SVF細胞自動分離裝置及其方法與流程
2023-06-08 08:23:06 1
本發明屬於幹細胞分離提取技術領域，尤其涉及一種svf細胞自動分離裝置及其方法。
背景技術：
脂肪組織已成為在組織工程和再生醫學中一個非常有吸引力的細胞來源，因為它富含幹細胞/祖細胞群而且可以很容易地收集。從人體脂肪吸取物分離原代培養得到的細胞群稱為脂肪來源血管基質部分(svf)。脂肪組織中的svf含有不同的間充質祖/幹細胞群比，如除了脂肪祖/幹細胞還有脂肪前體細胞、內皮細胞、平滑肌細胞、成纖維細胞、t細胞，周細胞和m2巨噬細胞。通過svf分離得到的脂肪幹細胞經誘導，在體外可以容易地擴展並且有潛力分化為不同譜系的細胞，在創傷修復、組織再生、慢性病治療等多個組織再生領域有廣泛的臨床應用前景。研究者現已通過酶消化的方法，從腹壁整形術或吸脂術廢棄的脂肪組織中分離svf。若要將svf分離提取細胞大規模的應用於再生工程，則亟需有關組織再生細胞自動分離儀，才能夠使脂肪間充質幹細胞應用從基礎研究階段真正應用至臨床造福病患。
然而，現今svf細胞分離提取技術中，在開放的分離提取環境，容易造成汙染；並且工藝複雜需要較多的儀器，提取步驟繁瑣且不可控，比如脂肪組織需要人工切碎，不便於臨床上醫護人員使用。此外，傳統的脂肪幹細胞分離方式是將消化後的組織懸液用濾網進行過濾，在過濾過程中結締組織逐漸將濾孔堵塞，導致過濾速度慢時間延長，影響了原代細胞的活性。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種自動、高效、無汙染、可控的svf細胞自動分離裝置及其方法，以便於實現svf細胞大規模分離提取的管理和產業化。
為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案：
svf細胞自動分離裝置，包括臺架，臺架上安裝有加液組件、主體罐、過濾裝置、動力裝置，加液組件與主體罐導管連接，主體罐依次導管連接過濾裝置和動力裝置，導管從動力裝置出來分兩路，一路導管連接收集器，另一路導管連接廢液缸。
加液組件和主體罐之間、過濾裝置和動力裝置之間均設有氣缸控制開關。
加液組件包括長方體固定塊，固定塊左右各有1個掛鈎，掛鈎一懸掛3袋500ml生理鹽水，掛鈎二懸掛1袋含有經滅菌確認膠原酶的200ml生理鹽水，各生理鹽水分別通過帶氣缸控制開關的連接導管與主體罐的罐蓋連接孔相連接。
主體罐的罐蓋上有兩個連接孔和脂肪加樣孔，兩個連接孔分別與掛鈎一和掛鈎二上的生理鹽水袋相連接；脂肪加樣孔直接與抽脂儀器的管道相連接；主體罐的罐體中央有攪拌器，攪拌器由多個攪拌葉組成；攪拌器底部通過耦合器連接電機；主體罐的罐體底部有液體出口連接過濾裝置。
動力裝置為蠕動泵。
過濾裝置為內含過濾濾芯的密閉裝置，其頂端經導管連接主體罐，過濾濾芯為多道不同孔徑大小的濾膜。
收集器為內含中央濾芯的密閉裝置，中央濾芯具有0.45μm的濾膜。
上述svf細胞自動分離裝置還包括控制臺，控制臺連接並控制加液組件、攪拌器、動力裝置和氣缸控制開關。
上述svf細胞自動分離裝置的使用方法，將200ml脂肪組織放入主體罐後，密閉主體罐，開啟控制臺，首先打開連接3袋500ml生理鹽水的氣缸控制開關，每次放液500ml，啟動攪拌器攪拌脂肪組織以洗淨脂肪組織中的血液等物質；洗滌1分鐘後，自動啟動動力裝置打開連接廢液缸的氣缸控制開關，排放廢液，重複洗滌三次，然後，控制臺打開含有經滅菌確認膠原酶的200ml生理鹽水的氣缸控制開關，放入膠原酶，在室溫下攪拌30分鐘；攪拌完後，靜置3分鐘；啟動動力裝置，將含有svf的下層溶液泵入收集器中；收集器中獲得的溶液離心獲得沉澱，再用生理鹽水洗滌後離心去除殘留的膠原酶成分，獲得純淨的svf。
針對大規模應用svf細胞缺乏有關提取分離設備的問題，發明人設計了一種svf細胞自動分離裝置，包括臺架，臺架上安裝有加液組件、主體罐、過濾裝置、動力裝置，加液組件與主體罐導管連接，主體罐依次導管連接過濾裝置和動力裝置，導管從動力裝置出來分兩路，一路導管連接收集器，另一路導管連接廢液缸。該裝置能夠保證在全程封閉、無菌條件下全自動地收集svf細胞。其中，一次性主體罐避免重複使用，防止交叉汙染；攪拌器使用多個攪拌葉攪拌，省去人工剪碎，避免了剪切機械用力不均造成大量細胞損傷；脂肪組織懸液經多道過濾膜提純過濾，最終可收集到純淨的svf細胞；此外，整個裝置由動力裝置及氣缸控制開關、控制臺管理，可實現可控、全自動。該裝置結構設計合理、使用方便簡單，分離過程可控，大大節省了分離時間、提高了分離效率，保證了脂肪幹細胞活性，分離率高。據此，發明人還建立了相應使用方法，應用該自動分離裝置及其方法，可實現svf細胞大規模分離提取的管理和產業化。
