模拟膝关节物理环境培养软骨的方法及生物反应器

摘要

本发明一种模拟膝关节物理环境培养软骨的方法及其生物反应器，该方法具体为：将软骨培养物固定于包括培养箱、培养液灌流系统、滚压加载机构、双频振动加载机构、培养室和计算机等的生物反应器的培养室内；计算机控制灌流系统，保证培养液的更换，使软骨培养物处于细胞可生长的生物环境，培养箱内氧气含量为1％-10％；辊子为不锈钢材料，表面为均匀厚度0-4mm的硅胶膜；通过滚压加载机构使软骨培养物被辊子来回滚动，受到滚压载荷，滚动速度载荷为0.01-15cm/s，辊子往复滚动频率为0.001-3Hz，辊子滚动接触处软骨培养物变形1％-60％；加载时间为每24小时加载1-6次，每次10分钟-360分钟，培养1-60天。

主权项

一种模拟膝关节物理环境培养软骨的生物反应器，其特征在于：所述的生物反应器由培养箱、培养液灌流系统、滚压加载机构、双频振动加载机构、培养室和计算机构成；所述的滚压加载机构由圆柱型辊子、齿轮、齿条、步进电机和丝杠构成；圆柱型辊子其两侧同心有大小相等的齿轮，另有齿条，步进电机和丝杠；齿轮在齿条上运动，齿轮与辊子同轴，丝杠连接辊子的轴，步进电机与丝杠连接；所述的双频振动加载机构由导向轴承、挺杆、凸轮和一个压电陶瓷驱动器、电机构成；凸轮的轴与电机同轴，凸轮与挺杆接触，挺杆另一侧和压电陶瓷驱动器连接，压电陶瓷驱动器另一端连接加载头，复位弹簧套在加载头上，使加载头复位；培养室壁上有灌流接口，将培养室与灌流系统连接；所述的灌流系统，通过硅胶管将培养液储存瓶与培养室连接，由蠕动泵提供流动动力；所述的计算机装有压电陶瓷驱动器软件系统及蠕动泵控制系统，可对压电陶瓷驱动器及蠕动泵进行自动控制；滚压加载机构及双频振动加载机构、培养液灌流系统和培养室都放在培养箱内；且滚压加载机构的辊子置于培养室内；培养室底板底面与双频振动加载机构连接，培养室通过灌流接口与培养液灌流系统相通；计算机通过导线进入培养箱内连接滚压加载机构及双频振动加载机构、培养液灌流系统。