一种磁控细胞静态力学刺激培养装置及细胞静态力学刺激方法

摘要

一种磁控细胞静态力学刺激培养装置及细胞静态力学刺激方法，其中该磁控细胞静态力学刺激培养装置设置有主体、细胞培养部、用于对所述细胞培养部产生磁场的磁力部和用于调节所述磁力部与所述细胞培养部之间距离从而调节静态力大小的距离调节部，所述细胞培养部装配于所述主体，所述细胞培养部内部的应变组件与所述磁力部磁场连接，所述距离调节部活动装配于所述主体，所述磁力部可拆卸装配于所述距离调节部。本发明利用磁场可不受阻隔而传导作用力的特点，对细胞培养部产生静态力的同时还能使细胞培养部相对独立，从能降低染菌风险，而且还能精确调节静态力学刺激的幅度。

说明书

技术领域

本发明属于生物力学仪器领域，特别涉及一种磁控细胞静态力学刺激培养装置及细胞静态力学刺激方法。

背景技术

天然骨骼肌、骨骼、软骨，皮肤等组织器官在生理状态下均承受一定的长时间静态力学负荷，如骨骼，软骨需要承受体重的长时间的静态压缩负荷，部分骨骼肌通过静态等长收缩维持人体正常姿态，部分区域的皮肤在一些体态下会受到长时间的压迫或牵拉，如仰卧位时的头枕部皮肤等等。而对于这些组织器官的细胞来说，生理状态下也同样承受长时间的静态力学负荷。

细胞生物力学是生物力学领域的前沿分支，涉及力学载荷作用下细胞状态的变化规律及机制作用的研究。现有报道表明，长时间的静态力学刺激对促进上述器官组织细胞的取向排列、诱导成熟分化及相关蛋白表达等均具有重要调控作用。因此，近年来随着生命科学研究的推进，研究者们进行上述组织器官功能化体外仿生模型构建时，迫切需要能便捷，有效地对上述组织细胞提供仿生静态力学刺激的方法。

现有的细胞静态力学负荷加载设备按照作用力的产生及传导方式，具体分为机械加载设备、手动加载设备和气压加载设备。

机械加载设备是直接将受力体(如具有细胞的材料或组织块)与传动杆连接，然后通过电机带动传动杆，调节不同幅度的静态机械力加载于受力体。这种机械加载设备被目前科研主流采用，但也具有以下缺点：1、传动杆来回抽拉的过程中，容易把外部的细菌带入细胞培养仓内，造成染菌。2、因为传动杆的存在，细胞培养仓与加载力源和控制系统将不得不整合为一个整体，不利于各个部分的模块化分区管理。例如，更换培养仓时就不得不拆除传动杆；检修电机时要顾及培养仓染菌问题。

手动加载设备是直接将受力体(如具有细胞的材料或组织块)与插销连接，然后通过手动改变插销的位置，调节不同幅度的静态机械力加载于受力体。这种机械加载设备同样也被目前科研主流采用，但也具有以下缺点：需要打开细胞培养仓，手动调节静态插销的位置以调节静态机械力的幅度。但这样不仅实验操作繁琐，需要求无菌环境及无菌操作，且开放式的操作容易造成细胞培养仓染菌。

气动加载设备是将受力体的两端分别与气囊相连，然后通过对气囊通气或放气，改变气囊的膨胀或收缩幅度，进而带动受力体形变。这类仪器目前已有产业化商品，如市售的Flexcell5000型，能在一定程度上保持细胞培养仓的独立性，避免染菌，但目前主要用于对细胞进行动态力学刺激的研究，且仪器结构复杂售价昂贵，而且形变程度小。

因此，针对现有技术不足，提供一种磁控细胞静态力学刺激培养装置及细胞静态力学刺激方法以解决现有技术不足甚为必要。

发明内容

本发明的其中一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种磁控细胞静态力学刺激培养装置。该磁控细胞静态力学刺激培养装置利用磁场可不受阻隔而传导作用力的特点，对细胞培养部产生静态力的同时还能使细胞培养部相对独立，从能降低染菌风险，而且还能精确调节静态力学刺激的幅度。

