一種血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置和培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法
【專利摘要】一種血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置和培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法，該裝置在培養(yǎng)槽兩側(cè)同軸設(shè)有連接件；連接件內(nèi)同軸裝有第一固定件，連接件外同軸固定有緊固件，緊固件內(nèi)同軸內(nèi)裝有第二固定件，第一、二固定件內(nèi)分別同軸開有第三、四通孔；第一、二固定件間設(shè)有密封圈；血管連接管穿過第四通孔、密封圈和第三通孔伸入培養(yǎng)槽內(nèi)。該裝置能提高血管與血管連接管的同軸性，且密封性好。該系統(tǒng)中緩沖瓶通過輸入、輸出管道與血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置形成回路；輸入管道上設(shè)有恒流泵和流量傳感器，輸出管道上設(shè)有壓力傳感器；氣體調(diào)節(jié)閥、恒流泵、流量傳感器和壓力傳感器分別與PC機相連。該系統(tǒng)及培養(yǎng)方法能對培養(yǎng)過程的壓力和流量精確控制，提高培養(yǎng)結(jié)果的可靠性。
【專利說明】一種血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置和培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于血管體外培養(yǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置和培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在正常生理環(huán)境中，動脈血管始終處于血壓和血流的作用下。血壓和血流所引起的機械應(yīng)力，即周向應(yīng)力和切應(yīng)力，始終作用于血管壁。當(dāng)這些機械應(yīng)力發(fā)生改變時，就會導(dǎo)致血管產(chǎn)生功能和結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性變化。在高血壓條件下血管的重塑可能就是對增加的機械應(yīng)力的一種適應(yīng)性反應(yīng)。
[0003]離體動脈血管培養(yǎng)裝置從上世紀(jì)90年代開始出現(xiàn)，1995年Nathalie Bardy等設(shè)計了一種血管體外器官培養(yǎng)模型，對兔子的胸主動脈進(jìn)行體外培養(yǎng)，動脈存活8天以上，是較為成功的體外培養(yǎng)的血管模型，但其裝置略顯簡單，只能培養(yǎng)大動物的動脈血管(BardyN, Karilon GL, Merval R, et al.Differential effects of pressure and flow on DNAsynthesis and protein synthesis and on fibronection expression by arteries ina novel organ culture system, Cire Res, 1995，77:684.)。1996 年 Robert 等人利用狗頸總動脈及人隱靜脈進(jìn)行血管體外培養(yǎng)，其研究重點在于脈動的流體壓力，且血管培養(yǎng)腔的設(shè)計存在缺陷，不能經(jīng)受較長時間的培養(yǎng)，且不能控制定常流(Robert F Labadie, etal.Pulsatile perfusion system for ex vivo investigation of biochemical pathwaysin intact vascular tissue.Am J Physiol, 1996, 270(Heart Circ Physiol39):H760.)。2001年韓海朝等設(shè)計了一套類似的血管體外培養(yǎng)系統(tǒng)，用于研究脈動性高壓力作用下體外培養(yǎng)豬頸總動脈的收縮反應(yīng)性，該系統(tǒng)也只能模擬脈動血流，而且，無法實現(xiàn)壓力和流量的計算機控制(Han HC, Ku DN.Contractile responses in arteries subjectedto hypertensive pressure in seven-day.0rgan culture, Annals of BiomedicalEngineering, 2001, 29:467.)