可高溫高壓*的3D生物反應(yīng)器-反應(yīng)器-微重力培養(yǎng)室

? ?只有在太空探索開始，并有可能在自由下落的太空艙中進行實驗時，我們才能進行所謂的“微重力”或更好的“微重力”實驗。補償?shù)厍蛏洗嬖诘囊Φ目赡苄詾槲覀兲峁┝朔浅Ｓ杏玫墓ぞ吆偷膶嶒灜h(huán)境，以研究引力對生命系統(tǒng)、人類、動物、植物、細胞甚至更小的結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的影響

? ? ?在我們真正進行太空飛行實驗之前，有一些報告指出，在細胞水平上，重力，微重力灌注生物反應(yīng)器，無論是微重力、亞重力還是超重力，都不會對這些系統(tǒng)產(chǎn)生影響。波拉德在近30年前寫了篇關(guān)于細胞水平微重力研究的物理背景的。在這項非常具有說明性的工作中，他評估了溫度、布朗運動、對流、靜水壓力和細胞膜所經(jīng)歷的應(yīng)力等現(xiàn)象。他得出結(jié)論，直徑在10μm及以上的細胞會經(jīng)歷重力。這種效應(yīng)可能是由于核仁或線粒體的重新分布。雖然比較中存在的各種力和能量可能非常具有說明性，但它們的大小不一定與它們的影響有關(guān)。

? ?在一個非常說明性的分析中描述了各種細胞物理化學(xué)現(xiàn)象的程度。在這篇中，作者將細胞的微觀環(huán)境與我們?nèi)祟愃幍暮暧^環(huán)境聯(lián)系起來。據(jù)計算，重力比表面張力小40萬倍，反應(yīng)器，在神經(jīng)細胞膜的典型電場中僅移動一個電子的力相當(dāng)于整個細胞的重量。在細胞水平上，水似乎非常粘稠，而通過布朗運動，只有三個水分子的沖擊能量相當(dāng)于整個細胞的重量。由于重力作用，細胞的重力勢能約為21kJ/摩爾，而只有一個氫鍵的化學(xué)能為17kJ/摩爾。后，單個肌節(jié)的收縮力相當(dāng)于60個細胞的重量。此外，聚合力遠大于單個細胞的重量，而僅添加一個子單元（例如微絲）所需的力大約是細胞重量的十倍。

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人工重力

由于重力或加速度是一個矢量實體，我們可以產(chǎn)生“人造重力”來改變矢量的方向。這可以在離心機中完成。在不斷旋轉(zhuǎn)的離心機中，物體以恒定的速度移動。然而， 一次性3D生物反應(yīng)器，由于方向也在不斷變化，物體被加速。

這個物體上的力是向心力：

人工重力

由于重力或加速度是一個矢量實體，我們可以產(chǎn)生“人造重力”來改變矢量的方向。這可以在離心機中完成。在不斷旋轉(zhuǎn)的離心機中，物體以恒定的速度移動。然而，可高溫高壓的3D生物反應(yīng)器，由于方向也在不斷變化，物體被加速。

這個物體上的力是向心力

細胞/組織培養(yǎng)離心機

實驗的徑向加速度可以變化到與平相對應(yīng)的值，介于0.2到100之間，度優(yōu)于1%。

離心機速度控制器可通過RS232串行端口使用PC計算機編程，從而生成各種加速度曲線，如發(fā)射曲線或拋物線飛行軌跡。

離心機和靜態(tài)參考試驗放置在培養(yǎng)箱中（，允許控制和改變+5至+50℃+/-0.3℃的溫度。

這些實驗被安置在與可更換轉(zhuǎn)子臂相連的容器中。由于培養(yǎng)容器可以向外擺動，因此產(chǎn)生的g載體盡可能垂直于培養(yǎng)室的表面。

容器主體和蓋子由不銹鋼制成。這有助于熱的可能性，并且可能的性污染可以很容易地。