本實(shí)用新型涉及生物實(shí)驗(yàn)型技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是一種可調(diào)式神經(jīng)細(xì)胞電刺激器。

背景技術(shù)：

神經(jīng)系統(tǒng)在人體的生理過(guò)程當(dāng)中扮演著十分重要的角色。一旦神經(jīng)系統(tǒng)遭到破壞，就會(huì)引起身體的其他部位出現(xiàn)故障。若要對(duì)其進(jìn)行修復(fù)卻是很困難的。所以尋找一種可以誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞再生的方法是治療這類(lèi)疾病的首要目標(biāo)。

近年來(lái)，脊髓電刺激治療脊髓損傷后功能恢復(fù)的研究是脊髓損傷研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。電刺激常用方法有脈沖信號(hào)，直流電場(chǎng)，外置電場(chǎng)等。研究表明，電場(chǎng)不僅能減輕脊髓繼發(fā)性損傷，而且能促進(jìn)脊髓軸突向外生長(zhǎng)，從而有效地促進(jìn)脊髓神經(jīng)功能恢復(fù)。

目前對(duì)脊髓損傷電場(chǎng)治療主要有以下特點(diǎn)：1.電場(chǎng)方式多采用持續(xù)直流電場(chǎng)。2.只有負(fù)極在傷點(diǎn)以遠(yuǎn)才能促進(jìn)運(yùn)動(dòng)纖維再生。3.電場(chǎng)對(duì)體內(nèi)神經(jīng)元和軸突作用與電場(chǎng)對(duì)體外培養(yǎng)的神經(jīng)元和軸突作用機(jī)制基本相同。4.脊髓損傷后血管缺損，缺乏有效營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸是影響軸突再生的關(guān)鍵之一。通過(guò)電場(chǎng)誘導(dǎo)新生血管形成，可能對(duì)脊髓損傷后結(jié)構(gòu)和功能修復(fù)有重要價(jià)值。

神經(jīng)細(xì)胞具有良好的電學(xué)性質(zhì)，其生長(zhǎng)和分化離不開(kāi)電磁場(chǎng)的作用。研究表明，恒定電場(chǎng)能調(diào)節(jié)周?chē)椭袠猩窠?jīng)元的發(fā)育，在30～100mV/mm的梯度時(shí)即有上述作用，在70mV/mm及以上時(shí)，陰極側(cè)軸突生長(zhǎng)迅速，而陽(yáng)極側(cè)受到抑制。

因此，有必要設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)出一種可用于研究直流電場(chǎng)對(duì)體外培養(yǎng)的神經(jīng)元的電刺激作用的神經(jīng)細(xì)胞電刺激器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種可調(diào)式神經(jīng)細(xì)胞電刺激器，通過(guò)向兩T形電極供電，使兩T形電極之間形成均勻電場(chǎng)，對(duì)神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行電刺激。

一種可調(diào)式神經(jīng)細(xì)胞電刺激器，其關(guān)鍵在于，包括依次串聯(lián)形成閉合回路的直流電源、開(kāi)關(guān)、定值電阻和變阻箱，所述變阻箱正極端和負(fù)極端分別經(jīng)電線連接有正T形電極和負(fù)T形電極，所述正T形電極和負(fù)T形電極的豎向部分連接電線，當(dāng)所述正T形電極和負(fù)T形電極的橫向部分相對(duì)時(shí)，形成神經(jīng)細(xì)胞刺激電場(chǎng)。

通過(guò)上述設(shè)計(jì)，先將兩個(gè)電極正對(duì)置于神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)皿中，并調(diào)整電極間距使其變?yōu)樗栝g距值，再由此計(jì)算出所需電極間的電壓值。閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)變阻箱阻值使電壓表值等于所算的電壓值，最后將兩個(gè)電極通過(guò)電極接口接入電路中。按照上述原理，重復(fù)調(diào)節(jié)兩個(gè)電極正對(duì)距離，從而得到一系列所需電壓值。根據(jù)所需電壓值，來(lái)調(diào)節(jié)電路，對(duì)神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行刺激，來(lái)觀察神經(jīng)細(xì)胞的情況。有效地提高對(duì)神經(jīng)細(xì)胞刺激性研究的可靠性。

進(jìn)一步的技術(shù)方案，為了提高該T形電極的導(dǎo)電性，所述正T形電極和負(fù)T形電極為銀絲電極。

再進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述正T形電極和負(fù)T形電極的橫向部分、靠近所述該橫向部分的豎向部分端的表面上覆蓋有AgCl薄層。

采用上述方案，表面覆蓋AgCl薄膜，其對(duì)細(xì)胞生存無(wú)明顯影響，且制作方便，價(jià)格低廉。在制作過(guò)程，需要先采用去離子水沖洗，再將T形電極放入次 氯酸鈉溶液中浸泡24小時(shí)，其中，將T型電極的橫向部分和靠近該橫向部分的豎向部分置于次氯酸鈉溶液內(nèi)，浸泡后，采用去離子水沖洗至少5次，再進(jìn)行紫外線照射處理。

再進(jìn)一步的技術(shù)方案，為了使T形電極和培養(yǎng)皿配套形成配套裝置，所述正T形電極和負(fù)T形電極的橫向部分的為4-6mm長(zhǎng)的銀絲。

再進(jìn)一步的技術(shù)方案，為了使電刺激過(guò)程電壓穩(wěn)定，提高檢測(cè)效果，在所述直流電源、開(kāi)關(guān)、定值電阻和變阻箱串聯(lián)成的串聯(lián)回路中串聯(lián)有穩(wěn)壓電感。