。以上培養(yǎng)對象均為大動物的動脈血管。在小動物血管的培養(yǎng)上還存在培養(yǎng)槽和連接導(dǎo)管相互固定不好的問題，例如，培養(yǎng)槽兩端固定的連接導(dǎo)管其同軸性差(即空間上不在一條線上)，并存在安裝不簡便和漏液的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置和培養(yǎng)系統(tǒng)及培養(yǎng)方法，該培養(yǎng)裝置不僅能夠提高血管與其兩端的血管連接管的同軸性，而且密封性好；該培養(yǎng)系統(tǒng)能夠?qū)ε囵B(yǎng)過程中的壓力和流量進(jìn)行精確控制，提高培養(yǎng)結(jié)果的可靠性；該培養(yǎng)方法能夠使延長血管的實驗壽命，提高培養(yǎng)結(jié)果的可靠性。
[0005]為達(dá)到上述目 的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置，包括培養(yǎng)槽，培養(yǎng)槽上設(shè)有上蓋；培養(yǎng)槽的兩側(cè)分別設(shè)有連接件，且培養(yǎng)槽兩側(cè)的連接件同軸；在連接件的軸線上開設(shè)有第一通孔，第一通孔內(nèi)裝有第一固定件，在第一固定件的軸線上開設(shè)有第三通孔；連接件的外部同軸固定有緊固件，在緊固件的軸線上開設(shè)有第二通孔，第二通孔內(nèi)裝有第二固定件，在第二固定件的軸線上開設(shè)有第四通孔；第一固定件和第二固定件之間設(shè)有密封圈；血管連接管從緊固件的外部依次穿過第四通孔、密封圈和第三通孔并伸入培養(yǎng)槽內(nèi)；第三通孔和第四通孔的內(nèi)徑與血管連接管的外徑相匹配,密封圈的內(nèi)徑大于血管連接管的外徑。
[0007]所述的血管連接管的外徑與待培養(yǎng)血管的內(nèi)徑之比為(I~1.2):1。
[0008]所述的培養(yǎng)槽兩側(cè)的連接件之間的距離與待培養(yǎng)血管的長度之比為(2.5~
3.5):1。
[0009]所述的上蓋上設(shè)有空氣過濾器。
[0010]所述的連接件和緊固件通過螺紋連接同軸固定。
[0011]所述的連接件的外側(cè)設(shè)有外螺紋，緊固件內(nèi)設(shè)有凹槽，凹槽上設(shè)有與外螺紋匹配的內(nèi)螺紋。
[0012]所述的第一固定件和第二固定件均為T形管，T形管包括管和設(shè)置在管一端的凸臺，凸臺的外徑大于管的外徑；
[0013]所述的密封圈夾在第一固定件的凸臺和第二固定件的凸臺之間；
[0014]所述的第一通孔為階梯型通孔，第一通孔包括與凸臺外徑相匹配的第一階孔以及與管外徑相匹配的第二階孔；
[0015]所述的第二通孔與管的外徑相匹配，第二固定件的凸臺位于凹槽內(nèi)。
[0016]所述的密封圈的外徑與凸臺的外徑之比為(0.8~I):1。
[0017]所述的第一階孔的深度為兩倍的凸臺厚度與0.5~0.7倍的密封圈厚度之和。
[0018]所述的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置構(gòu)建的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)，包括緩沖瓶，緩沖瓶上設(shè)有氣體入口、培養(yǎng)液入口和培養(yǎng)液出口，氣體入口上設(shè)有氣體調(diào)節(jié)閥；培養(yǎng)液出口通過輸入管道與血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置一側(cè)的血管連接管相連，另一側(cè)的血管連接管通過輸出管道與培養(yǎng)液入口相連，構(gòu)成回路；輸入管道上設(shè)有恒流泵和流量傳感器，輸出管道上設(shè)有壓力傳感器；血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置的上方設(shè)有激光源，下方設(shè)有感光器；氣體調(diào)節(jié)閥、恒流泵、流量傳感器、壓力傳感器和激光源分別與PC機相連。
[0019]一種基于血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)方法，包括以下步驟:
[0020]I)將血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)的所有管道及組件通過無菌消毒，在超凈臺中進(jìn)行組裝連接；
