大鼠高加速度离心加载装置:高加速度环境下动物的力学生物学响应

• 作者: 于露 张春秋 张西正 高丽兰 高子剑
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 高加速度 离心加载 高加速度加载机 有限元模型 模态分析 共振 振型 大鼠 组织构建
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 所属期刊栏目: 组织构建与生物活性因子
• 页码范围: 372-377
• 页数: 6页
• 分类号: R446
• 字数: 6855字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.0588

摘要

背景:载人航天器发射与返回、舰载机的起飞与降落,会使航天员、飞行员处在高加速度(超重)环境中,高加速度环境会对细胞、器官、动物体等产生重要影响.高加速度离心加载机是一种可以为动物个体及细胞提供高加速度力学环境的装置,在航空航天的力学生物学、组织工程研究中起基础平台作用,目前通常生物学实验室需要高加速度加载装置.目的:结合现有离心机,设计制作大鼠高加速度离心加载机,研究大鼠在高加速度力学环境下的力学生物学响应.方法:离心机设计制作流程:确定设计参数、选择动力源→设计离心机结构并验证→选择制作控制器→加工制作机器并调试.对大鼠进行水平和竖直放置方向的加载,每个方向设置了4 G组、8 G组、10 G组、20 G组4个小组和一个对照组,观察不同高加速度环境对大鼠身体和行走能力的影响.结果与结论:①经过结构设计加工、配件选型和安装调试研制出高加速度加载机,设备包括机械结构与控制系统两部分;该机运行平稳,噪声低,平稳实现0-40 G的高加速度加载,并且还可实现变加速度加载;②采用该机对大鼠进行不同高加速度环境加载后,表现出身体向一侧倾斜,不能直线行走的现象,并且伴随战栗、后肢充血等症状,高加速度值越大,大鼠所受的影响越大,经过一段时间休息,大鼠身体基本可以恢复;③实验结果验证了该离心加载机可以为动物实验提供相应的高加速度环境,可以用于研究高加速度环境下动物的力学生物学响应.