冷冻复苏细胞的设备的制作方法

专利2022-06-28  81


本实用新型涉及医疗器械技术领域,尤其涉及一种常规条件中使用的细胞冷冻复苏设备。



背景技术:

干细胞移植前通常需要将细胞培养液更换为注射用配液,而在此环节之前,细胞通常需要经历一段时间的培养,而为了防止因污染或技术原因使长期培养功亏一篑,培养阶段的细胞通常会经历一段或数段细胞低温冻存和复苏过程,细胞深低温保存的基本原理是:在-70℃以下时,细胞内的酶活性均己停止,即代谢处于完全停止状态,故可以长期保存。目前的干细胞移植治疗方案,受到大部分医院的开放环境无法提供无菌换液条件这一因素的制约,限制了复苏状态干细胞的运输的时间和运送有效区域,最终对干细胞临床应用产业的发展造成了制约。



技术实现要素:

为了克服上述技术问题,本实用新型提供一种常规条件中使用的细胞冷冻复苏设备,利用该设备可以实现低温长时间远距离稳定运输,并且在医院实现无菌便捷换液。

本实用新型所采用的技术方案是:

一种细胞冷冻复苏设备,包括加热座、清洗装置、储瓶;所述储瓶包括圆形瓶体;所述圆形瓶体侧壁上部设有两个对称的凹弧形结构;所述凹弧形结构的上端距离圆形瓶体顶端的距离为圆形瓶体高度的20%;所述凹弧形结构的长度为圆形瓶体高度的20%;所述两个对称的凹弧形结构的距离为圆形瓶体直径的70%;所述圆形瓶体上表面设有进样口;所述进样口中设有进样口塞;所述圆形瓶体底部设有朝上的凸起;所述凸起外侧壁设有半球形结构;所述凸起的高度为圆形瓶体高度的30%;所述凸起为圆锥形结构;所述圆形瓶体内侧壁设有吹气管;所述吹气管上端与圆形瓶体上壁内侧为一体成型结构,下端距离圆形瓶体底面的距离为圆形瓶体高度的10%;所述加热座设有凹槽;所述凹槽侧壁设有测温管、柔性加热器;所述清洗装置包括升降电机、固定板、生理盐水储存器、清洗液储存器、生理盐水针头、清洗液针头、抽液泵、推液泵;所述固定板安装在升将电机的升降杆上;所述生理盐水针头、清洗液针头分别安装在固定板上,生理盐水针头的长度小于清洗液针头的长度;所述生理盐水针头、推液泵、生理盐水储存器依次连通;所述清洗液储存器、抽液泵、清洗液针头依次连通;所述底座上设有l型固定杆;所述l型固定杆一端与底座旋转连接,另一端设有通孔;所述两个对称的凹弧形结构向储瓶内凹。

本实用新型中,所述两个对称的凹弧形结构向储瓶内凹,从而利用弧形以及缩窄开口形成对细胞悬液的阻挡结构。凹弧形结构的开口中心与底面中心的连接线与水平面平行,两个对称的凹弧形结构的底边中心点的连接线与水平面平行。

本实用新型中,圆形瓶体为一体结构,凸起与圆形瓶体为一体结构,细胞冷冻复苏设备不含有细胞滤网与活塞,即圆形瓶体不是由分段组成的,通过常规吹塑可以制备得到。

本实用新型中,所述凸起外侧壁设有半球形结构;提高细胞清洗力度与均匀性;尤其是本实用新型进行细胞复苏的时候无需手握,解决了现有技术混悬的问题。在本实用新型申请前,现有技术不存在凸起结构,本领域技术人员掌握的是现有技术,而不是申请在前公开在后的技术内容,并且对于活塞结构,作为常识,明显不是凸起结构,因为其充满整个瓶体内部,不属于本实用新型公开的凸起结构,也无法实现本实用新型凸起结构的技术效果。凸起的轴线与储瓶的轴线为同一条线。

本实用新型中,底座上设有l型固定杆,l型固定杆一端与底座旋转连接,从而可以转动,另一端设有通孔,可以套住储瓶,从而固定,提高吹气混悬效果,也在清洗混悬时保持储瓶稳定。

