保持干細胞一致性、大批量培養(yǎng),是生物工程發(fā)展的現(xiàn)實需求。以全自動化機電裝備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實驗員人工培養(yǎng)已成為發(fā)展趨勢。論文以干細胞培養(yǎng)裝置研制為目標,側重解決系統(tǒng)結構設計和研究結構系統(tǒng)模態(tài)特性。全自動化干細胞培養(yǎng)裝置將實現(xiàn)更高的精確度、運行平穩(wěn)度、和較高的工作效率,同時擁有結構緊湊、占地面積小、功能多樣、安全、美觀、使用壽命長等特點。結構設計遵循低耦合、高內聚原則,同時運用模塊化設計原理完成整體裝置設計。論文完成的工作涵蓋如下:根據干細胞培養(yǎng)流程,模塊構建由操作區(qū)、過渡區(qū)、培養(yǎng)區(qū)組成的干細胞培養(yǎng)裝置。結合設計經驗,利用Solidworks三維軟件分別對干細胞培養(yǎng)裝置的三個模塊進行結構設計,最終完成全自動化的干細胞培養(yǎng)裝置的裝配。利用Ansys軟件對干細胞培養(yǎng)裝置內部的三個機械手及整體裝配體進行模態(tài)分析,依次完成相應結構的簡化模型、劃分網格、添加約束、求解等操作,提取出主要結構對應的前20階陣型圖和固有頻率,分析各階的主要振動形式,為培養(yǎng)裝置的驅動與控制系統(tǒng)設計提供系統(tǒng)參數,確保規(guī)避共振頻率,防止產生共振,減少振動和噪聲,使干細胞培養(yǎng)裝置操作過程平穩(wěn)、精準。在獲得三個機械臂和培養(yǎng)裝置整體裝配體的模態(tài)分析結果后,經分析可知,三個機械臂的前20階的固有頻率都比裝配體的大很多,機械手的振動幅度在可接受范圍內、變形位置跟預測結果基本一致。整個裝配體的固有頻率基本處于1 1至45HZ范圍內,裝置的驅動電機工作頻率需要遠離該頻率段及機械手的各階固有頻率,外部的持續(xù)激勵也應該遠離該此頻率范圍。模態(tài)分析結果為干細胞培養(yǎng)裝置的開發(fā)提供了結構特征參數,提高了設備的可靠性與安全性,同時,也為結構設計提供了理論參考。干細胞培養(yǎng)裝置的設計研究,為培養(yǎng)裝置研制奠定了基礎,具有一定的科學意義和工程應用價值。
【學位單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：Q813
【部分圖文】：

第一章緒論逡逑可用于干、ＮＫ、Ｔ及貼壁細胞培養(yǎng)的德國ＺＲＰ反應器能生產糖蛋白、抗體、逡逑多肽藥物，如圖１－３所示。其通過特有的模塊化組件和控制方式實現(xiàn)供給氧氣、逡逑排出廢物、操作精確、擴大規(guī)模等功能。ＺＲＰ反應器便于裝配和操作，分為兩種逡逑模式：平板灌流式和旋轉載體灌流式。其中平板灌流式用于干、Ｔ、免疫系統(tǒng)細逡逑胞，而旋轉載體灌流式用于三維貼壁細胞、重組蛋白、糖蛋白多肽的培養(yǎng)【１７＿１８１。逡逑：邋ｊ『．；一”逡逑ＩＢ逡逑圖１－３三維細胞及組織培養(yǎng)系統(tǒng)逡逑中科院廣州生物院的科研人員在相繼攻克了八項關鍵技術后，成功開發(fā)了全逡逑自動干細胞誘導培養(yǎng)裝置，如圖１－４所示。在２５平方米的地方就可以完成細胞逡逑自動培養(yǎng)、使用顯微鏡實時觀測細胞培養(yǎng)狀態(tài)、試劑的添加換取移除、細胞的多逡逑次提取分化等功能，是現(xiàn)有集自動化培養(yǎng)箱系統(tǒng)、自動化液體處理系統(tǒng)、顯微鏡逡逑在線觀測系統(tǒng)、高精度克隆挑取系統(tǒng)、培養(yǎng)皿傳送系統(tǒng)、設備控制系統(tǒng)等六個模逡逑塊于一體的干細胞誘導生產系統(tǒng)。首次完成了將機器學習和人工智能算法為判定逡逑的干細胞誘導培養(yǎng)全過程，該技術在國際上也遙遙領先。該裝備的成功研發(fā)，使逡逑國內的精密高端醫(yī)學裝備在很大程度上擺脫了進口的束縛，為干細胞再生醫(yī)學及逡逑精準醫(yī)療的科研打好了基礎［１９］。逡逑－邋．■擎逡逑－Ｉ｜）邋ＧＩＢ邋Ｈ逡逑１邋＿逡逑：＇ｉ逡逑圖１－４全自動干細胞誘導培

