專利名稱：心肌橋冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種血管內(nèi)皮細(xì)胞的培養(yǎng)裝置，尤其是一種模擬內(nèi)皮細(xì)胞在冠狀動(dòng)脈 中受到心肌橋周期性壓迫，并在周向應(yīng)力，切應(yīng)力，正應(yīng)力協(xié)同作用下的培養(yǎng)裝置。
背景技術(shù)：
心肌橋是一種較普遍的解剖現(xiàn)象，由于心肌橋影響，冠狀動(dòng)脈近端好發(fā)粥樣硬化 疾病，而橋下段和遠(yuǎn)端卻少見(jiàn)粥樣硬化。血管內(nèi)皮細(xì)胞的形態(tài)功能跟粥樣硬化形成有密切 聯(lián)系。如今，通過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)的方法研究冠狀動(dòng)脈近端粥樣硬化形成機(jī)制已經(jīng)得到了廣 泛的應(yīng)用，內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置的種類和方法也越來(lái)越多。靜態(tài)培養(yǎng)法的內(nèi)皮細(xì)胞沒(méi)有承受血流切應(yīng)力的作用，離體時(shí)間越長(zhǎng)分化能力越 差，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中難以耐受血流動(dòng)力學(xué)環(huán)境而發(fā)生細(xì)胞脫落。平行平板流動(dòng)腔和應(yīng)變腔可 以分別研究流動(dòng)切應(yīng)力和血管周向應(yīng)力對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)及功能的影響，但是這兩種裝置都 無(wú)法模擬心肌橋存在的情況下冠狀動(dòng)脈中內(nèi)皮細(xì)胞的受力情況。在心肌橋存在的情況下，血管內(nèi)皮細(xì)胞除受到血流流動(dòng)的切應(yīng)力和來(lái)自血管壁的 正應(yīng)力、周向應(yīng)力，還受到心肌橋的周期性壓迫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種心肌橋冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置，使內(nèi)皮細(xì)胞在脈動(dòng)流中 培養(yǎng)，同時(shí)該裝置可以模擬冠狀動(dòng)脈受到心肌橋周期性壓迫的生理環(huán)境，冠狀動(dòng)脈中內(nèi)皮 細(xì)胞受到的應(yīng)力(周向應(yīng)力，切應(yīng)力，正應(yīng)力)可相對(duì)獨(dú)立調(diào)節(jié)，為研究心肌橋存在的情況 下，內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)功能與冠狀動(dòng)脈近端好發(fā)粥樣硬化疾病兩者之間的聯(lián)系提供了實(shí)驗(yàn)手 段。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案是一種心肌橋冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng) 裝置，包括心泵，蓄能器，分支，分支后負(fù)載，密閉腔體，心肌橋壓塊，電機(jī)，后負(fù)載，儲(chǔ)液槽及 恒溫裝置，模擬冠狀動(dòng)脈，其特點(diǎn)是密閉腔體內(nèi)部包含有一對(duì)心肌橋壓塊和模擬冠狀動(dòng) 脈，電機(jī)驅(qū)動(dòng)心肌橋壓塊壓迫模擬冠狀動(dòng)脈，密閉腔體外部連接由空氣壓縮機(jī)，儲(chǔ)氣罐，比 例壓力閥，氣罐壓力傳感器組成的比例調(diào)壓穩(wěn)流裝置；心泵產(chǎn)生周期性脈動(dòng)流經(jīng)過(guò)蓄能器 后液體分兩條支路，一條流經(jīng)分支和分支后負(fù)載進(jìn)入儲(chǔ)液槽及恒溫裝置，另一條流經(jīng)密閉 腔體和后負(fù)載后進(jìn)入儲(chǔ)液槽及恒溫裝置。