[发明专利]一种同步光照的三维细胞力学加载装置

权利要求书

1.一种同步光照的三维细胞力学加载装置，包括相互电性连接的拉伸单元、控制单元和细胞加载单元，其特征在于：所述控制单元包括用于提供动力的步进电机，所述步进电机电性连接有中央处理器；所述步进电机连接有滚珠丝杠副，所述滚珠丝杠副包括滚珠丝杠和套设在滚珠丝杠上的螺母；所述细胞加载单元包括拉伸平台；所述拉伸平台包括移动端和固定端，所述拉伸平台上设有细胞培养腔固定架，所述移动端固定在所述螺母上；所述细胞培养腔固定架包括位于所述移动端的移动端金属立柱和位于所述固定端的固定端金属立柱，以及固定在所述移动端金属立柱和所述固定端金属立柱之间的拉伸腔室；

所述移动端设有光电传感器，所述光电传感器与所述中央处理器电性连接，所述光电传感器采集所述移动端的移动数据发送给所述中央处理器；

还包括设置在所述细胞培养腔固定架上方的固定光源阵列，所述光源阵列垂直于所述细胞培养腔固定架设置。

2.根据权利要求1所述的一种同步光照的三维细胞力学加载装置，其特征在于：所述光电传感器为凹槽型微光电传感器，所述凹槽型微光电传感器的两个侧壁分别设有红外线发送器和红外线接收器，所述移动端固定连接有触发杆，触发杆的另一端位于红外线发送器和红外线接收器之间；所述凹槽型微光电传感器采集的移动数据为所述触发杆的位置信息；所述中央处理器根据所述位置信息判断所述移动端的移动方向和移动距离，然后根据所述移动方向和移动距离监测细胞受刺激状态。

3.根据权利要求1所述的一种同步光照的三维细胞力学加载装置，其特征在于：所述控制单元还包括设置在所述步进电机和所述联轴器之间的变速多轴输出齿轮组，所述控制单元通过所述变速多轴输出齿轮组连接有多个细胞加载单元；所述变速多轴输出齿轮组包括主动齿轮、情轮、从动齿轮和从动轴，所述主动齿轮套设在步进电机的输出轴上，所述主动齿轮与所述情轮啮合，所述情轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮套设在从动轴上，所述从动轴和所述输出轴均通过所述联轴器与所述细胞加载单元的滚珠丝杠连接。

4.根据权利要求1所述的一种同步光照的三维细胞力学加载装置，其特征在于：所述光源阵列呈正六边形分布，正六边形的三条对角线分别对应蓝、绿、红三色LED，每条对角线上为同一发射波长的单色LED光源，正六边形的中心点处为近红外激光二极管或近紫外激光二极管。

5.根据权利要求1所述的一种同步光照的三维细胞力学加载装置，其特征在于：所述蓝光LED的发射波长为460nm，所述绿光LED的发送波长为590nm；近紫外光的发射波长为780nm，近红外光的发射波长为365nm。

6.根据权利要求1所述的一种同步光照的三维细胞力学加载装置，其特征在于：所述中央处理器电性连接有恒流驱动器，所述恒流驱动器电性连接光源阵列，所述中央处理器通过PWM调光器改变高低电平占空比控制光源输出功率；所述蓝光LED、绿光LED、红光LED、近紫外光和近紫外光的功率密度在10～90mW/cm²之间进行调整。

7.根据权利要求1所述的一种同步光照的三维细胞力学加载装置，其特征在于：所述中央处理器还用于预设控制参数，所述预设控制参数包括光源阵列的光照参数和拉伸平台的拉伸参数；所述光照参数包括照射时间和功率密度，所述拉伸参数包括拉伸比、拉伸频率和拉伸时间；所述中央处理器还用于根据监测细胞受刺激状态和预设控制参数修正装置的系统误差。