【智能动态组织工程软骨体外培养箱】
1.1作品简介
作品名称：智能动态组织工程软骨体外培养箱
评选分类：机类
生物、机械、力学、材料
学科分类：医学基础
1.2功能/作用介绍：
培养箱功能
全自动组织工程软骨体外培养箱的主要功能如下：
⑴ 能适应多中软骨组织的体外培养要求，包括关节软骨、人耳廓软骨、气管、鼻、乳房和乳头、眼脸穹窿等组织。
⑵ 实现智能化控制，数据采集卡实时采集培养参数，经系统软件分析，使控制单元及时调整生物反应器状态，确保培养出来的软骨组织具有良好的力学性能和完美的形态。
⑶ 采用模块化结构，提高软骨体外培养箱的可扩展性，减少维护时间，操作相对简单方便。
⑷ 人机界面良好。采用触摸屏显示，极大提高了仪器友好度，操作人员可以实时观察组织工程软骨组织的体外培养参数和力学性能分析结果，实现最佳软骨组织生物力学及生物学环境的搭建。并且，操作人员可以对温控范围、施加压力区间、CO2浓度控制范围、pH值等性能指标进行阈值、初始值设置，一旦软骨组织的培养参数超过阈值，设备具有报警显示功能，提醒实验员及时处理。
⑸ 全封闭式培养方式，根据GMP标准设计，确保无菌环境。
⑹ 一次能构建1-12个具有良好力学性能和形态的组织
培养箱作用
人工手动培养获得的软骨组织往往力学性能无法达到正常的软骨标准，软骨的形态无法调控，批次之间标准无法控制，难以控制组织工程软骨的质量与安全性，而本文开发的设备具有专业的检测和控制软硬件平台，能针对特定的细胞和组织设计特定的调控算法进行准确控制，并且对特异性参数能进行实时的检测和控制。从而，智能动态组织工程软骨体外培养箱能针对各种生物材料很好构建组织与器官的形态，方便形成系统化的生产工艺，对组织进行动态培养，操作方便。
智能动态组织工程软骨体外培养箱具有灌流、运动模拟、动态压力等不同形式的培养形式，从而更好的模拟了生物力学和生物学环境，能够实现组织工程关节软骨、人耳廓软骨、气管、鼻、乳房和乳头、眼脸穹窿等多种软骨组织的培养，且培养出来的软骨组织普遍具有良好的力学性能和完美的形态。整套设备实现全自动智能控制，相较传统的人工手动培养方法构建组织工程软骨具有明显优势。
整套设备不仅仅适合于标准化，产业化发展，作为自主开发的生物仪器，同样十分适合于学校相关专业的实验教学。组织工程、生物医学工程、生物材料、生物力学、干细胞生物学、细胞生物学都是实验性很强课程，目前由于这些课程非常前沿，与这些课程配套的实验仪器和教程不系统，通常采用PPT图片讲解或静态模型的教学模式，而学生在这种教学模式下接受到的知识难于理解、过于生硬，片面，认识不够深刻。“知其然而不知其所以然”的学习方法虽然可以应付学业考试，但当学生步入相关从业领域，其竞争力却会大打折扣。智能动态组织工程软骨体外培养箱作为上述课程的辅助实验仪器，能够给学一个直观的感受，学生可以通过实验的方式自己来动手构建一个软骨组织，自己调试不同的力学环境和生物学环境，还可以动态的观察组织或细胞在不同培养时期的形态，并将实验结果和体会以实验报告的形式提交。
学生把实验看到的组织或细胞形态与教材上的知识进行比对，从相似处验证知识的准确性，从差异处总结分析组织细胞的特异性参数，得到生物力学和生物学培养的优化环境，更深刻的认识和掌握书本的相关知识，积累细胞培养的经验，提高动手能力。这样，学生才不是知识的复读机，而成为知识的发现者和创造者，能够更加灵活的运用知识，真正达到教学的目的。这套仪器作为机电一体化在生物医学领域的应用，还可以使学生不局限于自己专业的限制，拓展思路，尝试去寻求更广阔的就业方向。可见，智能动态组织工程软骨体外培养箱在实验仪器辅助教学中同样能发挥重要作用。
作品名称：智能动态组织工程软骨体外培养箱
完成单位：杭州电子科技大学