本实用新型中,所述凸起为圆锥形结构,可以提高混悬冲击力,至于该凸起的高度,优选为圆形瓶体高度的30%,底部混悬不影响缓冲液流动,也不会对清洗液吸出产生影响。

本实用新型中,圆形瓶体内侧壁设有吹气管,所述吹气管内径为生理盐水针头内径的6~10倍,这是首次公开;吹气管上端与圆形瓶体上壁内侧为一体成型结构,即吹气管上端口与储瓶上壁结合,可以固定,在使用吹气的时候,只要吹气针刺穿储瓶上壁就可插入吹气管内,源源送气,下端距离圆形瓶体底面的距离为圆形瓶体高度的10%,给出气体触底反弹的余地,进一步提高混悬效果;吹气装置为现有设备,比如压缩氮气,本实用新型不做限定。吹气管与推入生理盐水带动的扰动明显不同,比如刮风与洪水,完全两回事情。

本实用新型提出新的细胞储瓶结构,可以在瓶中冻存细胞、复苏细胞、清洗细胞、置换生理盐水,从而实现了在医院等非无菌环境中进行细胞复苏、换液,进而用于注射的目的,解决了现有技术无法在医院复苏,需要苛刻的无菌环境操作等问题。

本实用新型中,生理盐水针头的长度小于清洗液针头的长度,至于具体比例根据储瓶大小设计,这个技术点很好也很重要,生理盐水针头、清洗液针头同时插入细胞处理瓶中,生理盐水针头位于瓶口处、清洗液针头位于瓶中部左右,具体距离根据细胞高度设计,从而在清洗换液过程无需接触外界,生理盐水针头推入生理盐水、清洗液针头吸出清洗液,安全、卫生。

上述技术方案中,凹弧形结构可以阻挡细胞乱冲的同时可以提高混悬效果,有了该储瓶,可以在瓶中冻存、复苏、清洗、置换,而无需现有技术根据工艺步骤将干细胞分别经过多的装置,同一瓶中操作极大降低了细胞污染风险。

本实用新型的设计中,限定凹弧形结构的一些参数,减少细胞混悬液流动造成的冲击力,同时对液体流动产生一定的漩涡作用,两个对称的凹弧形结构距离较大,空隙为圆形瓶体直径的70%,符合吹气混悬冲击力不大的优势,也使得储瓶制备容易,尤其是大空隙利于生理盐水针头、清洗液针头排布,不局促,避免互相干扰。无论在本实用新型申请前还是申请后提交的技术方案中,都没有涉及储瓶两侧设有对称凹弧形结构的技术特征,作为本领域技术常识,瓶口附近的一小点弧形既不属于本实用新型公开的凹弧形也不能实现所述凹弧形的技术效果。两个对称的凹弧形结构的距离为所述两个对称的凹弧形结构底边顶点之间的距离。

优选的,所述清洗液针头通过内径2.5~3毫米的软管与抽液泵连接;所述生理盐水针头通过内径6~7毫米的软管与生理盐水储存器连接。干细胞复苏后需要吹打混悬清洗换液从而得到可注射的制剂,通过大管径将推液泵输出的生理盐水输送给生理盐水针头,利于吹打混悬,然后通过抽液泵吸力用小口径的软管从清洗液针头吸出清洗液,放在清洗液储存器中,小口径利于保持细胞稳定,避免扰动;清洗装置的安装连接根据实际空间进行,不影响本实用新型的效果,可以采用桁架或者支架的方式。

本实用新型底座的凹槽侧壁设有测温管、柔性加热器,可通过螺丝安装,提供热量以及准确性,保证复苏质量与效率;测温管可以实时感知温度变化,温度读数(摄氏度)通过电子屏呈现,提示操作者观察复苏效果,及时终止加热;测温管以及电子显示屏属于现有产品,其安装连接也是常识,显示屏的位置不做限定,测温管在凹槽内的具体安装方式不做限定,只要不与储瓶互相影响即可。

