(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202110030334.3
(22)申请日 2021.01.11
(71)申请人 兰州大学第一医院
地址 730000 甘肃省兰州市城关区东岗西
路11号
申请人 兰州大学
(72)发明人 李广杰 王记增
(74)专利代理机构 北京轻创知识产权代理有限
公司 11212
代理人 刘红阳
(51)Int.Cl.
C12M 3/00(2006.01)
C12M 1/36(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及干细胞压力刺激方法领域，具体
为一种干细胞机械压应力仿生刺激装置。解决了
箱体内部安装有一级离心器，一级离心器带动其
上安装的若干二级离心器同步旋转，二级离心器
带动其上安装的挤压组旋转，挤压组内液体袋通
过离心力挤压细胞盘。装置采用双离心设备，通
过离心力使得液体袋对细胞盘进行多方向挤压，
实现力学刺激的万向性，提高研究的准确性，同
时可一次性实现大批量细胞刺激。权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 112608845 A 2021.04.06
C N 112608845
A
1.一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，整个装置以箱体为安装主体，其特征在于：所述箱体内部安装有一级离心器，一级离心器带动其上安装的若干二级离心器同步旋转，二级离心器带动其上安装的挤压组旋转，挤压组内液体袋通过离心力挤压细胞盘。
2.根据权利要求1所述的一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，其特征在于：所述一级离心器通过一级电动机和转杆驱动齿盘旋转。
3.根据权利要求2所述的一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，其特征在于：所述齿盘通过一级主轴可活动的安装于箱体上，同时在齿盘上设置有连接柱和转盘。
4.根据权利要求3所述的一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，其特征在于：所述转盘上安装有二级离心器。
5.根据权利要求1所述的一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，其特征在于：所述二级
离心器以二级箱体为安装主体，在二级箱体内安装有蜗轮和蜗杆的配合旋转装置，
蜗杆通过二级电动机驱动；蜗轮安装于二级主轴上，二级主轴一端可活动的安装于二级箱体上，另
一端安装有主齿轮，
所述主齿轮与安装于从动轴上的从动齿轮相互啮合。6.根据权利要求5所述的一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，其特征在于：所述从动轴上安装有挤压组。
7.根据权利要求5所述的一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，其特征在于：所述二级主轴通过安装架辅助稳定。
8.根据权利要求1所述的一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，其特征在于：所述挤压组内安装有若干挤压盒，挤压盒内设置有放置有液体袋和细胞盘。
9.根据权利要求8所述的一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，其特征在于：所述挤压盒在液体袋和细胞盘之间设置有隔框。
10.根据权利要求1所述的一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，其特征在于：所述箱体上安装有控制一级电动机和二级电动机的控制器。
权 利 要 求 书1/1页CN 112608845 A
一种干细胞机械压力仿生刺激装置
技术领域
[0001]本发明涉及干细胞压力刺激方法领域，具体为一种干细胞机械压应力仿生刺激装置。
背景技术
[0002]生物体内的细胞处在一个充满各种力学刺激的环境中，运动时骨骼运动对细胞产生拉伸、收缩、扭转等作用，吃饭时消化道的蠕动，体液流动造成的剪切力作用等，生活中即使是一个简单的动手指动作都会给体内细胞带来力学刺激。众所周知，运动有益身体健康，在体内，正常的生物力学刺激也是骨组织平衡、胚胎发育等正常生理过程所必需的，有研究发现，不同的力学刺激会对细胞的生长、增殖、分化等生命活动产生很大的影响，异常的生物力学刺激也会产生如骨质疏松等疾病。
[0003]拉伸和压缩是体内最常见的力学刺激，多年来众多研究者加入到细胞体内力学刺激的体外模拟研究中。目前关于拉伸和压缩力学刺激下细胞作用的研究主要包括两个方面：一种是二维培养条件下的力学刺激，包括对弹性膜的两点力学拉伸、四点力学拉伸以及气压式力学作用等，通过膜的弹性作用对培养在弹性膜上的细胞产生力学刺激作用，这种加载方式最大的缺点是弹性膜上各个部分的形变不均一；一种是三维培养条件下的力学刺激，包括固定形变下的力学刺激，即研究固定应力或应变条件对细胞培养的影响，这种研究属于静态力学刺激下的细胞培养研究。动态力学刺激下的细胞培养研究有利用压电陶瓷片、丝杠、连杆机构等实现的力学刺激，但是每种设备都无法做到各个方向的力学刺激，易造成研究数据的不准确。同时现有力学刺激装置一次性刺激细胞量少，刺激效率低。
发明内容