[0021]2)將待培養(yǎng)血管的兩端分別套裝在培養(yǎng)槽內(nèi)的同軸的兩個血管連接管上；
[0022]3)向培養(yǎng)槽和緩沖瓶中加入培養(yǎng)液，然后在培養(yǎng)槽上蓋上上蓋，在36.5~37.5°C的溫度下進(jìn)行培養(yǎng)，向緩沖瓶內(nèi)充入混合氣體，同時用恒流泵進(jìn)行培養(yǎng)液的循環(huán)輸送；其中混合氣體由體積分?jǐn)?shù)為93~97%的空氣和體積分?jǐn)?shù)3~7%的二氧化碳混合而成；
[0023]4)在培養(yǎng)過程中，壓力傳感器和流量傳感器采集的信號輸送至PC機，由PC機調(diào)控氣體調(diào)節(jié)閥和恒流泵，從而維持系統(tǒng)處于所需的壓力和流量下；同時用激光源照射培養(yǎng)的血管，將測量的數(shù)據(jù)傳入PC機；
[0024] 5)在培養(yǎng)過程中每三天更換一次培養(yǎng)槽和緩沖瓶中的培養(yǎng)液，直至培養(yǎng)過程結(jié)束。
[0025]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0026]本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置，由于第一通孔開設(shè)在連接件的軸線上，緊固件同軸固定在連接件外部，第二通孔開設(shè)在緊固件的軸線上，所以第一通孔和第二通孔同軸；而且第一通孔內(nèi)裝有第一固定件，第二通孔內(nèi)裝有第二固定件，在第一固定件的軸線上開設(shè)有第三通孔；在第二固定件的軸線上開設(shè)有第四通孔，所以第三通孔和第四通孔同軸；第一固定件和第二固定件之間設(shè)有密封圈；血管連接管從緊固件的外部依次穿過第四通孔、密封圈和第三通孔并伸入培養(yǎng)槽內(nèi)，血管連接管被第三通孔和第四通孔限位，能夠很好的保持與第三通孔和第四通孔的同軸性，另外由于培養(yǎng)槽兩側(cè)的連接件同軸，因此培養(yǎng)槽兩側(cè)的血管連接管也能達(dá)到高度同軸性的要求，在進(jìn)行血管培養(yǎng)實驗時，血管的兩端分別套在培養(yǎng)槽內(nèi)同軸相對的兩個血管連接管的兩端，能夠滿足各種粗細(xì)的血管在培養(yǎng)過程中對同軸性的要求，提高血管的活性和實驗結(jié)果的可靠性。另外由于在第一固定件和第二固定件之間設(shè)置密封圈，在將緊固件固定在連接件上時，第二固定件會向第一固定件壓緊，從而導(dǎo)致密封圈被擠壓變形，達(dá)到良好的密封效果，能夠防止培養(yǎng)液向外泄露。本發(fā)明中連接件和緊固件的這種固定方式，既解決了血管和血管連接管的連接及固定的同軸性問題，又解決了血管連接管的密封問題。而且本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝和使用方便的優(yōu)點，能夠縮短血管掛接到血管連接管的時間，使得血管培養(yǎng)過程中培養(yǎng)液無滲漏。另外本發(fā)明中第三通孔和第四通孔的內(nèi)徑與血管連接管的外徑呈無公差配合，能夠消除血管連接管的擺動性，同時密封圈的內(nèi)徑大于血管連接管的外徑，保證密封圈在不被擠壓的情況下能夠輕松穿過血管連接管，而在被擠壓時能對血管連接管起到一定的緊固性。
[0027]進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置中，血管連接管的外徑與待培養(yǎng)血管的內(nèi)徑之比為(I~1.2):1，這樣將血管套裝在血管連接管上時，血管一方面不會脫落，另一方便也不會被撐的過大而導(dǎo)致血管損傷，從而避免影響實驗效果。當(dāng)需要進(jìn)行不同粗細(xì)的血管培養(yǎng)時，只需更換相應(yīng)外徑的血管連接管及相應(yīng)內(nèi)徑的第一固定件和第二固定件，即可在同一套裝置中完成不同內(nèi)徑的血管培養(yǎng)實驗過程。而且本發(fā)明中培養(yǎng)槽兩側(cè)的連接件之間的距離與待培養(yǎng)血管的長度之比為(2.5~3.5):1，兩個血管連接管分別從培養(yǎng)槽兩側(cè)的連接件穿入培養(yǎng)槽中，將血管固定好后調(diào)整其位置，使其位于培養(yǎng)槽的中間位置，則血管的長度與其 兩側(cè)的血管連接管伸入培養(yǎng)槽內(nèi)的部分的長度之比約為1:1:1，這樣一方面便于將血管固定在血管連接管上，另一方面血管連接管伸入培養(yǎng)槽內(nèi)的部分的擺動性很小，能夠保證良好的同軸性，而且經(jīng)試驗證實，這樣的長度條件下得到的實驗結(jié)果也更加可靠。
