[实用新型]一种力电耦合加载平台

说明书

本实用新型公开了一种力电耦合加载平台，涉及细胞功能调控装置技术领域，左拉伸臂和右拉伸臂均设置于底座上，左拉伸臂上固定设有左夹持装置，右拉伸臂上固定设有力传感器，力传感器上固定设有右夹持装置，左夹持装置和右夹持装置上分别固定设有左电极和右电极，左夹持装置和右夹持装置分别用于固定试样两端，驱动装置能够驱动左拉伸臂和右拉伸臂同步相向或背向移动，将底座置于显微镜上能够对试样进行实时观察，位移传感器检测形变量，力传感器检测拉力或压力，控制器采集传感器检测信号并上传至上位机，控制器接收上位机的控制命令对驱动装置进行运动控制。能够对细胞‑生物材料进行力电耦合加载，更好地对细胞‑生物材料的调控机制进行研究。

技术领域

本实用新型涉及细胞功能调控装置技术领域，特别是涉及一种力电耦合加载平台。

背景技术

近年来，具有多种功能的生物材料的发展对医学产生了重大影响，在组织愈合和工程治疗方面显示出很大的潜力。最近的研究表明，在细胞-生物材料相互作用过程中，生物材料的性质(应力/应变、刚度、几何约束、磁信号和电信号)对细胞的增殖和分化具有重要的调控作用。虽然已有实验来识别关键刺激及其在细胞调节中的作用，但由于细胞生物材料微环境的复杂性，其潜在的调控机制仍然是难以捉摸的。

在细胞和生物材料相互作用过程中，生物材料的力学和电学性质是细胞功能调节的基础。然而，以往的研究主要集中在探讨一种刺激下的细胞调节机制，而对于生物材料对细胞的力电耦合效应的研究还缺乏一个有效的研究平台。

现有装置只能对细胞-生物材料进行单一的刺激并研究，而通过近年来的实验，细胞-生物材料的性质应是与力电耦合刺激相关，单一刺激的研究无法解释细胞-生物材料的诸多变化。

现有装置主要存在以下缺点：

1.现有装置的力加载为单侧拉伸，为一端拉伸一端固定的方式，为不均匀拉伸，无法很好的对细胞的应变进行研究；

2.现有装置仅仅是对细胞-生物材料进行加载，其结构复杂，体积巨大，不能与显微镜进行配合，无法实时观测受刺激的细胞形态和性质。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种力电耦合加载平台，以解决上述现有技术存在的问题，能够对细胞-生物材料进行力电耦合加载，加载更加均匀，并能测得加载时试样的受力和应变量，而且体积小巧，可放置于显微镜下实时观测，能够更好地对细胞-生物材料的调控机制进行研究。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种力电耦合加载平台，包括底座、驱动装置、位移传感器、力传感器、左拉伸臂、右拉伸臂、上位机和控制器，

所述左拉伸臂和所述右拉伸臂均水平设置于所述底座上，所述左拉伸臂和所述右拉伸臂相对设置，所述左拉伸臂上固定设有左夹持装置，所述右拉伸臂上固定设有所述力传感器，所述力传感器上固定设有右夹持装置，所述左夹持装置和所述右夹持装置相对设置并位于所述左拉伸臂和所述右拉伸臂之间，所述左夹持装置上固定设有左电极，所述右夹持装置上固定设有右电极，所述左夹持装置用于夹持固定试样的左端，所述右夹持装置用于夹持固定试样的右端，试样两端分别与所述左电极和所述右电极接触，所述左电极和所述右电极用于与电化学工作站连接以对试样进行电刺激；

所述驱动装置固定设置在所述底座上，所述驱动装置能够驱动所述左拉伸臂和所述右拉伸臂同步相向或背向移动从而带动所述左夹持装置和所述右夹持装置对试样进行拉伸或压缩加载；

所述底座上固定设有培养腔体，所述培养腔体内用于加注培养液，试样置于培养液中，所述培养腔体的底板设置为透明，所述底座上设有一开口，所述开口位于所述培养腔体正下方，所述左夹持装置和所述右夹持装置均伸入至所述培养腔体内，将所述底座置于显微镜上能够对试样进行实时观察；