一種細胞劃痕測試裝置的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及細胞活力性能測試領(lǐng)域，特別涉及一種細胞劃痕測試裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]細胞迀移是通過胞體形變進行的定向移動，包含了細胞骨架、結(jié)合蛋白及細胞間質(zhì)等一系列物質(zhì)基礎。同時細胞的生理活動，如細胞覓食、傷口愈合、胚胎發(fā)生、免疫反應、感染和癌癥轉(zhuǎn)移等，也與細胞的迀移行為息息相關(guān)。
[0003]其中，細胞劃痕實驗是一種簡單易行的檢測細胞運動的方法。通過細胞劃痕實驗，可以模擬細胞在受外力或外源物質(zhì)刺激下，來檢測細胞的迀移能力。同時也可以用來評價細胞在機械外力作用下，損傷后細胞的修復與增殖能力。細胞劃痕實驗具有操作簡便性和實驗周期短的優(yōu)點。
[0004]傳統(tǒng)的細胞劃痕實驗主要以手動操作的方式進行，如通過手指按壓微量槍頭(常用規(guī)格10 μ 1)，使槍頭以一定速度劃過細胞培養(yǎng)皿，此時細胞處于貼附狀態(tài)。但此法由于手動操作的不確定性，易造成劃痕的形狀不規(guī)整且邊緣雜亂不清晰。另外由于施力主體的個體差異性，施加的作用力難以保持一致，對后續(xù)實驗結(jié)果的分析與統(tǒng)計造成了極大的困難。同時，隨著種植體醫(yī)學的日益發(fā)展，對細胞的劃痕試驗也提出了越來越高的要求，如劃痕實驗過程中，劃痕劃刻的力度、角度及位移等都需要精確地控制。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種細胞劃痕測試裝置，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。通過本發(fā)明可以方便快速地在細胞培養(yǎng)皿進行劃痕測試，具有劃痕的劃刻力度、速度及位移的可控性。實驗結(jié)束后的細胞培養(yǎng)皿可以通過顯微鏡觀察獲得劃痕的寬度，從而計算出劃痕面積。也可以借助各種染色及酶聯(lián)試劑來定性或定量研究細胞在外力作用下的損傷、增殖及分化等特性。這種劃痕測試裝置具有劃痕定位準確、穩(wěn)定性高、功能豐富及方便快捷的特點，適用于各種規(guī)格的細胞培養(yǎng)皿的劃痕測試。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]—種細胞劃痕測試裝置，包括:一維自動平移臺和劃刻裝置；一維自動平移臺上固定有細胞培養(yǎng)皿；一維自動平移臺用于驅(qū)動細胞培養(yǎng)皿水平滑動，控制細胞培養(yǎng)皿的運動方向、位移及速度；劃刻裝置包括劃痕探頭夾具、劃痕探頭和加載裝置，劃痕探頭與加載裝置之間通過劃痕探頭夾具固定；加載裝置用于劃痕探頭上加載垂直作用力，劃痕探頭夾具確使劃痕探頭沿培養(yǎng)皿底面的垂直方向加載。
[0008]進一步的，一維自動平移臺包括:加熱臺及細胞培養(yǎng)皿支撐臺、滑臺、導軌、導軌基座、絲桿和步進電機；步進電機的輸出軸通過聯(lián)軸器連接絲桿，絲桿的兩端支撐在導軌基座上；導軌基座設有與絲桿平行的導軌；滑臺安裝在導軌上，絲桿穿過滑臺且與滑臺形成一對絲桿螺母機構(gòu)；加熱臺及細胞培養(yǎng)皿支撐臺垂直固定在滑臺上；加熱臺及細胞培養(yǎng)皿支撐臺上固定有細胞培養(yǎng)皿。
[0009]進一步的，加載裝置包括軸承座、懸臂梁和加載托板；劃刻裝置還包括基座、三維手動平移臺、平衡螺桿及砝碼、力測量傳感器、懸臂梁支架和軸承及軸承套；基座聯(lián)接三維手動平移臺和軸承座，軸承座分布在軸承及軸承套兩側(cè)；懸臂梁支架固定在軸承及軸承套上，能夠在豎直平面實現(xiàn)180°內(nèi)旋轉(zhuǎn)；懸臂梁一段通過緊固螺釘懸臂固定在懸臂梁支架上，另一端設置有用于放置砝碼以調(diào)整劃痕探頭作用力的加載托板；懸臂梁固定在懸臂梁支架的一端安裝固定有力測量傳感器和平衡螺桿及砝碼，測量傳感器用于實現(xiàn)劃刻過程中水平剪切力的測量。
[0010]進一步的，劃痕探頭為圓柱銷頭，其長度為5-10mm，底部是半徑為2_20mm的球頭，
材質(zhì)采用醫(yī)用型超高分子量聚乙烯或醫(yī)用陶瓷。
[0011 ] 進一步的，所述劃痕探頭夾具為可拆卸式夾具。