本发明的上述目的通过以下技术措施实现：

提供一种磁控细胞静态力学刺激培养装置，设置有主体、细胞培养部、用于对所述细胞培养部产生磁场的磁力部和用于调节所述磁力部与所述细胞培养部之间距离从而调节静态力大小的距离调节部，所述细胞培养部装配于所述主体，所述细胞培养部内部的应变组件与所述磁力部磁场连接，所述距离调节部活动装配于所述主体，所述磁力部可拆卸装配于所述距离调节部。

优选的，上述距离调节部设置有用于容纳所述磁力部的容纳仓和所述调节组件，所述磁力部可拆卸装配于所述容纳仓，所述容纳仓固定装配于所述调节组件，所述调节组件装配于所述主体。

优选的，上述调节组件设置有传动丝杆、螺母块、传动件和支撑板，所述支撑板固定装配于所述主体，所述传动丝杆的一端贯穿于所述支撑板一端并与所述传动件固定连接，所述传动丝杆的另一端装配于所述支撑板的另一端，所述螺母块装配于所述传动丝杆的外表面，且所述螺母块的内表面与所述传动丝杆螺纹连接，所述容纳仓与所述螺母块固定装配，所述螺母块与所述支撑板滑动连接。

优选的，上述调节组件还设置有导杆，所述导杆的两端分别装配于所述支撑板，且所述导杆贯穿于所述螺母块。

优选的，上述传动件为转盘。

优选的，上述细胞培养部设置有培养仓和将所述磁力部的磁场传导至所述应变组件的导磁体，所述培养仓装配于所述主体，所述应变组件可拆卸装配于所述培养仓的内部，所述距离调节部位于所述培养仓的外部，所述导磁体嵌装于所述培养仓的底面并与所述应变组件的位置相对应，且所述导磁体与所述应变组件和所述磁力部磁场连接。

优选的，上述培养仓设置有存放槽和装配槽，所述存放槽位于所述培养仓的底部，且所述存放槽与所述培养仓的主体空间连通，所述应变组件设置于所述存放槽。

优选的，上述装配槽位于所述培养仓的底部，且与所述培养仓的主体空间不连通，所述装配槽的开口朝向所述容纳仓所在的方向，所述导磁体嵌装于所述装配槽。

优选的，上述装配槽的开口与所述磁力部活动抵接。

优选的，上述导磁体的中轴线与所述磁力部的中轴线重叠。

优选的，上述容纳仓的开口朝向所述装配槽所在的方向。

优选的，上述应变组件设置有定子、磁吸动子和用于承载细胞的受力体，所述受力体的一侧边与所述定子固定连接，所述受力体的另一侧边与所述磁吸动子固定连接，且所述定子和所述磁吸动子相对而设置，所述定子固定装配于所述培养仓的内部，所述磁吸动子活动于所述培养仓的内部。

优选的，上述存放槽分为固定槽、拉伸槽和换液槽，且所述拉伸槽和所述换液槽分别与所述固定槽连通，所述定子可拆卸嵌装于所述固定槽，所述磁吸动子活动于所述拉伸槽，所述拉伸槽与所述装配槽相邻。

优选的，上述磁吸动子和所述磁力部均为钕铁硼磁铁。

优选的，上述定子为硅胶定子。

优选的，上述受力体为弹性膜、3D打印的仿生组织或者组织块。

优选的，上述主体设置有用于外部显微镜进行观察的观察窗和水平仪，所述观察窗位于所述主体的底部且与所述应变组件的位置相对应，所述水平仪装配于所述主体的底板且位于所述细胞培养部一侧。

本发明的另一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种磁控细胞静态力学刺激方法。该磁控细胞静态力学刺激方法利用磁场可不受阻隔而传导作用力的特点，对细胞培养部产生静态力的同时还能使细胞培养部相对独立，从能降低染菌风险，而且还能精确调节静态力学刺激的幅度。

