【智能動(dòng)態(tài)組織工程軟骨體外培養(yǎng)箱】

　　1.1作品簡介

　　作品名稱：智能動(dòng)態(tài)組織工程軟骨體外培養(yǎng)箱

　　評(píng)選分類：機(jī)類

　　生物、機(jī)械、力學(xué)、材料

　　學(xué)科分類：醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)

　　1.2功能/作用介紹：

　　培養(yǎng)箱功能

　　全自動(dòng)組織工程軟骨體外培養(yǎng)箱的主要功能如下：

　　⑴ 能適應(yīng)多中軟骨組織的體外培養(yǎng)要求，包括關(guān)節(jié)軟骨、人耳廓軟骨、氣管、鼻、乳房和乳頭、眼臉穹窿等組織。

　?、? 實(shí)現(xiàn)智能化控制，數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)采集培養(yǎng)參數(shù)，經(jīng)系統(tǒng)軟件分析，使控制單元及時(shí)調(diào)整生物反應(yīng)器狀態(tài)，確保培養(yǎng)出來的軟骨組織具有良好的力學(xué)性能和完美的形態(tài)。

　　⑶ 采用模塊化結(jié)構(gòu)，提高軟骨體外培養(yǎng)箱的可擴(kuò)展性，減少維護(hù)時(shí)間，操作相對(duì)簡單方便。

　?、? 人機(jī)界面良好。采用觸摸屏顯示，極大提高了儀器友好度，操作人員可以實(shí)時(shí)觀察組織工程軟骨組織的體外培養(yǎng)參數(shù)和力學(xué)性能分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)最佳軟骨組織生物力學(xué)及生物學(xué)環(huán)境的搭建。并且，操作人員可以對(duì)溫控范圍、施加壓力區(qū)間、CO2濃度控制范圍、pH值等性能指標(biāo)進(jìn)行閾值、初始值設(shè)置，一旦軟骨組織的培養(yǎng)參數(shù)超過閾值，設(shè)備具有報(bào)警顯示功能，提醒實(shí)驗(yàn)員及時(shí)處理。

　　⑸ 全封閉式培養(yǎng)方式，根據(jù)GMP標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，確保無菌環(huán)境。

　?、?一次能構(gòu)建1-12個(gè)具有良好力學(xué)性能和形態(tài)的組織

　　培養(yǎng)箱作用

　　人工手動(dòng)培養(yǎng)獲得的軟骨組織往往力學(xué)性能無法達(dá)到正常的軟骨標(biāo)準(zhǔn)，軟骨的形態(tài)無法調(diào)控，批次之間標(biāo)準(zhǔn)無法控制，難以控制組織工程軟骨的質(zhì)量與安全性，而本文開發(fā)的設(shè)備具有專業(yè)的檢測和控制軟硬件平臺(tái)，能針對(duì)特定的細(xì)胞和組織設(shè)計(jì)特定的調(diào)控算法進(jìn)行準(zhǔn)確控制，并且對(duì)特異性參數(shù)能進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測和控制。從而，智能動(dòng)態(tài)組織工程軟骨體外培養(yǎng)箱能針對(duì)各種生物材料很好構(gòu)建組織與器官的形態(tài)，方便形成系統(tǒng)化的生產(chǎn)工藝，對(duì)組織進(jìn)行動(dòng)態(tài)培養(yǎng)，操作方便。

　　智能動(dòng)態(tài)組織工程軟骨體外培養(yǎng)箱具有灌流、運(yùn)動(dòng)模擬、動(dòng)態(tài)壓力等不同形式的培養(yǎng)形式，從而更好的模擬了生物力學(xué)和生物學(xué)環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)組織工程關(guān)節(jié)軟骨、人耳廓軟骨、氣管、鼻、乳房和乳頭、眼臉穹窿等多種軟骨組織的培養(yǎng)，且培養(yǎng)出來的軟骨組織普遍具有良好的力學(xué)性能和完美的形態(tài)。整套設(shè)備實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能控制，相較傳統(tǒng)的人工手動(dòng)培養(yǎng)方法構(gòu)建組織工程軟骨具有明顯優(yōu)勢(shì)。

　　整套設(shè)備不僅僅適合于標(biāo)準(zhǔn)化，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，作為自主開發(fā)的生物儀器，同樣十分適合于學(xué)校相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。組織工程、生物醫(yī)學(xué)工程、生物材料、生物力學(xué)、干細(xì)胞生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)都是實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)課程，目前由于這些課程非常前沿，與這些課程配套的實(shí)驗(yàn)儀器和教程不系統(tǒng)，通常采用PPT圖片講解或靜態(tài)模型的教學(xué)模式，而學(xué)生在這種教學(xué)模式下接受到的知識(shí)難于理解、過于生硬，片面，認(rèn)識(shí)不夠深刻?！爸淙欢恢渌匀弧钡膶W(xué)習(xí)方法雖然可以應(yīng)付學(xué)業(yè)考試，但當(dāng)學(xué)生步入相關(guān)從業(yè)領(lǐng)域，其競爭力卻會(huì)大打折扣。智能動(dòng)態(tài)組織工程軟骨體外培養(yǎng)箱作為上述課程的輔助實(shí)驗(yàn)儀器，能夠給學(xué)一個(gè)直觀的感受，學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)的方式自己來動(dòng)手構(gòu)建一個(gè)軟骨組織，自己調(diào)試不同的力學(xué)環(huán)境和生物學(xué)環(huán)境，還可以動(dòng)態(tài)的觀察組織或細(xì)胞在不同培養(yǎng)時(shí)期的形態(tài)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和體會(huì)以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式提交。

　　學(xué)生把實(shí)驗(yàn)看到的組織或細(xì)胞形態(tài)與教材上的知識(shí)進(jìn)行比對(duì)，從相似處驗(yàn)證知識(shí)的準(zhǔn)確性，從差異處總結(jié)分析組織細(xì)胞的特異性參數(shù)，得到生物力學(xué)和生物學(xué)培養(yǎng)的優(yōu)化環(huán)境，更深刻的認(rèn)識(shí)和掌握書本的相關(guān)知識(shí)，積累細(xì)胞培養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)，提高動(dòng)手能力。這樣，學(xué)生才不是知識(shí)的復(fù)讀機(jī)，而成為知識(shí)的發(fā)現(xiàn)者和創(chuàng)造者，能夠更加靈活的運(yùn)用知識(shí)，真正達(dá)到教學(xué)的目的。這套儀器作為機(jī)電一體化在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，還可以使學(xué)生不局限于自己專業(yè)的限制，拓展思路，嘗試去尋求更廣闊的就業(yè)方向?？梢?，智能動(dòng)態(tài)組織工程軟骨體外培養(yǎng)箱在實(shí)驗(yàn)儀器輔助教學(xué)中同樣能發(fā)揮重要作用。

　　作品名稱：智能動(dòng)態(tài)組織工程軟骨體外培養(yǎng)箱

　　完成單位：杭州電子科技大學(xué)