水平旋轉(zhuǎn)式細胞種植支架裝置的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在冠狀動脈粥樣硬化性疾病的研究中，血管支架植入后的支架內(nèi)再狹窄與血栓形成是其臨床應(yīng)用面臨的兩大瓶頸問題。而研究表明，支架植入術(shù)后，保持內(nèi)皮及其功能的完整性可以顯著降低支架內(nèi)再狹窄率和支架內(nèi)血栓形成率，揭示了促進支架表面快速內(nèi)皮化是改善其有效性、安全性的重要途徑。近年來細胞種植支架因其具有良好的促內(nèi)皮化效應(yīng)而被廣泛關(guān)注。體外經(jīng)細胞種植的血管支架，在支架植入后能直接代替受損細胞行使正常功能。目前體外種植方法多為靜態(tài)培養(yǎng)法，但是該方法制約了細

2、胞在支架表面的生長均勻性、粘附數(shù)量等，而動態(tài)三維細胞培養(yǎng)技術(shù)由于實現(xiàn)了對細胞體內(nèi)生長環(huán)境的高度模擬，為解決上述難題提供了契機因此，本文立足于優(yōu)化細胞種植支架技術(shù)，專注于擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、價格低廉、自動化程度較高、操作簡單的、具備獨立種植能力的水平旋轉(zhuǎn)式細胞種植支架裝置的設(shè)計。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴完成裝置各個工作模塊的硬件電路設(shè)計，其中，硬件設(shè)計以 STM32F103為核心，結(jié)合繼電器、環(huán)形加熱管、模擬溫度傳感器PT100、

3、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1234等實現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)化等，基于步進電機實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的連續(xù)調(diào)節(jié)控制；基于SolidWorks完成旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)管的設(shè)計及加工；⑵完成硬件控制程序設(shè)計，結(jié)合PID算法及Ziegler-Nichols回路整定技術(shù)實現(xiàn)恒溫控制，溫度失調(diào)時進行報警；基于紅外遙控器實現(xiàn)對種植參數(shù)的控制、調(diào)節(jié)及液晶顯示；⑶LabVIEW上位機程序設(shè)計，上位機程序基于串口協(xié)議實現(xiàn)對寄存器的讀寫操作，建立與硬件裝置之間的通信，實現(xiàn)對種植參數(shù)的設(shè)置及調(diào)節(jié)，

4、且對部分種植參數(shù)進行實時監(jiān)測，完善了裝置的可操作性和可視化；⑷裝置組裝后，完成運行穩(wěn)定性測試、溫度及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)測試、上位機與液晶顯示的一致性測試，測試證明裝置可連續(xù)工作至少8h，且在種植期間保持溫度的恒定，溫度、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后，上位機與液晶均能正確顯示；⑸完成裝置的工藝參數(shù)優(yōu)化：316L不銹鋼血管支架管材先經(jīng)超聲霧化在其表面噴涂一層明膠涂層，再種植內(nèi)皮細胞，設(shè)計正交實驗測定細胞種植數(shù)量最多的組合，最終得出最佳組合為轉(zhuǎn)速1.5r/min、細胞液