本发明的上述目的通过以下技术措施实现：

提供一种磁控细胞静态力学刺激方法，采用上述的磁控细胞静态力学刺激培养装置进行。

本发明的磁控细胞静态力学刺激方法，通过所述距离调节部调节所述磁力部与所述细胞培养部之间的距离，进而调节施加于所述应变组件的静态力大小。

本发明的一种磁控细胞静态力学刺激培养装置及细胞静态力学刺激方法，其中该磁控细胞静态力学刺激培养装置设置有主体、细胞培养部、用于对所述细胞培养部产生磁场的磁力部和用于调节所述磁力部与所述细胞培养部之间距离从而调节静态力大小的距离调节部，所述细胞培养部装配于所述主体，所述细胞培养部内部的应变组件与所述磁力部磁场连接，所述距离调节部活动装配于所述主体，所述磁力部可拆卸装配于所述距离调节部。本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)采用以磁场施加生物力学载荷的方式，因磁场的分布不受细胞培养部的阻隔，故磁力部与细胞培养部能完全分离，降低了细胞培养部的染菌概率，同时也利于整体的模块化分区管理与工作。(2)本发明采用施加生物力学载荷的磁场由磁力部产生，因此能通过控制磁力部的距离及N极S极的朝向，即可控制磁场的强弱和极性方向，从而力学的控制更加便捷有效。(3)本发明的整体布局简单，从而降低生产难度。

附图说明

利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

图1为一种磁控细胞静态力学刺激培养装置的结构示意图。

图2为图1的另一角度示意图。

图3为图2中“A-A”方向的截面示意图。

图4为距离调节部的结构示意图。

图5为培养仓的结构示意图。

图6为应变组件和导磁体装配于培养仓后的结构示意图。

图7为细胞培养部的结构示意图。

图8为定位嵌入仪的结构示意图。

图9为在定位嵌入仪对应变组件装配时，应变组件的结构示意图。

图10为图9的分解示意图。

图11为磁力部与细胞培养部的不同距离下，受力体的拉伸效果图。

图12为图11对应的受力体应变与距离的变化曲线图。

图13为磁力部逐渐靠近应变组件的示意图。

图14为经图13拉伸后的细胞变化示意图。

图15为磁力部逐渐靠近应变组件的示意图。

图16为经图15压缩后的细胞变化示意图。

图17为未经拉伸的C2C12小鼠成肌细胞在培养5天后的取向及分化效果。

图18为图17的取向分布图。

图19为经拉伸的C2C12小鼠成肌细胞在培养5天后的取向及分化效果。

图20为图19的取向分布图。

在图1至图20中，包括有：

主体100、观察窗110、水平仪120、

细胞培养部200、

培养仓210、固定槽2111、拉伸槽2112、换液槽2113、装配槽2114、浮力组件212、浮力皿2121、定位铁块2122、

应变组件220、定子221、磁吸动子222、受力体223、

导磁体230、

磁力部300、

距离调节部400、容纳仓410、调节组件420、传动丝杆421、螺母块422、传动件423、支撑板424、导杆425、

硅胶模具500、

定位嵌入仪600、架体610、夹具620、Z轴升降调节部630、XY轴平移调节部640。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1。

一种磁控细胞静态力学刺激培养装置，如图1至10所示，设置有主体100、细胞培养部200、用于对细胞培养部200产生磁场的磁力部300和用于调节磁力部300与细胞培养部200之间距离从而调节静态力大小的距离调节部400，细胞培养部200装配于主体100，细胞培养部200内部的应变组件220与磁力部300磁场连接，距离调节部400活动装配于主体100，磁力部300可拆卸装配于距离调节部400。

需要说明的是，对于应变组件220产生拉伸或者挤压，只需要转换磁力部300的N极S极方向即可，如图13至16，对于调节作用力的大小即可以通过改变磁力部300与细胞培养部200之间距离，两者距离越小则作用力越大，距离越大则作用力越小。而本发明所说的静态力为通过磁场产生的磁力。