第一章緒論逡逑可用于干、ＮＫ、Ｔ及貼壁細胞培養(yǎng)的德國ＺＲＰ反應器能生產糖蛋白、抗體、逡逑多肽藥物，如圖１－３所示。其通過特有的模塊化組件和控制方式實現(xiàn)供給氧氣、逡逑排出廢物、操作精確、擴大規(guī)模等功能。ＺＲＰ反應器便于裝配和操作，分為兩種逡逑模式：平板灌流式和旋轉載體灌流式。其中平板灌流式用于干、Ｔ、免疫系統(tǒng)細逡逑胞，而旋轉載體灌流式用于三維貼壁細胞、重組蛋白、糖蛋白多肽的培養(yǎng)【１７＿１８１。逡逑：邋ｊ『．；一”逡逑ＩＢ逡逑圖１－３三維細胞及組織培養(yǎng)系統(tǒng)逡逑中科院廣州生物院的科研人員在相繼攻克了八項關鍵技術后，成功開發(fā)了全逡逑自動干細胞誘導培養(yǎng)裝置，如圖１－４所示。在２５平方米的地方就可以完成細胞逡逑自動培養(yǎng)、使用顯微鏡實時觀測細胞培養(yǎng)狀態(tài)、試劑的添加換取移除、細胞的多逡逑次提取分化等功能，是現(xiàn)有集自動化培養(yǎng)箱系統(tǒng)、自動化液體處理系統(tǒng)、顯微鏡逡逑在線觀測系統(tǒng)、高精度克隆挑取系統(tǒng)、培養(yǎng)皿傳送系統(tǒng)、設備控制系統(tǒng)等六個模逡逑塊于一體的干細胞誘導生產系統(tǒng)。首次完成了將機器學習和人工智能算法為判定逡逑的干細胞誘導培養(yǎng)全過程，該技術在國際上也遙遙領先。該裝備的成功研發(fā)，使逡逑國內的精密高端醫(yī)學裝備在很大程度上擺脫了進口的束縛，為干細胞再生醫(yī)學及逡逑精準醫(yī)療的科研打好了基礎［１９］。逡逑－邋．■擎逡逑－Ｉ｜）邋ＧＩＢ邋Ｈ逡逑１邋＿逡逑：＇ｉ逡逑圖１－４全自動干細胞誘導培

南京航空航天大學的吳元東提出，螺栓連接的剛度和阻尼特性對整機特性的逡逑研宄影響很大，在論述中，特別對薄壁殼結構、螺栓連接結構進行了模型簡化，逡逑如圖１－５所示，運用試驗證明了簡化模型的合理性，從而在整機模型分析中使用逡逑此方法進行研宄，盡可能減小設備的振動［２１］。逡逑＇＇一－邐．．．邋ａｎ逡逑人Ａ蒙逡逑ｍｍｍ逡逑圖１－５某發(fā)動機整機模型逡逑侯力軒、殊海燕等人在１２年針對振動、噪聲等問題，先在ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ中建逡逑立了三維模型，再進行了整體設備的模態(tài)分析，如圖１－６所示，提取出影響發(fā)生逡逑共振的參數［８］：固有頻率和振型，分析產生共振的頻率，為驗證模態(tài)分析結果的逡逑正確性，后續(xù)進行了試驗模態(tài)分析，對研究和解決類似的整機共振問題具有指導逡逑意義［２２Ｋ逡逑６逡逑

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4 王泰華;;干細胞技術為醫(yī)學事業(yè)帶來跨時代變革[J];中國科技產業(yè);2018年08期

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本文編號：2824575