[0028]進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置中，連接件和緊固件通過螺紋連接，能夠通過螺紋條件緊固程度；而且第一固定件和第二固定件均為T形管，第一通孔為階梯型通孔，其尺寸與第一固定件的T形管無公差配合，第二通孔與第二固定件的管的外徑無公差配合，第二固定件的凸臺位于凹槽內(nèi)，密封圈夾在第一固定件的凸臺和第二固定件的凸臺之間，密封圈的外徑與凸臺的外徑之比為(0.8~I): 1，第一階孔的深度為兩倍的凸臺厚度與0.5~0.7倍的密封圈厚度之和，這樣當(dāng)?shù)谝还潭腡形管裝進(jìn)連接件的第一通孔中后，在其外端再放上密封圈，由于該T形管和密封圈的厚度和小于第一階孔的深度，這樣當(dāng)?shù)诙潭腡形管裝在緊固螺母中并將緊固件旋緊在連接件上時，第二固定件的T形管的凸臺會進(jìn)入第一階孔，擠壓時密封圈向其內(nèi)外兩側(cè)發(fā)生變形，這樣即起到密封的作用又起到緊固血管連接管的作用，使得血管連接管的固定變得簡單方便，且力度恰到好處。
[0029]進(jìn)一步的，本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置中上蓋及其上的空氣過濾器還可以防塵防污染并維持培養(yǎng)過程的無菌性。
[0030]本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)，通過緩沖瓶、輸入管道和輸出管道一起與血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置形成培養(yǎng)液的循環(huán)回路，而且通過PC機控制氣體調(diào)節(jié)閥、恒流泵、流量傳感器、壓力傳感器和激光源，使得系統(tǒng)中的壓力和流量能夠通過計算機進(jìn)行實時的精確控制，省去了人工手動調(diào)節(jié)后負(fù)荷的步驟，大大減低了培養(yǎng)過程中的人工干預(yù)負(fù)荷，提高培養(yǎng)結(jié)果的可靠性。
[0031]本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)方法，在整個培養(yǎng)過程中，壓力傳感器和流量傳感器采集的信號輸送至PC機，由PC機調(diào)控氣體調(diào)節(jié)閥和恒流泵，從而維持系統(tǒng)處于所需的壓力和流量下；同時用激光源照射培養(yǎng)的血管，將測量的數(shù)據(jù)傳入PC機；因此本發(fā)明在培養(yǎng)過程中血管的壓力和其內(nèi)部通過的培養(yǎng)液流量能夠通過PC機進(jìn)行實時的精確控制，省去了人工手動調(diào)節(jié)后負(fù)荷的步驟，大大減低了培養(yǎng)過程中的人工干預(yù)負(fù)荷，提高培養(yǎng)結(jié)果的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)爆炸圖；
[0033]圖2為本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置的連接部分的結(jié)構(gòu)爆炸圖；
[0034]圖3為本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置的連接部分的剖視爆炸圖；
[0035]圖4為本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]其中:1為培養(yǎng)槽、2為連接件、3為第一固定件、4為密封圈、5為緊固件、6為血管連接管、7為第一通孔、8為外螺紋、9為內(nèi)螺紋、10為第二通孔、11為第二固定件、12為第三通孔、13為第四通孔、14為凹槽、15為管、16為凸臺、17為第一階孔、18為第二階孔、19為上蓋、20為空氣過濾器、21為氣體調(diào)節(jié)閥、22為緩沖瓶、23為激光源、24為壓力傳感器、25為流量傳感器、26為恒流泵、27為液體入口、28為培養(yǎng)液入口、29為培養(yǎng)液出口、30為感光器、31為PC機、32為輸出管道、33為輸入管道、34為血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置、35為待培養(yǎng)血管。
【具體實施方式】