距离调节部400设置有用于容纳磁力部300的容纳仓410和调节组件420，磁力部300可拆卸装配于容纳仓410，容纳仓410固定装配于调节组件420，调节组件420装配于主体100。

调节组件420设置有传动丝杆421、螺母块422、传动件423和支撑板424，支撑板424固定装配于主体100，传动丝杆421的一端贯穿于支撑板424一端并与传动件423固定连接，传动丝杆421的另一端装配于支撑板424的另一端，螺母块422装配于传动丝杆421的外表面，且螺母块422的内表面与传动丝杆421螺纹连接，容纳仓410与螺母块422固定装配，螺母块422与支撑板424滑动连接。

调节组件420还设置有导杆425，导杆425的两端分别装配于支撑板424，且导杆425贯穿于螺母块422。本实施例的传动件423为转盘，操作人员可以通过手动旋转转盘，进而带动传动丝杆421转动，实现螺母块422向前或向后移动，从而实现磁力部300与细胞培养部200之间距离的调节。

需要说明的是，本发明的传动件423也可以为电机，当为电机时，可以通过控制电机，实现磁力部300与细胞培养部200之间距离的调节。

本发明的细胞培养部200设置有培养仓210和将磁力部300的磁场传导至应变组件220的导磁体230，培养仓210装配于主体100，应变组件220可拆卸装配于培养仓210的内部，距离调节部400位于培养仓210的外部，导磁体230嵌装于培养仓210的底面并与应变组件220的位置相对应，且导磁体230与应变组件220和磁力部300磁场连接。

培养仓210设置有存放槽和装配槽2114，存放槽位于培养仓210的底部，且存放槽与培养仓210的主体100空间连通，应变组件220设置于存放槽。

装配槽2114位于培养仓210的底部，且与培养仓210的主体100空间不连通，装配槽2114的开口朝向容纳仓410所在的方向，导磁体230嵌装于装配槽2114。

应变组件220设置有定子221、磁吸动子222和用于承载细胞的受力体223，受力体223的一侧边与定子221固定连接，受力体223的另一侧边与磁吸动子222固定连接，且定子221和磁吸动子222相对而设置，定子221固定装配于培养仓210的内部，磁吸动子222活动于培养仓210的内部。

需要说明的是，现有技术的气动加载设备对于体积较大的受力体，需要对应使用体积较大的气囊进行膨胀或收缩。本发明的应变组件220只需要在受力体223相对的两侧边即可进行拉伸或压缩，因此本发明的磁吸动子222和定子221只需要固定于受力体223的两个相对侧边即可。也就说是，受力体223的两个侧边只要能够固定于定子221和磁吸动子222即可，对于不同长度及体积的受力体223，也可以使用同一定子221和磁吸动子222进行静态力刺激，因此定子221和定子221并不受受力体223体积大小限制。

将本发明的受力体223沿拉伸或压缩方向的横截面定义为受力横截面，在磁力部300对磁吸动子222产生磁场时，磁吸动子222的作用力沿该受力横截面从受力体223的一侧边传导至受力体223的另一侧边。在实际情况下，受力体一般呈长条状或长方体状，该受力横截面的面积远小于受力体223的面积，因此作用力在该受力横截面的压强较大，从而能实现较大的应变。

本发明的受力体223可以为弹性膜、3D打印的仿生组织或者组织块等，其中弹性膜具体为PDMS硅胶膜，当为弹性膜时，可以直接将细胞接种于弹性膜。其中培养仓210可以选用玻璃、亚克力、光敏树脂或者透明硅胶等无细胞毒性材料制成的培养仓210。

存放槽分为固定槽2111、拉伸槽2112和换液槽2113，且拉伸槽2112和换液槽2113分别与固定槽2111连通，定子221可拆卸嵌装于固定槽2111，磁吸动子222活动于拉伸槽2112，拉伸槽2112与装配槽2114相邻。需要说明的是，本发明的换液槽2113的作用是在不接触施力受力体所在的拉伸槽2112下，就能更换拉伸槽2112内部的培养液。

