本發(fā)明涉及細胞拉伸壓縮實驗，更具體地說是一種細胞拉伸壓縮實驗裝置。

背景技術：

1、細胞力學作為當今力學領域的重要組成部分，近些年隨著社會與科技的發(fā)展，其越來越受到重視，當細胞處于不同環(huán)境中所受到各種力學因素的影響，其中所包含的拉應力、壓應力等機械力對細胞產(chǎn)生多方面的影響；

2、為此為進一步的提高對力學因素在細胞分化、凋零、病變等方面的作用，就需要更為專業(yè)的儀器來輔助研究，以至于我們將對當前普通力學儀器進行提出改進，使之能夠完全符合對細胞拉伸、壓縮力的研究，確保對細胞研究時能夠得到準確的數(shù)據(jù)效果，進而轉變?yōu)榧毎靿嚎s實驗裝置。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實現(xiàn)技術目的所采用的技術方案是：一種細胞拉伸壓縮實驗裝置，其結構包括：控制機構、銜接導管、通電軸、實驗機構，所述控制機構后端兩側與銜接導管相連接，所述通電軸設置于銜接導管的側邊并進行間距配合，所述銜接導管、通電軸通過控制機構完成與實驗機構的固定連接。

2、作為本發(fā)明的進一步改進，所述控制機構設有定位體、電源主體、人機控制端、連接板、連接端，所述定位體與電源主體下端進行固定連接，所述人機控制端與電源主體為一體化結構，所述連接板攜帶有連接端并設置于電源主體的前端部位與人機控制端處于同一平衡線上，所述電源主體通過連接板的連接端完成與銜接導管、通電軸的固定連接；所述定位體為“凹”字形狀，所述電源主體為四方形形狀，所述人機控制端表層為鋼化玻璃制品，所述連接板形狀與電源主體形狀為一致。

3、作為本發(fā)明的進一步改進，所述電源主體設有絕緣殼、裝配腔、plc控制體、水冷組件、聯(lián)通體、引導管，所述絕緣殼內(nèi)部與裝配腔為一體化結構，所述plc控制體通過裝配腔設置于絕緣殼的內(nèi)部區(qū)域，所述水冷組件安裝于plc控制體的下方區(qū)域并進行間距配合同時與絕緣殼內(nèi)部底層進行定位連接，所述聯(lián)通體設置于水冷組件的右側區(qū)域并與人機控制端進行電連接，所述引導管固定于水冷組件的左側區(qū)域并與實驗機構進行固定連接，所述plc控制體通過絕緣殼的定位可完成與人機控制端、實驗機構的電連接；所述絕緣殼為塑料材質(zhì)所制成，所述裝配腔內(nèi)部的plc控制體與水冷組件存在安全間距，所述聯(lián)通體具有通電特性，其內(nèi)部包含有金屬線絲。

4、作為本發(fā)明的進一步改進，所述控制體設有平行塊、通電片、牽制凸塊，所述平行塊中心被通電片所貫穿并進行固定連接，所述牽制凸塊固定于通電片的表層部位并將絕緣殼右側貫穿完成與人機控制端的電連接；所述平行塊為長方形形狀，所述通電片長度小于平行塊的長度并且寬度大于整體平行塊的寬度，所述牽制凸塊在通電片上共設有三塊并且之間存在組裝間距。

5、作為本發(fā)明的進一步改進，所述實驗機構設有適配端、直線電機機箱、蘑菇型伸縮頭、細胞培養(yǎng)模具、模具壓套，所述適配端與直線電機機箱側邊為一體化結構，所述直線電機機箱上端與蘑菇型伸縮頭相連接，所述細胞培養(yǎng)模具設置于蘑菇型伸縮頭的上端區(qū)域，所述模具壓套覆蓋于細胞培養(yǎng)模具的頂部區(qū)域，所述細胞培養(yǎng)模具通過蘑菇型伸縮頭、直線電機機箱定位于控制機構的側邊上方；所述直線電機機箱內(nèi)部包含有六臺直線電機，所述蘑菇型伸縮頭以垂直方位進行布置并且自身同樣設有六組，所述細胞培養(yǎng)模具為長方體形態(tài)其以平行方位設置于蘑菇型伸縮頭的頂部，所述模具壓套為實心形態(tài)并且形狀與細胞培養(yǎng)模具頂部形狀為一致。