[0037]動脈血管培養(yǎng)過程中如果血管和兩端的血管連接管的同軸性差，培養(yǎng)液(灌流液)在培養(yǎng)血管中的流線形式會發(fā)生改變，這對培養(yǎng)血管會造成一定的損傷，改變血管培養(yǎng)實驗的結(jié)果。血管和其兩端的血管連接管的同軸性要求與培養(yǎng)血管的內(nèi)徑有關(guān)，內(nèi)徑越小其要求越高。大鼠動脈血管的內(nèi)徑(含Imm)比目前已有培養(yǎng)動物的動脈血管內(nèi)徑要小8~10倍以上，因此要求非常高的同軸性。而且目前血管連接管和培養(yǎng)槽的固定方式，大多數(shù)是采用在修改連接管上外套一定壁厚的橡膠管作為培養(yǎng)槽和修改連接管的固定和密封材料，橡膠材料使用過程中軟硬程度無法一致，勢必造成固定過程中同軸性差的原因，修改連接管的外徑大小不能隨意改變，無法配合不同內(nèi)徑的血管，這種方式如果用在內(nèi)徑更小的大鼠動脈血管的培養(yǎng)上效果一定很差。
[0038]因此本發(fā)明進(jìn)行了以下兩個方面的改進(jìn):①系統(tǒng)的壓力和流量實現(xiàn)計算機控制；②改進(jìn)血管兩端的血管連接管和培養(yǎng)槽的固定方式，提高同軸性和密封性，以適應(yīng)包括大鼠離體動脈血管在內(nèi)的各種內(nèi)徑的離體血管的培養(yǎng)。
[0039]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0040]參見圖1至圖3，本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置，包括培養(yǎng)槽1，培養(yǎng)槽I上設(shè)有上蓋19，上蓋19上設(shè)有空氣過濾器20。培養(yǎng)槽I的兩側(cè)分別設(shè)有連接件2，且培養(yǎng)槽I兩側(cè)的連接件2同軸；培養(yǎng)槽I兩側(cè)的連接件2之間的距離與待培養(yǎng)血管35的長度之比為(2.5~3.5):1。在連接件2的軸線上開設(shè)有第一通孔7，第一通孔7內(nèi)裝有第一固定件3，在第一固定件3的軸線上開設(shè)有第三通孔12。第一固定件3為T形管，T形管包括管15和設(shè)置在管15 —端的凸臺16，凸臺16的外徑大于管15的外徑；第一通孔7為階梯型通孔，第一通孔7包括與凸臺16外徑相匹配的第一階孔17以及與管15外徑相匹配的第二階孔18。連接件2的外側(cè)設(shè)有外螺紋8，緊固件5內(nèi)設(shè)有凹槽14，凹槽14上設(shè)有與外螺紋8匹配的內(nèi)螺紋9，連接件2和緊固件5通過螺紋連接同軸固定。在緊固件5的軸線上開設(shè)有第二通孔10，第二通孔10內(nèi)裝有第二固定件11，在第二固定件11的軸線上開設(shè)有第四通孔13。第二固定件11為T形管，T形管包括管15和設(shè)置在管15—端的凸臺16，凸臺16的外徑大于管15的外徑；第二通孔10與管15的外徑相匹配，第二固定件11的凸臺位于凹槽14內(nèi)。第一固定件3的凸臺16和第二固定件11的凸臺16之間設(shè)有密封圈4 ;密封圈4的外徑與凸臺16的外徑之比為(0.8~I):1。第一階孔17的深度為兩倍的凸臺16厚度與0.5~0.7倍的密封圈4厚度之和。血管連接管6從緊固件5的外部依次穿過第四通孔
13、密封圈4和第三通孔12并伸入培養(yǎng)槽I內(nèi)。第三通孔12和第四通孔13的內(nèi)徑與血管連接管6的外徑相匹配，密封圈4 的內(nèi)徑大于血管連接管6的外徑。血管連接管6的外徑與待培養(yǎng)血管35的內(nèi)徑之比為(I~1.2):1。
[0041]參見圖4，本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)，包括緩沖瓶22，緩沖瓶23上設(shè)有氣體入口 27、培養(yǎng)液入口 28和培養(yǎng)液出口 29，氣體入口 27上設(shè)有氣體調(diào)節(jié)閥21 ;培養(yǎng)液出口 29通過輸入管道33與血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置34 —側(cè)的血管連接管6相連，另一側(cè)的血管連接管6通過輸出管道32與培養(yǎng)液入口 28相連，構(gòu)成回路；輸入管道33上設(shè)有恒流泵26和流量傳感器25，輸出管道32上設(shè)有壓力傳感器24 ;血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置34的上方設(shè)有激光源23，下方設(shè)有感光器30 ;氣體調(diào)節(jié)閥21、恒流泵26(BT100-1L，蘭格恒流泵有限公司，中國)、流量傳感器25、壓力傳感器24和激光源23分別與PC機31相連。輸入管道和輸出管道為不銹鋼材質(zhì)，其外徑與血管連接管的內(nèi)徑相匹配。