密閉腔體液體流入、流出端分別安裝有近、遠(yuǎn)壓力傳感器，并分別放置在近、遠(yuǎn)測(cè) 點(diǎn)，用于測(cè)量模擬冠狀動(dòng)脈近端和遠(yuǎn)端壓力。后負(fù)載和儲(chǔ)液槽及恒溫裝置之間管路上裝有電磁流量計(jì)，用于測(cè)量液體流經(jīng)模擬 冠狀動(dòng)脈的流量。密閉腔體為長(zhǎng)方體，內(nèi)壁長(zhǎng)125 mm，寬110 mm，高55 mm，容積為756250 mm3 ；承 載內(nèi)皮細(xì)胞的模擬冠狀動(dòng)脈為內(nèi)徑4 5 mm，長(zhǎng)度80 mm的硅膠管；心肌橋壓塊寬度L為 10mm,20mm,30mm中的任一種，心肌橋壓塊6壓迫程度分別為50%、80%、100%三檔可調(diào)。
本發(fā)明的士有益效果是 本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)以下功能
1.使血管內(nèi)皮細(xì)胞在脈動(dòng)流下培養(yǎng)；
2.模擬冠狀動(dòng)脈中內(nèi)皮細(xì)胞受到不同類型心肌橋壓迫；
3.內(nèi)皮細(xì)胞同時(shí)受到的正應(yīng)力，切應(yīng)力，周向應(yīng)力的作用，這些力可以相對(duì)獨(dú)立調(diào)節(jié)。因此，本發(fā)明使內(nèi)皮細(xì)胞在脈動(dòng)流中培養(yǎng)，同時(shí)可以模擬冠狀動(dòng)脈受到心肌橋周 期性壓迫的生理環(huán)境，冠狀動(dòng)脈中內(nèi)皮細(xì)胞受到的應(yīng)力(周向應(yīng)力，切應(yīng)力，正應(yīng)力)可相對(duì) 獨(dú)立調(diào)節(jié)，為研究心肌橋存在的情況下，內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)功能與冠狀動(dòng)脈近端好發(fā)粥樣硬化 疾病兩者之間的聯(lián)系提供了實(shí)驗(yàn)手段。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖2是是本發(fā)明的密閉腔體結(jié)構(gòu)示意。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明的心肌橋冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置，包括心泵1，蓄能器2， 分支3，分支后負(fù)載4，空氣壓縮機(jī)9，儲(chǔ)氣罐10，氣罐壓力傳感器12，近、遠(yuǎn)壓力傳感器13， 14，比例壓力閥11，密閉腔體5，模擬冠狀動(dòng)脈7，電機(jī)8，心肌橋壓塊6，電磁流量計(jì)16，儲(chǔ)液 槽及恒溫裝置17。所有接口均以硅膠管連接。心泵1能模擬人體心臟周期性射血，蓄能器2模擬動(dòng)脈彈性腔功能，將脈動(dòng)心泵1 的間隙性射血變成連續(xù)的脈動(dòng)流，分支3用于調(diào)節(jié)另一支路的液體流量大小，分支后負(fù)載4 和后負(fù)載15模擬人體毛細(xì)血管對(duì)動(dòng)脈的外周阻力，密閉腔體5內(nèi)部包含了心肌橋壓塊6 — 對(duì)和模擬冠狀動(dòng)脈7，電機(jī)8驅(qū)動(dòng)心肌橋壓塊6壓迫模擬冠狀動(dòng)脈7，密閉腔體5的外部連 接著空氣壓縮機(jī)9為密閉腔體5供氣，儲(chǔ)氣罐10穩(wěn)定氣流，比例壓力閥11控制密閉腔體5 內(nèi)部壓力，壓力傳感器12測(cè)量?jī)?chǔ)氣罐10內(nèi)部壓力。壓力傳感器13、14分別安放在密閉腔 體5的液體流入流出端，電磁流量計(jì)16測(cè)量液體流經(jīng)模擬冠狀動(dòng)脈的流量，儲(chǔ)液槽及恒溫 裝置17為流動(dòng)的液體提供恒定的溫度。如圖2所示，“心肌橋_冠狀動(dòng)脈”內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置的密閉腔體5為長(zhǎng)方體，內(nèi) 壁長(zhǎng)125 mm，寬110 mm，高55 mm，容積為756250 mm3。