[0012]進一步的，加載裝置為加載托板(302)，通過在加載托板(302)上放置質(zhì)量不同的砝碼，使劃痕探頭作用在細胞培養(yǎng)皿上的力在0.01-0.2N的范圍可調(diào)，精度為0.0INo
[0013]進一步的，加熱臺及細胞培養(yǎng)皿支撐臺上安裝有溫度控制模塊，在劃痕測試過程中通過將細胞培養(yǎng)皿的溫度控制在37±0.1°C。
[0014]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0015]本發(fā)明一種細胞劃痕測試裝置，驅(qū)動平臺可固定不同規(guī)格的細胞培養(yǎng)皿；由單片機產(chǎn)生的脈沖信號控制步進電機按設定方向及角度旋轉(zhuǎn)，驅(qū)使平臺上的培養(yǎng)皿精確移動；劃痕探頭經(jīng)夾具固定后垂直作用于細胞培養(yǎng)皿；加載系統(tǒng)精確控制施加在劃痕探頭上的力，確保了細胞劃痕測試的一致性。本發(fā)明的細胞劃痕測試裝置消除了人為操作的不確定性，劃痕定位精準、重復性尚，同時具有靈活性尚及功能多樣性(可t旲擬體外細胞在機械力作用下的損傷)的特點。
【【附圖說明】】
[0016]圖1是本發(fā)明的一種細胞劃痕測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是安裝有一維自動平移臺的試驗臺結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是刻劃裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4劃痕測試后細胞培養(yǎng)皿中的劃痕視圖。
[0020]圖中各標號含義:1、蜂窩型試驗臺；2、一維自動平移臺；201、加熱臺及細胞培養(yǎng)皿支撐臺；202、滑臺；203、導軌；204、導軌基座；205、絲杠；206、步進電機；207、步進電機支撐座；3、劃刻裝置；301、懸臂梁；302、加載托板；303、劃痕探頭夾具；304、劃痕探頭；305、基座；306、三維手動平移臺；307、平衡螺桿及砝碼；308、力測量傳感器；309、懸臂梁支架；310軸承及軸承套；311、軸承座。
【【具體實施方式】】
[0021]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、方案和優(yōu)點更加清楚，下面以具體實例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0022]參照圖1，為本發(fā)明的一種細胞劃痕測試實驗裝置，主要包括:蜂窩型試驗臺1、一維自動平移臺2和劃刻裝置3。一維自動平移臺2設置在蜂窩型試驗臺1上，一維自動平移臺2上面固定有細胞培養(yǎng)皿夾持夾具。本發(fā)明針對要固定的對象-細胞培養(yǎng)皿，采用3M雙面膠固定的方式。細胞培養(yǎng)皿固定后，調(diào)節(jié)三維手動平移臺，使劃痕頂部與細胞培養(yǎng)皿在同一高度。通過改變加載托板302中的砝碼數(shù)量，可控制劃痕探頭304上的作用力，實現(xiàn)在培養(yǎng)皿上施加法向作用力。滑臺202的單向運動可通過步進電機206控制，在輸入控制信號后，驅(qū)動步進電機206轉(zhuǎn)動，并在試驗結(jié)束后，使滑臺202恢復至初始運動位置，保證劃痕試驗的重復性。
[0023]參照圖2，一維自動平移臺2主要包括:加熱臺及細胞培養(yǎng)皿支撐臺201、滑臺202、導軌203、導軌基座204、絲桿205、步進電機206和步進電機支撐座207。導軌基座204固定在蜂窩型試驗臺1上，導軌基座204上固定有步進電機支撐座207，步進電機支撐座207上安裝有步進電機206，步進電機206的輸出軸通過聯(lián)軸器連接絲桿205，絲桿205的兩端支撐在導軌基座204上；絲桿205的兩側(cè)各設有一個安裝于導軌基座204上的導軌203?；_202安裝在一對導軌203上，絲桿205穿過滑臺202且與滑臺202之間形成一對絲桿螺母機構(gòu)；加熱臺及細胞培養(yǎng)皿支撐臺201垂直固定在滑臺202上。通過單片機產(chǎn)生激勵信號控制步進電機206的旋轉(zhuǎn)，帶動往復平臺202在導軌203作直線運動。
[0024]參照圖3，劃刻裝置3包括:懸臂梁301、加載托板302、劃痕探頭夾具303、劃痕探頭304、基座305、三維手動平移臺306、平衡螺桿及砝碼307、力測量傳感器