[0042]一種基于血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)方法，包括以下步驟:
[0043]I)將血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)的所有管道及組件通過無菌消毒，在超凈臺中進(jìn)行組裝連接；
[0044]2)將待培養(yǎng)血管的兩端分別套裝在培養(yǎng)槽內(nèi)的同軸的兩個血管連接管上；
[0045]3)向培養(yǎng)槽和緩沖瓶中加入培養(yǎng)液，然后在培養(yǎng)槽上蓋上上蓋，在36.5~37.5°C的溫度下進(jìn)行培養(yǎng)，向緩沖瓶內(nèi)充入混合氣體，同時用恒流泵進(jìn)行培養(yǎng)液的循環(huán)輸送；其中混合氣體由體積分?jǐn)?shù)為93~97%的空氣和體積分?jǐn)?shù)3~7%的二氧化碳混合而成；
[0046]4)在培養(yǎng)過程中，壓力傳感器和流量傳感器采集的信號輸送至PC機，由PC機調(diào)控氣體調(diào)節(jié)閥和恒流泵，從而維持系統(tǒng)處于所需的壓力和流量下；同時用激光源照射培養(yǎng)的血管，將測量的數(shù)據(jù)傳入PC機；
[0047]5)在培養(yǎng)過程中每三天更換一次培養(yǎng)槽和緩沖瓶中的培養(yǎng)液，直至培養(yǎng)過程結(jié)束。
[0048]本發(fā)明在使用時，將血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)的所有管道及組件通過高溫?zé)o菌消毒，在超凈臺中進(jìn)行組裝連接，然后將新鮮的頸總動脈從麻醉后的大鼠上取出，移至超凈臺，在體視鏡下進(jìn)行修整和沖洗，然后迅速將血管兩端綁扎在培養(yǎng)槽中的兩邊的血管連接管上,使整個培養(yǎng)系統(tǒng)形成一個通路,培養(yǎng)液由恒流泵驅(qū)動,此時培養(yǎng)槽和緩沖瓶中已經(jīng)分別到入25ml和75ml培養(yǎng)液[DMEM，10%小牛血清(HyClone, Logan, UT)，抗生素]。將整個血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)移置在培養(yǎng)箱中，在37°C并通以5% C02與95%空氣(體積分?jǐn)?shù))的混合氣的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)過程中，可以通過PC機設(shè)置好血管培養(yǎng)過程中各時間段的血管壓力(±2mmHg)和流量(±0.2mL)，血管內(nèi)壓力的控制通過壓力傳感器和緩沖瓶上的氣體調(diào)節(jié)閥來控制。流量檢測和控制是通過流量傳感器的檢測和恒流泵的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)的，T形管的結(jié)構(gòu)能夠用來調(diào)節(jié)培養(yǎng)液流動的脈沖幅度。培養(yǎng)槽內(nèi)血管的培養(yǎng)外液通過空氣過濾器(0.2μπι濾膜)與外界進(jìn)行氣體交換。整個實驗過程中可以根據(jù)安裝在培養(yǎng)皿上的激光測位儀(包括激光源和感光器)實時測量出血管的外徑(±3 μ m)。培養(yǎng)系統(tǒng)中血管可在不同壓力下培養(yǎng)3天(多于3天的血管培養(yǎng)在第3天需要更換灌流的內(nèi)、外培養(yǎng)液)?？梢允占z測灌流內(nèi)、外液中Ang II的濃度。培養(yǎng)血管可以通過原位固定，進(jìn)一步進(jìn)行形態(tài)學(xué)檢測。
[0049]本發(fā)明采用PC機、壓力傳感器、流量傳感器以及微型精密的恒流泵實現(xiàn)對系統(tǒng)的流量和壓力的控制。血管連接管和培養(yǎng)槽的固定方式中，針對血管連接管外徑尺寸的不同采用內(nèi)徑不同大小的T形管和血管連接管無縫隙配合，而T形管又被無縫隙配合在連接件內(nèi)，T形管外端再添加密封圈和緊固件加以適當(dāng)固定，這樣既解決了血管、血管連接管和培養(yǎng)槽的連接及固定的同軸性問題，又解決了密封問題。