本实用新型中,设备简单,尤其是储结构合理简易,一体注塑成型即可完成,避免了上下结构的加工、匹配性问题,也避免了细胞滤网带来的安装不便、易脱落的问题,通过向瓶内的凹弧形结构的设计使得手晃动储瓶的时候细胞不会冲出过高,同时也利用弧形结构提高细胞混悬均匀性,结合双针设计,可避免吸出细胞;本实用新型的各部件都是市购的,具体的连接方式、安装方式都根据设备本身的常识进行,进样口的设计为常规设计可用于细胞注入,进样口塞也为常规技术,用于塞住进样口;本实用新型的创造性在于首次公开了一种设备,可以实现自然环境下的干细胞复苏、换液,从而用于注射,解决了现有技术一直无法在医院复苏、需要苛刻的无菌环境操作等问题。

附图说明

图1为实施例一细胞冷冻复苏设备结构示意图;

图2为实施例一储瓶结构示意图;

图3为实施例一圆锥形结构凸起结构示意图;

图4为加热座结构示意图;

图5为两个对称的凹弧形结构的距离参考示意图;

图6为圆形瓶体标注参考示意图;

其中,加热座1、清洗装置2、储瓶3、圆形瓶体5、凹弧形结构51、凹弧形结构52、进样口53、进样口塞54、圆锥形结构凸起55、半球形结构56、吹气管57、凹槽6、测温管61、柔性加热器62、升降电机21、固定板22、生理盐水储存器23、清洗液储存器24、生理盐水针头25、清洗液针头26、抽液泵27、推液泵28、l型固定杆4、通孔41。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。本实用新型首次公开了一种针对医用干细胞在开放环境中无菌换液的设备,创造性的提出带凹弧形结构的储瓶结构并结合清洗装置的设计,可以在瓶中冻存、复苏、清洗、置换,尤其是通过底座、双针机构的配合可以实现干细胞换液的无菌操作,而且半自动操作既安全又卫生,还可控;利用该装置可以实现低温长时间远距离稳定运输,并且在医院实现无菌便捷换液。本实用新型的位置关系为实际应用时的位置关系,并且圆形瓶体为一体结构,凸起与圆形瓶体为一体结构,可以由常规注塑方法制备,细胞冷冻复苏设备不含有细胞滤网与活塞。

实施例一

参见附图1-4:一种细胞冷冻复苏设备,包括加热座1、清洗装置2、储瓶3;储瓶包括圆形瓶体5;圆形瓶体侧壁上部设有两个对称的凹弧形结构51、52;凹弧形结构的上端距离圆形瓶体顶端的距离为圆形瓶体高度的20%;凹弧形结构的长度为圆形瓶体高度的20%;两个对称的凹弧形结构的距离为圆形瓶体直径的70%;圆形瓶体上表面设有进样口53,进样口中设有进样口塞54,都为常规技术可实现;圆形瓶体底部设有朝上的圆锥形结构凸起55,凸起外侧壁设有半球形结构56,凸起的高度为圆形瓶体高度的30%;圆形瓶体内侧壁设有吹气管57,吹气管上端与圆形瓶体上壁内侧为一体成型结构,下端距离圆形瓶体底面的距离为圆形瓶体高度的10%;加热座设有凹槽6;凹槽侧壁设有测温管61、柔性加热器62,都为常规技术可实现,安装于使用为常规技术,比如柔性加热器可贴在凹槽内壁,测温管嵌入凹槽内壁上;清洗装置包括升降电机21、固定板22、生理盐水储存器23、清洗液储存器24、生理盐水针头25、清洗液针头26、抽液泵27、推液泵28;固定板安装在升将电机的升降杆上;生理盐水针头、清洗液针头分别安装在固定板上,生理盐水针头的长度小于清洗液针头的长度;生理盐水针头、推液泵、生理盐水储存器依次连通,生理盐水针头通过内径6毫米的软管与生理盐水储存器连接;清洗液储存器、抽液泵、清洗液针头依次连通,清洗液针头通过内径2.5毫米的软管与抽液泵连接,都用足够长软管连通,从而针头可以上下位移;底座上设有l型固定杆4;l型固定杆一端与底座旋转连接,为常规方式比如轴连接,另一端设有通孔41,通孔内侧壁设有橡胶层(未标注,根据常规技术制备)可提高l型固定杆与储瓶的摩擦力;吹气管内径为生理盐水针头内径的8倍。两个对称的凹弧形结构的距离为所述两个对称的凹弧形结构底边顶点之间的距离,参见附图5,其中a为两个对称的凹弧形结构的距离;凸起的轴线与储瓶的轴线为同一条线,参见附图6,其中b为同一条中轴线;凹弧形结构的开口中心与底面中心的连接线与水平面平行,两个对称的凹弧形结构的底边中心点的连接线与水平面平行,参见附图6,其中c、c`分别为两个凹弧形结构各自开口中心与底面中心的连接线,d为两个对称的凹弧形结构的底边中心点的连接线,都与水平面平行。

