一种模拟膀胱组织的多模化仿生应力加载培养装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物实验设备技术领域，具体涉及一种模拟膀胱组织的多模化仿生应力加载培养装置。


背景技术：

2.不同种类的应力施加可产生不同的生物学效应。在对膀胱平滑肌细胞的研究发现，牵张应力能促进膀胱细胞收缩，而静水压能促进膀胱平滑肌细胞生长增殖；在对尿路上皮细胞的研究发现，牵张应力能促进尿路上皮细胞增殖，而静水压能促进尿路上皮细胞终末分化。很明显单独地运用牵张应力或静水压施加培养系统将无法达到既能促进膀胱细胞生长又能促进或维持膀胱细胞分化及功能成熟的目的，急需构建一套能同时或交替产生静水压、流体剪切力及牵张力的施加培养系统。构建组织工程膀胱的多模化仿生应力加载培养系统将是未来力学刺激生物反应器的研究方向。运用不同种类应力产生物效应的差异特点来到达即能促进细胞快速扩增又能促进细胞功能分化成熟的目的，最终将有助于构建有功能活性的组织工程器官。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在提供一种模拟膀胱组织的多模化仿生应力加载培养装置，可解决现有生物反应器不能完全模拟膀胱体内受到的应力环境及加载应力单一的缺陷，可同时或单独或续贯或交替加载压力、剪切力及牵张力的生物反应器，能更好的模拟体内膀胱所处的应力环境。
4.为达到上述目的，本实用新型提供的上述一种模拟膀胱组织的多模化仿生应力加载培养装置，包括细胞培养室a、仿生膜、细胞培养室b、控制终端、流速变动装置、压力加减装置、储液器，所述细胞培养室a与细胞培养室b连接为一体，细胞培养室a与细胞培养室b的连接处为仿生膜，所述细胞培养室a的侧面设置有进液接口，细胞培养室a上与进液接口相对的一侧设置有出液接口，流速变动装置的出液口与进液接口通过连接管a连通，流速变动装置的进液口与储液器通过连接管b连通，出液接口与储液器通过回液管连通，细胞培养室a上设置有压力传感器，压力传感器与细胞培养室a的内壁连通，细胞培养室b与压力加减装置连接，压力传感器、流速变动装置、压力加减装置均与控制终端电连接。
5.优选的，所述压力加减装置包括变压组件、连接组件、动力组件，所述细胞培养室b上设置有变压接口，变压组件与细胞培养室b通过变压接口连通，变压组件与动力组件通过连接组件连接，动力组件与控制终端电连接。
6.进一步地，所述变压组件为活塞结构，连接组件为变压组件的活塞杆，动力组件为伺服电机，活塞出口与变压接口连通，活塞杆与伺服电机的转动轴连接，伺服电机与控制终端电连接。
7.优选的，所述出液接口处设置有电磁阀，电磁阀与控制终端电连接。
8.优选的，所述仿生膜为弹性膜。
9.优选的，所述细胞培养室a、细胞培养室b均为透明材料。
10.优选的，所述流速变动装置为蠕动泵。
11.优选的，所述储液器为储液罐体，储液罐体上开设有出液口、进液口、气体交换口，连接管b的一端与储液罐体上的出液口连通，连接管b的另一端与流速变动装置的进液口连通，排液管的一端与储液罐体上的进液口连通，排液管的另一端与出液接口连通。
12.优选的，所述连接管a、连接管b、回液管均为软管。
13.优选的，所述压力传感器、流速变动装置、压力加减装置均与控制终端无线连接。
14.相比现有的技术，本实用新型具有以下技术效果：
15.1、本实用新型可解决现有生物反应器不能完全模拟膀胱体内受到的应力环境及加载应力单一的缺陷；
16.2、本实用新型可同时或单独或续贯或交替加载压力、剪切力及牵张力的生物反应器，能更好的模拟体内膀胱所处的应力环境。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为实施例的结构示意图；
19.图标：1—细胞培养室a、101
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进液接口、102
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出液接口、103
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电磁阀、2—仿生膜、3—细胞培养室b、301
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加减压接口、4
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控制终端、5
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压力传感器、6
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流速变动装置、7
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连接管a、8
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连接管b、9
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回液管、10
