同时，实现可控的单向或双向类型的力学加载实验。与现有技术相比，本实用新型具有下列有益效果：