棱邊為不銹鋼，面板為有機(jī)玻璃，頂 蓋可拆卸，承載內(nèi)皮細(xì)胞的模擬冠狀動(dòng)脈7為內(nèi)徑4 5 mm，長(zhǎng)度80 mm的硅膠管。心肌 橋壓塊6尺寸可更換，有10mm、20mm、30mm三種寬度L，壓迫程度三檔可調(diào)，分別是50%、80%、 100%。近、遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn)A、B分別放置近、遠(yuǎn)壓力傳感器13、14，測(cè)量模擬冠狀動(dòng)脈7近端和遠(yuǎn)端 壓力。模擬冠狀動(dòng)脈7內(nèi)種植內(nèi)皮細(xì)胞后安放于密閉腔體5內(nèi)，接通電源心泵1產(chǎn)生周 期性脈動(dòng)流，液體分兩條支路，一條流經(jīng)分支3和后負(fù)載4，另一條流經(jīng)密閉腔體5和后負(fù)載 15，前一條支路起到分流的作用。當(dāng)流經(jīng)分支3的液體增加，流經(jīng)模擬冠狀動(dòng)脈7的液體流 量減少，內(nèi)皮細(xì)胞受到切應(yīng)力減小。空氣壓縮機(jī)9充氣，氣體通過(guò)儲(chǔ)氣罐10穩(wěn)壓，儲(chǔ)氣罐10頂部放置壓力傳感器12
4用以測(cè)量罐內(nèi)壓力即模擬冠狀動(dòng)脈7外壁壓力，氣體流經(jīng)比例壓力閥11，最終進(jìn)入密閉腔 體5，改變模擬冠狀動(dòng)脈7外壁壓力，從而調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞受到的周向應(yīng)力，外壁壓力越大，周 向應(yīng)力越小。當(dāng)儲(chǔ)氣罐10內(nèi)部壓力到達(dá)30 kpa，空氣壓縮機(jī)9停止供氣；當(dāng)密閉腔體5內(nèi) 氣壓小于預(yù)定值，儲(chǔ)氣罐10內(nèi)存儲(chǔ)的氣體通過(guò)比例壓力閥11持續(xù)向其供氣；當(dāng)密閉腔體5 內(nèi)氣壓大于預(yù)定值，儲(chǔ)氣罐10停止供氣，比例壓力閥11開(kāi)啟釋放氣體以實(shí)現(xiàn)減壓。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)心肌橋壓塊6壓迫模擬冠狀動(dòng)脈7。其壓迫程度可以分為50%、 80%、100%，其壓迫寬度有10mm、20mm、30mm三種，壓迫頻率與心泵射血頻率一致。近、遠(yuǎn)壓力 傳感器13、14分別測(cè)量模擬冠狀動(dòng)脈7流入流出端的壓力即近端和遠(yuǎn)端的正應(yīng)力，該測(cè)量 值還可以計(jì)算內(nèi)皮細(xì)胞在模擬冠狀動(dòng)脈7近端和遠(yuǎn)端分別受到的周向應(yīng)力。電磁流量計(jì)16 測(cè)量流經(jīng)模擬冠狀動(dòng)脈7的液體流量從而計(jì)算切應(yīng)力。增大后負(fù)載15即增加外周阻力，從 而增加內(nèi)皮細(xì)胞受到的正應(yīng)力。
權(quán)利要求
一種心肌橋冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置，包括心泵(1)，蓄能器(2)，分支(3)，分支后負(fù)載(4)，密閉腔體(5)，心肌橋壓塊(6)，模擬冠狀動(dòng)脈(7)，電機(jī)(8)，后負(fù)載(15)，儲(chǔ)液槽及恒溫裝置(17)，其特征在于所述密閉腔體(5)內(nèi)部包含有一對(duì)心肌橋壓塊(6)和模擬冠狀動(dòng)脈(7)，電機(jī)(8)驅(qū)動(dòng)心肌橋壓塊(6)壓迫模擬冠狀動(dòng)脈(7)，密閉腔體(5)外部連接由空氣壓縮機(jī)(9)，儲(chǔ)氣罐(10)，比例壓力閥(11)，氣罐壓力傳感器(12)組成的比例調(diào)壓穩(wěn)流裝置；所述心泵(1)產(chǎn)生周期性脈動(dòng)流經(jīng)過(guò)蓄能器(2)后液體分兩條支路，一條流經(jīng)分支(3)和分支后負(fù)載(4)進(jìn)入儲(chǔ)液槽及恒溫裝置(17)，另一條流經(jīng)密閉腔體(5)和后負(fù)載(15)后進(jìn)入儲(chǔ)液槽及恒溫裝置(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心肌橋冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置，其特征在于所述密閉 