[0004]本发明提供了一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，有效的解决了现有力学刺激方向单一性和
刺激效率低的问题的问题，本装置采用双离心设备，通过离心力使得液体袋对细胞盘进行多方向挤压，实现力学刺激的万向性，提高研究的准确性，同时可一次性实现大批量细胞刺激。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：
[0006]一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，整个装置以箱体1为安装主体，其特征在于：所述箱体1内部安装有一级离心器2，一级离心器2带动其上安装的若干二级离心器3旋转，二级离心器3带动其上安装的挤压组4旋转，挤压组4内液体袋22通过离心力挤压细胞盘23。
[0007]所述一级离心器2通过一级电动机5和转杆6驱动齿盘8旋转。
[0008]所述齿盘8通过一级主轴7可活动的安装于箱体1上，同时在齿盘8上设置有连接柱9和转盘10。
[0009]所述转盘10上安装有二级离心器3。
[0010]所述二级离心器3以二级箱体11为安装主体，在二级箱体11内安装有蜗轮13和蜗
杆14的配合旋转装置，蜗杆14通过二级电动机15驱动；蜗轮13安装于二级主轴12上，二级主轴12一端可活动的安装于二级箱体11上，另一端安装有主齿轮16，所述主齿轮16与安装于从动轴18上的从动齿轮19相互啮合，
[0011]所述从动轴18上安装有挤压组4。
[0012]所述二级主轴12通过安装架17辅助稳定。
[0013]所述挤压组4内安装有若干挤压盒20，挤压盒20内设置有放置有液体袋22和细胞盘23。
[0014]所述挤压盒20在液体袋22和细胞盘23之间设置有隔框21。
[0015]所述一级电动机5和二级电动机1通过控制器24控制。
[0016]本发明的有益效果为：1)本装置通过采用一级离心器和二级离心器的配合，在一级离心器旋转的基础上，带动二级离心器旋转，使得二级离心器上的挤压组呈线性挤压细胞盘。
[0017]2)本装置通过双离心器的配合，使得液体袋能多向的挤压细胞盘，实现多向力学刺激。
[0018]3)本装置的挤压组设置有多个，且每个挤压组内均设置有若干个挤压盘，可一次性对大量干细胞进行力学刺激。
附图说明
[0019]图1是本发明外结构示意图；
[0020]图2是本发明内结构示意图；
[0021]图3是一级离心器安装结构示意图；
[0022]图4是二级离心器安装结构示意图；
[0023]图5是蜗轮蜗杆安装结构示意图；
[0024]图6是挤压组结构示意图；
[0025]图7是挤压盒结构示意图；
[0026]图中所示：箱体1、一级离心器2、二级离心器3、挤压组4、一级电动机5、转杆6、一级主轴7、齿盘8、连接柱9、转盘10、二级箱体11、二级主轴12、蜗轮13、蜗杆14、二级电动机15、主齿轮16、安装架17、从动轴18、从动齿轮19、挤压盒20、隔框21、液体袋22、细胞盘23、控制器24。
具体实施方式
[0027]下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本发明的技术方案：
[0028]实施例一
[0029]参照附图1～7，本发明的目的是提供一种干细胞机械压应力仿生刺激装置，实现多向力、线性加压的功能。多向力和线性加压是通过双离心设备的配合实现的，具体结构如下所述。
[0030]整个装置以箱体1为安装主体1，在箱体1内部安装有一级离心器2和二级离心器3，通过一级离心器2和二级离心器3的双旋转配合，驱动二级离心器3上安装的挤压组4工作，实现对细胞盘23的多向线性力学机械挤压。
[0031]如图3所示为一级离心器2的安装结构，一级离心器2采用转杆6和齿盘8的配合旋转。转杆6通过一级电动机5驱动旋转，一级电动机5安装于箱体1上。同时在箱体1上安装有可旋转的一级主轴7，通过一级主轴7安装齿盘8。所述齿盘8的齿牙为水平向齿牙，在齿盘8上固定安装有连接柱9。通过连接柱9固定安装有转盘10，在转盘10上安装有二级离心器3。[0032]在转盘10旋转的过程中，同步带动二级离心器3旋转。
[0033]二级离心器3的结构如图4所示，其上安装有二级箱体11，二级箱体11内安装有蜗轮13和蜗杆14的配合旋转结构。蜗杆14是通过二级电动机15驱动旋转，蜗轮13通过二级主轴12安装于二级箱体11内。同时在二级主轴12上端安装有主齿轮16。在二级箱体11外部的转盘10上安装有若干可活动的从动轴18。为保证从动轴18的稳定性，本装置在转盘10上设置有安装架17，辅助稳定从动轴18。
[0034]从动轴18上的从动齿轮19与主齿轮16啮合，实现从动轴18的旋转。在从动轴18上安装有挤压组
4。
[0035]挤压组4结构如图6所示，内部设置有四组挤压盒。挤压盒20结构如图7所示，通过隔框21将挤压盒20分为两个空间，在一个空间内放置液体袋22，在另一个空间内放置细胞盘23。液体袋22选用为软质材料制成，在离心的过程中，其形态可变。通过离心力的作用，使得液体袋22对细胞盘23产生多向不均匀，且线性的力学刺激。
[0036]同时在箱体1上设置有控制器24，通过控制器24控制一级电动机5和二级电动机15的旋转速率，进而控制离心力的大小。
[0037]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。[0038]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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