组织工程角膜体外培养装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种组织工程角膜体外培养装置。本实用新型包括支撑机构、压力调整机构和组织工程角膜培养机构。支撑机构包括培养室支撑架、第一支撑架固定螺钉、第二固定螺钉、电机支持板和第五固定螺钉。组织工程角膜培养机构包括培养液出口、培养液入口、角膜培养室主体、第三固定螺钉、上密封板、下密封板、密封圈和第四固定螺钉。采用压力和灌流的方式实现了眼球角膜体外全自动的动态培养，组织工程角膜生物反应器能够由单台组合成多台进行规模化的培养与构建，完全改变了以往手工操作和静态培养的模式。
【专利说明】组织工程角膜体外培养装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于生物医学工程领域，涉及一种组织工程角膜体外培养装置。
【背景技术】
[0002]使用组织工程方法将角膜各种子细胞与生物支架材料复合构建组织工程角膜的操作目前还处在手工塑形，体外静态培养的阶段，无法实现标准一致、参数可控的操作，难以实现结构和功能正常的角膜构建，从而导致体外构建的角膜形态与正常人体的角膜形态有一定差距，其力学性能与透明度等参数与正常角膜相比一定差距，无法满足临床移植的要求。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种组织工程角膜体外培养装置。
[0004]本实用新型包括支撑机构、压力调整机构和组织工程角膜培养机构。
[0005]支撑机构包括培养室支撑架、第一支撑架固定螺钉、第二固定螺钉、电机支持板和第五固定螺钉。
[0006]培养室支撑架支撑起整个角膜培养室和角膜培养室上面的步进电机，每一根培养室支撑架用四个第一支撑架固定螺钉与角膜培养室主体固定在一起，用四根培养室支撑架支撑起整个装置，用八颗第二固定螺钉把电机支持板固定在培养室支撑架顶端，每根培养室支撑架顶端使用两颗第二固定螺钉固定；第五固定螺钉把步进电机固定在电机支持板上，每四颗第五固定螺钉固定一台步进电机。
[0007]压力调整机构用来调整角膜培养室内压力的大小，通过旋转下培养轴来调整各自角膜培养室内的压力大小；向上旋转来增加室内压力，向下旋转来减小室内压力。
[0008]组织工程角膜培养机构包括培养液出口、培养液入口、角膜培养室主体、第三固定螺钉、上密封板、下密封板、密封圈和第四固定螺钉。
[0009]一个角膜培养室主体内放置多个角膜培养室，每个角膜培养室内打好灌流孔，一个为培养液入口，另一个为培养液出口，用于培养液的流入和流出，使用四颗第三固定螺钉把上密封板固定在每个角膜培养室的上方，使用四颗第四固定螺钉把下密封板固定在角膜培养室的下方，起到密闭培养室环境的作用，同时，在培养室内上培养轴和下培养轴的插入孔周围装有密封圈，上下各一个。
[0010]本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果是:它模拟人体眼球力学环境，采用压力和灌流的方式实现了眼球角膜体外全自动的动态培养，组织工程角膜生物反应器能够由单台组合成多台进行规模化的培养与构建，完全改变了以往手工操作和静态培养的模式。本实用新型能够使组织工程角膜的大规模培养具有了实现的可能，同时该生物反应器具有很好的扩展性。
【专利附图】
【附图说明】[0011]图1为组织工程角膜体外培养生物反应器结构图；
[0012]图2为组织工程角膜体外培养生物反应器第一剖视图；
[0013]图3为组织工程角膜体外培养生物反应器第二剖视图；
[0014]图4为组织工程角膜体外培养生物反应器仰视图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0016]如图1、图2、图3和图4所示，一种模拟眼球运动力学环境动态培养组织工程眼球角膜的生物反应器主要有支撑机构，压力调整机构、组织工程角膜培养机构四部分组成。
[0017]支撑机构包括培养室支撑架I ;第一支撑架固定螺钉3 ;第二固定螺钉10 ;电机支持板19 ;第五固定螺钉41 ；
[0018]培养室支撑架I作用是支撑起整个培养室和培养室上面的步进电机(本实施例中的步进电机包括第一步进电机12、第二步进电机14、第三步进电机17、第四步进电机18、第五步进电机11、第六步进电机13、第七步进电机16、第八步进电机15)，每一根培养室支撑架I用四颗第一支撑架固定螺钉3与角膜培养室主体固定在一起，用四根培养室支撑架I支撑起整个装置，用八颗第二固定螺钉10把电机支持板19固定培养室支撑架顶端，每根培养室支撑架I顶端使用两颗第二固定螺钉10固定；第五固定螺钉41把步进电机固定在电机支持板19上，每四颗第五固定螺钉41固定一台步进电机。