腔體(5)液體流入、流出端分別安裝有近、遠(yuǎn)壓力傳感器(13、14)，并分別放置在近、遠(yuǎn)測(cè)點(diǎn) (A、B)，用于測(cè)量模擬冠狀動(dòng)脈7近端和遠(yuǎn)端壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心肌橋冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置，其特征在于所述后負(fù) 載(15)和儲(chǔ)液槽及恒溫裝置(17)之間管路上裝有電磁流量計(jì)(16)，用于測(cè)量液體流經(jīng)模 擬冠狀動(dòng)脈的流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的心肌橋冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置，其特征在于所述 密閉腔體(5)為長(zhǎng)方體，內(nèi)壁長(zhǎng)125 mm，寬110 mm，高55 mm，容積為756250 mm3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心肌橋冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置，其特征在于所述模擬 冠狀動(dòng)脈(7)為內(nèi)徑4 5 mm，長(zhǎng)度80 mm的硅膠管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心肌橋冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置，其特征在于所述心肌 橋壓塊(6)寬度L為10mm、20mm、30mm中的任一種，心肌橋壓塊(6)壓迫程度分別為50%、 80%、100%三檔可調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種心肌橋冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)裝置，密閉腔體內(nèi)部含有一對(duì)心肌橋壓塊和模擬冠狀動(dòng)脈，電機(jī)驅(qū)動(dòng)心肌橋壓塊壓迫模擬冠狀動(dòng)脈，密閉腔體外部連接由空氣壓縮機(jī)，儲(chǔ)氣罐，比例壓力閥，氣罐壓力傳感器組成的比例調(diào)壓穩(wěn)流裝置；心泵產(chǎn)生周期性脈動(dòng)流經(jīng)過(guò)蓄能器后液體分兩條支路，一條流經(jīng)分支和分支后負(fù)載進(jìn)入儲(chǔ)液槽及恒溫裝置，另一條流經(jīng)密閉腔體和后負(fù)載后進(jìn)入儲(chǔ)液槽及恒溫裝置。本發(fā)明使內(nèi)皮細(xì)胞在脈動(dòng)流中培養(yǎng)，同時(shí)可以模擬冠狀動(dòng)脈受到心肌橋周期性壓迫的生理環(huán)境，冠狀動(dòng)脈中內(nèi)皮細(xì)胞受到的應(yīng)力可相對(duì)獨(dú)立調(diào)節(jié)，為研究心肌橋存在的情況下，內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)功能與冠狀動(dòng)脈近端好發(fā)粥樣硬化疾病兩者之間的聯(lián)系提供了實(shí)驗(yàn)手段。
文檔編號(hào)C12M3/00GK101948750SQ20101028905
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者丁皓, 尚昆, 徐晶晶, 沈力行, 趙靈犀, 陳齊歐 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)