[发明专利]加载装置及生物组织培养设备

说明书

本发明提供了一种加载装置及生物组织培养设备，涉及生物组织培养设备技术领域。加载装置包括旋转单元、压缩单元和固定架；旋转单元包括旋转机构和仿生股骨，旋转机构安装于固定架的容纳腔室的顶壁，与仿生股骨传动连接，驱动仿生股骨转动；压缩单元包括压缩机构和仿生胫骨，压缩机构安装于容纳腔室的底壁，与仿生胫骨传动连接，驱动仿生胫骨升降；仿生股骨与仿生胫骨之间设有用于放置组织工程化半月板的关节间隙。该加载装置解决了组织工程化半月板与天然半月板差异大的问题，设计了可施加多模态力学刺激的半月板体外培养系统，可从仿生角度模拟人膝关节在行走时受力，通过仿生力学刺激干细胞分化，获得力学和生物性能优越的组织工程半月板。

技术领域

本发明涉及生物组织培养设备技术领域，尤其是涉及一种加载装置及生物组织培养设备。

背景技术

半月板是人类膝关节的重要结构，对于膝关节的正常运动功能必不可少。板月半解剖结构呈C字形半月状，因此膝盖的弯曲和压缩会使半月板将轴向载荷转化为向四周的环向应力，包括拉伸、压缩和剪切应力。半月板撕裂后难以自愈，无论是撕裂、磨损碎裂、手术部分切除或手术全切除都会导致膝关节载荷异常，胫骨和股骨间接触应力增大，增加膝关节骨关节炎发生的风险；并且经过手术后再生的半月板不具有正常的半月板功能，将会加重关节软骨退变。

现有技术中，组织工程技术的进展为半月板修复和替代提供了一种新的治疗模式；组织工程化半月板具有无抗原性，来源不受限制，可按预先设计塑型和具有生命力等优点；但是现有的对组织工程化半月板与天然半月板仍存在很大差异，无法充分保护关节软骨；此外，现有技术对组织工程半月板施加力学刺激的方式较为单一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加载装置及生物组织培养设备，可从仿生角度最大程度模拟人膝关节行走时受力，以利用仿生力学刺激干细胞在组织工程半月板中成软骨分化。本发明可缓解现有技术中存在的组织工程化半月板与天然半月板差异大的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

第一方面，本发明提供的加载装置包括旋转单元、压缩单元和固定架；

所述固定架设有容纳腔室；

所述旋转单元包括旋转机构和仿生股骨，所述旋转机构安装于所述容纳腔室的顶壁，且与所述仿生股骨传动连接，以驱动所述仿生股骨转动；

所述压缩单元包括压缩机构和仿生胫骨，所述压缩机构安装于所述容纳腔室的底壁，且与所述仿生胫骨传动连接，以驱动所述仿生胫骨升降；

所述仿生股骨与所述仿生胫骨之间设有关节间隙，该关节间隙用于放置组织工程化半月板。

更进一步地，所述旋转机构包括固定组件、第一驱动件、传动组件和安装轴；

所述固定组件安装于所述容纳腔室的顶壁，所述第一驱动件和所述安装轴安装于所述固定组件，所述第一驱动件与所述安装轴通过所述传动组件连接；

所述安装轴沿水平方向设置，所述仿生股骨安装于所述安装轴。

更进一步地，所述固定组件包括固定板和两个支撑板；

所述固定板的上侧安装于所述容纳腔室的顶壁，两个所述支撑板安装于所述固定板的下侧，且沿水平方向间隔设置；

所述安装轴的两端分别与两个所述支撑板转动连接。

更进一步地，所述固定组件还包括第一转动盘和第二转动盘；

所述第一转动盘与所述支撑板连接，且设有通孔；

所述第二转动盘安装于所述通孔内，与所述通孔转动配合，转动轴线与所述安装轴的轴线共线，且所述第二转动盘与所述安装轴连接。

更进一步地，所述传动组件包括同步带；