[0050]本發(fā)明可以根據(jù)不同內(nèi)徑的血管進(jìn)行培養(yǎng)，解決了不同部位、不同動物動脈血管的培養(yǎng)問題，在血管的掛接和固定方式上與以往文獻(xiàn)報道的培養(yǎng)裝置所使用的方法相比較，培養(yǎng)血管具有很好的同軸性，操作更加簡便，可以節(jié)省一半的時間，大大提高了血管的活性。同時在壓力和流量的控制上由于使用了計算機控制單元，省去了過去人工手動調(diào)節(jié)后負(fù)荷的步驟，大大減低了培養(yǎng)過程中的人工干預(yù)負(fù)荷。
[0051]本發(fā)明提供的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)為全封閉系統(tǒng)，壓力的控制由進(jìn)入系統(tǒng)的混合氣體加壓和恒流泵的轉(zhuǎn)速及壓力傳感器控制，流量由恒流泵的轉(zhuǎn)速及流量傳感器控制。當(dāng)PC機檢測到系統(tǒng)的壓力值與所設(shè)置的壓力值不相符時即控制混合氣體的氣體調(diào)節(jié)閥增加進(jìn)氣或減少進(jìn)氣；當(dāng)PC機檢測到系統(tǒng)的流量值與所設(shè)置的流量值不相符時，即控制恒流泵提高轉(zhuǎn)速或減小轉(zhuǎn)速，這樣來控制系統(tǒng)的流量和壓力的穩(wěn)定，同時還可以實踐不同時間不同的壓力和流量的變化。
[0052]本發(fā)明中培養(yǎng)槽和血管連接管的連接和固定使用了 T形套管，一方面可以適應(yīng)不同的血管連接管的外徑(因為不同的動脈血管有不同的內(nèi)徑)，這樣一個培養(yǎng)槽可以做多種動脈血管的培養(yǎng)，另一個方面，T形管的使用可以使血管連接管的軸對稱性非常好，因為血管連接管的外徑和T形管的內(nèi)徑以及T形管的外徑和連接件的第一通孔的內(nèi)徑都是無公差配合，消除了血管連接管的擺動。當(dāng)作為第一固定件的T形管裝進(jìn)連接件的第一通孔中后，在其外端再放上密封圈 由于該T形管和密封圈的厚度和小于第一階孔的深度，這樣當(dāng)作為第二固定件的T形管裝在緊固螺母中并將緊固件旋緊在連接件上時，作為第二固定件的T形管的凸臺會進(jìn)入第一階孔，擠壓時密封圈向其內(nèi)外兩側(cè)發(fā)生變形，這樣即起到密封的作用又起到緊固血管連接管的作用，使得血管連接管的固定變得簡單方便，且力度恰到好處。特別是當(dāng)密封圈的外徑與凸臺外徑相同并與第一階孔無公差配合時，擠壓時密封墊圈只能夠向血管連接管的方向變形(即密封圈的圓心方向)，這樣對血管連接管的緊固作用更好。
【權(quán)利要求】
1.一種血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置，其特征在于:包括培養(yǎng)槽(1)，培養(yǎng)槽(I)上設(shè)有上蓋(19);培養(yǎng)槽⑴的兩側(cè)分別設(shè)有連接件⑵，且培養(yǎng)槽⑴兩側(cè)的連接件⑵同軸；在連接件(2)的軸線上開設(shè)有第一通孔(7)，第一通孔(7)內(nèi)裝有第一固定件(3)，在第一固定件(3)的軸線上開設(shè)有第三通孔(12);連接件(2)的外部同軸固定有緊固件(5)，在緊固件(5)的軸線上開設(shè)有第二通孔(10)，第二通孔(10)內(nèi)裝有第二固定件(11)，在第二固定件(11)的軸線上開設(shè)有第四通孔(13);第一固定件(3)和第二固定件(11)之間設(shè)有密封圈(4);血管連接管(6)從緊固件(5)的外部依次穿過第四通孔(13)、密封圈(4)和第三通孔(12)并伸入培養(yǎng)槽⑴內(nèi)；第三通孔(12)和第四通孔(13)的內(nèi)徑與血管連接管(6)的外徑相匹配，密封圈(4)的內(nèi)徑大于血管連接管(6)的外徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置，其特征在于:所述的血管連接管(6)的外徑與待培養(yǎng)血管(35)的內(nèi)徑之比為(I~1.2):1 ; 所述的培養(yǎng)槽(I)兩側(cè)的連接件(2)之間的距離與待培養(yǎng)血管(35)的長度之比為(2.5 ~3.5):1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置，其特征在于:所述的上蓋(19)上設(shè)有空氣過濾器(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置，其特征在于:所述的連接件(2)和緊固件(5)通過螺紋連接同軸固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置，其特征在于:所述的連接件(2)的外側(cè)設(shè)有外螺紋(8)，緊固件(5)內(nèi)設(shè)有凹槽(14)，凹槽(14)上設(shè)有與外螺紋⑶匹配的內(nèi)螺紋(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置，其特征在于:所述的第一固定件(3)和第二固定件(11)均為T形管，T形管包括管(15)和設(shè)置在管(15) —端的凸臺(16)，凸臺(16)的外徑大于管(15)的外徑； 