本发明的装配槽2114的开口与磁力部300活动抵接；导磁体230的中轴线与磁力部300的中轴线重叠；容纳仓410的开口朝向装配槽2114所在的方向。

需要说明的是，本发明的装配槽2114的开口与磁力部300活动抵接是指，可以通过距离调节部400调节使磁力部300移动至装配槽2114的开口相抵接，当在这个状态时，可以使应变组件220产生最大的应变作用力。导磁体230的中轴线与磁力部300的中轴线重叠的作用是，在磁力部300施力过程中，从而保持受力体223在沿直线进行拉伸或挤压。

容纳仓410的开口朝向装配槽2114，因此磁力部300与导磁体230是直接相对的，这样避免了磁力部300与导磁体230之间被容纳仓410的壁面等阻隔，降低静态力传导效果。而且在距离调节部作用下，磁力部300与导磁体230能够直接相互抵接，最大限度进缩短两者之间距离，从而提高静态力的强度。

本发明的磁吸动子222和磁力部300均为钕铁硼磁铁，定子221为硅胶定子221，受力体223为弹性膜、3D打印的仿生组织或者组织块。导磁体230为导磁铁芯。本发明的磁力部300为圆柱状钕铁硼磁铁，钕铁硼磁铁的原料为N52、N48或N44型号的钕铁硼粉末，其中圆柱状的直径范围为4cm～10cm，高范围为4～10cm。

本发明的主体100设置有用于外部显微镜进行观察的观察窗110和水平仪120，观察窗110位于主体100的底部且与应变组件220的位置相对应，水平仪120装配于主体100的底板且位于细胞培养部200一侧。

需要说明的是，本发明的观察窗110的作用能使受力体223的细胞直接在培养仓210内部就能进行观察，方法是在主体100的下方装配有显微镜，透过观察窗110直接观察到培养仓210内部的细胞。本发明的说的观察窗110与应变组件220的位置相对应，也就是说能使显微镜观察到应变组件220的受力体223的位置，具体为在受力体223的正下方。本发明的水平仪120的作用是指示培养仓210的水平位置，进而使培养仓210处于水平，因为显微镜要调焦距，如果观察的时候培养仓210(或者受力体223)不处于水平状态，那么观察不同地方的时候需要不断地调焦距，这样会造成操作不便。

本发明定子221为中空结构的定子221，且受力体223的一侧边固定嵌装于定子221的中空结构；磁吸动子222为中空结构的磁吸动子222，且受力体223的另一侧边固定嵌装于磁吸动子222的中空结构。本发明的磁吸动子222的外表面包裹有第一弹性层，受力体223的一侧边与第一弹性层一体连接。定子221的外表面包裹有第二弹性层，且受力体223的另一侧边第二弹性层一体连接。

需要说明的是，本发明的定子221和磁吸动子222均为中空结构，而受力体223的两侧边均固定嵌装于这两个中空结构。这样的目的是增加定子221和磁吸动子222与受力体223之间的接触面积，从而能提高受力体223与定子221和磁吸动子222之间，在拉伸或压缩时的牢固程度。本发明的受力体223的两侧边是通过第一弹性层和第二弹性层分别与磁吸动子222和定子221进行固定的。本发明的第一弹性层和第二弹性层均为PDMS硅胶层。

细胞培养部200还设置用于使磁吸动子222悬浮于培养仓210的浮力组件212和盖体，浮力组件212漂浮于培养仓210的承装的培养液的表面，应变组件220可拆卸装配于培养仓210的内部，盖体扣合于培养仓210的上底面。

本发明的浮力组件212设置有浮力皿2121和定位铁块2122，浮力皿2121漂浮于培养仓210的内部，定位铁块2122放置于浮力皿2121的中心，且定位铁块2122与磁吸动子222磁吸连接。