实施例二

一种细胞冷冻复苏设备,包括加热座、清洗装置、储瓶;储瓶包括圆形瓶体;圆形瓶体侧壁上部设有两个对称的凹弧形结构;凹弧形结构的上端距离圆形瓶体顶端的距离为圆形瓶体高度的20%;凹弧形结构的长度为圆形瓶体高度的20%;两个对称的凹弧形结构的距离为圆形瓶体直径的70%;圆形瓶体上表面设有进样口,进样口中设有进样口塞,都为常规技术可实现;圆形瓶体底部设有朝上的圆锥形结构凸起,凸起外侧壁设有半球形结构,凸起的高度为圆形瓶体高度的30%;圆形瓶体内侧壁设有吹气管,吹气管上端与圆形瓶体上壁内侧为一体成型结构,下端距离圆形瓶体底面的距离为圆形瓶体高度的10%;加热座设有凹槽;凹槽侧壁设有测温管、柔性加热器,都为常规技术可实现;清洗装置包括升降电机、固定板、生理盐水储存器、清洗液储存器、生理盐水针头、清洗液针头、抽液泵、推液泵;固定板安装在升将电机的升降杆上;生理盐水针头、清洗液针头分别安装在固定板上,生理盐水针头的长度小于清洗液针头的长度;生理盐水针头、推液泵、生理盐水储存器依次连通,生理盐水针头通过内径7毫米的软管与生理盐水储存器连接;清洗液储存器、抽液泵、清洗液针头依次连通,清洗液针头通过内径3毫米的软管与抽液泵连接,都用足够长软管连通,从而针头可以上下位移;底座上设有l型固定杆;l型固定杆一端与底座旋转连接,另一端设有通孔,通孔内侧壁设有橡胶层可提高l型固定杆与储瓶的摩擦力;吹气管内径为生理盐水针头内径的8倍。

附图中重复部件只标注一处,附图中一些的厚度没有体现,比如l型固定杆没有显示厚度,不影响本领域技术人员的理解。细胞在生物公司无菌培养间中培养一定时间后,加入储瓶中,盖上进样口塞,低温冷冻保存;远距离运输到需要细胞的医院或社会医疗机构后,置于凹槽加热复苏(采用柔性加热器加热);然后生理盐水针头、清洗液针头穿透储瓶上壁插入储瓶中,推液泵将生理盐水通过插入储瓶的生理盐水针头推入储瓶中,在将生理盐水推入的同时,利用外部现有气源将气体通过吹气管通入,进行混悬;待细胞培养液稀释后,通过抽液泵将清洗液吸回清洗液储存器中,完成一次换液;上述过程可重复多次,或换成注射用液,完成换液;最后可以用注射针管穿破储瓶将细胞吸出,实施应用。在运输过程中细胞悬液处于冷冻固体状态,能有效防止路途颠簸产生的剪切力导致的细胞聚团破损等问题,提高应用稳定性;在整个清洗和换液过程密封无菌,并且迅速而无需离心,也无需手晃,避免过多的离心导致干细胞破裂、降低干细胞成活率以及复苏过程过久会降低细胞活性的问题,因而可以安全有效的提高细胞成活率和活性。经过检测,常规方法复苏细胞并运送,时间持续2小时后细胞存活降至80%,时间越久,存活率越低;而使用本装置,从复苏到注射可以在12分钟内完成,实施例一、二的细胞存活率为93%、92%。


技术特征:

1.一种冷冻复苏细胞的设备,其特征在于,包括加热座、清洗装置、储瓶;所述储瓶包括圆形瓶体;所述圆形瓶体侧壁上部设有两个对称的凹弧形结构;所述凹弧形结构的上端距离圆形瓶体顶端的距离为圆形瓶体高度的20%;所述凹弧形结构的长度为圆形瓶体高度的20%;所述两个对称的凹弧形结构的距离为圆形瓶体直径的70%;所述圆形瓶体上表面设有进样口;所述进样口中设有进样口塞;所述圆形瓶体底部设有朝上的凸起;所述凸起外侧壁设有半球形结构;所述凸起的高度为圆形瓶体高度的30%;所述凸起为圆锥形结构;所述圆形瓶体内侧壁设有吹气管;所述吹气管上端与圆形瓶体上壁内侧为一体成型结构,下端距离圆形瓶体底面的距离为圆形瓶体高度的10%;所述加热座设有凹槽;所述凹槽侧壁设有测温管、柔性加热器;所述清洗装置包括升降电机、固定板、生理盐水储存器、清洗液储存器、生理盐水针头、清洗液针头、抽液泵、推液泵;所述固定板安装在升将电机的升降杆上;所述生理盐水针头、清洗液针头分别安装在固定板上,生理盐水针头的长度小于清洗液针头的长度;所述生理盐水针头、推液泵、生理盐水储存器依次连通;所述清洗液储存器、抽液泵、清洗液针头依次连通;所述加热座上设有l型固定杆;所述l型固定杆一端与底座旋转连接,另一端设有通孔;所述两个对称的凹弧形结构向储瓶内凹。

2.根据权利要求1所述冷冻复苏细胞的设备,其特征在于,所述吹气管内径为生理盐水针头内径的6~10倍。

3.根据权利要求1所述冷冻复苏细胞的设备,其特征在于,所述通孔内侧壁设有橡胶层。

4.根据权利要求1所述冷冻复苏细胞的设备,其特征在于,所述两个对称的凹弧形结构的距离为所述两个对称的凹弧形结构底边顶点之间的距离。

5.根据权利要求1所述冷冻复苏细胞的设备,其特征在于,所述凸起的轴线与储瓶的轴线为同一条线。

6.根据权利要求1所述冷冻复苏细胞的设备,其特征在于,所述清洗液针头通过内径2.5~3毫米的软管与抽液泵连接。

7.根据权利要求1所述冷冻复苏细胞的设备,其特征在于,所述生理盐水针头通过内径6~7毫米的软管与生理盐水储存器连接。

8.根据权利要求1所述冷冻复苏细胞的设备,其特征在于,所述凹弧形结构的开口中心与底面中心的连接线与水平面平行;所述两个对称的凹弧形结构的底边中心点的连接线与水平面平行。

9.根据权利要求1所述冷冻复苏细胞的设备,其特征在于,所述圆形瓶体为一体结构;所述凸起与圆形瓶体为一体结构。

10.根据权利要求1所述冷冻复苏细胞的设备,其特征在于,所述细胞冷冻复苏设备不含有细胞滤网与活塞。

技术总结
本实用新型公开了一种冷冻复苏细胞的设备,包括加热座、清洗装置、储瓶、固定架;储瓶包括圆形瓶体;圆形瓶体侧壁上部设有两个对称的凹弧形结构;两个对称的凹弧形结构的距离为圆形瓶体直径的70%;圆形瓶体上表面设有进样口;所述进样口中设有进样口塞;所述圆形瓶体底部设有朝上的凸起;所述圆形瓶体内侧壁设有吹气管;所述加热座设有凹槽;所述凹槽侧壁设有测温管、柔性加热器;所述清洗装置包括升降电机、固定板、生理盐水储存器、清洗液储存器、生理盐水针头、清洗液针头、抽液泵、推液泵。本实用新型提出新的细胞储瓶结构,可以在瓶中冻存细胞、复苏细胞、清洗细胞、置换生理盐水。

技术研发人员:金美芳;谢翌;宿广昊
受保护的技术使用者:苏州大学附属儿童医院
技术研发日:2019.06.11
技术公布日:2020.06.09

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