6、作為本發(fā)明的進一步改進，所述細胞培養(yǎng)模具設有穿透壁、平行板、卡塊、承載套、細胞薄膜，所述穿透壁與平行板下端為一體化結構，所述平行板上端與卡塊相互堆疊，所述承載套落入于卡塊的表層區(qū)域并與穿透壁相聯(lián)通，所述細胞薄膜與承載套相互適配，所述承載套通過卡塊、平行板設置于蘑菇型伸縮頭的上方并處于同一垂直中心線上；所述穿透壁包含有六處圓形通槽，所述平行板上端的卡塊表層為精拋光形態(tài)并且上端攜帶有六組圓形承載套。

7、作為本發(fā)明的進一步改進，所述承載套設有套體、貼合層、垂直塊、限位環(huán)，所述套體與貼合層為一體化結構，所述垂直塊通過貼合層設置于套體表層邊緣，所述限位環(huán)固定于套體的圓心區(qū)域并與垂直塊進行間距配合，所述套體通過貼合層上的垂直塊固定于卡塊的表層區(qū)域并且下方與蘑菇型伸縮頭處于同一垂直線上；所述套體的貼合層為拋平形態(tài)，所述貼合層表層邊緣攜帶有四塊實心垂直塊，所述限位環(huán)直徑小于套體的直徑。