附圖說明
圖1是本發明svf細胞自動分離裝置的結構示意圖。
圖2是本發明svf細胞自動分離裝置中過濾裝置的結構示意圖。
圖3是本發明svf細胞自動分離裝置中主體罐的結構示意圖。
圖4是本發明svf細胞自動分離裝置中攪拌器的結構示意圖。
圖5是本發明svf細胞自動分離裝置中收集器的結構示意圖。
圖中：1加液組件，2掛鈎一氣缸控制開關，3掛鈎二氣缸控制開關，4主體罐，5攪拌器，6過濾裝置，7控制臺，8動力裝置，9廢液缸，10收集器。
具體實施方式
一、基本結構及其功能
如圖1至5所示，本發明的svf細胞自動分離裝置，主要包括臺架和控制臺7，臺架上安裝有加液組件1、主體罐4、過濾裝置6、動力裝置8，加液組件與主體罐導管連接，主體罐依次導管連接過濾裝置和動力裝置，導管從動力裝置出來分兩路，一路導管連接收集器10用於收集svf溶液，另一路導管連接廢液缸用於收集廢液。加液組件和主體罐之間、過濾裝置和動力裝置之間均設有氣缸控制開關。控制臺連接並控制加液組件、攪拌器5、動力裝置和氣缸控制開關。其中，
加液組件包括長方體固定塊，固定塊左右各有1個掛鈎，掛鈎一懸掛3袋500ml生理鹽水，掛鈎二懸掛1袋含有經滅菌確認膠原酶的200ml生理鹽水(膠原酶含量為0.1％)，各生理鹽水分別通過帶氣缸控制開關的連接導管與主體罐的罐蓋連接孔相連接。
主體罐的罐蓋上有兩個連接孔和脂肪加樣孔，兩個連接孔分別與掛鈎一和掛鈎二上的生理鹽水袋相連接；脂肪加樣孔可直接與抽脂儀器的管道相連接；主體罐的罐體中央有攪拌器，攪拌器由多個攪拌葉組成；攪拌器底部通過耦合器連接電機；主體罐的罐體底部有液體出口連接過濾裝置。
動力裝置為蠕動泵，蠕動泵由plc控制並為分離溶液提供動力。
過濾裝置為內含過濾濾芯的密閉裝置，其頂端經導管連接主體罐，過濾濾芯為多道不同孔徑大小的濾膜(80～120μm，一般為四層，各層的濾膜孔徑分別為200μm，150μm，100μm，50μm，用來過濾大塊未消化的脂肪顆粒和攔截不同大小的脂肪細胞)。收集器為內含中央濾芯的密閉裝置，中央濾芯具有0.45μm的濾膜用於最終收集細胞網片，脂肪幹細胞和內皮細胞可通過前幾道濾膜最終被限制在最後一道，而水和膠原酶通過排出，有效的實現了脂肪組織中svf的過濾和收集，可以將酶解獲得的大量svf收集用於臨床。
控制臺控制整體裝置的運行。控制臺系統包含一個內部的處理裝置和可以控制許多處理功能的相關的軟體程序，可被自動化操控。系統銜接動力裝置，通過預先編寫的程序，控制整個分離裝置的運作。收集器連接動力裝置，動力裝置通過提供動力並在程序控制下操控輸出廢棄液和svf溶液管道的氣缸控制開關，可以分別將廢液泵入廢液缸和含有svf的溶液泵入收集器。
二、使用方法
將200ml左右的脂肪組織放入主體罐後，密閉主體罐，開啟控制臺，首先打開連接3袋500ml生理鹽水的掛鈎一氣缸控制開關2，每次放液500ml，啟動攪拌器攪拌脂肪組織以洗淨脂肪組織中的血液等物質；洗滌1分鐘後，自動啟動動力裝置打開連接廢液缸的氣缸控制開關，排放廢液，所需要的脂肪組織被過濾濾芯阻擋，重複洗滌三次，確保脂肪組織洗滌乾淨；然後，控制臺打開含有經滅菌確認膠原酶的200ml生理鹽水的掛鈎二氣缸控制開關3，放入膠原酶，在室溫下攪拌30分鐘，使得膠原酶充分酶解脂肪組織，使得裡面的脂肪間充質幹細胞等細胞成分從脂肪顆粒中釋放出來；攪拌完後，靜置3分鐘，大顆粒脂肪漂浮在上層，含有svf的液體在下層；啟動動力裝置，將含有svf的下層溶液泵入收集器中；收集器中獲得約200ml的溶液，分裝到50ml離心管，離心獲得沉澱，再用生理鹽水洗滌一次後，再次離心去除殘留的膠原酶成分，獲得純淨的svf，用於臨床。
實際使用中，根據添加脂肪組織的方式，可人工打開主體罐的罐蓋直接將整塊脂肪組織加入主體罐，或者將加樣孔與抽脂儀器的管道相連接實現自動添加脂肪組織。
實驗表明，應用本發明及其方法，從100ml脂肪組織中大概可以提取獲得1x106間充質幹細胞，提取分離率遠遠高於同體積骨髓血中間充質幹細胞的數量，可滿足臨床組織再生對間充質幹細胞數量的要求。