其中，本发明的盖体为市售100×100mm方形聚苯乙烯细胞培养皿盖。

需要明的是，当培养仓210承装培养液后，能使浮力皿2121漂浮于培养仓210的内部，此时定位铁块2122与磁吸动子222磁吸连接，浮力皿2121同时对定位铁块2122和磁吸动子222产生浮力。故能使磁吸动子222悬浮在培养液中，磁吸动子222并不会与培养仓210底面接触，从而减少磁吸动子222与培养仓210之间摩擦力，以保证在磁场作用下的拉伸或压缩作用及弹性复位的顺利进行。

将拉伸槽2112和固定槽2111的长度之和定义为A,将应变组件220在原始状态下的长度定义B，存在1cm≤1.5B≤A≤3B。

当拉伸槽2112的长度大于等于应变组件220在原始状态下的长度的1.5倍时，能够为对磁吸动子222提供充足的活动距离。

本发明的磁控细胞静态力学刺激培养装置，还设置有用于将受力体223嵌装于定子221及磁吸动子222的定位嵌入仪600。定位嵌入仪600设置有架体610，用于固定受力体223、定子221或者磁吸动子222的夹具620，Z轴升降调节部630和XY轴平移调节部640，夹具620装配于架体610，XY轴平移调节部640固定装配于Z轴升降调节部630的上底面，如图8。

需要说明的是，本发明的Z轴升降调节部630、XY轴平移调节部640和夹具620均通过市售途径获得。

本发明的磁控细胞静态力学刺激培养装置的使用方法为：将载有细胞的应变组件220装配于培养仓210，通过旋转传动件423按实际需要调节容纳仓410及磁力部300整体至细胞培养部200之间的距离，从而使磁力部300产生的磁力施加于磁吸动子222，最终实现对受力体223产生拉伸或挤压作用力，实现静态力学刺激的目的。

其中，本发明的受力体223与磁吸动子222和定子221的具体固定方法如下：

第一步，用蛋白对受力体223表面进行涂层包裹处理，然后将受力体223的一侧边夹在持在夹具620，受力体223的另一端在重力作用下自由下垂；

第二步，将磁吸动子222放入预制的PDMS硅胶模具500内，再将两者放在XY轴平移调节部640，调节XY轴平移调节部640和Z轴升降调节部630，使受力体223正好处在磁吸动子222中空结构的正中心；

第三步，往预制的PDMS硅胶模具500内倒入未固化的PDMS硅胶，使受力体223的一侧边及磁吸动子222完全浸没于PDMS硅胶内；

第四步，再将夹具620、受力体223、磁吸动子222及PDMS硅胶模具500整体放入60度烤箱内一小时完成PDMS硅胶固化，使磁吸动子222及受力体223的一侧边完全镶嵌于预制的PDMS硅胶模具500内，固化后PDMS硅胶为第一弹性层；

第五步，表面包裹有弹性层的磁吸动子222夹持于夹具620，受力体223的另一端在重力作用下自由下垂；

第六步，将定子221放入预制的PDMS硅胶模具500内，再将两者放在XY轴平移调节部640，调节XY轴平移调节部640和Z轴升降调节部630，使受力体223的另一侧边正好处在定子221中空结构的正中心；

第七步，往预制的PDMS硅胶模具500内倒入未固化的PDMS硅胶，使受力体223的另一侧边及定子221完全浸没于PDMS硅胶内，如图9和10；

第八步，再将夹具620、受力体223、磁吸动子222、定子221及PDMS硅胶模具600整体放入60度烤箱内一小时完成PDMS硅胶固化，如图9和10使定子221及受力体223的另一侧边完全嵌镶于预制的PDMS硅胶模具700内，固化后PDMS硅胶为第二弹性层，并得到应变组件220。

该磁控细胞静态力学刺激培养装置产生的有益效果是：(1)采用以磁场施加生物力学载荷的方式，因磁场的分布不受细胞培养部200的阻隔，故磁力部300与细胞培养部200能完全分离，降低了细胞培养部200的染菌概率，同时也利于整体的模块化分区管理与工作。(2)本发明采用施加生物力学载荷的磁场由磁力部300产生，因此能通过控制磁力部300的距离及N极S极的朝向，即可控制磁场的强弱和极性方向，从而力学的控制更加便捷有效。(3)本发明的整体布局简单，从而降低生产难度。