8、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

9、1.該系統(tǒng)對二維、三維細胞和組織各種培養(yǎng)物提供軸向和圓周應力加載；不但具有雙軸向拉伸力加載，還具備單軸向加力功能。

10、2.plc控制的應力加載系統(tǒng)，為體外培育的細胞提供較精確的、可控制的、可重復的、靜態(tài)的或者周期性的應力變化。

11、3.使用直線電機，抻拉培養(yǎng)板底部的彈性硅膠模，細胞培養(yǎng)板底部z高伸展度可達到20%。

12、4.基于柔性膜基底變形、受力均勻。

13、5.可實時觀察細胞、組織在應力作用下的反應。

14、6.通過設置擠壓頭初始位置，可以兼?zhèn)涠嗤ǖ兰毎麎嚎s、拉伸加載功能。

15、7.該儀器多達6通道，可6個不同程序同時運行，進行多個不同拉伸形變率對比實驗。

16、8.同一程序中可以運行多種頻率，多種振幅和多種波形。

17、9.加載模擬波形種類豐富：靜態(tài)波形、正旋波形、心動波形、三角波形、矩形以及各種特制波形。

18、?10.plc控制系統(tǒng)對牽張拉伸力加載周期、大小、頻率、持續(xù)時間較精確智能調(diào)控。

19、11.伸展度范圍廣：0-20%。

20、12.牽拉頻率范圍廣：0.1-2hz（要求0.5hz）。

21、13.電機溫度可控：37±0.5℃?通過水冷裝置對電機進行冷卻，避免因電機溫度過高使細胞培養(yǎng)環(huán)境發(fā)生變化。

技術特征：

1.一種細胞拉伸壓縮實驗裝置，其結構包括：控制機構（1）、銜接導管（2）、通電軸（3）、實驗機構（4），其特征在于：所述控制機構（1）后端兩側與銜接導管（2）相連接，所述通電軸（3）設置于銜接導管（2）的側邊并進行間距配合，所述銜接導管（2）、通電軸（3）通過控制機構（1）完成與實驗機構（4）的固定連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種細胞拉伸壓縮實驗裝置，其特征在于：所述控制機構（1）設有定位體（11）、電源主體（12）、人機控制端（13）、連接板（14）、連接端（15），所述定位體（11）與電源主體（12）下端進行固定連接，所述人機控制端（13）與電源主體（12）為一體化結構，所述連接板（14）攜帶有連接端（15）并設置于電源主體（12）的前端部位與人機控制端（13）處于同一平衡線上，所述電源主體（12）通過連接板（14）的連接端（15）完成與銜接導管（2）、通電軸（3）的固定連接。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種細胞拉伸壓縮實驗裝置，其特征在于：所述電源主體（12）設有絕緣殼（121）、裝配腔（122）、plc控制體（123）、水冷組件（124）、聯(lián)通體（125）、引導管（126），所述絕緣殼（121）內(nèi)部與裝配腔（122）為一體化結構，所述plc控制體（123）通過裝配腔（122）設置于絕緣殼（121）的內(nèi)部區(qū)域，所述水冷組件（124）安裝于plc控制體（123）的下方區(qū)域并進行間距配合同時與絕緣殼（121）內(nèi)部底層進行定位連接，所述聯(lián)通體（125）設置于水冷組件（124）的右側區(qū)域并與人機控制端（13）進行電連接，所述引導管（126）固定于水冷組件（124）的左側區(qū)域并與實驗機構（4）進行固定連接，所述plc控制體（123）通過絕緣殼（121）的定位可完成與人機控制端（13）、實驗機構（4）的電連接。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種細胞拉伸壓縮實驗裝置，其特征在于：所述plc控制體（123）設有平行塊（a1）、通電片（a2）、牽制凸塊（a3），所述平行塊（a1）中心被通電片（a2）所貫穿并進行固定連接，所述牽制凸塊（a3）固定于通電片（a2）的表層部位并將絕緣殼（121）右側貫穿完成與人機控制端（13）的電連接。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種細胞拉伸壓縮實驗裝置，其特征在于：所述實驗機構（4）設有適配端（41）、直線電機機箱（42）、蘑菇型伸縮頭（43）、細胞培養(yǎng)模具（44）、模具壓套（45），所述適配端（41）與直線電機機箱（42）側邊為一體化結構，所述直線電機機箱（42）上端與蘑菇型伸縮頭（43）相連接，所述細胞培養(yǎng)模具（44）設置于蘑菇型伸縮頭（43）的上端區(qū)域，所述模具壓套（45）覆蓋于細胞培養(yǎng)模具（44）的頂部區(qū)域，所述細胞培養(yǎng)模具（44）通過蘑菇型伸縮頭（43）、直線電機機箱（42）定位于控制機構（1）的側邊上方。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種細胞拉伸壓縮實驗裝置，其特征在于：所述細胞培養(yǎng)模具（44）設有穿透壁（441）、平行板（442）、卡塊（443）、承載套（444）、細胞薄膜（445），所述穿透壁（441）與平行板（442）下端為一體化結構，所述平行板（442）上端與卡塊（443）相互堆疊，所述承載套（444）落入于卡塊（443）的表層區(qū)域并與穿透壁（441）相聯(lián)通，所述細胞薄膜（445）與承載套（444）相互適配，所述承載套（444）通過卡塊（443）、平行板（442）設置于蘑菇型伸縮頭（43）的上方并處于同一垂直中心線上。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種細胞拉伸壓縮實驗裝置，其特征在于：所述承載套（444）設有套體（b1）、貼合層（b2）、垂直塊（b3）、限位環(huán)（b4），所述套體（b1）與貼合層（b2）為一體化結構，所述垂直塊（b3）通過貼合層（b2）設置于套體（b1）表層邊緣，所述限位環(huán)（b4）固定于套體（b1）的圓心區(qū)域并與垂直塊（b3）進行間距配合，所述套體（b1）通過貼合層（b2）上的垂直塊（b3）固定于卡塊（443）的表層區(qū)域并且下方與蘑菇型伸縮頭（43）處于同一垂直線上。

技術總結
本發(fā)明提供一種細胞拉伸壓縮實驗裝置，其結構包括：控制機構、銜接導管、通電軸、實驗機構，控制機構后端兩側與銜接導管相連接，通電軸設置于銜接導管的側邊并進行間距配合，銜接導管、通電軸通過控制機構完成與實驗機構的固定連接；該系統(tǒng)對二維、三維細胞和組織各種培養(yǎng)物提供軸向和圓周應力加載；不但具有雙軸向拉伸力加載，還具備單軸向加力功能，PLC控制的應力加載系統(tǒng)，為體外培育的細胞提供較精確的、可控制的、可重復的、靜態(tài)的或者周期性的應力變化，使用直線電機，抻拉培養(yǎng)板底部的彈性硅膠模，細胞培養(yǎng)板底部Z高伸展度可達到20%，基于柔性膜基底變形、受力均勻，可實時觀察細胞、組織在應力作用下的反應。

技術研發(fā)人員：張志義,王坤,段福斌,朱潤江,應聞鋒,殷晨杰
受保護的技術使用者：浙江科技大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19