本發(fā)明涉及一種對(duì)細(xì)胞實(shí)施牽張應(yīng)力加載的載體裝置，特別涉及到需要對(duì)大量細(xì)胞施加力學(xué)刺激，以解決相關(guān)細(xì)胞生物力學(xué)研究中，載體有效力學(xué)加載面積較小，細(xì)胞收獲數(shù)量較少，不能達(dá)到高通量檢測(cè)要求的問題。

背景技術(shù)：

隨著細(xì)胞生物學(xué)，生物力學(xué)及生物材料學(xué)的快速發(fā)展，通過模擬體內(nèi)生物力學(xué)環(huán)境，使觀察力學(xué)刺激對(duì)細(xì)胞增殖、分化及細(xì)胞生理功能的研究成為可能，力學(xué)微環(huán)境對(duì)細(xì)胞的影響也越來越受到重視，并且出現(xiàn)了多種力學(xué)加載方式，如四點(diǎn)彎曲加載，基底拉伸加載，液體或氣體靜壓力加載，離心力以及流體剪切力等，同時(shí)也設(shè)計(jì)了多種力學(xué)加載儀?，F(xiàn)有的牽張應(yīng)力加載方式，主要是依賴?yán)旒?xì)胞生長(zhǎng)附著的彈性基底膜，使基底膜發(fā)生形變，從而把力傳導(dǎo)給細(xì)胞，并通過控制基底膜變形的大小和頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞實(shí)施有效的力學(xué)刺激。專利CN1425905發(fā)明了一種四點(diǎn)彎曲力學(xué)加載儀器，通過步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)力，推動(dòng)螺桿上的兩個(gè)偏心接觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)上面培養(yǎng)板的向上形變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的力學(xué)加載。但是其培養(yǎng)板不同接觸點(diǎn)間距不同，以及整個(gè)培養(yǎng)板的受力不均，都不能保證細(xì)胞受到相同的力學(xué)刺激。專利CN101092595A發(fā)明了一種通過一個(gè)可上下移動(dòng)的機(jī)械頂板來改變培養(yǎng)有細(xì)胞的彈性基底膜，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的力學(xué)刺激。與四點(diǎn)彎曲原理一樣，該設(shè)計(jì)亦存在不能保證力學(xué)加載的統(tǒng)一性和同質(zhì)性。專利CN1932511A設(shè)計(jì)了一種單軸正弦拉伸力學(xué)加載裝置，通過對(duì)彈性膜的軸向拉伸來實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的力學(xué)刺激，雖然可滿足較大應(yīng)變量的加載需要，但一次只能對(duì)一個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)單元實(shí)施加載，影響了其適用范圍和研究效率。

上述已有專利還均存在一下缺點(diǎn)和不足：一、加載的培養(yǎng)板或拉伸的基底膜面積較小，嚴(yán)重影響了目標(biāo)細(xì)胞的收獲數(shù)量，無法實(shí)現(xiàn)高通量檢測(cè)，如實(shí)時(shí)定量PCR和基因芯片分析等。二、細(xì)胞加載單元不能獨(dú)立，不利于裝卸及細(xì)胞的實(shí)時(shí)顯微鏡下觀察。三、基底膜或細(xì)胞載體裝置等，安裝到力學(xué)加載設(shè)備的過程亦較為復(fù)雜，同時(shí)還存在基底膜的滅菌、細(xì)胞接種均不方便。以上不足嚴(yán)重的限制了彈性基底膜在細(xì)胞生物力學(xué)研究領(lǐng)域的使用和推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有牽張應(yīng)力加載裝置的以上不足之處,而提出的一種通用的細(xì)胞力學(xué)加載載體裝置。本發(fā)明裝置通過聚碳酸酯夾持卡具和螺釘，來拓寬細(xì)胞培養(yǎng)基底膜的面積，同時(shí)采用雙層設(shè)計(jì)，大大的增加了受力細(xì)胞的培養(yǎng)面積?？梢酝瑫r(shí)加載兩層基底膜，一次可以對(duì)四層細(xì)胞培養(yǎng)面，實(shí)施力學(xué)加載（基底膜的正反面），解決高通量檢測(cè)對(duì)細(xì)胞的高數(shù)量級(jí)要求。其中夾持卡具、螺釘及基底膜均為透明材料，無細(xì)胞毒性，生物相容性優(yōu)良。透明基底膜可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的顯微鏡下細(xì)胞常規(guī)染色及形態(tài)學(xué)觀察。整個(gè)裝置組裝及接種細(xì)胞過程簡(jiǎn)捷，組裝后作為整體適配到以軸向拉伸為設(shè)計(jì)原理的現(xiàn)有各種力學(xué)加載設(shè)備上，同時(shí)可以高壓蒸汽、放射線或環(huán)氧乙烷滅菌，方便且高效。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