[0019]压力调整机构包括第四下培养轴27 ;第六下培养轴36 ;第五下培养轴37 ;第一下培养轴38 ;第二下培养轴39 ;第三下培养轴43 ;第七下培养轴44 ;第八下培养轴46 ；
[0020]压力调整机构是用来调整角膜培养室内压力的大小，通过分别旋转第一下培养轴38 ;第二下培养轴39 ;第三下培养轴43 ;第四下培养轴27 ;第五下培养轴37 ;第六下培养轴36 ;第七下培养轴44 ;第八下培养轴46来调整各自培养室内的压力大小；向上旋转来增加室内压力，向下旋转来减小室内压力。
[0021]组织工程角膜培养机构包括培养液出口 2 ;培养液入口 4 ;角膜培养室主体5 ;第三固定螺钉23 ;上密封板25 ;下密封板26 ;第一密封圈30 ;灌流孔31 ;第二密封圈32 ;第三密封圈34 ;第四密封圈35 ;第四固定螺钉40 ;第一上培养轴7 ;第二上培养轴6 ;第三上培养轴24 ;第四上培养轴22 ;第五上培养轴8 ;第六上培养轴9 ;第七上培养轴20 ;第八上培养轴21。
[0022]一个角膜培养室主体5放八个(甚至更多)角膜培养室，每个培养室内打好灌流孔31，一个为培养液内出口 29，另一个为培养液内入口 28，对应于培养液出口 2和培养液入口4 ;用于培养液的流入和流出，使用四颗第三固定螺钉23把上密封板24固定在每个培养室的上方，使用四颗第四固定螺钉40把下密封板26固定在培养室的下方，起到密闭培养室环境的作用，同是，在培养室内上培养轴和下培养轴的插入孔周围装有密封圈，上下各一个，(如图中第一上培养轴7的孔周围有第一密封圈30，第一下培养轴38的孔周围有第二密封圈32，第四上培养轴22的孔周围有第三密封圈34，第四下培养轴27的孔周围有第四密封圈35)，起到尽可能的来密闭培养室环境。
[0023]组织工程角膜体外构建的方法具体包括以下步骤:
[0024]1、将角膜各种子细胞与生物支架材料复合物在无菌环境下置于组织工程角膜培养室中的眼球角膜型腔中，并用密封圈将其封闭。
[0025]2、通过旋转压力调整机构的下培养轴，调整培养室内的压力大小，通过测量单元显示的压力值，使角膜的在合理的压力下培养。将培养液入口、培养液出口与培养液管路相联通，开启螺动栗注入培养液。
[0026]3、设置好电机和生物反应器相关参数的初始值，开启电机按钮进行动态培养，同时对组织工程角膜培养生物反应器的参数进行微调。
[0027]4、以上三步组装成多个组织工程角膜培养生物反应器将其连在一起，进行多各组织工程角膜的培养与构建。
[0028]通过控制器可以对组织工程角膜培养生物反应器电机进行控制，电机通过装在轴连接管33内的上培养轴控制角膜培养的施力过程。同时在培养的过程中测量压力、流量等数据，依据测量数据对生物反应器的参数进行微调，完成组织工程角膜体外培养。
[0029]本实用新型通过模拟人体眼球的力学环境，设计开发了一套关于组织工程角膜细胞体外培养的装置，特别是涉及由种子细胞和生物支架材料复合，在不同频率和大小的压力、摩擦力及动态灌注环境下构建具有细胞活性、良好眼球形态、结构、功能和一定力学强度的组织工程角膜的培养装置。
【权利要求】
1.组织工程角膜体外培养装置，包括支撑机构、压力调整机构和组织工程角膜培养机构，其特征在于: 支撑机构包括培养室支撑架、第一支撑架固定螺钉、第二固定螺钉、电机支持板和第五固定螺钉； 培养室支撑架支撑起整个角膜培养室和角膜培养室上面的步进电机，每一根培养室支撑架用四个第一支撑架固定螺钉与角膜培养室主体固定在一起，用四根培养室支撑架支撑起整个装置，用八颗第二固定螺钉把电机支持板固定在培养室支撑架顶端，每根培养室支撑架顶端使用两颗第二固定螺钉固定；第五固定螺钉把步进电机固定在电机支持板上，每四颗第五固定螺钉固定一台步进电机； 压力调整机构用来调整角膜培养室内压力的大小，通过旋转下培养轴来调整各自角膜培养室内的压力大小；向上旋转来增加室内压力，向下旋转来减小室内压力； 组织工程角膜培养机构包括培养液出口、培养液入口、角膜培养室主体、第三固定螺钉、上密封板、下密封板、密封圈和第四固定螺钉； 一个角膜培养室主体内放置多个角膜培养室，每个角膜培养室内打好灌流孔，一个为培养液入口，另一个为培养液出口，用于培养液的流入和流出，使用四颗第三固定螺钉把上密封板固定在每个角膜培养室的上方，使用四颗第四固定螺钉把下密封板固定在角膜培养室的下方，起到密闭培养室环境的作用，同时，在培养室内上培养轴和下培养轴的插入孔周围装有密封圈，上下各一个。
【文档编号】C12M3/00GK203513699SQ201320623331
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】李宏, 陶蒙 申请人:杭州电子科技大学