实施例2。

一种磁控细胞静态力学刺激培养装置,其他特征与实施例1相同，不同之处在于：本实施例的受力体223为弹性膜，弹性膜具体为PDMS硅胶膜。

本实施例的磁力部300为直径为4cm，高为4cm圆柱状钕铁硼磁铁，钕铁硼磁铁的原料为N52的钕铁硼粉末。

如图11和12所示，当磁力部300与细胞培养部200之间距离为1.5cm、2.0cm、2.5cm、3.0cm、3.5cm、4.0cm、4.5cm和5.0cm时，弹性膜的拉伸应变量。

本实施例的当磁力部300与细胞培养部200之间距离越小时，弹性膜的形变量则越大，当距离为1.5cm时，拉伸应变量大于15％。

实施例3。

一种磁控细胞静态力学刺激培养装置,本发明磁控细胞静态力学刺激培养装置的使用方法如下：取0.08mm的PDMS硅胶膜，切割成所需要的形状，然后将受力体223与磁吸动子222和定子221固定得到应变组件220。再使用75％乙醇浸泡30分钟对应变组件220消毒，并放置在超净台内晾干准备。使用75％乙醇浸泡30分钟对培养仓210消毒，并将培养仓210超净台内晾干后，将应变组件220的定子221装入培养仓210的固定槽2111。

然后将细胞接种于受力体223的表面，本实施例以胰酶消化10代内的C2C12小鼠成肌细胞作为具体的细胞。最后通过磁力部300对磁吸动子222产生磁场，使磁吸动子222对受力体223进行静态拉伸，培养5天后C2C12小鼠成肌细胞的细胞骨架取向分布如图19。

与在其他条件下相同的情况下未经静态拉伸的小鼠成肌细胞，如图17，图中可以看到细胞骨架取向以“漩涡状”分布(一般贴壁为细胞的正常分布形态)定量分析表明，且细胞取向在0-90度方向上呈现近似正态分布，如图18。而经本发明的磁控细胞静态力学刺激培养装置的静态拉伸的小鼠成肌细胞，如图19，从图中可以看到细胞骨架取向多集中于90度方向，与拉伸方向垂直看出，经本发明的静态拉伸细胞取向集中于与垂直方向上，如图20。

其中，本发明的以胰酶消化10代内的C2C12小鼠成肌细胞接种。本发明对接种细胞方法进行说明，具体如下：对胰酶消化10代内的C2C12小鼠成肌细胞进行离心，全培重悬后，全培稀释至20％～30％或50％～70％的细胞接种密度，滴加200微升于受力体223上，完成细胞接种。然后在37℃静置3小时后，细胞完成初步贴附。继续加入50ml～60ml全培液，在无菌操作下安装浮力皿2121和定位铁块2122，盖上培养仓210盖子。再将导磁体230嵌装入装配槽2114后，将细胞培养仓210整体放入培养箱内，在37℃、5％CO

经本实施例的磁控细胞静态力学刺激培养装置对肌细胞进行静态力学刺激后，使绝大部分的细胞进行定向取向。

实施例4。

一种磁控细胞静态力学刺激方法,采用如实施例1至3的一种磁控细胞静态力学刺激培养装置进行。

本发明通过距离调节部400调节磁力部300与细胞培养部200之间的距离，进而调节施加于应变组件220的静态力大小。

该磁控细胞静态力学刺激方法产生的有益效果是：(1)采用以磁场施加生物力学载荷的方式，因磁场的分布不受细胞培养部200的阻隔，故磁力部300与细胞培养部200能完全分离，降低了细胞培养部200的染菌概率，同时也利于整体的模块化分区管理与工作。(2)本发明采用施加生物力学载荷的磁场由磁力部300产生，因此能通过控制磁力部300的距离及N极S极的朝向，即可控制磁场的强弱和极性方向，从而力学的控制更加便捷有效。(3)本发明的整体布局简单，从而降低生产难度。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。