1、由上層夾持卡具、中層夾持卡具及下層夾持卡具、若干螺釘和上層硅橡膠膜、下層硅橡膠

膜組成。

2、上層夾持卡具、中層夾持卡具及下層夾持卡具和螺釘，為聚碳酸酯材料，共同完成整個(gè)裝

置的固定。

3、裝置的組裝順序自上而下為，上層夾持卡具，上層硅橡膠膜，中層夾持卡具，下層硅橡膠

膜，下層夾持卡具，各層組裝完成后，用螺釘自上而下的予以固定。整個(gè)裝置即固定為一體，

通過對(duì)夾持卡具的力學(xué)加載，即可將同質(zhì)的力傳遞給兩層硅橡膠膜，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硅橡膠膜上

生長(zhǎng)的細(xì)胞實(shí)施力學(xué)加載。

4、上層夾持卡具、中層夾持卡具及下層夾持卡具各一對(duì)，均為長(zhǎng)條型。通過調(diào)整夾持卡具的

長(zhǎng)度，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整硅橡膠膜有效加載面積的大小。

5、上層夾持卡具及下層夾持卡具的中間，設(shè)計(jì)有正方形的夾持區(qū)；中層夾持卡具無夾持區(qū)。

6、上層夾持卡具及下層夾持卡具的夾持區(qū)，進(jìn)行交叉刻紋處理。以增加夾持摩擦力，使其在

力學(xué)設(shè)備上被夾持的更牢固。

7、上層夾持卡具、中層夾持卡具及下層夾持卡具的兩端，設(shè)有與螺釘配套的夾持卡具螺孔。

8、上層硅橡膠膜和下層硅橡膠膜為長(zhǎng)方形的薄片狀。硅橡膠膜為透明材料，且生物相容性良

好。顯微鏡下可直接進(jìn)行細(xì)胞染色及形態(tài)學(xué)觀察。

9、上層硅橡膠膜和下層硅橡膠膜的四個(gè)角，在相應(yīng)螺釘穿過的位置，設(shè)有與螺釘匹配的硅橡

膠膜螺孔。

附圖說明：

附圖： 圖1：本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2：本發(fā)明的上層夾持卡具、中層夾持卡具及下層夾持卡具示意圖。

圖3：本發(fā)明的上層硅橡膠膜及下層硅橡膠膜示意圖。

圖4：本發(fā)明的側(cè)面觀。

圖5：本發(fā)明的前面觀。

圖6：本發(fā)明的上面觀。

圖中：1.下層夾持卡具；2.中層夾持卡具；3.上層夾持卡具；4.螺釘；5.上層硅橡膠膜；6.下層硅橡膠膜；7.夾持區(qū)；8.硅橡膠膜螺孔；9. 夾持卡具螺孔。

具體實(shí)施方式：

本發(fā)明適合用于現(xiàn)有的各種軸向拉伸原理設(shè)計(jì)的細(xì)胞力學(xué)加載設(shè)備，由上層夾持卡具、中層夾持卡具及下層夾持卡具、若干螺釘和上層硅橡膠膜、下層硅橡膠膜組成。使用前，先將各部分組件分別徹底清洗，干燥后備用。取一對(duì)下層夾持卡具，夾持區(qū)向下平放，把下層硅橡膠膜平放在下層夾持卡具上，并對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的螺孔。再把中層夾持卡具疊放在下層硅橡膠膜上，并對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)螺孔。然后繼續(xù)疊放上層硅橡膠膜，并對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)螺孔。最后把上層夾持卡具以夾持區(qū)向上的位置，疊加在上層硅橡膠膜上，并對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的螺孔。疊加完成后，用螺釘自上而下的予以固定。擰緊螺釘?shù)耐瑫r(shí)，調(diào)整各夾持卡具及硅橡膠膜的位置，以保證各夾持卡具及硅橡膠膜都處于平整舒展的狀態(tài)，從而保證力學(xué)加載時(shí)整個(gè)裝置及硅橡膠膜的受力均勻。對(duì)組裝后的整體載體裝置進(jìn)行滅菌（高壓蒸汽、射線或環(huán)氧乙烷滅菌均可），備用。

準(zhǔn)備需要接種的細(xì)胞懸液若干毫升備用（接種密度和數(shù)量級(jí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)本身決定）。把滅菌后的整體載體預(yù)先放入合適直徑和深度的無菌培養(yǎng)皿中，分別接種適量細(xì)胞懸液（約2ml）到上層和下層硅橡膠膜上，依靠膜表面的液體張力保持懸液均勻分布于硅橡膠膜表面，把培養(yǎng)皿及載體一起移入恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)，培養(yǎng)2-4小時(shí)。待細(xì)胞大部分貼壁后，取出培養(yǎng)皿及整體載體裝置，將整體載體裝置翻轉(zhuǎn)，使上層和下層硅橡膠膜相互顛倒。以同樣方法把細(xì)胞懸液接種在翻轉(zhuǎn)后的兩片硅橡膠膜的表面，再放回培養(yǎng)箱培養(yǎng)2-4小時(shí)，待細(xì)胞完成貼壁后，往培養(yǎng)皿里加入培養(yǎng)基，以沒過整個(gè)培養(yǎng)載體裝置為宜。常規(guī)換液并倒置顯微鏡觀察細(xì)胞增殖情況，達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的細(xì)胞密度后取出，并把整體載體組裝到相應(yīng)的細(xì)胞力學(xué)加載設(shè)備中，即可實(shí)施軸向拉伸的力學(xué)加載。