所述的密封圈(4)夾在第一固定件(3)的凸臺(16)和第二固定件(11)的凸臺(16)之間； 所述的第一通孔(7)為階梯型通孔，第一通孔(7)包括與凸臺(16)外徑相匹配的第一階孔(17)以及與管(15)外徑相匹配的第二階孔(18)； 所述的第二通孔(10)與管(15)的外徑相匹配，第二固定件(11)的凸臺位于凹槽(14)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置，其特征在于:所述的密封圈(4)的外徑與凸臺(16)的外徑之比為(0.8~I):1。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置，其特征在于:所述的第一階孔(17)的深度為兩倍的凸臺(16)厚度與0.5~0.7倍的密封圈(4)厚度之和。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項所述的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置構(gòu)建的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)，其特征在于:包括緩沖瓶(22)，緩沖瓶(23)上設(shè)有氣體入口(27)、培養(yǎng)液入口(28)和培養(yǎng)液出口(29)，氣體入口(27)上設(shè)有氣體調(diào)節(jié)閥(21);培養(yǎng)液出口(29)通過輸入管道(33)與血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置(34) —側(cè)的血管連接管(6)相連，另一側(cè)的血管連接管(6)通過輸出管道(32)與培養(yǎng)液入口(28)相連，構(gòu)成回路；輸入管道(33)上設(shè)有恒流泵(26)和流量傳感器(25)，輸出管道(32)上設(shè)有壓力傳感器(24);血管體外應(yīng)力培養(yǎng)裝置(34)的上方設(shè)有激光源(23)，下方設(shè)有感光器(30);氣體調(diào)節(jié)閥(21)、恒流泵(26)、流量傳感器(25)、壓力傳感器(24)和激光源(23)分別與PC機(31)相連。
10.一種基于權(quán)利要求9所述的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)的血管體外應(yīng)力培養(yǎng)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將血管體外應(yīng)力培養(yǎng)系統(tǒng)的所有管道及組件通過無菌消毒，在超凈臺中進(jìn)行組裝連接; 2)將待培養(yǎng)血管(35)的兩端分別套裝在培養(yǎng)槽內(nèi)的同軸的兩個血管連接管(6)上； 3)向培養(yǎng)槽(I)和緩沖瓶(22)中加入培養(yǎng)液，然后在培養(yǎng)槽(I)上蓋上上蓋(19)，在.36.5~37.5°C的溫度下進(jìn)行培養(yǎng)，向緩沖瓶(22)內(nèi)充入混合氣體，同時用恒流泵(26)進(jìn)行培養(yǎng)液的循環(huán)輸送；其中混合氣體由體積分?jǐn)?shù)為93~97%的空氣和體積分?jǐn)?shù)3~7%的二氧化碳混合而成； 4)在培養(yǎng)過程中，壓力傳感器(24)和流量傳感器(25)采集的信號輸送至PC機(31)，由PC機(31)調(diào)控氣體調(diào)節(jié)閥(21)和恒流泵(26)，從而維持系統(tǒng)處于所需的壓力和流量下；同時用激光源(23)照射培養(yǎng)的血管，將測量的數(shù)據(jù)傳入PC機(31)； 5)在培養(yǎng)過程中每三天更換一次培養(yǎng)槽(I)和緩沖瓶(22)中的培養(yǎng)液，直至培養(yǎng)過程結(jié)束。
【文檔編號】C12M1/38GK103952307SQ201410178284
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】程九華, 馬進(jìn), 白云剛 申請人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)