再進(jìn)一步的技術(shù)方案，為了實(shí)時(shí)記錄電刺激檢測(cè)過(guò)程中的電壓電流值，便于對(duì)神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行健康分析，在所述變阻箱的兩端并聯(lián)有電壓表，在正T形電極或負(fù)T形電極的電線上串聯(lián)有電流表。本實(shí)用新型的有益效果：該電刺激器可對(duì)神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行電刺激，通過(guò)采用不同的電壓值、電流值以及不同的檢測(cè)時(shí)間，來(lái)觀察對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的檢測(cè)效果。該電刺激器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，成本低，檢測(cè)過(guò)程中T形電極本身對(duì)神經(jīng)細(xì)胞無(wú)影響，檢測(cè)使用方便，電壓穩(wěn)定可靠；可以靈活調(diào)節(jié)電路的電壓值且響應(yīng)速度快。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的T形電極結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的T形電極用于神經(jīng)細(xì)胞電刺激時(shí)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式以及工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

從圖1、圖2和圖3可以看出，一種可調(diào)式神經(jīng)細(xì)胞電刺激器，包括依次串 聯(lián)形成閉合回路的直流電源1、開(kāi)關(guān)、定值電阻2和變阻箱3，變阻箱3正極端和負(fù)極端分別經(jīng)電線連接有正T形電極4和負(fù)T形電極，所述正T形電極4和負(fù)T形電極的豎向部分連接電線，當(dāng)正T形電極4和負(fù)T形電極的橫向部分相對(duì)時(shí)，形成神經(jīng)細(xì)胞刺激電場(chǎng)。

在本實(shí)施例中，在直流電源1、開(kāi)關(guān)、定值電阻2和變阻箱3串聯(lián)成的串聯(lián)回路中串聯(lián)有穩(wěn)壓電感5，該穩(wěn)壓電感5串聯(lián)在開(kāi)關(guān)和定值電阻2之間。

在本實(shí)施例中，在所述變阻箱的兩端并聯(lián)有電壓表7，在正T形電極4的供電線路上串聯(lián)有電流表6。

在本實(shí)施例中，直流電源1為直流穩(wěn)壓電源，電壓輸出范圍為0～5V；定值電阻2的阻值為40～50歐姆；穩(wěn)壓電感5的電感系數(shù)為10MH。電流表6為直流電流表，量程為10mA，分度值為0.5mA。電壓表7為直流電壓表，量程為5V，分度值為0.2V。變阻箱3的阻值范圍0～999歐姆。

優(yōu)選地，正T形電極4和負(fù)T形電極為銀絲電極。正T形電極4和負(fù)T形電極為銀絲電極的橫向部分為5mm長(zhǎng)的銀絲。

在本實(shí)施例中，正T形電極4和負(fù)T形電極為銀絲電極的橫向部分、靠近正T形電極和負(fù)T形電極為銀絲電極的橫向部分的豎向部分端的表面上覆蓋有AgCl薄層。

電刺激時(shí)，兩T形電極電極間距小于10mm時(shí)，兩T形電極兩端電壓范圍可保持在0～1V的范圍內(nèi)，且兩T形電極間電壓可實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，電壓最小調(diào)節(jié)精度小于0.01V。電路中的電流值i<<1mA。

T形電極的制作時(shí)，取一定長(zhǎng)度的細(xì)銀絲，先將其拉直，并利用電焊工具將其焊接為倒T字型。再用剪刀將其橫向長(zhǎng)度剪為5mm。利用相同方法，制作另 一個(gè)與其相同的T形電極。用去離子水將其沖洗干凈，再將兩電極放入次氯酸鈉溶液中浸泡24小時(shí)，其中，將T型電極的橫向部分和靠近該橫向部分的豎向部分置于次氯酸鈉溶液內(nèi)，浸泡完成后，將銀絲取出，用去離子水沖洗5～6次，再進(jìn)行紫外線照射處理。

電刺激操作過(guò)程為：

按上述電路結(jié)構(gòu)連接好電路：將直流電源1、開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓電感5、定值電阻2和變阻箱3依次串聯(lián)形成閉合回路，兩T形電極分別經(jīng)供電線路連接在變阻箱3正極端和負(fù)極端，在變阻箱3正極端給T形電極的供電線路上串聯(lián)電流表6，在變阻箱的兩端并聯(lián)有電壓表7。

將兩T形電極正對(duì)置于培養(yǎng)皿中，測(cè)量出兩T形電極的正對(duì)距離，就此距離計(jì)算出神經(jīng)細(xì)胞電刺激所需的電壓值；根據(jù)該電壓值，來(lái)調(diào)節(jié)電路，使兩T形電極之間的電壓值為該所需電壓值一致。

電路通電前檢查電路是否連接正確。并確定兩T形電極之間的距離為之前確定的距離值。再將電極接口兩端斷開(kāi)，合閉開(kāi)關(guān)并調(diào)節(jié)變阻箱3阻值，使得電壓表讀數(shù)為所要的電壓值，最后將兩個(gè)電極通過(guò)電極接口接入電路中，開(kāi)始細(xì)胞電刺激測(cè)試。測(cè)試結(jié)束后，斷開(kāi)電路開(kāi)關(guān)，記錄下該測(cè)試數(shù)據(jù)。同時(shí)記下細(xì)胞電刺激開(kāi)始時(shí)間，以便對(duì)細(xì)胞電刺激結(jié)果進(jìn)行有效分析。