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变压组件、11
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连接组件、12
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动力组件、13
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储液器、1301
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气体交换口。
具体实施方式
20.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
21.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
23.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
24.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域
技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
26.一种模拟膀胱组织的多模化仿生应力加载培养装置，包括细胞培养室a1、仿生膜2、细胞培养室b3、控制终端4、流速变动装置6、压力加减装置、储液器13，所述细胞培养室a1与细胞培养室b3连接为一体，细胞培养室a1与细胞培养室b3的连接处为仿生膜2，所述细胞培养室a1的侧面设置有进液接口101，细胞培养室a1上与进液接口101相对的一侧设置有出液接口102，流速变动装置6的出液口与进液接口101通过连接管a7连通，流速变动装置6的进液口与储液器13通过连接管b8连通，出液接口102与储液器13通过回液管9连通，细胞培养室a1上设置有压力传感器5，压力传感器5与细胞培养室a1的内壁连通，细胞培养室b3与压力加减装置连接，压力传感器5、流速变动装置6、压力加减装置均与控制终端4电连接。
27.压力加减装置包括变压组件10、连接组件11、动力组件12，所述细胞培养室b3上设置有变压接口301，变压组件10与细胞培养室b3通过变压接口301连通，变压组件10与动力组件12通过连接组件11连接，动力组件12与控制终端4电连接。
28.变压组件10为活塞结构，连接组件11为变压组件10的活塞杆，动力组件12为伺服电机，活塞出口与变压接口301连通，活塞杆与伺服电机的转动轴连接，伺服电机与控制终端4电连接。
29.出液接口102处设置有电磁阀103，电磁阀103与控制终端4电连接。
30.仿生膜2为弹性膜。
31.细胞培养室a1、细胞培养室b3均为透明材料。
32.流速变动装置6为蠕动泵。
33.储液器13为储液罐体，储液罐体上开设有出液口、进液口、气体交换口1301，连接管b8的一端与储液罐体上的出液口连通，连接管b8的另一端与流速变动装置6的进液口连通，排液管9的一端与储液罐体上的进液口连通，排液管9的另一端与出液接口102连通，气体交换口1301用于储液器13内气体进行交换，保证培养液内的氧浓度及ph值。
34.连接管a7、连接管b8、回液管9均为软管。
35.压力传感器5、流速变动装置6、压力加减装置均与控制终端4无线连接。
36.工作原理：
37.使用时先分别向细胞培养室a1、细胞培养室b3内注满细胞培养液，通过进液接口101向细胞培养室a1内注入细胞培养液，通过细胞培养室b3的加减压接口301向细胞培养室b3内注入细胞培养液，起始时电磁阀103为关闭状态，然后安装上压力加减装置，通过控制终端4控制电磁阀103开闭程度，启动流速变动装置6，储液器13内的细胞培养液经流速变动装置6进入细胞培养室a1内，细胞培养室a1内的细胞培养液经回液管9回流至储液器13形成循环系统，通过控制终端4控制流速变动装置6改变进入细胞培养室a1内的细胞培养液的流
速，从而使细胞培养液在流经细胞培养室a1内部时产生变化的液体剪切应力，同时细胞培养液进入细胞培养室a1时的流速大于流出时的流速，培养室a1内部压力逐渐升高，模拟膀胱内压逐渐升高的过程，通过压力传感器5反馈细胞培养室a1内的压力值至控制终端4，然后根据实验需要来控制流速变动装置6调节细胞培养液的流速，达到控制培养室a1内的压力，即通过压力反馈来控制进出培养室a1的流体速度，达到模拟膀胱从空虚到充盈再到空虚所受到的压力、剪切力的变化过程，同时压力作用于仿生膜2，使仿生膜2发生形变，产生牵张力，但与膀胱体内相比，这一过程产生牵张力不足，因此通过变压组件10、连接组件11、动力组件12组成的压力加减装置可以调节细胞培养室b3内的压力大小，使仿生膜2产生形变，进一步增加仿生膜2产生的牵张力。整个过程可模拟膀胱组织受到不同的流体压力、剪切应力、牵张力时的情况，解决现有生物反应器不能完全模拟膀胱体内受到的应力环境及加载应力单一的缺陷，可同时或单独或续贯或交替加载压力、剪切力及牵张力的生物反应器，能更好的模拟体内膀胱所处的应力环境。
38.当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。